Скрепер (стр. 3 из 14)

Так відбувається до тих пір, поки все сектори механізму і ковша не будуть заповнені грунтом.

Після набору ківш підіймається, заслінка закривається і скрепер транспортується до місця завантаження, розвантаження здійснюється таким чином. Відкривається заслінка 11 і максимальний зів, при цьому частина грунту, що знаходиться в заслінці, висипається. За допомогою гідроциліндрів і важелів відбувається поворот механізму на 360, і грунт висипаєтся з ковша і разравнімаєтся ножем.

Формула винаходу.

Ківш скрепера, включаючий днище з ріжучим ножем на підножовій плиті, задню стінку циліндрової форми, передню заслінку, шарнірно сполучену з бічними стінками ковша, і механізм завантаження у виді прівідного лопатевого ротора, горизонтальний вал якого встановлений на бічних стінках, відмінний тим, що, з метою підвищення продуктивності, геометрична вісь горизонтального валу лопатевого ротора розташована на площині, що проходить через лінію перенесення днища з підножовою плитою і розташованій з нахилом у бік задньої стінки щодо поперочної вертикальною плостокості під кутом 25-30, а ширина повороту передньої заслінки розташовані перед вертикальною площиною, що проходить через лінію перетину днища з підножовою плитою.

Рис. 1.14 Скрепер в процесі копання

Аналіз патентних рішень.

Проведений патентний огляд показав, що існує велика різноманітність ковшів скреперів. Вдосконалення їх конструкцій направлене головним чином на розширення технологічних можливостей обладнання, на підвищення продуктивності скреперів. Проте аналіз патентів і винаходів показав, що існує ряд недоліків, що обмежують застосування відомих конструкцій. До таких недоліків відносяться:

Робочі елементи і їх привід складає 15-25% маси всього скрепера ( Рис. 1.19.) При зниженні зусилля наповнення ковша істотно збільшується довга телескопічних конструкцій і грунтоперемещающих пристроїв у вигляді рухомого днища, а також металоємність скрепера (Рис. Д). Недолік ковша – складність по конструкції (Авторське свідоцтво № 740908). Недолік вказаної конструкції є відносно високе зусилля копання грунту при одночасній взаємодії з грунтом переднього і заднього ріжучих ножів (авторське свідоцтво № 603731). Необхідність установки спеціального приводу регулювання ширини завантажувального вікна і закриття його в процесі транспортування (Авторське свідоцтво № 777158).

Недоліком даного ковша є те, що на завершальній стадії і в процесі копання неможливо управляти грунтовим потоком, що приводить до нерівномірного заповнення всієї місткості ковша (Авторське свідоцтво № 1023037).

Указаниє недоліки пропонуються усунути шляхом вдосконалення робочого органу – ковша скрепера.

Пропоноване удосконалення.

Пропоноване удосконалення складається з того, що змінюючи кривизну бічних стінок ковша – збільшується місткість. З цього виходить, що пропозицій робочий орган скрепера істотно дозволить змінити і підвищити ефективність роботи скреперів, понизити експлуатаційні витрати.

2 Визначення основних розрахункових пареметрів самохідного скрепера ДЗ-87

2.1 Геометрія робочих органів модернізованого скрепера ДЗ-87.

Для визначення геометричних параметрів робочих органів проектованого скрепера розглянемо згідно роботі (1) схему заповнення матеріалом ковша традиційного типу, яка показана на Рис. 2 .1: де – 1 – заслінка; 2 – ківш; 3 задня стінка; 4 мателіал.

Об'єм матеріалу в ковші представляє складну фігуру згідно вибраним розмірам, розбиваємо цю фігуру на елементарні (1,2,3,4 і т.д.) знайшовши об'єм кожної простої фігури (1,2,3,4 і т.д.), просуміруєм і визначаємо об'єм всього матеріалу, який рівний 5 м, що відповідає паспортним даним самохідного скрепера ДЗ-87 (2,3,4). Згідно запропонованому технічному рішенню на основі патентного огляду і врахувавши конструктивні особливості кріплення рами тягової самохідного скрепера у ковшу (Рис. 2.2) пропонується залишити нижню частину ковша (до висоти 650 мм від рівня верху днища ковша) без зміни, а верхню зробити згідно Рис. 2.3., де величину х знаходимо з наступних міркувань.

А) визначаємо об'єм нижньої частини ковша скрепера, рівний об'єму нєїзмегняємой частини фігури матеріалу:

Б). Визначаємо об'єм ізменной частини фігури матеріалу в ковші скрепера:

Де V = 5.25 м 3 – необхідний об'єм матеріалу в ковші скрепера.

В). Визначаємо невідому ширину Х у верхній частині модернізованого ковша скрепера.

З умов рівності об'ємів маємо:

Звідки Х =2754 м.

2.2 Визначення центара тяжкості модернізірованого скрепера ДЗ-87

В результаті прийнятої конструкції ковша визначаємо вагу всіх елементів скрепера і користуючись формулами:

(1)

Знаходимо центр тяжкості машини (рис 2.4)

У формулах (1): Q I – вага i – того елементу машини;

- розташування центру тяжкості i того елементу машини відповідно від вибраних осей ох і оу.

Координати центру тяжкості рівні:

Скрепер порожній х=2,227 м; у = 1,186 м.

Скрепер завантажений х=1,948 м; у = 1,129 м.

Всі розрахункові положення зводимо в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

№ Поз.	Вузол	Q kH	x м	у м	qx кНм		qy кНм
1	З’єднувально-зчіпний пристрій з рукавами	7,13	5	1,6	35,6		11,4
2	Рама з коромислом, з гідроциліндрами ковша і трубопроводами	9,86	3,33	1,71	32,8		16,9
3	Заслінка з гідроциліндром	4,2	2,5	1,05	10,5		1,41
4	Ківш з гідроциліндром задньої стінки і електропневмосистемами	15,11	1,5	1		22,66	15,11
5	Задня стінка	4,48	0,85	1,05		3,8	4,7
6	З’єднання колеса	6,52	0	0,55		0	3,59
	47,3	105,36	56,11
7	Грунт в ковші	89,25	1,8	1,1		160,65	98,17
	136,22	266,01	154,28

2.3 Тяговий розрахунок скрепера ДЗ-87.

Величину сопртівленію копанню в кінці заповнення ковша при роботі скрепера на різних категоріях грунтів визначимо з формули запропонованої Перерсоном:

Де Р – тягове зусилля;

Q = 49 кН – сила тяжіння скрепера;

V – об'єм грунту в ковші;

- об'ємна вага рихлого грунту;

f – коефіцієнт опору котінню;

b - ширина ножів;

H – висота грунту в ковші;

y - коефіцієнт призми волочіння перед заслінкою;

u - коефіцієнт тертя призми волочіння об грунт;

х – коефіцієнт, харакрерізуючий грунт;

до – коефіцієнт опору грунту різанню;

h - товщина стружки;

F - площа поперечного перетину стружки.

Для ступінчастих ножів (Рис. 2.5.)

Де b=2.43 м; =1,26м;

= 0,054 м – різниця вісот середнього і крайніх ножів в процесі різання.

Значення остальніх величин, що входять у формулу (2) представляємо у вигляді таблиці 2.2., згідно їх физико-механічних властивостей (4).

Для визначення потрібного тягового зусилля при копанні грунтів I категорії, при об'ємі грунту в ковші V = 5.25

і вісоте наповнення Н = 1,2 м, припустимо, що середній ніж зрізає стружку завтовшки h = 0.07 м:

Що відповідає тяговому зусиллю

трактора Т-150К на I передачі.

Розрахунок потрібного тягового зусилля для грунтів I і III категорій аналогічний.

Результати розрахунку представлені в таблиці 2.2.

Аналізуючи результати розрахунку, приходимо до висновку, що необхідна умова для забезпечення набору грунту скрепером дотримується для різних типів грунту.