Определение производительности и тяговый расчет прицепного скрепера
Методические указания к практическим занятиям
Составители Н.В. Гончаров,
Ф.Ф.Кириллов,
А.Н. Щипунов
Томск 2010
Определение производительности и тяговый расчет прицепного скрепера: методические указания к практическим занятиям/ Сост. Н.В. Гончаров, Ф.Ф. Кириллов, А.Н. Щипунов. Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010.14 с.
Рецензент к.т.н. П.А. Иванников
Редактор Е.Ю. Глотова
Методические указания к практическим занятиям по дисциплинам СД.Ф.9 «Строительные машины» для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство», СД.Ф.8 «Технология и организация в городском строительстве и хозяйстве» для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» и СД.Ф.11 «Строительные машины и оборудование» для студентов специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии (по отраслям)» всех форм обучения.
Печатаются по решению методического семинара кафедры строительных и дорожных машин. Протокол № 1 от 25.01.2010 г.
Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.В. Дзюбо
с 30.05.2010 до 30.05.2015
Оригинал-макет подготовлен авторами.
Подписано в печать Формат 6084. Бумага офсет. Гарнитура Таймс. Уч.-изд. л. 0,7. Тираж 100 экз. Заказ №
Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.
Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ. 634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Цель работы – закрепить теоретический материал по землеройно-транспортным машинам, научиться производить тяговый расчет и определять производительность прицепного скрепера.
Задание: определить силу тяги, развиваемую базовым трактором во время срезания грунта; определить усилие, необходимое для перемещения скрепера; проверить условие движения прицепного скрепера; при необходимости подобрать толкающий трактор для увеличения тягового усилия при загрузке скрепера; определить время рабочего цикла; рассчитать эксплуатационную сменную производительность.
Скрепер – самоходная или прицепная (к гусеничному или колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортная машина, 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 подготовке территорий под застройку, планирование кварталов, возведение насыпей, разработке широких траншей и выемок.
Скреперы классифицируются по вместимости ковша (машины малой вместимости – до 5 м3; средней вместимости – от 5 до 15 м3; большой вместимости – свыше 15 м3).По способу загрузки ковша (с пассивной загрузкой движущим усилием срезаемого слоя; с принудительной загрузкой с помощью скребкового элеватора). По способу разгрузки ковша (со свободной или самосвальной разгрузкой опрокидыванием ковша вперед по ходу машины; с принудительной разгрузкой при выдвижении стенки ковша вперед). По 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 оборудованием (с канатно-блочным или механическим управлением; с гидравлическим управлением; с электрогидравлическим управлением).
Рис. 1. Прицепной скрепер
1 – трактор; 2 – гидросистема; 3 – дышло; 4 – тяговая рама;
5 – рычажный механизм управления заслонкой; 6 – заслонка;
7 – ковш; 8 – задняя стенка; 9 – пневматические колеса
Рабочий цикл скрепера состоит из следующих последовательно выполняемых операций: резание грунта и наполнение ковша, транспортирование грунта к месту укладки, выгрузка и укладка грунта, обратный холостой ход машины в забой.
В самом конце процесса загрузки ковша скрепера, когда ковш почти полностью заполнен грунтом, а процесс срезания слоя грунта продолжается, тягового усилия базовой машины может быть недостаточно. Для завершения процесса заполнения ковша грунтом может использоваться дополнительный толкающий трактор, который своим отвалом упирается в буфер скрепера и передает ему дополнительное тяговое усилие, необходимое для полной загрузки ковша грунтом.
Исходные данные для расчета принимаются по табл. 1 в соответствии с вариантом, заданным преподавателем.
Таблица 1
Исходные данные для расчета
| Разрабатываемый грунт | Базовая машина | 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| Рыхлый песок | Т-130 | 0,4 | 2,65 | 0,3 | 0,04 | 7,1 | ||
| Разрыхленный суглинок | ДТ-75Н | 0,3 | 2,1 | 0,1 | 0,03 | 2,8 | ||
| Влажный песок | Т-4А | 0,3 | 2,4 | 0,1 | 0,05 | 4,4 | ||
| Супесь | Т-150 | 0,5 | 2,5 | 0,1 | 0,02 | 4,1 | ||
| Суглинок | Т-180 | 0,5 | 3,0 | 0,1 | 0,04 | 9,5 | ||
| Глина | ДЭТ-250 | 0,6 | 2,8 | 0,2 | 0,04 | 16,5 | ||
| Разрыхленный суглинок | Т-130 | 0,8 | 2,6 | 0,1 | 0,07 | 7,1 | ||
| Сухой песок | Т-150К | 0,4 | 2,5 | 0,1 | 0,06 | 4,1 | ||
| Плотный суглинок | Т-100МЗ | 0,7 | 2,6 | 0,1 | 0,03 | 6,7 | ||
| Рыхлый песок | Т-130 | 0,5 | 2,6 | 0,3 | 0,06 | 7,1 | ||
| Разрыхленный суглинок | ДТ-75Н | 0,3 | 2,1 | 0,1 | 0,07 | 2,8 | ||
| Глина | Т-4А | 0,6 | 2,4 | 0,1 | 0,05 | 4,4 | ||
| Влажный песок | Т-100МЗ | 0,5 | 2,6 | 0,3 | 0,04 | 6,7 | ||
| Плотный суглинок | Т-180 | 0,8 | 3,0 | 0,2 | 0,05 | 9,5 | ||
| Супесь | Т-130 | 0,7 | 2,6 | 0,1 | 0,03 | 7,1 |
Окончание табл. 1
| Разрабатываемый грунт | Базовая машина |
| 
| 
| 
| 
|
|
| Разрыхленный суглинок | ДЭТ-250 | 0,8 | 2,8 | 0,2 | 0,02 | 16,5 | ||
| Рыхлый песок | Т-75МЛ | 0,4 | 2,1 | 0,2 | 0,05 | 2,4 | ||
| Суглинок | Т-4А | 0,3 | 2,4 | 0,1 | 0,03 | 4,4 | ||
| Сухой песок | Т100МЗ | 0,5 | 2,6 | 0,3 | 0,06 | 6,7 | ||
| Плотный суглинок | Т-130 | 0,6 | 2,6 | 0,2 | 0,08 | 7,1 | ||
| Глина | Т-130 | 0,4 | 2,6 | 0,2 | 0,04 | 9,2 | ||
| Плотный суглинок | Т-4А | 0,7 | 2,4 | 0,1 | 0,02 | 4,4 | ||
| Супесь | ДЭТ-250 | 0,5 | 2,8 | 0,1 | 0,04 | 16,5 | ||
| Разрыхленный песок | Т-4А | 0,8 | 2,4 | 0,1 | 0,06 | 4,4 | ||
| Плотный суглинок | Т100МЗ | 0,6 | 2,6 | 0,1 | 0,03 | 6,7 | ||
| Глина | ДТ-75Н | 0,5 | 2,1 | 0,1 | 0,02 | 2,8 | ||
| Сухой песок | Т-180 | 0,4 | 2,6 | 0,3 | 0,03 | 1,7 | ||
| Разрыхленный суглинок | Т-150К | 0,6 | 2,5 | 0,1 | 0,05 | 4,1 | ||
| Влажный песок | Т-75МЛ | 0,7 | 2,1 | 0,1 | 0,04 | 2,3 | ||
| Супесь | Т-4А | 0,4 | 2,4 | 0,2 | 0,03 | 4,4 |
МЕТОДИКА РАСЧЕТА
2.1. Проверяем условие движения прицепного скрепера в процессе загрузки ковша при условии движения без буксования
Р сц. Р т и Р т Рi, (1)
где Р т – тяговое усилие, развиваемое двигателем трактора, Н; Р сц – сила тяги по сцеплению трактора, Н; Рi – сумма сопротивлений передвижению скрепера, возникающих в случае лобового резания и заполнения ковша грунтом, Н.
2.1.1. Сила тяги, развиваемая базовым трактором во время срезания грунта и загрузки ковша при движении трактора на первой передаче, Н,
N
Р т = 3600 
, (2) v
где N – эффективная мощность двигателя трактора, кВт (табл. 6); v – скорость машины на низшей (первой) передачи, км/ч (табл. 6); – к.п.д привода машины ( = 0,75…0,85).
2.1.2. Наибольшее усилие, необходимое для перемещения скрепера, возникает в период завершения копания, Н,
Рi = Р 1 + Р 2 + Р 3 + Р 4 + Р 5, (3)
где Р 1 – сопротивление грунта резанию, Н; Р 2 – сопротивление движению призмы волочения грунта впереди скрепера, Н; Р 3 – сопротивление от массы грунта, движущегося внутри ковша, Н; Р 4 – сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше, Н; Р 5 – сопротивление передвижению скрепера, Н.
2.1.3. Сопротивление грунта резанию, Н, 6
Р 1 = В · h · k р ·10, (4)
где В – ширина ножа скрепера, м; h – толщина срезаемого слоя, м (табл. 1); k р – удельное сопротивление грунта резанию, МПа, (табл. 2).
Таблица 2