Самохідні скрепери (стр. 2 из 4)
Зворотна лопата складається з ківша, стріли, рукояті і двоногої стійки. Ківш закріплений жорстко до рукояті, шарнірно приєднаної до верхнього кінця стріли. При підтяганні каната рукоять повертається проти годинникової стрілки, ківш врізається в грунт.
Дорожньо-будівельні матеріали - щебінь, гравій, асфальтобетон і ін., що укладаються в процесі пристрою дорожнього одягу, знаходяться в розпушеному стані. Внаслідок цього укладені матеріали вимагають штучного ущільнення.
Процес ущільнення перерахованих матеріалів, які так само, як і ґрунти, є багатофазними системами, в принципі однаковий з процесом ущільнення ґрунтів. Ущільнення відбувається в основному без порушення цілісності мінеральних зерен за рахунок різкого (у 3-5 разів) скорочення об'єму повітряних пір.
Конструктивні шари дорожнього одягу, як і ґрунти, ущільнюються укочуванням, трамбуванням і вібрацією. Найширше використовують ущільнення укочуванням, пневмоколісними катками і катками з гладкими жорсткими вальцями статичної і вібраційної дії, причіпними і самохідними (моторними).
Моторні катки з гладкими вальцями можуть бути двовісними двухвальцевими, двовісними трьохвальцевими і тривісними трьохвальцевими. Тривісні катки призначені для остаточного ущільнення дорожніх підстав і покриттів, а також для усунення подовжніх і поперечних хвиль. Останнє досягається тим, що вони мають порівняно велику базу (відстань між осями крайніх вальців) і різко зростаючий тиск на грунт вальців, що наїхали на виступаючі нерівності поверхні ущільнюваного матеріалу.
Моторний каток складається з силової установки - дизеля з пусковим двигуном і пуском стартера, механічної або гідромеханічної передачі, одного-двох відомих вальців, які зазвичай є керованими і для підвищення маневреності катків робляться з двох секцій. Іншими частинами катка є один або два ведучих вальця, рульовий пристрій, який на важких катках доповнюється гідропідсилювачем, пристроєм для очищення і змочування вальців. На сучасних тривісних катках вісь переднього відомого вальця має можливість переміщатися у вертикальній площині, що дозволяє йому при транспортному режимі копіювати мікропрофіль дороги, не навантажуючи раму.
Самохідні скрепери в порівнянні з причіпними мають меншу прохідність і вимагають для своєї роботи сприятливіших дорожніх умов. Сили тяги базових одноосних тягачів і колісних тракторів недостатні для самостійного заповнення ковша, тому грунт набирають за допомогою трактора-товкача. Високі транспортні швидкості (8…12 м/с) самохідних скреперів дозволяють їм ефективно розробляти і перевозити грунт на відстань 500...5000 м. Оскільки транспортування грунту складає 80...90% часу робочого циклу, то продуктивність самохідних скреперів в 2…2,5 разу вище, ніж біля причіпних.
Передбачений типорозмірний ряд самохідних скреперів з ковшами на 4,5; 8; 10; 15 и 25 м3.
Скрепери ДЗ-87-1 (4,5 м3) і ДЗ-87- 1А (5,0 м3) - самохідні тривісні на базі колісного трактора Т-150к. Скрепери ДЗ-87-1А є модернізацією скрепера ДЗ-87-1 і відрізняються збільшеною місткістю ковша. У міру освоєння ДЗ-87- 1А скрепер ДЗ-87-1 буде знятий з виробництва.
Скрепер ДЗ-87-1 (мал. 8.9) напівпричіпний. Він, завдяки хорошим зчіпним якостям і значній потужності трактора, може самостійно заповнювати ківш, що в сукупності з мобільністю і високою швидкістю робить його досить ефективним при невеликих об'ємах земляних робіт. Як товкач можуть бути використані тракторы типу ДТ-75 і ДТ-4АП2.
Скрепер ефективно може працювати при температурі навколишнього середовища від -40 до +40 °С.
Управління робочими органами гідравлічне з примусовим розвантаженням ковша; заслінка ковша управляється за допомогою механізму важеля, аналогічного скреперу ДЗ-172 (див. мал. 8.5).
Таблиця 8.2
Технічні характеристики причіпних скреперів
2. Гідросистема самохідного скрепера
У схемі гідросистеми скрепера на відміну від скреперів, що раніше розгледіли, є уповільнюючий клапан, що дозволяє ковшу повільно опускатися для точнішого планування. На скрепері є колісні гальма з пневматичним управлінням і електроустаткування, підключені до базового трактора.
Особливістю скрепера ДЗ-87-1 є оригінальний важіль сідельно-зчіпний пристрій (мал. 8.10), який призначений для з'єднання з трактором Т-150к і допускає поворот напівпричепа в плані на 90°, а також взаємне гойдання скрепера у вертикальній площині на 15° в обидві сторони. Сідельно-зчіпний пристрій складається з порталу 2, закріпленого на рамі 7трактора, гребеня 3 шарнірно підвішеного на поперечках 8, що спираються на передніх і задні важелі, верхні кінці яких пальцями сполучені з порталом 2. Гребінь 3 сідельно-зчіпного пристрою вертикальними пальцями 4 пов'язаний з тяговою рамою 5 скреперного устаткування і може прокачуватися на важелях 1 і б в подовжньому напрямі, що необхідне при переїзді скрепера через нерівності дороги. Оскільки передні 1 і задні б важелі направлені один до іншого під кутом, то маса З ковша з ґрунтом і опір Р, що виникає на ножах скрепера і його колесах, передаються трактору через сідельно-зчіпне пристрій в умовній крапці О (див. мал. 8.9), яка отримана перетином осьових ліній цих важелів, тому важелі 1 і 6 (див. мал. 8.10) розташовані так, щоб крапка Про знаходилася близько до опорної поверхні і середини колісної бази трактора. Завдяки цьому досягається більш рівномірний розподіл навантажень на провідні мости трактора.
Робоче обладнання скреперів забезпечено гідравлічним приводом, який слугує для управління положенням елементів робітника обладнання при виконанні технологічних операцій.
Робоча рідина, вживана в гідроприводах, повинна відповідати ряду вимог:
- масло не повинне змінювати в'язкість і не розкладатися при значних препаратах температур;
- не впливати на матеріал ущільнюючих елементів, систем;
- володіти здатністю протистояти піноутворенню.
Робоча рідина одночасно є середовищем, що мастить і антикорозійною, для агрегатів і гідроліній системи.
Робоче устаткування навісних і причіпних машин приводиться в дію від гідросистеми базових тракторів і тягачів, які є роздільно-агрегатною системою.
Гідравлічний привід складається з наступних складників: насоса, що приводиться в рух від двигуна базової машини; виконавчого механізму, що є гідроциліндром; механізму управління – гідророзподілювача; допоміжних пристроїв – гідробаку, фільтру, гідроліній.
У гідравлічному приводі обертальний рух валу насоса перетвориться в поступальну ходу поршня гідроциліндра. Енергія передається від насоса до гідроциліндрів робочою рідиною.
Гідросистема скрепера призначена для підйому - опускання ковша і заслінки, а також переміщення вперед і назад задньої стінки ковша. У гідросистемі скрепера гідророзподілювачі трьох золотниковий чотирьохпозиційний («плаваюче» положення в скрепері не використовують).
З гідробаку по втягуючій гідролінії рідину потрапляє в насос Н1, який по напірній гідролінії до насосної порожнини гідророзподілювача Р1. Він складається з трьох гідророзподілювачів А,Б,В і запобіжного клапана. У нейтральному положенні входи напірної гідролінії в розподільники перекриті, і робоча рідина за рахунок збільшеного тиску в гідролінії долає опір гідроклапанів і через фільтр Ф1 на злив в гідробак. Подальша робота гідроприводу залежить від положення рукоядки і пов'язаного з ним золотником гідророзподілювача.
Гідророзподілювач А керує гідроциліндром ( поз. 2) задньої стінки; гідророзподілювач Б управляє гідроциліндром підйому і опускання передньої заслінки (поз. 3); гідророзподілювач В управляє гідроциліндрами приводу підйому і опускання ковша (поз. 4 (1), поз. 4 (2)).
У гідролінії гідроциліндрів 4 (1), 4 (2) для надійної фіксації ковша в піднятому положенні і захисту рукавів високих швидкостях руху між поршневою і штоковою порожнинами встановлюється гідравлічний замок (поз. 6).
Запобігти поломці механізмів важелів і перевантаження гідросистеми і гідромотора в системі передбачені гідроклапани в системі передньої заслінки (поз. 8). А також встановлюються досселя (поз. 5(1) і поз. (5.2)) із зворотними клапанами для гідроциліндрів ковша, які дають можливість перепуску або збору рідини на злив.
Для контролю тиску робочої рідини в напірній магістралі передбачене місце для установки манометра.
Перевірочний розрахунок параметрів гідроциліндрів приводу робочого обладнання скрепера.
У зв'язку із зміною навантажень, діючих на штоки гідроциліндрів приводу ковша, передньої заслінки і задньої стінки необхідно визначити їх працездатність, виробивши розрахунок необхідних діаметрів поршнів.
Розрахунок діаметру гідроциліндра заслінки
Початкові дані:
- вага передньої заслінки, G3=3,89 кН;
-вага грунту, що знаходиться усередині заслінки, G2=34,97 кН;
- тиск в гідросистемі Р=10 Мпа;
-сила тертя грунту, що знаходиться в заслінці об сталь, FТР=34,97 кН;
Зусилля в гідроциліндрі визначаємо F гц з рівняння рівноваги моментів сил щодо осі О.
Fгц>∑М0.
∑М0.=Sп•1sn•con16°- Fгц•1sn=0.
Невідоме зусилля в тязі заслінки Sп визначаємо з рівняння моментів всіх сил щодо осі О1 (точки кріплення передньої заслінки до ковша).
Sп> ∑М0.= 0;
∑М0.=G313+Gгр3•12+Fгц R-Sп•con16°•750- Sпcon16°•840=0;
По даному зусиллю на штоку визначаємо необхідний діаметр поршня гідроциліндра по формулі:
Розрахунок діаметру гідроциліндра механізму підняття і пускання ковша.
Як вихідні дані для розрахунку беремо транспортне положення скрепера з груженим ковшем з «шапки» оскільки в даному випадку в гідроциліндрах діє максимальне утримуючі зусилля – S = 141,2 кН (см. п. 3.4.4). Воно безпосередньо пов'язане з штоком гідроциліндрів, тому його розподіляємо між двома гідроциліндрами приводу ковша: