Скрепер на базе тягача МоАЗ – 6014

1. Назначение, общее устройство  и принцип работы машины.

 

1.1. Назначение машины.

 

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 слоя грунта.

Скреперы предназначены для  послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания  и частичного уплотнения грунтов I...IV  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, которая лежит в основе типоразмерного ряда этих машин.

 

 

Рисунок 1 – Общий вид скрепера на базе тягача МоАЗ – 6014.

 

Скрепер на базе тягача МоАЗ – 6014 предназначен для послойной разработки грунтов 1 - 2 категории и разрыхленных грунтов 3 - 4 категории, их транспортировки и отсыпки слоя заданной толщины. Самоходный скрепер представляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетической установкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в том числе и управление рабочими органами. Рабочий процесс скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, транспортирования груженого скрепера, разгрузки, транспортирования пустого скрепера к забою. С помощью скреперов можно возводить насыпь земляного полотна из боковых резервов или грунтовых карьеров, устраивать выемки с отвозкой грунта в насыпи или кавальеры, планировать строительные площадки, срезать растительный слой грунта в полосе отвода дороги.

Скреперы эффективно работают на сухих  грунтах (кроме сыпучих песков) и  грунтах с нормальной влажностью. При работе на крепких и скальных грунтах последние необходимо предварительно разрыхлить. Дальность транспортирования грунта является основным показателем, от которого зависит возможность применения скреперов.

С учетом основных признаков скреперы классифицируются:

1. По емкости ковша (м3) — на скреперы малой емкости, с ковшом емкостью до 5; скреперы средней емкости, с ковшом емкостью до 6—15; скреперы большой емкости с ковшом емкостью более 15;

2. По способу загрузки  — на заполняемые за счет  подпора грунта при реализации  тягового усилия базового тягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типу относятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу — элеваторные, гребковые, роторные.

3. По способу разгрузки  — на машины со свободной,  принудительной и полупринудительной (комбинированной) разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковша осуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах с принудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощью задней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкой часть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть с помощью принудительной очистки.

4. По типу привода  — на машины с канатным, электромеханическим  и гидравлическим приводом.

 Канатный привод  состоит из следующих узлов:  механической лебедки, системы  полиспастов и направляющих блоков, а также рычагов управления. Электрический  привод состоит из электродвигателя, шестеренчатого редуктора и зубчатого  реечного механизма. К электромеханическому приводу следует отнести также привод, состоящий из электролебедки и канатно-блочного механизма. Гидравлический привод включает насос, бак с жидкостью, гибкие шланги и гидрораспределитель.

5. По способу агрегатирования  — на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.

 

1.2. Общее устройство машины.

 

Самоходный скрепер (рисунок 2) представляет собой одноосный тягач 1 и одноосное  полуприцепное скреперное оборудование, соединенное с тягачом седельно-сцепным  устройством 2. Седельно-сцепное устройство вилочного типа обеспечивает наклон скреперного оборудования относительно тягача в поперечной плоскости на 18° в каждую сторону и поворот тягача относительно скреперного оборудования на 90° в обе стороны.

Скреперное оборудование состоит из рамы 3, заслонки 6 ковша, ковша 7 с нижними 11 и боковыми 12 ножами, задней стенки 9 ковша, задней оси и двух колес 10 с шинами.

Рабочими органами скрепера управляют  из кабины машиниста с помощью  рычагов управления гидрораспределителем. C каждой его секцией трубопроводами и рукавами соединены соответствующие гидроцилиндры управления рабочими органами скрепера. Ковш скрепера можно устанавливать в три положения: опускание, подъем, нейтральное (транспортное).

Золотник каждой секции гидрораспределителя перемещается с помощью отдельного рычага. Золотники гидрораспределителя могут занимать три положения: нейтральное и два рабочих.

 

Рисунок 2 – Схема общего устройства

 

Таблица – 1 Техническая  характеристика скрепера на базе тягача МоАЗ-6014

 

Грузоподъемность, кг	16 000
Масса снаряженного скрепера, кг	20 000
Масса самоходного скрепера полная, кг	36 000
Вместимость ковша, м3:
геометрическая	8,3
номинальная	11
Тип двигателя	ЯМЗ-238АМ2
Максимальная мощность двигателя, кВт	165,4
Шины, дюйм	21 х 28
Максимальная скорость снаряженного скрепера, км/ч	44
Ширина резания, мм	2820
Максимальная толщина  слоя отсыпки, мм	450
Угол поворота тягача в каждую сторону, град	85
Радиус поворота по крайней  выступающей точке, мм	8600
Дорожный просвет под  ножами скрепера, мм	450
Изготовитель	Могилевский автомобильный  завод

 

1.3. Принцип работы  машины.

 

Рабочий цикл скрепера включает следующие операции: набора грунта, транспортирования груженого скрепера, разгрузки, транспортирования пустого скрепера к забою. Ковш 4 скрепера заполняется грунтом следующим образом (рисунок 3). С помощью гидроцилиндров 3 заслонка 2 поднимается на небольшую высоту и образует загрузочную щель между своей нижней кромкой и ножами 7. Ковш из транспортного положения гидроцилиндрами 1 опускается до зарезания ножей в грунт. При продвижении скрепера вперед срезаемый кожами пласт грунта через загрузочную щель поступает в ковш и постепенно его заполняет. Затем ковш гидроцилиндрами 1 поднимается в транспортное положение, и скрепер отвозит грунт к месту выгрузки. Ковш разгружается выдвижением грунта задней стенкой 5 (с помощью гидроцилиндров 6) в щель, образованную полностью поднятой заслонкой 2. Поскольку при этом скрепер продолжает перемещаться, грунт из ковша высыпается по пути разгрузки определенным слоем. Такой способ разгрузки ковша, называемый принудительным, наиболее распространен.

 

 

Рисунок 3 – Схема работы скрепера

 

а – транспортное положение, б – загрузка, в – разгрузка; 1, 3, 6 –гидроцилиндры, 2 – заслонка, 4 – ковш, 5 – задняя стенка, 7 – нож

 

Разработка грунта скрепером. Способы  работы

Наполнение ковша следует осуществлять на первой передаче при прямолинейном  движении скрепера под уклон. Длина  пути и время набора грунта при  движении под уклон по сравнению  с движением по горизонтали значительно сокращаются, а коэффициент наполнения ковша увеличивается. Время наполнения ковша скрепера в значительной степени зависит от способа резания грунта и принятой последовательности разработки выемки. Резание грунта может осуществляться тонкой стружкой примерно одинаковой толщины, клиновидной стружкой с постепенным выглублением ковша и стружкой переменного гребенчатого профиля. При первом, наиболее простом способе резания, не делаются никакие промежуточные выглубления и заглубления ножа, и грунт срезается тонкой стружкой одинаковой толщины на всем пути набора грунта в ковш.

Наиболее производительным является способ срезки грунта клиновидной стружкой, позволяющий значительно сократить  путь и время набора ковша, Вначале  зарезания грунт беспрепятственно входит в пустой или мало наполненный ковш, поэтому можно срезать грунт толстой стружкой. Но по мере наполнения ковша грунтом приходится несколько выглублять ножевое устройство, так как увеличивается вес скрепера и сопротивление наполнению. Срезка грунта стружкой гребенчатого профиля достигается путем многократного выглубления и заглубления ножа скрепера в процессе его перемещения. Этот способ резания также позволяет более рационально использовать мощность двигателя и обеспечивает полную загрузку ковша.

 

 

Рисунок 3 – Рабочий цикл скрепера

 

При производстве земляных работ скреперами применяют поперечную и продольную возки и различают следующие  схемы движения скреперов: по эллипсу, восьмеркой, зигзагом, спиралью, поперечно-челночную  и др.

При схеме движения по эллипсу скрепер делает один набор грунта, одну разгрузку и два поворота на 180° по крутому подъему в одну и ту же сторону. Такое движение скрепера циклично повторяется, причем места набора и выгрузки грунта с каждым следующим циклом несколько смещаются. Во избежание одностороннего износа ходовых частей скреперного агрегата следует периодически изменять направление его движения.

Движение скрепера восьмеркой отличается от движения по эллипсу тем, что в  каждом цикле набор и разгрузка  производятся два раза, поворот на 180o по крутому уклону осуществляется в ненагруженном состоянии, а в нагруженном скреперный агрегат растворяется на 45o и делает подъем по смягченным уклонам.

Повороты при каждом цикле чередуются (левые и правые), что исключает  одновременный износ ходового оборудования тягача и скрепера. Обе схемы движения применяются при возведении насыпей с разработкой боковых прилегающих резервов, а также при разработке выемок с отсыпкой грунта в насыпь или в кавальер, планировке площадок и при других работах с поперечной транспортировкой грунта и небольшим фронтом работ. Движение по эллипсу рекомендуется применять, когда возводят насыпи высотой 1 — 1,5 м из боковых резервов при коротком фронте работ; при устройстве высоких насыпей и глубоких выемок (более 1,5 м), когда требуются специальные въезды и выезды, применяется движение по восьмерке.

Для увеличения тягового усилия скрепера при наполнении ковша в плотных  грунтах обычно используют бульдозер-толкач.

При наполнении ковша скорость движения скреперов составляет 2...4 км/ч, при транспортном передвижении — 0,5...0,8 максимальной скорости трактора или тягача.

У некоторых моделей скреперов  для уменьшения сопротивлений при  работе в ковше устанавливают  наклонный скребковый конвейер (элеватор), осуществляющий принудительную загрузку срезанного ножом слоя грунта в ковш и его выгрузку. Скреперы с элеваторной загрузкой наиболее рационально используются на сыпучих грунтах при выполнении небольших объемов работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Рабочие органы машины

 

Рабочим органом скрепера является сварной ковш, имеющий на передней кромке днища во всю ширину ступенчатые ножи.

Ковш служит рабочей емкостью для разрабатываемого скрепером грунта, а также выполняет роль несущей рамы, воспринимающей нагрузки от силы тяги, массы машины и грунта.

Ковш спереди опирается  на переднюю ось и тяговую раму через пальцы 11, а сзади — на полуоси колес, установленные в  цапфу 9. Ковш представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух боковых стенок 1, днища 3 и буферной рамы 6. Боковые стенки 1 выполнены из листового проката и усилены продольными и поперечными накладками коробчатого сечения.

Рисунок 4 – Скреперное оборудование

 

1—стенка, 2—направляющие  полосы, 3-днище, 4,16- связи, 5 - балка, 6-рама, 7, 17-проушины, 8 - буфер, 9-цапфа полуоси, 10-крышка, 11,12-пальцы, 13-подрезной нож, 14,15-средний и боковой ножи, 18 - подножевая плита.

 

На стенках 1 размещены  пальцы 12 для подвески передней заслонки, пальцы 11 тяговой рамы, а также  лючки, закрытые крышками 10 для крепления  гидролиний, размещенных внутри стен­ки. Правая и левая боковые стенки связаны между собой передней 16, двумя задними 4 связями коробчатого сечения и днищем 3. По краям передней связи приварены проушины для крепления головки штоков гидроцилиндров 3 подъема — пускания ковша.

На передних нижних кромках  боковых стенок, изготовленных из полосы более толстого листового  проката, чем вся остальная стенка, крепят ножи 13 для подрезания стружки  грунта с боков и уменьшения его  потерь в боковые валики. Днище 3 - также коробчатого сечения. Передняя часть днища представляет собой мощную подножевую плиту 18, к которой крепят ножи 14 и 15, по конструкции аналогичные рассмотренным в § 16.

 

Буферная рама 6 представляет собой сварную пространственную ферму из сортового проката. Рама приварена к задним связям ковша и образует с ним единую металлоконструкцию. В раме размещены направляющие балки 5 и проушина 7 для установки толкателя и гидроцилиндра 9 выдвижения задней стенки. Заканчивается рама гнутым листом — буфером 8, в который упирается отвал бульдозера-толкача при толкании скрепера во время набора грунта или выезда из забоя.