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
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
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
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
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
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
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.
Большое значение для работы фрикциона и тормоза лебёдки имеет правильная наклёпка ленты феродо. Последняя должна плотно обтягивать конусы и барабан, так как малейшие выпучины нарушают плавность и надёжность работы тормоза.
Для компенсации износа ленты феродо, укреплённой на фрикционе и тормозе, необходимо регулярно проверять зазоры между конусами, а также между барабаном и лентой и при необходимости производить требуемую наладку лебёдки. Плохая регулировка конусов и тормоза вызывает большой ход рычагов и затрудняет включение или выключение фрикциона, причём в последнем случае лебёдка, как правило, перегревается. Кроме того, тормоз теряет способность освобождать барабан или удерживать груз.
Основной причиной образования слишком больших или слишком малых зазоров между конусами является неточная установка конусных дисков, вследствие чего при увеличенном зазоре появляется большой мёртвый ход рычагов, а при уменьшенном зазоре и нейтральном положении рычага конусы задевают один за другой. Другой причиной плохой работы лебёдки может оказаться неправильная установка большой (ведомой) шестерни лебёдки. Если шестерня посажена дальше, чем требуется, от конусов, то при попытке включения она упрётся в стенку картера и фрикцион не войдёт в нормальное зацепление. Насадка этой шестерни ближе к конусам против проектного размера вызовет упор её в противоположную стенку до освобождения тормоза, что вообще не позволит рычагу стать в нейтральное положение.
Существенную роль в работе фрикционной лебёдки играет соосность конусных дисков и барабана, которая достигается устранением зазоров выше допустимых (0,25 мм) в роликоподшипниках основной оси.
Для получения нормальных зазоров производится затяжка подшипников большой шестерни и барабана с регулированием количества прокладок между ступицей шестерни и ведущим конусом, а также между барабаном и задней крышкой.
Перед пуском скрепера в работу нужно тщательно осмотреть все его узлы и устранить замеченные неисправности. Главное внимание при этом должно быть обращено на состояние и запасовку тросов, правильность регулировки фрикционной лебёдки и наличие смазки во всех узлах трения.
Вполне исправный трактор-тягач должен быть снабжён топливом, смазкой и водой. Давление в баллонах скрепера должно составлять 5—6 ат.
Перед началом резания грунта необходимо скрепер опробовать вхолостую, чтобы проверить работу всех узлов, правильность запасовки тросов, плавность действия механизмов лебёдки, подъём и опускание ковша, а также заслонки, выдвижение задней стенки и т. п. Только после тщательной проверки машины и устранения обнаруженных неисправностей скрепер можно включать в работу.
Для обеспечения длительной высокопроизводительной и безаварийной работы скреперист должен в совершенстве овладеть приёмами управления механизмами скрепера с учётом тяжёлых условий его применения.
Перед началом набора грунта, при подходе скреперного агрегата к соответствующему месту, открывается передняя заслонка ковша. Для этого левый рычаг поворачивается в правое положение и тем самым включается левый барабан фрикционной лебёдки, на который наматывается трос заслонки. После образования требуемого для нормального поступления грунта в ковш зазора между ножом ковша и заслонкой последнюю закрепляют переводом левого рычага лебёдки в нейтральное положение. Далее скреперист должен повернуть правый рычаг вправо, чем растормаживается правый барабан лебёдки. Ослабевшие канаты свободного от тормозных усилий барабана позволяют ковшу под действием собственного веса опуститься в нижнее положение и нож ковша при поступательном движении агрегата производит резание грунта.
По мере врезания ножа ковш скрепера стремится всё глубже погрузиться в грунт и, если скреперист не примет необходимых мер, наступит такой момент, когда мощность двигателя трактора окажется недостаточной Для преодоления усилий, возникающих от сопротивления грунта резанию. Для предотвращения остановки двигателя от перегрузки скреперист должен приподнять ковш при появлении первых признаков перегрузки двигателя. Наряду с этим скреперист должен избегать и слишком малого погружения ковша в грунт, ибо это не позволяет в должной мере использовать мощность трактора, что в свою очередь значительно снижает производительность агрегата.
Положение ковша при резании и наборе грунта должно быть таким, при котором двигатель работает на полную мощность, что при достаточном опыте сравнительно легко определяется по звуку выхлопных газов. Требуемое положение ковша фиксируется переводом правого рычага в нейтральное положение. Последнее достигается просто, если отпустить рычаг, причём_специальные пружины ставят его в нейтральное положение. При таком положении ковша происходит его заполнение.
После наполнения грунтом ковша последний поднимается в транспортное положение. Для этого правый рычаг отводится влево, отчего начинается вращение правого барабана лебёдки с наматыванием на него троса. В это же время поворотом влево левого рычага производится растормажи- вание левого барабана, отчего передняя заслонка ковша силой собственной тяжести опускается, закрывая щель между собой и ножом ковша. Подъём ковша производится вверх до отказа и это положение его фиксируется при отпуске правого рычага в нейтральное положение, в которое он устанавливается под действием пружин.
По окончании перечисленных операций скреперист включает ходовой механизм трактора и транспортирует скреперный агрегат к месту отсыпки грунта.
Выгрузка грунта производится в порядке, обратном набору, а именно: правый рычаг отводится вправо, из-за чего происходит опускание ковша; левый рычаг отводится вправо, причём включается левый фрикщюн, приводящий в движение барабан, на который наматывается трос, поднимающий заслонку, а затем двигающий вперёд заднюю стенку, благодаря чему грунт выгружается из ковша.
Ковш следует опускать до тех пор, пока просвет между режущим ножом и поверхностью насыпи не достигнет требуемой толщины отсыпаемого слоя, обычно составляющей 20—40 см. Фиксация ковша, аналогично предыдущему, осуществляется отпусканием правого рычага и возвратом его пружинами в нейтральное положение.
Категорически запрещено разгружать ковш при упоре ножа в грунт.
По опорожнении ковша левый барабан растормаживают поворотом влево левого рычага, отчего заслонка закрывается, а задняя стенка под действием пружины приходит в первоначальное положение.
После подъёма порожнего ковша поворотом правого рычага влево скреперный агрегат возвращается к месту набора грунта. Резание грунта, его набор, закрытие заслонки и подъём ковша, а также послойная отсыпка насыпей, отвальная разгрузка, закрытие заслонки производятся только на ходу скрепера.
Во избежание петления, запутывания и обрыва троса и для обеспечения укладки его на барабане лебёдки ровными, прилегающими друг к другу рядами все операции с включениями и выключениями рычагов нужно совершать плавно, без рывков.
Для обеспечения надёжной работы и высокой производительности скрепера необходим надлежащий и своевременный уход за ним.
Осмотр скрепера должен производиться перед началом работы каждой смены и в обеденный перерыв. При осмотрах должны быть устранены все мелкие дефекты и подтянуты ослабшие болтовые крепления узлов. В случае обнаружения серьёзных дефектов скрепер надо немедленно поставить в ремонт.
Во время ремонта скреперист должен постоянно наблюдать за всеми узлами скрепера, особенно за деталями, воспринимающими большие усилия, как-то: тросами, ножами, заслонками и т. п.
По окончании смены необходимо очистить скрепер от грязи и пыли, из ковша удалить остатки грунта, а трущиеся поверхности смазать. Необходимо также проверить и заполнить смазкой смазочные приборы.
Если у скрепера предстоит перерыв в работе, то он переводится к месту стоянки с поднятым ковшом.
Важнейшую роль в работе скрепера играет качественная и своевременная смазка узлов трения. Смазочные материалы должны храниться в закрытых сосудах. Маслёнки наполняются маслом при помощи шприца или вручную (при колпачковой конструкции) до тех пор, пока смазка не выступит через зазоры смазываемых деталей. Детали, не оборудованные маслёнками, смазываются жидкой смесью, состоящей из солидола (50%) и автола марки 10 и 18 (50%), причём наполнение этой смазкой производится через зазоры ежесменно.
Система планово-предупредительного ремонта предусматривает своевременный осмотр и предупреждение преждевременных износов деталей машин. С этой целью указанная система включает в себя профилактические ремонты машин. Проведение своевременных ремонтов таких машин, как скрепер, строго по графику является особо обязательным.
Профилактический ремонт скрепера составляют:
а) ежедневный осмотр, очистка и смазка,
а также затяжка ослабших болтовых соединений
и устранение замеченных мелких дефектов;
б) технический уход № 1, производимый
через каждые 100—120 ч работы (12—15 смен);
в) технический уход № 2, который производится
через каждые 400—420 ч работы (50—53 смены)
и обычно приурочивается к техническим
уходам трактора-тягача.
В объём ухода № 1 входят: очистка деталей от грунта и грязи; проверка и исправление маслёнок и маслопроводов; замена или исправление всех пришедших в негодность метизов и нормалей; исправление и заточка ножа; регулировка роликоподшипников ходовой части; регулировка механизмов и роликоподшипников фрикционной лебёдки.
Уход № 2, кроме работ, входящих в уход № 1, включает: исправление повреждённых сварочных швов; устранение деформаций ковша, заслонки и задней стенки; исправление всех повреждений или износа сочленений и узлов скользящего трения; проверку и замену изношенных тросов и тормозных лент; проверку с заменой изношенных узлов всей канатно-блочной системы.
Ежедневный осмотр
осуществляет бригада скрепера, а технический
уход № 1 и 2 — ремонтная бригада, но с обязательным
участием самих скреперистов.
Профилактический ремонт всех видов выполняется
на месте работы скрепера, причём при уходе
№ 2 используется передвижная мастерская
на автоходу (автолетучка).
При передвижении скрепера к месту работы своим ходом ковш его должен быть поднят вверх до тех пор, пока планка (головка) стрелы не войдёт в обойму головки дышла до совпадения имеющихся в обеих деталях отверстий. В последние вставляется штырь, фиксирующий верхнее положение ковша и одновременно освобождающий подъёмный трос от нагрузки. Допустимая скорость передвижения скрепера в качестве прицепа составляет 30— 40 км/час.
Во всех случаях длительных перерывов в работе (транспортировка, консервация и т. п.) неокрашенные поверхности покрываются смазкой. Лебёдка скрепера отправляется обычно в упакованном виде отдельно от трактора и её по прибытии на место нужно установить, для чего снять крышку люка задней стенки, из крепёжных отверстий выбить деревянные пробки и завинтить в эти отверстия шпильки крепления фланца лебёдки. Далее, проверив и очистив шлицы ведущего и соединительного валов, соединить последний с валом отбора мощности трактора.
Правильность установки лебёдки проверяют по монтаж ным чертежам, измеряя размеры ох торцов соединительного вала до заднего моста и от ведущего вала лебёдки до стенки кронштейна. Если после проверки вал лебёдки окажется длиннее, чем следует, его нужно проторцевать до требуемого размера.
После перечисленных проверок
лебёдку устанавливают на трактор и производят
необходимую регулировку фрикционного
механизма и тормоза.
Опробовав вхолостую все узлы, скрепер
включают в работу.
Заключение.
Список использованной литературы:
1. С.А. Волков, С.А. Евтюков «Строительные машины» - СПб, 2008 г.
2.А.Бердин
«Строительные машины и
3. Методические указания Машины для земляных работ - Чита: ЧитГТУ, 1997
4. И.П. Бородачев Справочник конструктора дорожных машин - М.: Машиностроение, 1973
