Скрепер ДЗ-79 с ковшом вместимостью 15 м3

Введение.

 

Земляные работы - это начальный этап любых строительных работ. Они включают в себя целый комплекс строительных работ: рытье траншей для прокладывания коммуникаций, разработка котлованов под фундамент, возведение насыпей, бурение скважин и т.д. При проведении земляных работ создаются постоянные и временные земляные сооружения.

Выполнение земляных работ осуществляется специальной строительной техникой: экскаваторы, погрузчики, самосвалы и прочая строительная техника.

В контрольной работе представлена строительная машина – скрепер, которая предназначена для послойного срезания грунта с набором в ковш, его транспортирования и разгрузки. Так же Скрепер  широко применяют в строительстве для выполнения землеройно-транспортных и планировочных работ.

Целью работы является общетехническое изучение Скрепера прицепного. Область применения, технико-эксплуатационные параметры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основное назначение машины.

Скрепер ДЗ-79 с ковшом вместимостью 15 м3 выпускается к мощному промышленному трактору Т-330. Предназначен для послойного срезания грунта с поверхности разрабатываемых участков, транспортирования его к месту назначения, послойной отсыпки в возводимые сооружения (насыпи и др.), а также для разработки различного рода выемок, выполнения планировочных и других работ.

 

2. Область применения.

Скреперы широко применяют в строительстве для выполнения землеройно-транспортных и планировочных работ. Наибольшая толщина срезаемого слоя грунта зависит от категории грунта и размеров скрепера и составляет от 15 до 60 см.

В дорожном строительстве скреперы применяются двух типов — прицепные двухосные к двухосным колесным или гусеничными тягачами, включая тракторы, и полуприцепные или самоходные одноосные к одноосным колесным тягачам.

Скреперы классифицируются по способу тяги и мощности, вместимости ковша, типу управления, способу разгрузки, количеству осей.

По способу агрегатирования скреперы можно разделить на прицепные, полуприцепные, самоходные и на скреперные поезда. К прицепным следует отнести скреперы, буксируемые гусеничным или двухосным колесным тягачом (трактором), где вся весовая нагрузка, в том числе вес грунта в ковше, передается на опорную поверхность через колеса скрепера

Полуприцепные и самоходные скреперы работают в агрегате с базовыми пневмоколесными тягачами (скреперы, агрегатируемые с тягачами, условно называют "самоходными скреперами") и используются для дальности возки грунта от 300 до 3000 м..

По ходовой части скреперы подразделяются на машины с гусеничной тягой и с колесной тягой.

Полуприцепной скрепер соединен с гусеничным или двухосным колесным тягачом (трактором) передней частью (хоботом); у таких машин часть весовой нагрузки через опорно-сцепное устройство передается на трактор. Полуприцепной скрепер обычно имеет одну ось.

Определяющим признаком прицепных и полуприцепных скреперов является то, что при отсоединении тяговый трактор может выполнять другие функции, например, работать с навесным рабочим оборудованием и т. д.

Скреперы применяются для разработки сравнительно легких грунтов. Плотные грунты предварительно разрыхляются. Скреперы не используют на заболоченных участках, переувлажненных глинистых грунтах, сыпучих песках и грунтах с крупными камнями.

 

3.Конструкция и взаимодействие  элементов.

Ковш  скрепера заполняется грунтом. С помощью гидроцилиндров  заслонка поднимается на небольшую высоту и образует загрузочную щель между своей нижней кромкой и ножами . Ковш из транспортного положения гидроцилиндрами  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  поднимается в транспортное положение и скрепер отвозит грунт к месту выгрузки. Ковш разгружается выдвижением грунта задней стенкой  (с помощью гидроцилиндров) в щель, образованную полностью поднятой заслонкой. Поскольку при этом скрепер продолжает перемещаться, грунт из ковша высыпается по пути разгрузки определенным слоем. Такой способ разгрузки ковша, называемый принудительным, он наиболее распространен.

 

4.Технико-эксплуатационные параметры.

Технические характеристики прицепного скрепера ДЗ-79

Наименование	Параметры
Вместимость ковша (м3)	18
Ширина захвата (мм)	3036
Максимальная глубина резания (мм) Толщина отсыпки (м)	350 0,5
Тип базового трактора	Т-330
Мощность трактора (кВт)	243
Управление рабочими органами	электрогидравлическое
Тип лебедки или насоса	НШ-250
Число гидроцилиндров привода	2
Колея колес скрепера (мм) -передних -задних	2200 2400
База колес (мм)	8000
Габаритные размеры (мм) длина с тягачом длина без тягачом ширина высота	17000 11600 3560 3600
Масса скрепера (кг) без тягача с тягачом	17000 46000
Высота скрепера (мм)	3600

Скрепер состоит из следующих основных узлов: рабочего оборудования (ковша), механизмов управления ковшом и заслонкой (гидравлических) и ходового оборудования. Прицепные скреперы комплектуются сцепным устройством, а самоходные и полуприцепные — седельно-сцепным устройством и, кроме того, силовым оборудованием.

 

 

Рис.1. Прицепной скрепер ДЗ-79:

 

1-дышло; 2,13-передняя  и задняя оси; 3,4-гидроцилиндры  управления положением соответственно  заслонки и ковша; 5-упряжная тяга; 6-заслонка; 7-ковш; 8-задняя подвижная стенка ковша; 9-гидроцилиндры выдвижения задней стенки; 10-задняя рама; 11-шарнир; 12-буфер.

Задняя 13 и передняя 2 оси имеют по два колеса. Скрепер связан с трактором через дышло 1 и состоит: из передней части рамы с упряжными тягами 5, задней части 10 рамы, соединенные между собой упряжным шарниром 11 и гидроцилиндром 3, колесного ходового оборудования, ковша 7 с заслонкой 6 и системы гидравлического управления.

Подъем и опускание ковша осуществляются гидр цилиндрами 4 и сопровождаются поворотом обеих частей (5 и 10) рамы вокруг шарнира 11, передней 2 и задней 13 колесных осей скрепера. Движение задней стенки 8 ковша скрепера осуществляется двумя гидроцилиндрами 9, расположенными возле хвостовика в металлоконструкции буфера 12, а заслонки 6-гидроцилиндрами 4. Управление заслонкой, задней стенкой и механизмом подъема ковша выполняется с помощью универсальной раздельно-агрегатной гидравлической системы (рис. 2), расположенной на тракторе.

 

 

Рабочее давление в системе 13,7 МПа обеспечивается шестеренным насосом, соединенным валом отбора мощности с двигателем. Управление ковшом скрепера осуществляется с пульта управления трактора.

 

5. Основы теории рабочих процессов  и факторы влияющие на рабочий  процесс.

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.

Скрепер прицепной ДЗ-79 предназначен для послойной разработки, транспортирования и отсыпки грунтов I и II категорий или предварительно разрыхленных грунтов III и IV категорий, не содержащих каменистых включений.

Транспортирование и разгрузка этих грунтов в возводимые сооружения или в отвалы с разравниванием отсыпаемого слоя происходит на  расстояние до 3000 м.

По типу управления скреперы ДЗ-79 с гидравлическим управлением

 

6. Определение производительности  машин и мощности на привод, основных рабочих органов и машины в целом.

производительность скрепера ДЗ_79 можно определить следующим образом:

Длина участка заполнения ковша:

где kH - коэффициент наполнения ковша,

kПР - коэффициент, учитывающий наличие призмы волочения

kP - коэффициент разрыхления грунта

, м

Время, затрачиваемое на заполнение ковша:

где kg - коэффициент, учитывающий время движения скрепера без копания

, сек

Продолжительность движения груженого и порожнего скрепера:

где ? - длина участка

ky - коэффициент условий работы

, сек

, сек

Требуемое тяговое усилие:

, кН

Длина участка разгрузки зависит от толщины отсыпаемого слоя грунта:

, м

Время на разгрузку:

где нР - скорость движения при разгрузке

, сек

Продолжительность рабочего цикла:

где tпов - время, затрачиваемое на повороты

сек

Сменная эксплуатационная производительность:

где ТСМ - время смены

м3/ч

Определение внешних сил и расчет на прочность узлов и деталей проводят для положений скрепера, соответствующих наибольшей нагрузке при нормальной эксплуатации.

Анализ работы скрепера позволяет установить основные положения для транспортного режима груженого скрепера и для режима копания.

Конец заполнения и начало подъема ковша. При расчете скрепера в таком положении конца резания грунта и наполнения ковша принято, что скрепер движется равномерно по горизонтальной поверхности..

На машину действуют активные силы - суммарные окружные силы РК1 и РК2 ведущих колес по осям, сила G тяжести скрепера с грузом. Реактивными являются вертикальные реакции R1 и R2 грунта на оси и силы Pf1 и Pf2 сопротивления движению передних и задних колес и вертикальная реакция RВ грунта на ноже скрепера.

Для упрощения расчета в конце наполнения ковша толщину стружки принимаем h = 0.

При определении окружных сил на ведущих колесах

где цмах - коэффициент сцепления.

Вертикальная реакция RВ грунта на нож при подъеме груженого ковша действует вниз. Её значение определяют по соотношению

где ш = 0,37ч0,45.

Из уравнения суммы моментом относительно точки О и суммы проекций сил на оси Х и У, а также учитывая, что

, , , , ,

получим значения вертикальных реакций грунта на оси и сумму сил сопротивления резанию и наполнению ковша:

;

кН

, кН

кН

Нагрузки для расчета отдельных узлов скрепера.

Для определения нагрузок, действующих от ковша на гидроцилиндры его подъема и тяговую раму. Усилие в гидроцилиндрах подъема ковша направлено вертикально. Искомые нагрузки:

кН

Проверим на прочность пальцевое соединение в месте крепления гидроцилиндра, поднимающего заслонку к проушине.

В пальцевом соединении действуют силы Ro H,

Условие прочности на срез:

где, - касательное напряжение, МПа,

i - количество площадей  среза,

Аср - площадь среза, мм2, - допускаемое напряжение на срез,

Площадь среза Аср, мм2, определяется по формуле; [1]

где d - диаметр пальца, мм.

Допускаемое напряжение на срез , МПа, определяем по формуле

где - предел текучести, для стали 45 нормализованной = 409 МПа.

, МПа

, МПа

‹ =123 МПа

Пальцевое соединение на срез прочно.

Условие прочности на смятие:

где - напряжение смятия, МПа,

Асм - площадь смятия, мм2;

[] - допускаемое напряжение  при смятии, МПа, для стали 45 [] =150МПа. [3]

Площадь смятия Асм, мм2, определяется по формуле:

Асм=d*д

где, d - диаметр пальца, мм,

- ширина смятия, мм

Асм=50*35=1750 мм2

МПа ‹ МПа

Пальцевое соединение на смятие прочно.

 

7. Определение нагрузок на рабочие органы и их элементы.

 

8. Основы технической эксплуатации, техники безопасности и охраны  окружающей среды.

Для бесперебойной работы скрепера первостепенное значение имеет правильная регулировка фрикционной лебёдки и тормоза.

Фрикционное сцепление лебёдки должно работать вполне надёжно и легко; ход рычагов управления не должен превышать 500 мм. Тормоз лебёдки должен быть отрегулирован таким образом, чтобы в заторможённом состоянии контрольный груз удерживался в любом положении без пробоксовывания, а в расторможённом — был обеспечен нормальный зазор между лентой и барабаном, гарантирующий отсутствие между ними какого-либо трения. Чем меньше зазор между фрикционными конусами, тем меньше ход рычагов. Таким образом, для большей чувствительности сцепления необходимо этот зазор иметь минимальным. Однако нельзя допускать и другой крайности — наличия трения между конусами при выключенном фрикционе. Небольшое сцепление в виде исключения допустимо в период приработки ‘ленты феродо; если в течение 15— 20 ч работы это трение не устранится, следует снова отрегулировать фрикцион.