Скрепер. Как устроен, рабочий цикл, применение, производительность.

Скрепер является самоходной или прицепной (к гусеничному или колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания сдоя грунта. Скреперы предназначены для послойного резания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и час­тичного уплотнения грунтов 1...II категорий при инженерной подготовке территории под застройку, планировке кварталов, возведении насыпей, разработке широких траншей и выемок под различные сооружения и искусственные водоемы и др. Наиболее эффективно скреперы работают на непереувлажненных средних грунтах (супесях, суглинках, черноземах), не содержащих круп­ных, каменистых включений. При разработке скреперами тяжелых грунтов их предварительно рыхлят на толщину срезаемой струж­ки. Главным параметром скреперов является геометрическая вме­стимость ковша (м³), которая лежит в основе типоразмерного ряда этих машин.

Скреперы классифицируют:

• по вместимости ковша - машины малой (до 5 м³), средней (5...15 м³) и большой (свыше 15 м³) вместимости;

• по способу загрузки ковша — с пассивной загруз­кой движущим усилием срезаемого слоя грунта, с принудительной загрузкой с помощью скребкового элеватора;

• по способу разгрузки ковша — с принудительной разгрузкой при выдвижении стенки ковша вперед (основной спо­соб), со свободной (самосвальной) разгрузкой опрокидыванием ков­ша вперед по ходу машины;

• и о способу агрегатирования с тяговыми средствами — прицепные к гусеничным тракторам и двухос­ным колесным тягачам; самоходные, агрегатируемые с одноосными и двухосными колесными тягачами;

• по способу управления рабочим - с гидравличе­ским и электрогидравлическим управлением.

Гидравлическая или электрогидравлическая системы управления рабочим органом обеспечивают принудительное опускание, подъем и разгрузку ковша, изменение глубины резания, подъем и опускание передней заслонки ковша с помощью гидроцилиндров двойного действия. Принудительное заглубление ножей ковша в грунт позво­ляет довольно точно регулировать толщину срезаемой стружки, сокращать время набора грунта и эффективно разрабатывать плотные грунты.

Рабочий процесс скрепера состоит из следующих последова­тельно выполняемых операций: резание грунта и наполнение ковша, транспортирование грунта в ковше к месту укладки, выгрузка и укладка фунта, обратный (холостой) ход машины в забой. При набо­ре грунта (рис. 4.10, а) ножи опущенного на грунт ковша. 2 срезают слой грунта толщиной h, кото­рый поступает в ковш при поднятой подвижной заслонке 3. Наполненный грунтом ковш на ходу поднимается в транс­портное положение (рис, 4.10 б), а заслонка 3 опускается, препятствуя высыпанию грун­та из ковша. При разгрузке ковша (рис. 4.10, в) заслонка 3 поднята, а грунт вытесняется принудительно из приспущен­ного ковша выдвигаемой впе­ред задней стенкой ковша, причем регулируемый зазор между режущей кромкой ков­ша и поверхностью земли оп­ределяет толщину с уклады­ваемого слоя грунта 4, который разравнивается (планиру­ется) ножами ковша и частич­но уплотняется колесами скрепера.

При холостом коде порожний ковш поднят в транспортное положение, а заслонка опушена. Для увеличения тягового усилия скрепера при наполнении ковша в плотных грунтах обычно исполь­зуют бульдозер-толкач 1 (см. рис. 4.10, а). При наполнении ковша скорость движения скреперов составляет 2,„4 км/ч, при транспорт­ном передвижении —0,5…0,8 максимальной скорости трактора или тягача.

Дальность транспортировки грунта самоходными скреперами экономически эффективна на расстояние до 5000 м.

В строительстве используют самоходные скреперы с ковшами вместимостью 4,5; 8,3; 11; 16 и 25 м³

На скреперах с ковшами вместимостью 16 и 25 м³ установлен второй дополнительный задний двигатель для привода задних колес через гидромеханическую трансмиссию, что позволяет выполнить все колеса машины ведущими. Управление дополнительным двигателем и гидромеханической трансмиссией синхронизировано с уравнением тягачом и ведется из кабины машиниста. Одновремен­ную работу обоих двигателей используют при заполнении ковша и транспортировании грунта к месту разгрузки; при выгрузке ковша и обратном ходе используется один двигатель тягача.

Самоходный скрепер (рис. 4.11) представляет собой двухосную пневмоколесную машину, состоящую из одноосного тягача 15 и полуприцепного одноосного скреперного оборудования, соединенных между собой универсальным седельно-сцепным устройством 14. На тягаче смонтированы два гидроцилиндра 1 для его поворота отно­сительно рабочего органа в плане. Седельно-сцепное устройство обеспечивает возможность относительного поворота тягача и скре­пера в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для толкания скрепера бульдозером-толкачом в процессе набора грунта имеется буферное устройство 8.Основным узлом скрепера является ковш 5 с двумя боковыми стен­ками и днищем, опирающийся на колеса 7. К подножевой плите ковша крепят сменные двухлезвийные ножи 2 — два боковых и средние. Ковш снабжен выдвижной задней стенкой 10 для принудительной раз­грузки, а в передней части — заслонкой 11, поднимающейся при наборе и выгрузке грунта. Заслонка служит для регулирования щели при загрузке ковша и закрывает ковш при транспортировании грунта. Ковш двумя шарнирами 4 соединен с тяговой П-образной рамой 3, же­стко соединенной с хоботом 13. Гидравлическая система управления рабочим оборудованием обеспечивает подъем и опускание ковша 5, заслонки 11, выдвижение задней стенки 10 и возврат ее в исходное положение с помощью трех пар гидроцилиндров 6, 9 и 12. Насосы гидро­системы рабочего оборудования приводятся в действие от коробки отбора мощности базового тягача. Раздельное управление гидроцилиндрами осуществляется золотниковым распределителем, установ­ленным в кабине машиниста.

Рабочее оборудование самоходных и прицепных скреперов оди­наково по конструкции и максимально унифицировано. Эксплуата­ционная производительность скрепера (м³/ч) в плотном теле

П_э = nqK_нK_в/K_р, (4.17)

где п — число циклов в час (п — 3600/Т_ц); q — вместимость ковша скрепера, m³; K_н — коэффициент наполнения ковша грунтом (К_н = 0,6…1,2); К_н = qlq₁ (q₁ — объем рыхлого грунта в ковше скре­пера); К_в — коэффициент использования машины по времени (К_в = 0,8…0,9); К_р — коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера (К_р = 1,1…1,3).