Принцип работы скрепера кратко

Обновлено: 02.07.2024

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.

По способу разгрузки различают скреперы со свободной, полупринудительной и принудительной разгрузкой.

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.

Принцип производства работ скрепера описаны в справочнике

Рис. 3. Схема работы скрепера:

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

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.

8. Библиографический список:

1. Задание на РГР.

2. Дорожные машины. Теория, конструирование, расчет./Н.Я. Хархута [и др.]. - Л.: Машиностроение, 1976. - с. 472

3. Добронравов С.С. и Добронравов М.С. Строительные машины и оборудование. С.: 2006, с. 445.

4. Гидропривод рабочего оборудования прицепного скрепера [Текст]: а.с. СССР 1198164, кл. Е 02 F 3/58 / В.А. Нилов(СССР).- №4454022/03; заявл. 4.07.88, опубл. 30.03.91, Бюл. №12

5. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Общая часть. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск. 1. Механизированные и ручные земляные работы. – М. : Стройиздат, 1988.

Принцип производства работ скрепера описаны в справочнике

Рис. 3. Схема работы скрепера:

8. Библиографический список:

1. Задание на РГР.

2. Дорожные машины. Теория, конструирование, расчет./Н.Я. Хархута [и др.]. - Л.: Машиностроение, 1976. - с. 472

3. Добронравов С.С. и Добронравов М.С. Строительные машины и оборудование. С.: 2006, с. 445.

Вы здесь: Главная Технология СП Лекции ТСП Скреперы

Главное меню

Строительные работы

Скреперы

Скреперы. Назначение, условия применения

Скрепер - землеройно-транспортная машина периодического действия с ковшовым рабочим органом. Ковш обычно установлен на пневматических колесах, редко - на гусеницах, открыт спереди и сверху и снабжен механизмами опускания для врезания в грунт, подъема в транспортное положение и разгрузки. Спереди ковш имеет заслонку, которая предупреждает высыпание грунта и регулирует толщину его слоя при разгрузке.

Скреперы. Классификация

Скреперы классифицируют по: емкости ковша, способу перемещения машины, способу загрузки ковша, способу разгрузки ковша, управлению рабочими органами и количеству осей.

1. По емкости ковша скреперы разделяются на скреперы малой (до З м 3 ), средней (до 10 - 12 м 3 ) и большой (более 15 -18 м 3 ) емкости.

Емкость современных скреперов увеличивается по мере роста мощности тракторов и колесных тягачей. В европейской практике геометрическая емкость ковша скрепера обычно не превышает 10 - 15 м 3 .

Скрепер полуприцепной. Устройство и принцип работы

Скреперы широко используются в гидротехническом строительстве. Наиболее часто применяются полуприцепные скреперы (Рис.3.1) с ковшами большой емкости и самоходные скреперы.

Полуприцепной скрепер работает в сцепе с одноосным тягачом 2, который имеет дизельный двигатель, механическую коробку передач, встроенные в колеса планетарные редукторы и рулевое управление с гидроусилителем. Управление скрепером гидравлическое. Разгрузка ковша принудительная.

Ковш скрепера своей передней частью соединяется с ведущим мостом тягача 1 при помощи специального устройства, допускающего свободу взаимного поворота в двух плоскостях длятодноосных тягачей и в трех плоскостях - для двухосных. Такое устройство позволяет легко преодолевать боковые

Скреперы двухмоторные и двухковшовые

С целью достижения более высокой производительности и проходимости полуприцепных скреперов, работающих в сцепе с одноосными тягачами, разрабатываются новые конструктивные решения. Помимо увеличения емкости ковша скрепера, достигшей в зарубежной практике уже 46 м 3 , распространение получают двухмоторные скреперы.

Применение скреперов

Скрепер является одной из основных землеройных машин в мелиоративном, гидротехническом, промышленном и транспортном строительстве. Основное преимущество, скрепера заключается в его способности выполнять полный комплекс земляных работ: разработку грунта, его транспортировку, выгрузку с разравниванием и частичное уплотнение грунта. Лишь при возведении качественных насыпей степень уплотнения грунтов скреперами оказывается недостаточной и для получения проектной плотности грунта приходится применять специальные уплотняющие машины. Скрепер отличается простой и надежной конструкцией; при работе без толкача он управляется одним скреперистом. Благодаря колесам на пневмошинах скрепер легко перебрасывается с одного объекта работ на другой.

Подбор скреперов

Принимая для производства работ по каналам скреперы, надо учитывать следующее:

1) грунтовые условия - скреперы плохо работают на сухих сыпучих и тяжелых глинистых грунтах; не могут быть использованы в грунтах с крупными каменистыми включениями при наличии пней, крупных корней;

2) влажность грунтов - на влажных и липких грунтах коэффициент наполнения снижается до 0,3 - 0,5; при наличии грунтовых вод скреперы применять нельзя;

3) дальность перемещения грунта - для прицепных скреперов ко 400 - 800 м, для самоходных до 3000 м;

Технология производства работ скреперами

Скреперы являются машинами цикличного действия. Рабочий цикл их состоит из следующих операций:

1) резания грунта и загрузки ковша;

2) транспортирования грунта к месту укладки;

3) разгрузки ковша с укладкой грунта;

4) передвижения скрепера в забой.

Эффективность применения скреперов в значительной степени зависит от правильности выполнения перечисленных операций.

Схемы движения скреперов

Эффективность работы скреперов в значительной степени зависит от принятой схемы их движения в рабочем цикле. При выборе схемы движения скреперов необходимо учитывать длину забоя и длину пути - разгрузки ковша, а также число поворотов скрепера в одном рабочем цикле. Длина забоя должна быть достаточной для загрузки ковша, длина пути разгрузки - достаточной для полной его выгрузки, а число поворотов скрепера должно быть минимальным.

В зависимости от размеров насыпи или выемки, расположения мест разработки и отсыпки грунта могут быть применены описанные ниже схемы движения скреперов.

При возведении насыпей высотой 4 - 5 м из грунтов односторонних резервов и разработке выемок глубиной 4 - 7 м с укладкой грунта в насыпь или кавальер, а также на планировочных и вскрышных работах с поперечной разработкой грунта при длине участка на всех этих работах до 100 м рекомендуется движение скрепера производить по эллипсу (Рис. 8.1, а).

Производительность скрепера

Полный цикл работы скрепера состоит из следующих операций:

1) резания грунта и наполнения ковша (подъем передней заслонки, регулирование толщины срезаемого слоя грунта путем подъема и опускания ковша, Рис.9.1,а) ; 2)транспортирования грунта (ковш поднят в транспортное положение, передняя заслонка закрыта, Рис.9.1,б) ; 3) разгрузки грунта (подъем передней заслонки и выдвижение задней стенки или опрокидывание днища и задней стенки относительно шарнира в боковых стенках ковша или опрокидывание ковша, Рис.9.1,в); 4) обратного хода скрепера в забой (передняя заслонка поднята, ковш подготовлен к набору грунта).

Производительность скрепера (м 3 /ч) определяется по формуле, общей для всех машин цикличного действия

Организация эффективной эксплуатации скреперов

Практика эксплуатации скреперов показала, что более высокие показатели в работе они имеют, если использовать их группами. С этой целью в строительных организациях создаются специализированные участки по эксплуатации скреперов: в одних из них сосредоточивают самоходные скреперы, в других - прицепные.

Участки состоят из бригад. В состав каждой из них входит 4 - 6 скреперов и толкач. Такая бригада в состоянии выполнить земляные работы по бригадному подряду. В скреперных бригадах работы ведутся, как правило, в две смены.

Скрепер— землеройная машина, обеспечивающая послойную резку грунта, его перевозку и отсыпку в специальные сооружения. Параллельно такая техника уплотняет почву, что снижает потребность в дополнительном применении машин для трамбовки. Ниже рассмотрим, для чего используется такая техника, и какие бывают виды. Приведем особенности трех наиболее популярных моделей машин, поговорим о тонкостях производства скреперов в России / Беларуси.

Скреперы — область использования
По каким показателям классифицируют скреперы
Популярные модели скреперов, технические характеристики
- Caterpillar 613G
- Komatsu WS 16-2
- John Deere 1512Е
Производство скреперов в России и Белоруссии
Итоги

Скреперы — область использования

В XXI веке скреперы активно применяются в строительной и горнодобывающих сферах. Наличие такой техники позволяет решать следующие задачи:

Разработка грунта в карьерах, каналах, котлованах.
Обустройство насыпных земляных сооружений: дамб, плотин.
Планировочные работы на стройплощадках и орошаемых участках земли.
Подготовка оснований для строительства объектов: снятие растительного слоя, удаление ненужного грунта.
Снятие поверхностного слоя при обустройстве дорог.

Наибольшую популярность скреперы получили при возведении каналов глубиной до 5-7 м, а также плотин, требующих создание больших насыпей на 150-500 м. В горнодобывающем секторе техника применяется для добычи пород и вскрытия карьеров.

Оборудование наиболее эффективно при использовании в регионах с непродолжительной зимой, когда грунт промерзает не более чем на 20 см. В случае большей глубины необходимо предварительное рыхление.

Прицепные, полуприцепные и самоходные скреперы лучше всего работают на грунтах с нормальной и низкой влажностью. При использовании оборудования на скальных / крепких грунтах последние требуют предварительного разрыхления (как и в случае промерзания). В процессе выбора техники нужно учитывать дальность перевозки земли, ведь от этого зависит возможность применения той или иной модели.

По каким показателям классифицируют скреперы

Современный скрейперы (второе название машин) классифицируются по ряду параметров: вариантам загрузки / разгрузки, размеру ковша, количеству осей, особенностям управления. Ниже кратко рассмотрим основные виды и их особенности.

По емкости

По размеру ковша скреперы условно делятся на три типа:

малые — до 3-х куб. метров;
средние — от 10 до 12 куб. метров;
большие — свыше 15-18 куб. метров.

Размер ковша напрямую зависит от мощности оборудования. Наиболее популярными моделями в Европе являются скрепер с ковшом 10-15 м3, а в США пользуется спросом техника с объемом в 15-30 м3. В частности, наиболее востребованными являются модели производителя Caterpillar.

По способу передвижения

Если рассматривать варианты передвижения, такая техника бывает трех видов:

Прицепные скреперы. Эксплуатируются путем буксировки с помощью трактора или 2-осого колесного тягача. Могут быть с одной или двумя осью. В таких моделях нагрузку берут на себя ходовые оси без увеличения сцепной массы тягача. Недостатком прицепных моделей является низкая эффективность из-за небольшой скорости трактора на гусеницах, поэтому применение актуально при сложных дорожных условиях.
Полуприцепные. Состоят из 2-х элементов: седельного тягача и оборудования для выполнения работ. Первый может комплектоваться одной осью (в большинстве случаев) или двумя осями. В комплексе это оборудование представляет собой цельный транспорт, но при необходимости тягач можно открепить от рабочей техники и использовать для решения других задач. Частично вес конструкции передается на ось тягача, что увеличивает его сцепную массу и улучшает параметры техники.
Самоходные. Независимый транспорт со своим двигателем и встроенным оборудованием. Колеса такой техники выполняют приводную функцию, а вес конструкции / грунта нагружает обе оси где-то по 50%.

Наиболее востребованными считаются полуприцепные модели с 1-осным тягачом.

По варианту погрузки ковша

С позиции загрузки ковша скреперы делятся на две категории:

Применение давления грунта. Для наполнения объема требуется преодоление большого сопротивления.
Использование элеватора. Отличаются меньшей нагрузкой, ведь грунт поднимается дополнительным оборудованием.

Наиболее востребованными являются скреперы с элеваторной погрузкой, которые можно эксплуатировать без использования специального тягача. Ковш такого оборудования состоит из двух боковых, а также передней / задней торцевой стенкой (находятся под наклоном).

Над передней перегородкой смонтирован элеватор со скребковым ковшом. Он поднимает землю и ссыпает ее в ковш. Для разгрузки происходит открытие дна. Элеватор работает на базе механического привода. При этом необходимости в применении вспомогательных бульдозеров нет.

По типу разгрузки

С позиции разгрузки ковша выделяются следующие типы:

Свободная — путем опрокидывания вперед / назад. Не рекомендуются для разгрузки липких и влажных почв.
Полупринудительная — подразумевает опрокидывание дна с задней стенкой и выталкивание земли за счет своего веса. Полная очистка не гарантируется, если речь идет о липком или слишком влажном грунте.
Принудительная — применяется выталкивание с применением задней стенкой. Обеспечивается максимальная эффективность работы с любыми почвами.
Щелевая — предусматривает переворот дна и установку под углом от 72 до 75%. Этот вариант разгрузки отличается высокой эффективностью и требует меньших затрат энергии.

По особенностям управления

Всего выделяется три типа привода:

канатный;
электрический;
гидравлический.

Самым популярным является последний, ведь он позволяет использовать возможности реверса и увеличивать мощность режущих ножей / ковша.
Кроме того, скреперы классифицируются и по другим параметрам, к примеру, типу шасси, мощности двигателя, типу трансмиссии и т. д. Но это более точная классификация, требующая отдельного изучения.

Базовые характеристики	Значения
Вес, т	16,887
Двигатель	Cat C 6.6 ATAAC
Габариты ( ДхШхВ ), м	10,419х2,43х3,19
Максимальная скорость, км/ч	39,4
Мощность, кВт	135
Объем ковша, куб.м	6,8

Базовые характеристики	Значения
Вес, т	33,6
Двигатель	Komatsu NTO-6_CI
Габариты ( ДхШхВ ), м	12,9х3,29х3,67
Максимальная скорость, км/ч	60
Мощность, кВт	156,6
Объем ковша, куб.м	11

Базовые характеристики	Значения
Вес, т	10,024
Двигатель	8,585х4,089х2,007
Габариты ( ДхШхВ ), м	John Deere Reman
Максимальная скорость, км/ч	48
Мощность, кВт	186,4
Объем ковша, куб.м	11

Производство скреперов в России и Белоруссии

Во времена Советского Союза изготовление скреперов было поставлено на высокий уровень. В 70-х годах прошлого века заводы выпускали 14,5 тысяч единиц техники ежегодно, из которых 1,5 тысячи относились к категории самоходных, а остальные — прицепных. Высокий спрос был обусловлен большим количество проектов, которые требовали оперативной реализации.

К концу 80-х в СССР выпускалась большая линейка скреперов с объемом ковша от 10 до 25 куб. м. Отдельно разрабатывались 40-кубовые машины. В начале 90-х было запущено производство механизмов полуприцепного / прицепного типа с колесами / гусеницами вместительностью до 18 кубов. Основное производство было сконцентрировано на Балаковском и Могилевском заводах. Также прицепы / полуприцепы выпускались в Бердянске и Челябинске.

После распада СССР потребность в этой техники резко снизилась, а производство было прекращено. Остался только Могилевский автозавод, который выпускал скрепер Моаз в небольших объемах. При этом общее годовое производство снизилось до нескольких десятков.

На сегодняшний день выпускается не более 10 прицепных машин в год. При этом в России официально предлагается только Caterpillar. Также можно купить скрепер прицепного типа от производителей John Deere, Holcomb Scrapers, Stehr.

Итоги

Несмотря на отсутствие нормального производства в Беларуси и России, скреперы активно применяются в строительной сфере. Наибольшим спросом пользуется продукция компаний Джон Дир, Комацу, Катерпиллер и других. Но при выборе нужно быть внимательным, ведь цена такой техники зависит от многих факторов —года выпуска, комплектация, производитель, объем ковша и других.

Читайте также: