РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ СКРЕПЕРОВ С МЕХАНИЗМАМИ ЗАГРУЗКИ

Аннотация. Рассматривается производительность скреперов с разными механизмами загрузки в зависимости от дальности транспортирования грунта путем вычисления технической продуктивности. В качестве примера указаны самоходные скреперы фирмы «Caterpillar» с идентичной мощностью.

Скрепер является самоходной либо прицепной (к гусенечному либо колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания слоя грунта.

По методу загрузки ковша скреперы делятся:

– с пассивной загрузкой движущим усилием срезаемого слоя грунта;

– с принудительной загрузкой с поддержкой скребкового элеватора.

В сегодняшнее время в зарубежной практике земляных работ, наравне с самоходными скреперами стандартной комплектации, применяемые с тракторами толкачами, получают применение скреперы, имеющие механизмы загрузки, способные абсолютно заполнять ковш грунтом без помощи толкача. Они могут осмысленно использоваться, работая самостоятельно одиночными машинами, имеют меньший износ шин, лучшие планирующие свойства, но некоторое количество увеличенное время копания [1].

Скреперы используются для разработки грунта I−III категорий – от чернозема до глины. Также это может быть горная масса. В таком случае используются скреперы с угольным ковшом. Еще один вариант применения – разработка недр с целью добычи полезных ископаемых. Естественно в работе принимает участие ковш с передней режущей кромкой, которая укреплена на раме. С помощью дышла он присоединяется к гусеничному трактору либо пневмоколесному тягачу, правда также имеются и самоходные модели. Опускаясь, ковш врезается в грунт тонкой передней кромкой. Передвигаясь, он поочередно срезает его тонкими слоями. Таким образом, ковш понемногу наполняется и закрывается специальной заслонкой. Дальше следует транспортировка грунта и его выгрузка, после этого скрепер возвращается к месту разработки. Наилучший метод перемещения машины – по эллиптической траектории либо «восьмерке». Оператор периодически (по своему усмотрению) меняет направление движения на обратное. Это делается для того, чтобы исключить односторонний износ ходовых частей.

K организации Caterpillar (таблица). Благодаря внедренным усовершенствованиям, новые колесные тракторы скреперы моделей 631K (Tier 2/Stage II с открытым ковшом) , 637K (Tier 2/Stage II) с открытым ковшом), и 637K с угольным ковшом организации Caterpillar резко увеличили эффективность работ при снижении затрат на их эксплуатацию. Все колесные тракторы-скреперы серии «K» оснащаются моторами CAT, сделанными по спецтехнологии ACERT и отвечающими требованиям Евро III. А к токсичности отработавших газов [3]. В таблице представлены технические свойства некоторых скреперов серии «K».

Таблица.

Технические характеристики некоторых скреперов серии «K» Caterpillar

Продолжение таблицы - Технические характеристики некоторых скреперов серии «K» Caterpillar

Изобразим графически на рисунке видоизменение технической продуктивности от дальности транспортирования грунта для трех моделей скреперов с разными механизмами загрузки.

Рисунок. Зависимость технической производительности от дальности перемещения грунта для скреперов Caterpillar 631 K, 637 K и 637 K с угольным ковшом

С целью возможности сравнения разных моделей этих скреперов по продуктивности из модельного ряда скреперов фирмы Caterpillar выделены модели машин идентичной мощности: 631 K с открытым ковшом, 637 K с открытым ковшом и 637 K с угольным ковшом [4]. Рассчитаем техническую производительность П этих скреперов по энергетической зависимости при максимальном применении мощности мотора(N):

, м3/ч.

где: q - вместимость ковша, м3 ,

kн - коэффициент наполнения ковша, принимается kн =(0,7 - 1,2) ,

kвр - коэффициент использования скрепера во времени, принимается kвр = 0,85,

kразр - коэффициент разрыхления грунта, принимается kразр = (1,1 - 1,35).

Tц - время цикла, с.

С увеличением дальности транспортирования уменьшается техническая производительность, потому что даже для скреперов, как землеройно- транспортной машины такие расстояния огормны и на них расходуются достаточное количество времени.

Как заметно из графиков, наибольшей производительностью обладает скрепер стандартной комплектации (с данным толкачом), имеющий минимальное время загрузки. Наименьшей производительностью владеет скрепер с механизмом шнековой загрузки, так как у него наименьшая вместимость ковша и наибольшая эксплуатационная масса. Впрочем превосходством предоставленной модели является его универсальность касательно заполняемого грунта (качественно и без пыли загружает и распределяет, как сыпучий, так и твердый грунт). Среднее положение занимает скрепер с элеваторным методом загрузки и при увеличении расстояния транспортировки практически сравнивается со скрепером стандартной комплектации. А при сыпучих грунтах даже будет более рациональным для применения. Всякий из механизмов загрузки по своему хорош, и их нужно использовать, выбирая в зависимости от местных условий.