CC BY
17
УДК 621.878.6.001.33
АНАЛ1З СПОСОБ1В ЗАПОВНЕННЯ ТА РОЗВАНТАЖЕННЯ КОВШ1В СКРЕПЕР1В
Л. А. Хмара, докт. техн. наук, М. I. Дерев 'янчук, тж, М. А. Стльник, тж.
Актуальшсть проблеми. Сучасш темпи бущвництва потребують нових машин з широкими можливостями. Областю застосування скрепера е всi галузi будiвництва. Актуальнiсть удосконалення робочого обладнання скреперiв, обумовлене широкими 1хшми технолопчними можливостями при веденнi земляних робгг.
Скрепер, е землерийно-транспортною машиною ци^чно! ди, що призначена для пошарово! розробки грунта, його транспортування на вщстань до 5-ти кiлометрiв з наступним вщсипанням, частковим ущiльненням i плануванням.
Самохiдний скрепер з тяговим завантаженням е найбiльш простою i надiйною у роботi землерийно-транспортною машиною. Однак у традицшнш конструкцп ковша скрепера е ряд недолшв. Таю недолши стосуються як завантаження, так i розвантаження ковша. 1снуе багато техшчних рiшень, якi частково виршують проблеми по завантаженню, але не було розглянуто проблему по розвантаженню. Тому пiдвищення ефективностi даного процесу може бути досягнуто за рахунок удосконалення форми елемеш!в ковша, конструкцп.
Розглянемо [8] найбiльш поширенi техшчш рiшення по пiдвищенню ефективностi робочого процеса ковша скрепера (рис 1). Ковшi скрепера умовно можна роздшити на три типи:
- традицшш (за допомогою тягового завантаження);
- мехашзоваш (допомiжнi механiзми при завантаженш);
- комбiнованi;
Традицiйнi. Такi ковшi скрепера (рис.1 а-е) найбiльш поширеш. В них присутнi всi базовi компоненти ковша: боковi стiнки, днище, передня заслшка, задня стiнка. Також вони можуть бути додатково обладнаш допомiжними пристроями для покращення заповнення ковша (газове змащення, двiйний шж, рухоме днище, вiброконвеер, вiбратор). Але в таких ковшах вщсутш мехашзми, якi примусово виконують завантаження грунта. Тому може виникати слабке ущшьнення грунта, пустоти, що не дозволяе повнютю використовувати емкiсть ковша. Робота по розвантаженню теж в них виконуеться не в достатнiй мiрi, особливо при роботi на вологих i мерзлих грунтах. В таких умовах мае мюце значне налипання грунта на робочi поверхнi, що знижуе продуктившсть.
Механiзованi. Обладнання ковша додатковим мехашзмом (рис.1 ж-к) дае змогу краще заповнювати кiвш, ущшьнюючи грунт i не залишати пустот.
Мехашзащя процеса заповнення ковша може супроводжуватись встановленням рiзноманiтного обладнання (скребковий елеватор, лопатевий метатель, шнек, шнек-ротор, та ш.) Оснащення ковшiв такими пристроями передбачае в^^р вiд силово! установки скрепера частини потужностi й реалiзацil И крiм рушiя безпосередньо на робочому устаткуванш. Потужнiсть приводу зазначених пристро!в за даними наукових дослщжень рiзних авторiв становить не бшьше 20-40 % потужностi силово! установки скрепера. Таю мехашзми сприяють кращш заповнюваностi ковша, але також не виршують проблеми по очищенню, як ковша, так i додаткових механiзмiв, якими вони обладнанi.
Комбшовань Подiбнi ковшi скрепера (рис.1 л-п) - це поеднання базових компонента ковша з додатковими мехашзмами. Перевагою даного типу е бшьша емшсть ковша, що дозволяе перевозити бшьшу кiлькiсть грунта. При використаннi ковша з додатковим мехашзмом, наприклад рисунок 1к, н., вiдбуваеться ще й додаткове розпушення грунта. Але дане поеднання не виршуе проблему по очищенню ковша.
Способи розвантаження ковша.
Застосовуються три основш способи розвантаження [2]:
- вшьний (рис. 2, а, е);
- нашвпримусовий (рис. 2, в, г);
- примусовий (рис. 2, б, д).
Рис. 1. Типи ковшiв скрепера
Рис. 2. Схеми основных титв ковшiв i способiв гХ розвантаження: а - грейферный з самоскидним розвантаженням; б - з примусовим розвантаженням висуненням заднъог сттки; в - з натвпримусовим розвантаженням через шж поворотом днища; г - з примусовим розвантаженням через дно; д - телескотчний з примусовим розвантаженням висуненням заднъог сттки; е - з самоскидним розвантаженням назад (для одноосного скрепера)
При вольному способi розвантаження грунт може вивантажуватися вперед або назад. Для цього ювш повертаеться навколо точки, лежачо1 поблизу центру ваги ковша з Грунтом. Цей спосiб придатний для роботи на сипких Грунтах. Вш забезпечуе достатньо точне регулювання товщини шару, що розвантажуеться. У такий спосiб можна здшснювати розвантаження тд укю (при одноосному виконанш скрепера). Ковшi з вшьним розвантаженням застосовуються для скреперiв дуже мало1 мюткост для допомiжних робгг.
Рис. 3. Вiдкатне днище
При нашвпримусовому способi грунт вивантажуеться поворотом днища або задньо1 стшки разом з днищем щодо бiчних стшок ковша i при цьому частково виштовхуеться.
Недолжом цього способу е хоча i краще, нiж при вiльному розвантаженш, але все таки неповне розвантаження ковша, особливо при липких i зволожених Грунтах (рис.3).
При примусовому способi грунт виштовхуеться висувною стшкою, що горизонтально перемiщаеться на роликах в направляючих. Цей спосiб забезпечуе повне розвантаження будь-яких Трунив. Недолiком його е великi зусилля i потужностi, необхiднi для перемщення задньо1 стiнки.
Переглянутi схеми дають уявлення про способи розвантаження, але в них вщсутш техшчш ршення, якi вирiшують проблему налипання.
Перспективним напрямком, е розробка конструкцш скреперiв з обладнанням ковша, що дозволяе вести робочий цикл без налипання Грунта на робочi поверхш, оскшьки 80% всiеl роботи скрепера вш знаходиться у транспортному режимi. Обладнання скрепера такою конструкцiею визначае робоче устаткування, що е об'ектом динамiчного безперервного вдосконалення.
Серед переглянутих ковшiв скрепера не було представлено конструкцш, як могли б вирiшити проблему налипання. Тому було запропоновано ковшi скрепера, як обладнанi додатковими мехашзмами (ланцюговi завiси та гумово - тканинне полотно) (рис.4). Таю техшчш ршення дозволяють проводити процес розвантаження без налипання Грунта не тшьки на задню стшку, а й на боковi стшки, днище.
а, г - з ланцюговою завюою; с - з гумово - тканинним полотном;
б, д, ж - процес завантаження коemie;
в, е, з - процес розвантаження ковmiв
Пропоноваш ковшi (рис. 4 а-е) скрепер1в, принцип дп яких реалiзyеться наступним чином. Для завантаження ковша при поступальному pyci скрепера ювш опускаеться вниз i рiжучi ножi
занурюються в Грунт, вщокремлюючи вiд забою Грунтову стружку, яка пiд дiею тягового зусилля тягача просуваеться по днищу в напрямi задньо! стшки. По мiрi накопичення в ковш^ Грунт вступае в контакт з ланцюговою завюою задньо! стiнки, яка тд його дiею притискаеться до робочо! поверхнi. При цьому компенсащя збiльшення робочо! частини ланцюгово! завюи у вертикальному напрямi забезпечуеться розтягуванням пружин. Пiсля завантаження ковша Грунтом вш переводиться в транспортне положення шляхом опускання передньо! заслiнки при одночасному пiдйомi ковша. Процес розвантаження ковша на мющ вiдсипки Грунту вщбуваеться за рахунок пiдйому передньо! заслшки, внаслiдок чого частина Грунта, що знаходиться в зонi !! дi!, висипаеться на поверхню вщсипки i при поступальному русi скрепера розрiвнюеться рiжучими ножами. Залишки Грунта в заднш частинi ковша виштовхуються поворотом задньо! стiнки. По мiрi звiльнення задньо! частини ковша вщ Грунта, його тиск на ланцюгову завюу зменшуеться, внаслiдок чого вона тд дiею пружини розпрямляеться, очищаючи робочу поверхню задньо! стiнки вщ налипання Грунта.
Принцип дi! пропонованого ковша на рисунку 4 е-з реалiзуеться наступним чином. Завантаження вщбуваеться аналогiчно до рисунку4 б,д. Грунтова стружка, яка пiд дiею тягового зусилля тягача просуваеться по днищу, розмотуе гумово - тканинне полотно на довжину, що забезпечуе максимальну кшькють грунта в заднш частит ковша. Пюля завантаження ковша Грунтом, вш переводиться в транспортне положення шляхом опускання передньо! заслшки при одночасному пiдйомi ковша.
Процес розвантаження ковша на мющ вщсипки Грунта вщбуваеться за рахунок тдйому передньо! заслшки, внаслщок чого частина Грунта, що знаходиться в зош !! ди, висипаеться на поверхню вщсипки i при поступальному русi скрепера розрiвнюеться рiжучими ножами. Залишки Грунта в заднш частит ковша виштовхуються змотуванням гумово - тканинного полотна. По мiрi звшьнення задньо! частини ковша вщ Грунта, гумово - тканинне полотно намотуеться на привщний барабан, очищаючи робочу поверхню бокових стшок вщ налипання Грунта. На кшцевш стади розвантаження робоча поверхня гумово - тканинного полотна набувае плоско! форми, виштовхуючи залишки Грунта iз ковша.
Оснащення скреперiв такими пристроями, дозволяе одержати ефект ютотного зниження зусиль розвантаження ковша при високому ступет його очищения.
Висновок. Найбшьш перспективним е робоче обладнання скреперiв з механiзмами, якi запобтають налипанню Грунта на внутрiшню поверхню ковшiв. Такi способи дозволяють проводити процес розвантаження Грунта бiльш повним, без зменшення геометрично! мiсткостi ковша. Потребують дослщження ковшi скрепера, яю обладнанi гумово - тканинним полотном та ланцюговою завюою.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА:
1. Баловнев В. И., Хмара Л. А. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве. - М. : Транспорт, 1993. - 383с.
2. Домбровский Н. Г., Картвелишвили Ю. Л., Гальперин М. И. Строительные машины. Учебник для вузов. В 2 частях. Ч. 1-я. М., «Машиностроение», 1976. - 391с.
3. Залко А. И. и др. Самоходные скреперы / А. И. Залко, Э. Г. Ронинсон, Н. А. Сидоров. -М. : Машиностроение, 1991 - 256с.: ил..
4. Залко А. Н., Ронинсон Э. Г. Современные скреперы. М. : ЦНИИТЭСтроймаш, 1983. - 51 с.
5. Г. В. Забегалов, Э. Г. Ронинсон «Бульдозеры, скреперы, грейдеры» Изд. 2-е, перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1991. - 334 с.:ил.
6. Хмара Л. А., Колесник Н. П., Станевский В. П Модернизация и повышение производительности строительных машин ./ Хмара Л. А., Колесник Н. П., Станевский В. П. - К. : «Будивельник», 1992 - 152с.: ил..
7. Раннев А. В., Полосин М. Д. Устройство и эксплуатация дорожно-строительных машин: Учеб. для нач. проф. образования. - М. : ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. -488 с.: ил.
8. Сборник научных трудов / Ответственный редактор д.т.н., проф Л. А. Хмара Интенсификация рабочих процессов строительных машин. Выпуск 4.1998 г. с. 44 - 57.
9. Современные тенденции в создании строительных машин // журнал СДМ. - 2005. -№ 7.-с.10 - 13.
10. Справочник конструктора дорожных машин. Изд. 2-е, перераб. и доп. Под ред. д-ра техн. наук, проф. Бородачева И. П., Машиностроение, 1973, с. 194.
11. Щемелев А. М., Леоненко О. В., Подымако М. Э., Способы снижения нагруженности металлоконструкции скрепера МоАЗ-600 при копании грунта // журнал СДМ.-2004. -№ 8. - с.18 - 22.
УДК 621.878.6.001.33
Аналiз способiв заповнення та розвантаження ковшiв скреперiв в залежност вiд конструктивных особливостей / Хмара Л. А., Дерев'янчук М. I., Спшьник М. А. // Вкник ПридшпровськоТ державнот академп будiвництва та арх^ектури - Днiпропетровськ: ПДАБА, 2009. - № 6-7. - С. 58-63. рис. 4 Бiбл.: (11 назв.).
Проведений огляд та аналiз можливих способiв пiдвищення ефективностi роботи скреперiв при розвантаженнi ковша з тдводом енерги до робочого органу або без тдводу. Встановленi найбшьш перспективнi напрямки по очищенню ковша скрепера при його розвантаженш.
