Скреперы Bobcat

По способу разгрузки  ковша различают скреперы со свободной, принудительной, полупринудительной и  со щелевой разгрузкой (вниз) (рис.84). 

У скреперов со свободной (самосвальной) разгрузкой ковш опрокидывается назад (у одноосных скреперов) либо вперед (у двухосных скреперов). Скреперы со свободной разгрузкой ковша плохо  разгружают липкие и переувлажненные  грунты. 

У скреперов с  принудительной разгрузкой грунт выталкивается  прямолинейным движением вперед задней подвижной стенки ковша. Скреперы с такой разгрузкой могут работать на любых грунтах, в том числе  на грунтах липких и переувлажненных. 

У скреперов с  полупринудительной разгрузкой днище  и задняя стенка конструктивно выполнены как единый узел, который шарнирно подвешен на боковых стенках или к подножевой плите ковша. Для разгрузки днище с задней стенкой опрокидывается вперед, при этом грунт в первоначальной стадии выталкивается из ковша принудительно, а в конце разгружается за счет свободного высыпания под действием собственного веса. При полупринудительной разгрузке стенки ковша не полностью очищаются от липких и переувлажненных грунтов. 

При щелевой разгрузке  грунта (вниз) днище ковша, поворачиваясь, выводится из-под грунта и становится под углом наклона к горизонту 72—75°. Этот способ разгрузки характеризуется  хорошей выгрузкой липких и переувлажненных  грунтов и значительно меньшей  энергоемкостью механизма выгрузки. 

4. По системе управления  рабочими органами различают  скреперы с канатным, гидравлическим и злектроуправлением. 

Наиболее широкое  и преимущественное распространение  получает гидравлическая система управления. Основным достоинством гидравлического  механизма является возможность  реверсирования действующих усилий. Под воздействием гидравлического  цилиндра двойного действия весь вес  скрепера может быть сосредоточен на режущих ножах и врезание ковша  в грунт осуществляется на минимальном  пути. Аналогичный цилиндр принудительно  полностью закрывает заслонку ковша, предотвращая потери грунта при его  транспортировании. 

Рис. 84. Схемы способов разгрузки ковша и типы заслонок:

 а — свободная (самосвальная) разгрузка вперед; б — разгрузка назад; в — принудительная разгрузка; г — полупринудительная разгрузка; д — щелеЕая разгрузка (вниз); е — плавающая заслонка; ж — постоянно управляемая заслонка; 1 — передняя заслонка; 2 — ковш; 3 — нож; 4 — задняя заслонка; 5 — подвижная стенка 

Типаж землеройно-транспортных машин, намеченных к выпуску в  СССР, предусматривает изготовление полуприцепных: скреперов к одноосным  пневмоколесным тягачам с ковшами  геометрической емкостью от 4 до 25 м3 при  мощности двигателя соответственно в пределах от 65—80 кет (90—110 л. с.) до 400— 480 кет (640—660 л. с.) и прицепных  скреперов к серийным гусеничным тракторам с ковшами от 1,5 до 30 м3 при мощности двигателя от 35—45 кет (50—60 л. с.) до 185—220 кет (250— ЗОО л. с). Для всех скреперов с ковшами емкостью 3 м3 и более Типажем рекомендованы принудительная система разгрузки ковша и гидравлический привод рабочих органов. Скорость движения полуприцепных скреперов предусмотрена в пределах 140—50 км/ч. Перспективным типажем предусматривается также изготовление скреперов с ковшами емкостью до 80 ж3 и скреперных поездов на базе мотор-колес с двигателем 900—1100 кет. Увеличение емкости ковша и развитие самоходных колесных скреперов значительно улучшают их технико-экономические показатели, что видно из табл. 10. 

Таблица 10

Увеличение удельной мощности полуприцепных и самоход-дых  колесных скреперов обеспечивает скорости их передвижения до 50—60 км/ч, т. е. примерно в 6—6,5 раза больше, чем у гусеничных. 

В гидротехническом строительстве скреперы наиболее эффективны при разработке неглубоких котлованов и каналов в (нескальных, однородных и непереувлажненвых грунтах  и осо-!бенно при одновременном использовании вынимаемого грунта для возведения качественных насыпей — перемычек, дамб, плотин. 

Ведущими типами скреперов в гидротехническом строительстве  являются полуприцепные скреперы с  ковшами большой емкости и  самоходные скреперы. Устройство отечественного полуприцепного скрепера схематически показано на рис. 85. Скрепер работает в сцепе с одноосным тягачом, который имеет дизельный двигатель, механическую коробку передач, встроенные в колеса планетарные редукторы и рулевое управление с гидроусилителем. Управление скрепером гидравлическое; разгрузка ковша принудительная. 

Ковш скрепера своей передней частью соединяется с ведущим мостом тягача при помощи спецного устройства, допускающего свободу взаимного поворота в двух плоскостях для одноосных тягачей и в трех плоскостях — для двухосных. Такое устройство позволяет легко преодолевать боковые уклоны и горизонтальные повороты пути. Основными частями скрепера являются ковш, днище которого оборудовано ножами, задняя стенка, заслонка, передняя рама, ходовые колеса и система управления. Ковш скрепера сварной конструкции, состоит из двух жестко связанных между собой боковых стенок, днища и буфера. 

Форма и геометрические размеры ковша существенно влияют на работу скрепера. Они должны быть такими, чтобы на заключительной стадии наполнения ковша требовалась возможно меньшая удельная сила тяги. Кроме того, при выборе формы ковша учитывается необходимость снижения металлоемкости и обеспечения хорошей маневренности скрепера. Поэтому, как правило, проектируют и изготовляют широкие и короткие ковши, причем высоту стремятся насколько возможно уменьшить. Такие ковши легко заполняются на коротком пути и за малое время. Скрепер с коротким ковшом имеет и короткую ходовую базу, что благоприятно сказывается на маневренности машины. 

В передней части  днища ковша приваривается под-ножевая плита, на которой закрепляются режущие ножи. Последние состоят обычно из трех секций — средней и двух крайних. Средние широкие ножи выдвинуты вперед, что облегчает резание грунта, так как вследствие сосредоточения усилия тяги на небольшом участке режущей кромки среднего ножа обеспечивается более быстрое проникновение его в массив грунта. 

Буфер 8 служит для  передачи напорного усилия ковшу  трактором-толкачом. Ферма буфера оканчивается двумя упорами, на которые нажимает толкающее приспособление (щит трактора-толкача). 

Задняя стенка 5 ковша  служит для принудительной выгрузки грунта и состоит из жесткой конструкции  коробчатого сечения, щита и толкателя  в виде продольного бруса, к которому присоединяются штоки гидравлических цилиндров выдвижения стенки. На толкателе  смонтированы ролики, предназначенные  для- направления движения задней стенки без ее перекоса. 

Заслонка ковша  удерживает грунт от высыпания при  рабочем ходе скрепера и увеличивает  возможное наполнение ковша. При  ее помощи, кроме того, регулируется толщина отсыпаемого слоя грунта при послойной его укладке  в качественные насыпи (дамбы, плотины  и т. п.).К рычагам заслонки в средней их части присоединяются штоки подъемных цилиндров, с помощью которых производится подъем или опускание заслонки. 

У постоянно управляемой  заслонки (рис. 84, ж) сопротивление призмы волочения Р, наоборот, будет препятствовать ее подъему и поступлению грунта в ковш. Момент силы Р, складываясь с моментом силы тяжести g, стремится закрыть заслонку. Поэтому подъем заслонки и удержание ее в открытом положении производится в этом случае при помощи специального механизма подъема заслонки или механизма, блокирующего управление заслонкой и ковшом. 

Передняя рама скрепера (рис. 85) представляет собой П-образную конструкцию, к которой в средней  части приварен хобот. Хобот оканчивается стальной литой головкой с проушинами для соединения скрепера со шкворнем тягача и для крепления гидроцилиндров поворота скрепера. 

Полуприцепные скреперы с одноосным тягачом обладают большой маневренностью, поскольку  рулевое управление тягача обеспечивает принудительный поворот его на 90°  в обе стороны относительно скрепера. По сравнению с двухосными прицепными скреперами, работающими в сцепе  о гусеничными тракторами, полуприцепные скреперы имеют в 2—2,5 раза большую ‘производительность и примерно в 1,5—2 раза меньшую металлоемкость и энергоемкость. 

Отечественной промышленностью  полуприцепные скреперы выпускаются  с ковшами емкостью 10—12 м3 и 15—18 м3 с одноосными тягачами мощностью  соответственно 175 и 275 кет (240 и 375 л. с), обеспечивающими транспортные скорости скре-дера до 40—50 км/ч. 

С целью достижения более высокой производительности и проходимости полуприцепных скреперов, работающих в сцепе с одноосными тягачами, разрабатываются новые  конструктивные решения. Помимо увеличения емкости ковша скрепера, достигшей  в зарубежной практике уже 46 м3, распространение  получают двухмоторные скреперы. У  таких скреперов наряду с двигателем одноосного тягача имеется еще специальный  двигатель на задней оси с трансмиссией для привода ходовых колес, включаемый при наборе грунта. При этом значительно  увеличивается тяговое усилие машины, поскольку задние колеса становятся ведущими. Двухмоторные скреперы серийно  выпускаются зарубежными фирмами  «Катерпиллер», «Аллис-Чалмерс», «Эвклид» (США) и др. 

Дальнейшим развитием  полуприцепных скреперов явилось  создание двухковшовых скреперов (рис. 86), у которых все ходовые колеса выполняются также ведущими. Сдвоенные  скреперы с шестью и восемью приводными колесами имеют гидравлическую или  электрокаватную систему управления и принудительную разгрузку ковша. Разработка грунта производится поочередно: при заполнении ковша переднего  скрепера порожний задний скрепер является толкачом, по заполнении ковша передний скрепер работает в качестве тягача совместно с основным тягачом. Наибольшая глубина резания достигает 0,76 м, а толщина слоя отсыпаемого грунта — 0,66 м. 

Применение механической передачи для привода задних колес  значительно усложняет конструкцию  скрепера. Поэтому все большее  применение получает дизель-электрический  привод с установкой на валу дизеля генератора, питающего током электродвигатели для привода каждого колеса, или  дизель-гидравлический привод с высокомоментными гидромоторами на каждом колесе.  

Рис. 86. Двухковшовый скрепер с дополнительным приводом на заднюю ось 

Привод ходовых  колес по системе «мотор-колесо»  или «гидромотор-колесо» позволяет  без изменения конструкции базовой  машины-тягача выполнять колеса прицепной  машины ведущими и использовать вес  машины1 для увеличения тягового усилия при резании: грунта и в тяжелых дорожных условиях.  

Рис. 87. Схема работы мощных скреперных агрегатов:

 а — набор  грунта первым ковшом; б — набор  грунта вторым ковшом; в — одновременная выгрузка грунта 

Поэтому этот вид  привода получает широкое применение как в скреперах, так и в других землеройно-транспортных машинах. Агрегат «мотор-колесо» (см. рис. 13) состоит из пневматической шины, обода и встраиваемых в него редуктора и электродвигателя обычно постоянного тока. В такой конструкции корпус электродвигателя является осью колеса и со свободной стороны имеет фланец для крепления к раме машины. Основными достоинствами привода по системе «мотор— колесо» и «ги-дромотор — колесо» являются упрощение кинематической схемы и, в частности, трансмиссии за счет удаления коробок скоростей, дифференциалов, карданных валов, фрикционных элементов и других узлов; возможность использовать полностью и рационально мощность дизеля во всех режимах работы машины,, что существенно повышает ее производительность. 

Рис. 88. Трехколесный скрепер фирмы Летурно (США) с  ковшом и емкостью 42 м3 

Конструкция сдвоенного скрепера на мотор-колесах положена фирмой Летурно (США) в основу серийно выпускаемых мощных скреперных агрегатов (рис. 87), в том числе двухков-Ш0В1ЫХ скреперов грузоподъемностью 240 тс при общей емкости ковшей 109 м3. 

Интерес представляют также самоходные трехколесные скреперы (рис. 88) с дизель-электрическим приводом, выпускаемые этой же фирмой на базе мотор-колес с ковшами емкостью до 42 м3. Переднее колесо такого скрепера является направляющим. Рабочие движения (подъем и опускание ковша) осуществляются зубчатореечным механизмом от двигателя, вращающего шестерню, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой. 

Пульт управления выполнен поворотным и приподнят для лучшего  обзора скреперистом фронта работ. 

Стремление к уменьшению энергоемкости загрузки ковша скрепера привело к созданию скреперов  с элеваторной загрузкой ковша, при которой отпадает необходимость  в применении бульдозера-толкача. Опытные  образцы таких скреперов изготовлены  в СССР и США с ковшами емкостью 14—20 ж3.