Рабочим органом скрепера служит ковш с ножевым устройством, который при движении (под действием тягача или собственного двигателя) осуществляет послойное резание (копание) грунта (разработка грунта) с одновременным набором его в ковш. Переход в транспортное положение осуществляется выглублением ковша с одновременным его закрытием. Разгружается грунт послойно в процессе движения при помощи наклона ковша или перемещения задней стенки его.
Скреперы бывают прицепные, полуприцепные (седельные) и самоходные. По способу управления - с канатно-блочным и гидравлическим управлением, а по способу разгрузки ковша - с принудительной, полупринудительной и свободной перемычки, дамбы, плотины, разработке грунта в выемках (котлованах, каналах), вскрышных работах, разработке карьеров и т. п. Скреперы предназначены для послойной разработки грунтов I и II групп, грунты III группы и мерзлые грунты должны быть предварительно разрыхлены.
Источник фото: 888avto.ru
На производстве применяют скреперы различных моделей с ковами емкостью 1,5-25 м3. В настоящее время выпущены опытные образцы скреперов с ковшами емкостью до 80 м3 и скреперные поезда при емкостью 160-200 м.
Область применения скреперов ограничивается дальностью. Так, прицепные тракторные скреперы с ковшом емкостью до 5 м3 целесообразно применять при транспортированы грунта до до 600 м; при 15 м3 - до 1 000 м. Быстроходные полуприцепные и самоходные скреперы, способные развивать скорость до 40 км/ч и выше, могут использоваться при перемещении грунта до 3 км и более.
Цикл работы скрепера состоит из следующих операций: разработка грунта с одновременным наполнением ковша, транспортировка, разгрузка и холостой ход. От способа выполнения этих операций, а также от принятой схемы движения скрепера из забоя к месту укладки грунта и обратно зависит производительность скрепера.
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.
Источник фото: gid-str.ru
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.
Схемы разработки грунта
Последовательность скреперных проходок может быть весьма разнообразна, но в практике чаще всего используются разработка грунта в выемке последовательными проходками, проходками через полосу и шахматными проходками, способствующими лучшему наполнению ковша.
По шахматной схеме сначала разрабатывается первый ряд проходок длиной I: при этом между проходками к оси проходки первого ряда на три четверти ширины проходки 3/4d, При этом ось движения скрепера совпадает с осью неразработанных полос грунта первого ряда проходок, В такой же последовательности ведется разработка третьего и всех последующих рядов проходок, а после снятия слоя грунта по всей площади забоя.
Источник фото: hydrotechnics.ru
Начиная со второго ряда проходок, машинист срезает стружку, площадь сечения которой в поперечном профиле уменьшается в процессе резания. Так, в начальный период резания на участке длиной L/2 срезается стружка прямоугольной формы наибольшей ширины, во второй период площадь сечения стружки уменьшается (в два раза) за счет изменения ширины резания. При этом способе машинист на всем протяжении проходки лучше использует тяговое усилие трактора (тягача).
Транспортирование грунта скрепером должно осуществляться с наибольшей скоростью, которая зависит от состояния землевозных путей, мощности и конструкции тягача.
Временные землевозные дороги, особенно в грузовом направлении, должны иметь минимальное число поворотов и подъемов.
Разгрузка грунта производится при движении скрепера на прямых участках пути. При послойной укладке грунта разгрузка ведется на минимальных скоростях, а при разгрузке грунта опрокидыванием ковша - на скоростях транспортирования.
Источник фото: studopedia.org
Продолжительность груженого и холостого ходов скрепера, даже (при незначительной дальности перемещения грунта, составляет до 70% от времени цикла, поэтому особенно важно добиться экономии времени на этих операциях. Выбирая схему движения скреперов, необходимо стремиться к сокращению количества разворотов, уменьшению углов подъема, особенно при движении скрепера при загруженном состоянии, увеличению скорости движения. Желательно, чтобы длина забоя и фронт разгрузки позволяли обеспечить полную; загрузку и разгрузку ковша. Места укладки и разработки грунта рекомендуется выбирать таким образом, чтобы путь загруженного скрепера был кратчайшим и не имел крутых поворотов.
Схемы движения скреперов
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.
Разработка грунта по спиральной и поперечно-челночноной схеме
При возведении насыпи из двусторонних резервов или при укладке грунта в кавальеры, когда ширина насыпи или кавальера больше или равна длине разгрузки скрепера, может быть применена спиральная схема движения. Использование этой схемы эффективно при небольшой разнице в отметках насыпи и резерва (до 2,5 м) и при ширине резерва, недостаточной для наполнения ковша.
Источник фото: hydrotechnics.ru
Если и ширина резерва (выемки) больше длины пути набора грунта, то можно использовать поперечно-челночную схему движения скрепера, по которой разработка грунта осуществляется в направлении, перпендикулярном оси земляного сооружения. Эта схема позволяет сократить число поворотов скрепера и длину пути в груженом и порожнем направлениях. Применяется для неглубокой (до 1,5 м) разработки грунта в выемках с перемещением его в двусторонние отвалы.
Схему движения скреперного агрегата в забое нужно выбирать, учитывая характер земляного сооружения, взаимное расположение мест разгрузки и выгрузки грунта и прочие местные условия. При этом всегда нужно стремиться к усовершенствованию процесса производства работ. На практике применяют и другие схемы движения.
Источник фото: hydrotechnics.ru
Для более полного использования объема ковша и на тяжелых грунтах нередко используют толкач, который вместе с тягачом создает нужное усилие. При загрузке скрепера с одноосным тягачом обязательно применяют толкач - бульдозер на гусеничном ходу или толкатель, оборудованный толкающим устройством. Необходимое условие хорошей работы с толкачом - одинаковые скорости движения тягача и толкача. Загрузка толкача по времени должна быть не менее 70-80%. Количество скреперов, обслуживаемых одним толкачом, зависит от дальности возки грунта.
Источник: stroykoff.ru