Скрепер. Прицепной с гидроуправлением, емкость ковша 7-8 м3. Тяговый расчет прицепного скрепера

        Набор грунта. Операция включает в себя резание грунта и наполнение ковша. Ковш наполняют грунтом в процессе прямолинейного движения скрепера по забою с опущенным ковшом и заглубленными ножами при скорости 2-4 км/ч в зависимости от толщины срезаемой стружки. Толщина срезаемой стружки зависит от вида грунта, а также силы и бульдозера-толкача. В табл. 2 приведены значения максимальной  толщины   стружки, а также длины пути набора грунта для скреперов с ковшами различной вместимости. 

Таблица 2. Ориентировочная толщина стружки и длина пути набора, м

   На  процессе наполнения ковша грунтом  существенно влияет ` регулирование положения заслонки и выбранный способ резания стружки. В начале набора заслонку поднимают на 60...70 см, чтобы она не мешала поступлению грунта в ковш. По мере скопления грунта в задней части ковша заслонку опускают с таким расчетом, чтобы зазор между ее нижней кромкой и ножами не превышал 20...30 см при работе на несвязных и рыхлых грунтах и 40...50 см при работе на связных. Уменьшение зазора предотвращает выпадение грунта из ковша между заслонкой и ножами. На третьем этапе наполнения пласт грунта поступает в ковш под сильным напором, преодолевая сопротивление ранее набранного грунта. Такой напор создается путем уменьшения толщины стружки. При этом заслонка должна быть приподнята на 10...15 см выше, чем на второй стадии. При планировочных работах, когда снимают небольшой слой грунта, ковш наполняют стружкой постоянной толщины h_пост. Этот способ малопроизводителен, так как не позволяет полностью использовать силу тяги скрепера, а при работе с бульдозером-толкачом по этой причине нецелесообразен. Более распространен способ наполнения ковша стружкой переменного сечения от h_m,_n до hmax называемый обычным. Вначале по возможности глубже опускают ножи скрепера и режут грунт более толстой , стружкой, постепенно уменьшая ее к концу пути набора L. Это обусловливает постоянную загрузку двигателей скрепера и бульдозера -  толкача в течение всего времени набора и позволяет наполнять ковш за более короткое время. Такой способ эффективен при работе на глинистых грунтах. Наиболее широко используют гребенчатый способ резания, при котором в начале наполнения ковша заслонку полностью поднимают, ковш опускают до максимального заглубления ножей и доводят скрепер и бульдозер-толкач почти до полного буксования. Затем заслонку опускают на образовавшуюся призму волочения, а ковш поднимают до прекращения буксования. Подъем и опускание ковша повторяют несколько раз до полного наполнения его грунтом. На разных стадиях, наполнения ковша толщина стружки изменяется от 20...30 до 8…12 см, в результате чего в забое в зависимости от группы грунта в процессе резания образуется 3...6 гребней. Для выравнивания забоя каждое последующее зарезание ножей рекомендуют выполнять по той же  полосе с перекрытием гребней, отступая на 2...3 м от начала предыдущего наполнения ковша. Гребенчатый способ резания улучшает наполнение ковша по сравнению с обычным и обусловливает максимальное использование силы тяги на всем пути резания. Такой способ эффективен при разработке глинистых и супесчаных грунтов. Разновидность гребенчатого способа резания - клевковый, при котором многократно заглубляют и выглубляют ковш. Применяют способ при работе в рыхлых сыпучих грунтах. Для уменьшения силы тяги, необходимой к концу набор, и, следовательно, улучшения наполнения ковша применяют ребристо-шахматный способ резания. Он предусматривает разработку забоя параллельными полосами с одинаковой толщиной стружки так, чтобы между первыми проходами скрепера оставались полосы несрезанного грунта равной половине ширины ковша. Вторые проходы разрабатывают отступая от начала первых на половину длины проходки. Ось движения скрепера проходит по оси оставленных полос первого прохода. Грунт срезают сначала полной b, а затем половинной шириной b/2, что позволяет уменьшать сопротивление резанию в конце наполнения и увеличивать напор пласта грунта, поступающего в ковш. Направление движения скреперов показано стрелкой. Для разработки малосвязных грунтов (песчаных, супесчаных, лессовых) применяют траншейный способ резания, при котором скрепер делает несколько проходов по одному следу. Глубина траншеи превышает 0,5 м. Количество набираемого грунта скрепером зависит от состояния разрабатываемого грунта, условий и способов наполнения, от опыта машинистов скрепера и бульдозера-толкача. Лучшее наполнение ковша получают при разработке грунтов влажностью до 25 %. Чрезмерно сухие грунты предварительно увлажняют поливочными машинами. Выполняют это в несколько приемов, т.е. по мере высыхания и разработки слоя грунта. Разработка плотных суглинистых и глинистых грунтов толстой стружкой приводит к буксованию движителей. Такой грунт режут стружкой (6...8 см). Перед началом разработки скреперами тяжелые грунты частично рыхлят продольными полосами с помощью бульдозеров-рыхлителей. Однако чрезмерное измельчение грунта при рыхлении нежелательно, так как оно способствует образованию призмы волочения и ухудшает наполнение ковша. Рыхлить грунт рекомендуют на комья размером 10...15 см. Наибольший размер комьев разрыхленного грунта не должен превышать ²/₃ глубины резания скрепера. Объем разрыхленного грунта должен быть не более полусменной нормы работающих скреперов, чтобы он не пересыхал при жаре или не переувлажнялся в дождливую погоду.

В связных , грунтах ковш хорошо наполняется при разработке забоя под уклон 6...13%, что повышает силу тяги скрепера и бульдозера-толкача за счет использования их массы и улучшает наполнение ковша. При большей крутизне срезаемый грунт не полностью поступает в ковш, часть его накапливается перед заслонкой в призме волочения. Сухими несвязными грунтами ковш наполняют на подъеме до 6 % после предварительного увлажнения. Поперечный уклон площадки забоя по отношению к направлению скрепера не должен превышать 8 %. На косогорах с большим поперечным уклоном до начала скреперных работ бульдозером подготовляют - нарезают уступы и устраивают площадки для разворота скреперов.

        Транспортирование грунта и обратный ход. Работа в транспортном режиме занимает основное время цикла (до 80...90 %). Продолжительность операции определяется скоростью движения машины по трассе. Скорость перемещения как груженого, так и порожнего скрепера зависит от дальности перемещения грунта, состояния землевозных дорог и мощности машины. Более всего на скорость влияют характер и состояние дорог. Для транспортирования грунта максимально используют существующую дорожную сеть или в подготовительный период строительства строят временные землевозные дороги. Направление и расположение таких дорог выбирают в зависимости от мест, куда перевозят грунт, направления его разработки и рельефа местности. Путь транспортирования к месту его укладки должен быть наикратчайшим, с наименьшим числом поворотов и без труднопреодолимых подъемов. Предельные уклоны землевозных дорог приведены в табл. 3.

  Наименьший радиус поворота трассы в пределах 50...100 м, ширина дороги при одностороннем движении 4...5,5 м. Землевозные дороги устраивают грунтовыми с боковыми отводами поверхностных вод. Проезжую часть дороги планируют и уплотняют. При устройстве выемок и насыпей высотой более 1 м для движения скреперов устраивают въезды и съезды, которые располагают вдоль сооружения или в его поперечном направлении. Расстояние между соседними въездами или съездами во время работы прицепных скреперов назначают не более 50...60 м при разнице отметок до 5 м и 100...150 м - свыше 5 м. Дороги необходимо поддерживать в проезжем состоянии, систематически профилировать грейдером, в летнее время периодически поливать, очищать от пыли и грязи, а в зимнее время очищать от снега и льда, посыпать песком или шлаком при гололеде. Использовать скрепер на планировке землевозных дорог и нерационально, так как снижается его производительность. Скрепер переводят в транспортное положение после набора во время движения, для чего поднимают ковш и закрывают заслонку одновременно. При транспортировании скреперов выбирают максимально возможную по условиям дороги передачу. Состояние дороги должно допускать движение прицепного скрепера со скоростью до самоходного - не менее 5...8 м/с. Целесообразно при движении груженой машины на небольшие расстояния задавать средние скорости, а порожний ход выполнять на более высокой скорости. Это позволяет экономить время и силы на переключение передач при преодолении неровностей и подъемов груженым скрепером.

   Разгрузка ковша. Скрепер разгружают при прямолинейном движении со скоростью до 2,5 м/с. Грунт выгружают частями, изменяя положение ковша по высоте. Начиная разгрузку скрепера, открывают заслонку до отказа. Содержащийся в передней части коша грунт высыпают и разравнивают ножами. Для полного выталкивания грунта выдвигают заднюю стенку. Во время выгрузки следят, чтобы заслонка была поднята полностью, иначе грунт может оказаться зажатым между нею и выдвигаемой задней стенкой. При работе на переувлажненных пылеватых суглинках и липких глинах ковш и заслонка могут забиться грунтом. В этом случае во время разгрузки несколько раз повторно двигают заслонку и стенку. Грунт выгружают послойно, горизонтальными продольными рядами от бровок к середине насыпи. Скрепер разгружают в момент когда передние колеса сходят вниз с грунта, отсыпанного предыдущим рейсом. Толщина отсыпаемого слоя составлявет20..30 см, а для сыпучих грунтов - 10...15 см. Такая толщина благоприятна для одновременного уплотнения слоя колесами скрепера и позволяет равномерно укладывать отсыпанный грунт. Через 10...20 циклов целесообразно отсыпанный грунт спланировать бульдозером или опущенным ковшом скрепера. Если позволяет место укладки то скрепер лучше разгружать под уклон.

      Технология работ. Технологические схемы движения скреперов. В зависимости от расположения забоев и мест отсыпки грунта движение скреперов может быть организовано по различным схемам. Рациональную схему движения предусматривают в проектах производства работ, исходя из следующих требований:

   -путь движения при наполнении и разгрузке ковша должен быть прямолинейным, а путь транспортирования - кратчайшим;

   -забой должен быть такой длины, чтобы ковш скрепера загружался полностью и был рассчитан на движение скрепера с бульдозером-толкачом;

   -длина фронта разгрузки должна быть достаточной для полной выгрузки ковша;

   уклон пути на въездах и съездах должен соответствовать тяговой силе скрепера и обеспечивать безопасность движения.

Наиболее  распространены схемы движения, показанные на рис. 4.

      Эллиптическая схема - наиболее проста и целесообразна при возведении насыпей, разработке выемок линейно-протяженных сооружений (каналов, дорожного полотна) с разницей в высоте отметок не более 2 м, когда не требуется устройство въездов и съездов, или продольном перемещении грунта из выемки в насыпь. Применяют эту схему при планировке промышленных площадок и поливных площадей. Путь скрепера представляет собой замкнутую кривую по форме, эллипса. Во избежание одностороннего изнашивания ходовой чacти скрепера рекомендуется периодически, через 1,5...2 хода, изменять направление движения на обратное.

   Схему " восьмеркой " применяют при возведении насыпи высотой до 6 м из грунтов боковых односторонних резервов, при разработке выемки  

   глубиной до 5...6 м с укладкой грунта в кавальер, а также на планировочных работах. Грунт набирают в двух забоях попеременно. Загрузив ковш в первом забое, скрепер поворачивают в сторону насыпи и разгружают. Порожний скрепер уходит в другой забой того же резерва, набирает грунт и перемещает eгo на вторую захватку насыпи, выполняя за один проход два цикла. Таким образом, за один цикл скрепер поворачивается не на полный оборот, а примерно на 180^°, что позволяет повышать производительность на 3...5 %. Кроме того, чередование поворотов скрепера в разные направления пpeдотвращает одностороннее изнашивание ходовой части.

    -Спиральная схема - это разновидность эллиптической. Применяют ее во время возведения широких насыпей или выемок с разницей в высоте отметок до 2,5 м без устройства въездов и съездом:

     -Продольно-челночная схема целесообразна при возведении насыпей высотой до 6 м с заложением откосов не круче 1:2 из двусторонних резервов. Путь холостого хода скрепера сокращается, и достигается хорошая укатка насыпи.

    -Поперечно-челночную схему применяют в основном при сооружении каналов глубиной до 1,5 м с перемещением кавальеры и при возведении насыпей высотой менее 1,5 м. Ширина сооружения должна быть не менее длины пути набора с учетом длины скрепера с бульдозером-толкачом, так как грунт в этом случае набирают перпендикулярно оси земляного сооружения. Число поворота скрепера и длина пути по сравнению с этими параметрами и эллиптической схеме сокращаются, что позволяет повысить производительность на 20...25 %.

      -3игзагообразную схему используют при возведении насыпей высотой до 6 м, протяженностью более 200 м. Скрепер совершает переходы из резерва в насыпь и обратно, чередуя набор и выгрузку грунта. В конце рабочего участка скрепер разворачивается и перемещается обратно, также чередуя загрузку и выгрузку ковша. Число поворотов и дальность транспортирования грунта уменьшается вследствие чего производительность скрепера может повысится до 15 % по сравнению с производительностью, достигаемой при эллиптической схеме.

        Планировка площадей. В зависимости от расположения мест срезки и подсыпки грунта используют следующие схемы движения скреперов: эллиптическая (одно-, двустороннее и поточное транспортирование грунта), спиральная и продольно-челночная. Срезанный почвенный слой грунта складируют в местах, не подлежащих планировке. Затем снимают грунт с повышенных участков и перемещают его пониженные места. Планировку скреперами, оборудованными системой автоматики, рекомендуется проводить по грубо спланированной поверхности с сотой неровностей не более 200 мм. Ковш зарезают в грунт в ручном жиме. Автоматический режим включают после того, как колеса скрепера начнут катиться по спланированной поверхности. Толщину первоначальной стружки устанавливают в зависимости от условий работы. При планировке объем призмы грунта перед ковшом поддерживают около ¹/₃ наибольшего объема. Его должно хватить для полной засыпки встречающихся неровностей. В противном случае при езде колес скрепера на незасыпанные углубления нарушается заданный уклон поверхности. Чистовую планировку выполняют на первой скорости при плавном движении скрепера без рывков и поворотов. После заполнения ковша автоматическую систему выключают и последующие операции проводят с ручным управлением. При использовании скреперов на планировке в автоматическом жиме значительно повышается производительность машины за счет уменьшения числа проходов и достигается высокая точность работы. При этом средние отклонения выступов и неровностей составляют ± 1,5 см, тогда как эти отклонения при ручном управлении достигают ±5,5 см. Срезанный почвенный слой после планировки, например, орошаемых   земель распределяют на участки срезки и подсыпки грунта. В других случаях его используют для рекультивации, восстановления нарушенных или малоплодородных земель.

          Совместная работа скреперов с другими машинами. При земляных работах скреперы используют как самостоятельные машины или в качестве вспомогательных, входящих в комплект других механизмов, занятых на сооружении одного объекта. Комплект составляют из  звеньев машин, выполняющих однородные работы. Например, при возведении насыпи звено скреперов завозит грунт, автогрейдеры его разравнивают, а звено самоходных пневмошинных катков уплотняют Насыпи высотой 1,5...2 м целесообразно возводить комплектом машин, состоящим из скреперов и бульдозеров. При этом бульдозером отсыпают насыпь из близлежащих резервов длиной до 100 м, а при увеличении дальности перемещения грунта подключают скреперы. На строительстве оросительных систем (особенно на рисовых чеках) организуют работу по технологической специализации машин. Сначала передвижная механизированная колонна (ПМК), включающая в себя бульдозеры, бульдозеры-рыхлители и другое оборудование проводит расчистку площадей от растительности, засыпку ям, предварительную   планировку. Следом за этим экскаваторная ПМК устраивает   подводящие и отводящие сети. Затем звено скреперов тщательно планирует чеки и отсыпает валики. В отдельных случаях скреперы используют для работы с автомобилями самосвалами. Для этого сооружают эстакады шириной 3 м отверстием под бункер. Скрепер заезжает на эстакаду и сгружает в бункер грунт, который попадает в кузов автомобиля, стоящего под эстакадой.