Скрепер ДЗ-74 и Д-569: устройство и принцип работы

Строительные машины и оборудование

Информационный портал

Скреперы: Принцип работы

Ковш 4 скрепера заполняется грунтом сле­дующим образом. 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 ножами 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.

Рис. 8. Схема работы скрепера:

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

Основные параметры. Скреперы различаются параметрами, характеризующими их геометрические размеры, массу и т. д.

К основным параметрам скреперов относятся: геометрическая вместимость ковша V; грузоподъемность (макси­мально допускаемая масса груза в ковше); ширина резания Во; максимальное заглубление h; толщина слоя отсыпки С; масса.

Геометрическая вместимость ковша V, выраженная в м3, ограничена боковыми стенками, днищем, заслонкой и задней стенкой, а сверху — плоскостью, проходящей через условную среднюю линию 6, выравнивающую верхнюю кромку боковых стенок без уменьшения их общей площади.

В соответствии с ГОСТ 5738 — 73 прицепные колесные скре­перы по геометрической вместимости составляют следующий ряд: 3; 4,5; 8; 10; 15 и 25 м3. Вместимость ковшей самоходных скреперов на базе одноосных тягачей регламентирована ГОСТ 10055-75 и составляет ряд: 8; 10; 15; 25 и 40 м3.

В технических характеристиках часто указывают также вме­стимость ковша с «шапкой» Vm. Это условный параметр, харак­теризующий возможный максимальный объем грунта, набранно­го в ковш выше верхних кромок боковых стенок. Объем «шапки» может достигать 30. 40% геометрической вместимости.

Перечисленные параметры дают представление о производи­тельности, технологических возможностях скреперов, области их рационального использования. Так, при выборе того или иного скрепера для определенного строительного объекта руковод­ствуются вместимостью ковша. На объектах с большими объе­мами земляных работ целесообразно использовать скреперы с ковшом большой вместимости. На основе ширины резания и величины заглубления планируют число наборов, а с помощью

толщины отсыпаемого слоя — число проходов при разгрузке скрепера, необходимых для подсыпки грунта заданным слоем.

Промышленность выпускает прицепные скреперы ДЗ-ЗЗА с ковшом вместимостью 3 м3 на базе трактора типа ДТ-75; ДЗ-111А с ковшом 4,5 м3 на базе трактора Т-4АП2: ДЗ-77А и ДЗ-77-1 (с автоматическим управлением) с ковшом 8 м на базе трактора Т-130М. Небольшими партиями выпускают скрепер ДЗ-79 с ковшом вместимостью 15 м’3 к мощному промы­шленному трактору Т-330.

Выпускают самоходный трехосный скрепер ДЗ-87-1 с ковшом вместимостью 4,5 м3 на базе колесного трактора Т-150К, само­ходные скреперы ДЗ-11П с ковшом 8 м3 на базе одноосного тя­гача МоАЗ-546П и ДЗ-13А с ковшом 15 м3 на базе одноосного тягача БелАЗ-531, двухмоторные скреперы ДЗ-115 с ковшом 15 м3 и ДЗ-107 с ковшом 25 м3.

Скрепер ДЗ-74 и Д-569: устройство и принцип работы

Прицепной скрепер буксируется гусеничным или двухосным колесным трактором. Полуприцепный скрепер находится в сцепке с гусеничным или двухосным колесным трактором (тягачом) передней частью (хоботом) через опорно-сцепное устройство.

Самоходный скрепер представляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетической установкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в том числе и управление рабочими органами.

6. По типу тягача или самоходного оборудования — на колесные и гусеничные. Самоходные скреперы, как правило, выполнены на пневмоколесном ходу.
7. По типу трансмиссий — на механические, гидромеханические, электрические и гидростатические.

Рис. 1. Схемы скреперов:
а и б — двухосный прицепной и одноосный прицепной к гусеничному трактору; в — прицепной к колесному тягачу; г — полуприцепной к двухосному тягачу; д — полуприцепной к одноосному тягачу или самоходный с мотор-колесами; е — самоходный двухмоторный; ж — самоходный с задним двигателем; з — скрепер-бульдозер; 1 — гусеничный трактор или колесный тягач; 2 —ковш; 3 — заслонка; 4 — буфер; цифры указывают примерное распределение, %, массы скрепера с груженым ковшом по осям

Рис. 2. Схемы разгрузки ковша скрепера:
а — свободная разгрузка вперед; б — свободная разгрузка назад; в — принудительная разгрузка; г — полупринудительная разгрузка через нож; д — щелевая разгрузка; 1 — передняя заслонка; 2 — ковш; 3— нож; 4 — задняя заслонка; 5 — задняя стенка; 6 — диище; 7 — заслонка

Наиболее распространенной для самоходных скреперов является гидромеханическая трансмиссия. Основные конструктивные схемы скреперов показаны на рис. 1.

Устройство. Рабочим органом скрепера является сварной ковш, имеющий на передней кромке днища во всю ширину ступенчатые ножи. В задней части ковша находится буфер, который имеет двоякое назначение. В первом случае он предназначен для упора отвала бульдозера при подталкивании скрепера. Во втором случае центральная балка буфера служит как направляющая хвостовика задней стенки. Боковые стенки ковша изготовлены из стального листа, усиленного балками жесткости. В боковых стенках ковша имеются проушины и кронштейны для крепления гидроцилиндров управления заслонкой, для рычага заслонки, а также имеется опора для крепления упряжного шарнира и гнезда для крепления оси заднего колеса. Задняя стенка ковша представляет собой подвижный щит и по бокам имеет направляющие ролики. Однако эти ролики не удерживают заднюю стенку от опрокидывания при выгрузке грунта. Стенку удерживает и центрирует хвостовик. Заслонка может быть плавающей и управляемой с помощью гидроцилиндров.

Передняя рама скрепера выполнена в виде арки и в своей конструкции имеет шкворень для соединения с тягачом, арку, рычаги и упряжной шарнир. Ковш прицепного скрепера с канатным управлением имеет несколько другую конструкцию. Отличие состоит в том, что сам ковш является одновременно задней рамой скрепера и состоит из двух боковых стенок и днища ковша, служащего одновременно задней стенкой.

На рис. 3 представлены схемы разгрузки ковша скрепера. При свободной разгрузке, а она применяется в ковшах небольшой емкости, ковш опрокидывается и грунт высыпается под действием собственного.веса (рис. 3, а, б).

Скреперные ковши с полупринудительной разгрузкой (рис. 3, г) имеют неподвижные боковые стенки, а разгрузка выполняется при повороте днища и задней стенки вокруг оси. Грунт под собственным весом и напором задней стенки высыпается из ковша.

Способ принудительной разгрузки с помощью задней стенки, приводимой в движение гидроцилиндрами, является прогрессивным, так как полностью очищает ковш от грунта (рис. 69, в). Щелевая разгрузка (рис. 69, д) менее прогрессивна и не нашла широкого применения.

Прицепные скреперы с гидравлическим управлением (рис. 70) состоят из серьги для сцепления скрепера с трактором, шкворневого устройства для поворота передних колес, несущей рамы, ковша, заслонки и задней стенки. Рабочими органами управляют из кабины трактора с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем.

Рис. 4. Скрепер ДЗ-3.3 (Д-569):
1 — трактор; 2—серьга; 3 —шкворневое устройство шарового типа; 4 —рама; 5—рукава и трубопроводы; 6 — гидроцилиндр подъема и опускания ковша; 7 — гидроцилиндр управления заслонкой ковша; 8 — заслонка ковша; 9 — ковш; 10 — задняя стенка ковша; 11 — гидроцилиндр управления задней стенкой ковша; 12 — колеса с шиной; 13, 14 — нижний и боковой ножи; 15 — дышло

Необходимо отметить, что прицепные скреперы обычно применяются в условиях переменного рельефа местности. Прицепной скрепер с канатным управлением имеет полупринудительную выгрузку грунта опрокидыванием днища и задней стенки вокруг шарнира. Самоходный скрепер с принудительной разгрузкой состоит из базового одноосного тягача и одноосного полуприцепного скреперного оборудования.

Полуприцепные и самоходные скреперы с пневмоколесными тягачами имеют большую транспортную скорость: например, скреперы с одноосным тягачом имеют скорость 40—52 км/ч, а при двухосном тягаче до 70 км/ч. Скреперные агрегаты из двух или трех скреперов позволяют резко увеличить производительность этих машин. Важным фактором для повышения производительности скреперов является применение скребкового конвейера, для загрузки ковша. В движение конвейер приводится от электродвигателя или гидродвигателя.

Применение элеваторной загрузки обеспечивает высокий коэффициент загрузки ковша и снижение тягового усилия при заполнении скрепера на 20—25%.

Автоматизация работы скрепера значительно облегчает условия работы и повышает производительность. С помощью автоматического регулирования можно поддерживать оптимальный режим работы двигателя, а также тяговое усилие машины на постоянном уровне регулированием толщины стружки грунта. Автоматическая система и устройства, применяемые на скреперах, аналогичны системам, приведенным в разделе «Бульдозеры».

Для повышения точности планировочных работ при отделке дорожных насыпей и выемок применяют систему автоматического управления «Стабилоплан-I», которая обеспечивает автоматическую стабилизацию продольного углового положения ковша скрепера при выполнении планировочных работ.

Рис. 5. Принципиальные схемы скреперов со скребковым конвейером: а — набор грунта; б — выгрузка грунта

На тракторе в кабине водителя смонтирован блок и пульт дистанционного управления, а за кабиной размещен электрозолотник управления. На буфере скрепера установлен датчик углового положения, который включен в электросхему управления и регулирует толщину срезаемой стружки грунта.

Технологические схемы работы. Для разработки грунта заранее составляют схему, по которой будет работать скрепер. Производительность скрепера зависит от того, насколько полно используется емкость ковша и рационально выбирается схема резания и набора грунта. Рекомендуется набирать грунт на передаче базовой машины при скорости 2—3 км/ч, при толщине срезаемой стружки от 7 до 35 см, что в свою очередь определяется категорией грунта и мощностью базового тягача и толкача. Трактор-толкач обеспечивает полную загрузку ковша скрепера в плотных грунтах. Наполнение ковша с постепенным выглуб-лением ножа производят при постоянной толщине стружки и ширине резания. Этот способ используют при планировке грунта. Для сокращения времени набора грунта используют ступенчатый способ наполнения ковша. Зарезание грунта при устройстве выемок и разработке резервов ведут по ребристо-шахматной схеме, по которой разработка грунта ведется последовательными рядами проходок, одинаковыми по длине и расположению. При работе скрепера по этой схеме между проходами первого ряда оставляют полосы неразработанного грунта шириной не более 1,3 м. Второй ряд разработок ведется на расстоянии половины длины проходки от первого и расположен по оси оставленных полос грунта. Работа по этой схеме увеличивает заполнение ковша до 110% его геометрической емкости, сокращая при этом на 10—15% путь и время набора грунта. По этой схеме скрепер может работать без трактора-толкача. При работе в рыхлых сыпучих грунтах применяют способ, называемый «клевок». По этому способу величина заглубления ковша в 2 раза больше той, которая соответствует устойчивой работе двигателя с полной нагрузкой. При работе базового тягача на неустойчивой характеристике двигателя ковш выглубляется, в это время двигатель снова набирает нужные обороты, и так повторяется до тех пор, пока ковш будет полным.

В зависимости от расположения забоев относительно мест отсыпки грунта движение скреперов может быть организовано по различным схемам. Рациональную схему движения скреперов инженерно-технические работники выбирают заранее в проектах производства работ на основании технико-экономических расчетов, а также с учетом следующих требований:
– путь транспортирования грунта должен быть кратчайшим;
– забой должен быть такой длины, чтобы ковш скрепера загружался полностью;
– длина участка разгрузки должна обеспечивать полную разгрузку ковша;
– при возведении полотна должны быть въезды и съезды.

Наиболее распространенными схемами движения скреперов являются: эллиптическая, восьмеркой и зигзагообразная. Кроме этих схем применяют следующие: схему «спираль», поперечно-челночную, продольно-челночную.

Скреперами называются землеройно-транспортные машины циклического действия, осуществляющие послойное резание грунта, транспортирование его в ковше (на расстояние от 100 до 500 м) и выгрузку большей частью с одновременным разравниванием и уплотнением.

Скреперы широко используются в автодорожном и железнодорожном строительстве для возведения насыпей и разработки выемок, при строительстве гидротехнических сооружений, на вскрышных и многих других работах.

Скреперами выполняется около 7% земляных работ.

Скреперы классифицируются:
— по способу соединения с тягачом — прицепные и самоходные (в том числе полуприцепные и седельные);
— по геометрической емкости ковша — малой (до 3 м3), средней (от 3 до 10 м3) и большой (свыше Юм3) емкости;
— по способу загрузки ковша — загружаемые тяговым усилием трактора-тягача (и толкача) и с механизированной элеваторной загрузкой;
— по способу разгрузки ковша — со свободной (самосвальной), полупринудительной и принудительной разгрузкой;
— по системе управления рабочим органом — с канатным и гидравлическим управлением.

Все скреперы оборудуются пневмоколесным ходом.

Основным рабочим органом скрепера является ковш с режущим ножом, прикрепленным к передней кромке днища.

При движении скрепера по забою срезаемая ножом стружка грунта подается в ковши благодаря напору грунта.

Ковши, заполняемые первым способом, оборудуются передней заслонкой, закрывающей ковш при транспортировании грунта.

Преимущественно распространены скреперы, загружаемые тяговым усилием — более простые по конструкции и надежные в эксплуатации.

Поскольку тягового усилия тягачей (особенно колесных) для загрузки скрепера недостаточно, при наборе грунта применяются один, два и даже три одновременно работающих толкача. В качестве толкачей обычно используются гусеничные тракторы с толкающим щитом.

Прицепные скреперы с гусеничными тракторами (тягачами) на легких и средних грунтах могут работать без толкачей.

При свободной (самосвальной) разгрузке, применяемой обычно на скреперах малой емкости, ковш, прикрепленный шарнирно к раме скрепера, опрокидывается вперед или назад при помощи канатной или гидравлической системы. Самосвальная разгрузка, отличаясь простотой конструкции, не обеспечивает полного опорожнения ковша при работе на липких и сырых грунтах.

При полупринудительной разгрузке, применяемой на скреперах средней и большой емкостей, ковш опорожняется поворотом вперед (по ходу) днища. Грунт при этом высыпается в щель, образующуюся между ножевой плитой и открытой заслонкой или повернутым днищем. Недостатком является неполная разгрузка ковша при работе на липких и влажных грунтах.

При принудительной разгрузке, применяемой на скреперах средней и большой емкостей, ковш опорожняется движением вперед (по ходу) задней подвижной стенки полностью на любых грунтах.

Разгрузка скрепера вперед позволяет регулировать толщину отсыпаемого слоя (подъемом ковша). При этом грунт планируется ножом или специальным скребком, что создает условия для высококачественного его уплотнения.

Самоходный скрепер ДЗ-11 с ковшом емкостью 9 м3 сконструирован следующим образом.

Одноосный тягач ( МАЗ -529М) седельно-сцепным устройством соединяется с тяговой рамой скрепера. Ковш оснащен передней заслонкой и подвижной задней стенкой для принудительной выгрузки грунта. К передней кромке днища ковша прикреплены съемные режущие ножи. Ковшом, передней заслонкой и задней стенкой управляют при помощи гидроцилиндров. Для обеспечения лучшей проходимости у задних колес скрепера одинаковая с тягачом колея. Тягач относительно скрепера поворачивается гидроцилиндрами. Скрепер оборудован буферным устройством 10 для работы с толкачом.

Прицепные скреперы соединяются обычно с гусеничными тракторами и применяются при тяжелых условиях работы (переменный рельеф, бездорожье и т. п.) и для транспортирования грунта на расстояние 100—500 м (при транспортировке грунта на расстояние менее 100 м целесообразнее использовать бульдозеры).

Применение колесных тягачей позволяет увеличить дальность возки прицепными скреперами в 4—5 раз.

В СССР прицепные скреперы выпускаются емкостью от 3 до 15м3 со всеми имеющимися системами загрузки, разгрузки и управления.

Прицепной скрепер ДЗ-12 емкостью 8 м3 с канатным управлением и полупринудительной системой разгрузки соединяется при помощи дышла с трактором Т-100 М, на котором установлена двухбарабанная фрикционная лебедка ДЗ-З для управления рабочими органами.

Скрепер состоит из следующих основных частей: ковша, днища, передней заслонки, дышла, ходовой части и канатной системы управления.

Канаты управления скрепера запасованы следующим образом. Канат, закрепленный на правом барабане лебедки ДЗ-З, последовательно огибает направляющие блоки и блоки полиспаста подъема ковша и закрепляется на хоботе дышла. Канат с левого барабана лебедки проходит через направляющие блоки и последовательно огибает блоки полиспаста подъема передней заслонки и блоки, передвигающиеся на штанге вдоль трубчатой верхней балки ковша. Обоймы блоков 6 соединяются канатами с задней стенкой ковша. При натяжении каната открывается заслонка, а затем натяжением канатов поворачивается днище, отходит от ножевой плиты и грунт из ковша высыпается в щель, образующуюся между ними.

СКРЕПЕРЫ, УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ВИДЫ

Скрепер – это землеройно-транспортная машина для послойного срезания, перемещения и послойного заключения почвы при возведении насыпей и плотин, планирования строительных площадок, устройство больших каналов при разработке выемок и вскрышных работах на карьерах полезных ископаемых.

Рабочим органом скрепера является установленный на пневматических колесах самозагружающийся и саморазгружающийся ковш. Промышленность выпускает прицепные, полуприцепные и самоходные скреперы.

Прицепные скреперы могут быть одно- и двухосных, сцепленные с гусеничными и реже с колесными тракторами. В прицепных скреперах вес скрепера и почвы, в нем, воспринимается ходовой частью самого скрепера. Трактор может легко отсоединяться от скрепера и использоваться с другими прицепными машинами.

В половине прицепных скреперов часть веса скрепера и почвы, в нем, передается трактору, который работает со скрепером, увеличивая силу сцепления его двигателя с грунтом.

В самоходных скреперах трактор-тягач является органической частью скрепера, его энергетической базой. Самоходные скреперы с механической передачей энергии колесам могут иметь только два ведущих колеса самого тягача, снижает тяговые

возможности, или (при установке второго двигателя на заднюю часть скрепера) все колеса. Самые распространенные самоходные скреперы с дизель-электрическим приводом, в которых колеса приводятся в движение с помощью электрических мотор-колес, которые питаются от дизель генераторной установки одноосного тягача. Различные компоновочные схемы скреперов приведены на рисунке 8.

Рисунок 2.1– Компоновочные схемы скреперов: 1 – прицепной двухосный; 2 – прицепной одноосный; 3 – прицепной двухосный с колесным тягачом; 4 – пол прицепной; 5 – самоходный на базе одноосного тягача с механической передачей; 6 – двухмоторный с механической передачей; 7 – самоходный дизель-электрический (с мотор-колесами); 8 – самоходный двоковшовий дизель-электрический; 9 – прицепной с элеваторным загрузкой; 10 – самоходный с элеваторным загрузкой.

По способу загрузки ковша различают скреперы со свободной загрузкой (за счет тягового усилия) и с принудительной, что выполняется загрузочными устройствами.

По способу управления скреперы могут быть с канатно-блочными, електроканатными и с гидравлическим управлением.

Рисунок 2.2 – Скрепер:

1 – одноосный тягач; 2 – тяговая рама; 3 – механизм подъема ковша; 4 – передняя заслонка ковша; 5 – механизм подъема заслонки; 6 – ковш; 7 – буферный устройство; 8 – чем

Чаще всего применяются прицепные и самоходные скреперы со свободной загрузкой, принудительной выгрузкой и с гидравлическим управлением. Один из таких скреперов показано на рис.9.

Рабочим органом скрепера служит открытый сверху ковш. Ковш состоит из жестко соединенных между собой боковых стенок 2 и днища 3, усиленных балками жесткости, одновременно выполняющих такие же функции рамы скрепера. В передней части днища размещена ножевая система, предназначенная для срезания грунта.

Рисунок 2.3 – Схема копта, его загрузки и разгрузки;

1 – передняя заслонка; 2 – боковая стенка ковша; 3 – днище; 4 – задняя стенка; И – начало загрузки; II-конец загрузки; III – транспортное положение; IV – разгрузки.

Как видно из этих схем, для заполнения ковш опускается своей передней частью па почву, передняя заслонка поднимается и в созданную между ножом и передней заслонкой щель под действием веса начинает поступать почву. По мере заполнения ковша грунтом сопротивление продвижению стружки растет, поэтому для его полного заполнения нужно увеличить прочность стружки, увеличив ее толщину. Для этого скрепер должен работать на минимальной скорости и получать дополнительную тягу от толкателя через буферное устройство, которым оборудованы все самоходные и прицепные скреперы.

После заполнения ковша передняя заслонка опускается, закрывая его, а сам он поднимается, переходя в транспортное положение. Транспортировка осуществляется на максимально возможных скоростях, которые зависят от рельефа местности. После окончания транспортировки поднимается передняя заслонка ковша и в щель между днищем и заслонкой, начинает высыпаться почву. Поскольку это происходит в процессе движения скрепера, то почва отсыпается слоем, толщина которого зависит от высоты подъема ковша. Полностью почва удаляется из ковша благодаря выдвижению вперед его задней стенки.

Во время работы в слабых и рыхлых почвах не удается заполнить такой ковш грунтом, даже применяя толкатель. Поэтому для работы в слабых грунтах предназначены скреперы с принудительной загрузкой, при котором после срезания грунта ножом он перемещается в ковш специальным загрузочным устройством. Наиболее пригодны для этой цели скребковые конвейеры, устанавливаемые в передней части ковша. Такие скреперы не нуждаются в толкателях, они могут иметь сравнительно малую тягу.

Скреперы применяются при дальности транспортировки грунта от 100 м до 5 км. Если дальность транспортировки составляет менее 300 м, то целесообразны прицепные скреперы, имеющих минимальную стоимость, а при расстоянии более 5 км – самоходные, имеющих высокие (до 60 км / год) транспортные скорости и не уступают скоростям движения землевозов и автосамосвалов. Экономичнее разрабатывать грунтскреперами, чем экскаваторами с перевозкой автосамосвалов.

Кроме того, почти все скреперы, что есть долго базовыми машинами с ножом, расположенным между передними и задними колесами, обладают достаточной планировочной способностью. Распределяя почву слоями, они могут выполнять весь комплекс земляных работ без применения других машин, обязательных при самосвальной перевозку.

Главным параметром скрепера является емкость его ковша. Скреперы имеют емкость ковша до 50 м 3 и оборудуются приборами автоматического управления, позволяющие оптимизировать работу машины и облегчить работу скреперист.

Скрепер ДЗ-74 и Д-569: устройство и принцип работы

Лабораторная работа №3. Общее устройство скреперов

Цель работы: изучить конструкцию, геометрические параметры и принцип работы прицепных и самоходных скреперов.

Скрепер — землеройно-транспортная машина, предназначенная для послойной разработки грунтов до IV категории включительно (для III и IV категорий после рыхления), перемещения грунта из забоя в отвал и отсыпки в отвале слоями заданной толщины, при этом скреперы частично уплотняют отсыпанный грунт. Дальность рационального перемещения грунта скреперами составляет 0,5…1 км для прицепных и 1,5. 3 км для самоходных скреперов.

По способу загрузки различают скреперы, загружаемые подпором грунта при реализации тягового усилия (скреперы с тяговой загрузкой) и заполняемые с помощью специального загрузочного устройства — элеватора или шнека, установленных в ковше (скреперы с элеваторной загрузкой).

По способу агрегатирования известны: самоходные, прицепные и полуприцепные.

По способу выгрузки грунта из ковша различают скреперы со свободной разгрузкой путем опрокидывания ковша и высыпания грунта под действием силы тяжести; с принудительной разгрузкой путем прямолинейного перемещения задней стенки при поднятой заслонке; с полупринудительной разгрузкой — путем опрокидывания вперед днища и задней стенки ковша, выполненных в виде единого сварного узла.

Главным параметром скрепера является вместимость ковша, который определяет типоразмер скрепера. К основным параметрам относят: ширину резания; массу скрепера и грунта в ковше; максимальные скорости передвижения и работы.

Скрепера индексируются ДЗ-77А, что означает ДЗ – дорожная землеройно-транспортная машина; 77 – порядковый номер в реестре; А – очередная модернизация данной модели.

Техническая характеристика скреперов представлена в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 – Техническая характеристика самоходных скреперов.

Вместимость ковша, м 3

номинальная (с шапкой)

Наличие загрузочного устройства

Ширина резания, мм

Толщина слоя отсыпки, мм

Мощность двигателя, кВт

Транспортная скорость, км/ч

Эксплуатационная масса, т

Таблица 2 – Техническая характеристика прицепных скреперов.

Вместимость ковша, м 3

номинальная (с шапкой)

Ширина резания, мм

Толщина слоя отсыпки, мм

Мощность двигателя, кВт

Транспортная скорость, км/ч

Масса без трактора, т

Конструкция прицепных скреперов . Выпускаемые отечественной промышленностью прицепные скреперы выполнены однотипно и представляют собою конструктивно-подобный ряд с ковшом вместимостью 4,5. 25 м 3 .

Основным узлом скрепера, рис 1, является ковш 4, который несет на себе ножи 9, режущие грунт, служит емкостью для разрабатываемого грунта и, кроме того, является несущей рамой машины, воспринимающей весовые (вертикальные) и тяговые (горизонтальные) нагрузки при работе скрепера. Ковш соединен упряжными шарнирами 5 с тяговой рамой 2. Спереди ковш закрывается подъемной заслонкой 5, а сзади ограничен выдвижной разгружающей стенкой 6. Несущая конструкция завершается буфером 8, через который ковшу передается дополнительное движущее усилие от толкача. К буферу прикреплены задние колеса 7 скрепера, а тяговая рама соединена с передней осью с дышлом 1, с помощью которого скрепер соединяется с базовым трактором.

Рис. 1. Прицепной скрепер.

Особенностью скрепера является рычажный механизм управления заслонкой (рис.2). Кинематика механизма выбрана такой, что при опускании ковша 6 с закрытой заслонкой 5 в положение копания на расстоянии менее 200 мм от грунта заслонка остается на месте, автоматически открывая зев ковша для набора грунта. Регулирование величины зева производится маши листом с помощью гидроцилиндра 3 заслонки. При подъеме ковша, после его заполнения, происходит автоматическое закрытие заслонки.

Рис. 2. Схема рычажного механизма заслонки:

1 — тяговая рама; 2 —• рычаг; 3 — гидроцилиндр; 4 — тяга; 5 — заслонка; 6 — ковш; 7 — проушина

Конструкция полуприцепных скреперов . Рассмотрим конструкцию полуприцепного скрепера на примере ДЗ-87-1, рис. 3, который эффективно может работать при температуре окружающей среды от -40 до +40 °С.

Рис. 3. Схема полуприцепного скрепера ДЗ-87-1:

1 – седельно-сцепное устройство; 2 — тяговая рама; 3 — рычажный механизм заслонки; 4 — гидросистема ; 5 — ковш с заслонкой и задней стенкой; 6 — пневмосистема тормозов; 7 — колесо; 8 — электрооборудование; 9 — трактор Т-150К.

Управление рабочими органами гидравлическое с принудительной разгрузкой ковша; заслонка ковша управляется с помощью рычажного механизма, аналогичного прицепному скреперу.

В схеме гидросистемы скрепера имеется замедлительный клапан, позволяющий ковшу медленно опускаться для более точной планировки. На скрепере имеются колесные тормоза с пневматическим управлением и электрооборудование, подключенные к базовому трактору.

Особенностью скрепера ДЗ-87-1 является оригинальное рычажное седельно-сцепное устройство (рис. 4), которое предназначено для соединения с трактором Т-150К и допускает поворот полуприцепа в плане на 90°, а также взаимное качание скрепера в вертикальной плоскости на 15° в обе стороны. Седельно-сцепное устройство состоит из портала 2, закрепленного на раме 7 трактора, гребня 3 шарнирно подвешенного на поперечинах 8, опирающихся на передние 1 и задние 6 рычаги, верхние концы которых пальцами соединены с порталом 2. Гребень 3 седельно-сцепного устройства вертикальными пальцами 4 связан с тяговой рамой 5 скреперного оборудования и может прокачиваться на рычагах 1 и 6 в продольном направлении, что необходимо при переезде скрепера через неровности дороги. Так как передние 7 и задние 6 рычаги направлены один к другому под углом, то благодаря этому достигается более равномерное распределение нагрузок на ведущие мосты трактора.

Рис. 4. Седельно-сцепное устройство скрепера ДЗ-87-1:

1,6 – рычаги; 2 — портал; 3 — гребень; 4 — палец; 5 — тяговая рама; 7 — рама трактора; 8 — поперечина

Конструкция самоходных скреперов . Технологическая часть машины, рис. 5, выполнена так же, как и у прицепного скрепера, за исключением небольших конструктивных особенностей, главная из которых состоит в том, что тяговая рама скрепера 2 заканчивается хоботом, прикрепленным к по–воротно-сцепному устройству одноосного тягача. Тягач 1 здесь заменяет переднюю ось прицепного скрепера. На одной ведущей оси тягача смонтированы двигатель с трансмиссией, кабина, система управления. Рулевое управление машиной осуществляется путем поворота на угол ±90° в плане тягача относительно скрепера.

Двигатель. На всех выпускаемых самоходных скреперах применяют четырехтактные дизельные двигатели мощностью до 405 кВт (у скрепера ДЗ-107).

Коробка передач. Самоходные скреперы оборудуют гидромеханическими коробками передач, приспособленными к введению автоматического переключения передач с помощью микропроцессорных систем управления. Обычно в коробке передач бывает шесть передач переднего хода и две — заднего при возможности переключения без разрыва потока мощности. Все это позволяет получить большой диапазон регулирования транспортной скорости, высокие тяговые усилия скрепера и топливную экономичность. На ряде скреперов, выпускающихся длительное время, применяют механическую коробку передач (на скрепере ДЗ-11П). Однако все перспективные модели оснащены гидромеханической трансмиссией.

Рис. 5. Скрепер ДЗ-11П:

1 — одноосный тягач МоАЗ-546П; 2 — тяговая рама; 3 — гидроцилиндр ковша; 4 — заслонка; 5 — ковш; 6 — гидроцилиндр заслонки; 7 — задняя стенка; 8 — гидроцилиндр задней стенки; 9 — седельно-сцепное устройство

Ведущие мосты традиционной конструкции с одноступенчатой главной передачей и с блокировкой дифференциала (скрепер ДЗ-107), колесными редукторами. На всех скреперах ведущие мосты подвешены к раме либо на рессорах (скрепер ДЗ-11П), либо на пневмогидравлической подвеске (скреперы ДЗ-13Б, ДЗ-107).

Рабочее оборудование скрепера с тяговой загрузкой включает тяговую раму, ковш, заднюю стенку и заслонку. В состав рабочего оборудования скрепера с элеваторной загрузкой, рис. 6, дополнительно входят элеватор 1 с приводом и подвижное (откатное) днище 2. Следует отметить конструктивно-компоновочное разнообразие систем разгрузки на скреперах с элеваторной загрузкой. Широко применяется схема принудительной разгрузки, предусматривающая выдвижение задней стенки с одновременным перемещением подвижной части днища, открывающего разгрузочную щель. Подвижная часть днища перемещается на роликах по направляющим, расположенным с наружной стороны боковых стенок ковша.

Рис. 6. Схема скрепера с элеваторной загрузкой: 1 – элеватор с приводом; 2 – подвижное днище.

Скребковые элеваторы на различных моделях современных скреперов в основном аналогичны по конструкции. Скребковый элеватор имеет 14—22 равномерно расположенных скребков, которые закреплены с каждой стороны на замкнутой шарнирно-пластинчатой цепи. Натяжение цепи осуществляется, как правило, гидравлическим способом, реже механическим. Рама элеватора коробчатого сечения, жесткая. Подвеска рамы осуществляется двумя способами, определяющими схему силового взаимодействия скребков с грунтом. При свободной подвеске скребки взаимодействуют с грунтом только под действием силы гравитации, при введении в конструкцию подвески пружин — под действием увеличенной силы в результате предварительной затяжки пружин.

Системы управления современными скреперами выполнены на базе гидропривода. Часто применяют закрытые схемы, что снижает объем рабочей жидкости, эксплуатационные расходы. Система рулевого управления обычно состоит из гидроруля с внутренней обратной связью, усилителя потока и исполнительных гидроцилиндров.

Иногда вместо питающего насоса используется приоритетный клапан в гидросистеме рабочего оборудования, который направляет рабочую жидкость из гидросистемы рабочего оборудования в систему рулевого управления при воздействии на рулевое колесо. Кроме системы рулевого управления имеются еще два контура управления — рабочим оборудованием и приводом элеватора для элеваторных скреперов.

С целью повышения эффективности использования скреперов на планировочных работах используют системы автоматического управления на базе лазерной техники системой «Копир-Стабилоплан-10Л» (рис. 7), которая обеспечивает автоматическое управление гидроцилиндрами 3 подъема-опускания ковша для выдерживания заданного положения режущей кромки и управление гидроцилиндром 12 для выдвижения задней стенки, подсыпки грунта и выемки планируемой поверхности. Гидрораспределители 6 и 14 подключены к гидроцилиндрам 3 и 12 и получают питание от отдельного насоса. Электрическая система, связывающая элементы автоматического устройства, подключена к бортовой аккумуляторной батарее 18 трактора.

Рис. 7. Функциональная схема системы « Копир-Стабилоплан »:

1 — излучатель; 2 — оптическая плоскость; 3, 12 — гидроцилиндры; 4 — фотоприемное устройство; 5 — электрический сигнал; 6, 14 — гидрораспределители ; 7, 13 — электромагниты; 8, 9 — гидролинии ;. 10 — ковш; 11 — задняя стенка; 15 — преобразователь; 16, 17 — пульт; 18, 19 — аккумуляторные батареи

Система «Копир-Стабилопла-10Л» работаете лазерным устройством САУЛ-1М, которое включает лазерный излучатель 1, питаемый от аккумуляторной батареи 19.

Автоматическое управление положением ковша по высоте поддерживается с помощью лазерного излучателя 7, от которого создается стабилизированная опорная оптическая плоскость 2 с заданным уклоном.

Фотоприемное устройство 4, установленное на ковше, все время находится в оптической плоскости излучателя, трансформирует луч на фотодиод, который преобразует его в электрический сигнал 5.

При смещении фотоприемного устройства по высоте, в процессе движения скрепера по неровному участку, светочувствительные элементы выходят из оптической плоскости вверх или вниз. На электромагниты 7 гидрораспределителя 6 подается соответствующая команда, и гидроцилиндры 3 перемещают ковш до восстановления положения фотоприемного устройства относительно оптической плоскости.

Таким образом, режущая кромка ножей ковша скрепера как бы копирует опорную оптическую поверхность на планируемой поверхности грунта.

Выдвижение задней стенки происходит при опускании ковша ниже 30. 50 мм горизонтального положения благодаря настройке преобразователя 15, который в этом случае подает электрический сигнал 5 на электромагнит 13, и последний включает гидрораспределитель 14, направив рабочую жидкость из гидросистемы в поршневую полость гидроцилиндра 12.Задняя стенка 11 при этом выдвигается и ссыпает грунт из ковша 10 в углубление планируемой поверхности, вызвавшее опускание ковша. После восстановления горизонтального положения ковша, задняя стенка по команде преобразователя 15 возвращается на место.

Совершенствование конструкции скреперов происходит в следующих направлениях: повышение комфортности условий труда оператора; создание трансмиссий с регулируемым гидротрансформатором для скреперов с механизированной загрузкой; создание высокоэффективных гидрозамедлителей ; создание систем микропроцессорного управления машиной, контроль за работой всех основных узлов; повышение надежности и долговечности скреперов.

1. Перечислите преимущества и недостатки скреперов с элеваторной загрузкой по сравнению с самоходными скреперами.

2. Перечислите направления совершенствования скреперов.

3. В чем заключается конструкционное отличие прицепного от полуприцепного скрепера.

4. Расскажите принцип работы и конструкцию системы « Копир-Стабилоплан ».