Конструктивная разработка повышения эффективности работы скрепера

Описание

В проекте выполнена разработка мер по повышению эффективности работы скреперов.

Посредством скреперов выполняется послойная разработка грунтов I - IV категорий без сосредоточенных каменистых включений, перемещение их из забоя в отвал на различную дальность, транс­портирование и отсыпка слоем заданной толщины с частичным одновременным уплотнением отсыпанного грунта.

Приведена классификация и компоновочная схема.

Скрепер относится к землеройно-транспортным машинам. С его помощью выполняется отделение от массива, захват, транспортирование и послойная укладка грунта. Он представляет собой буксируемую или самоходную тележку с ковшом, который является рабочим органом. Под действием тягового и напорного усилий он врезается в массив. После заполнения грунтом происходит закрытие ковша заслонкой, затем он переводится в транспортное положение. Разгрузка выполняется после перемещения к месту укладки грунта.

Описана конструкция машины.

К основным элементам конструкции саморазгружающегося скрепера относится ковш, тяговая рама, ходовое оборудование, сцепное и буферное устройство. Ковш представляет собой емкость, которая спереди и сверху открыта. Для отделения от массива и захвата грунта предусмотрена режущая часть. Все элементы ковша соединены посредством каркаса, который обеспечивает его соединение с заслонкой и другими подвижными элементами конструкции. С помощью тяговой рамы выполняется соединение тягача с ковшом. Она воспринимает нагрузку от веса ковша и выполняют передачу усилия на него от тягача. Конструкция включает стойку, хобот, поперечную балку и упряжные тяги. Сцепное устройство передает тяговое усилие от тяговой части агрегата и обеспечивает его поворот. Посредством буферного устройства воспринимаются толкающие усилия от толкача в момент заполнения ковша. Устройство имеет вид упора, который выступает в задней части машины за габариты ходового устройства. Ходовое оборудование - пневмоколесное. В составе элеватора содержится привод, рама, валы и две цепи. 

Рассмотрены конструкции прицепных скреперов: ДЗ-111А, ДЗ-172, ДЗ-172.5, ДЗ-149-5, и самоходных: ДЗ-87-1, МоАЗ-6014, МоАЗ-6007, ДЗ-13Б.

Составлена расчетная часть.

В проекте рассматривается скрепер, предназначенный для послойной разработки грунтов до II категории включительно, не содержащих крупных каменистых включений, их перемещения на расстояние до 500 м, отсыпки и разравнивания. Его загрузка производится при помощи скребкового элеватора, который приводится в действие гидромотором. Разгрузка — свободная, поворотом (опрокидыванием) ковша относительно рамы. Тягач представлен гусеничным трактором Т-40А. Тяговая рама посредством шарового шарнира прикреплена к передней оси, которая в свою очередь прикреплена к трактору при помощи дышла. Рама ковша прикреплена к тяговой раме шарнирным соединением. Набор грунта в ковш происходит во время движения скрепера. После набора грунта передняя часть рамы подни­мается посредством двух гидроцилиндров. Выгрузка грунта производится при помощи гидроцилиндров опрокидывания ковша. Кош поворачивается вокруг оси, на которой он крепится к раме, и грунт под собственным весом высы­пается.

Приведен тяговый расчет с определением значений:

Произведен расчет и подбор цепи. Рассчитана суммарная сила цепи 760 кгс, разрушающая нагрузка 15200 кгс, диаметр звездочки 260 мм, момент на валу 3640 кгс×см.

Выполнен расчет и подбор гидроцилиндров.

На тракторе выполнена установка насоса НШ-46, которому по удельной производительности соответствует гидромотор МНШ-46. Определено передаточное отношение редуктора 5,2, диаметр цилиндра 80 мм, количесвто цилиндров – 2 шт.

Приведена классификация РТМ активного действия и рассмотрены способы повышения эффективности работы активных рабочих органов машины.

Описан ковш скрепера с подводом сжатого газа.

На скрепере вблизи ножевой системы поперек ковша проложена труба, в которой с определенным интервалом вы­полнены отверстия, прикрытые защитными скобами. При работе скрепера одновременно с заполнением ковша грунтом по трубе подает­ся сжатый газ. Газ выходит через отверстия и попадает в грунт, увеличивая при этом подвижность частиц грунта и снижая вели­чину внутреннего и внешнего трения грунта. За счет этого происходит уменьшение сопротивления грунтов копанию. При разгрузке подача газа способствует лучшему опорожнению ковша от грунта.

Для снижения энергоемкости копания ковш скрепера оснащается пневмоинтенсификатором, в котором механизм при­нудительного перемещения грунта внутри ковша выполнен в форме надувных эластичных оболочек, расположенных на внутренних поверхностях передней или задней заслонки на скреперных ковшах.

Описаны стендовые испытания интенсификаторов и натурные испытания пневмоинтенсификации, влияние газового воздействия на копание грунтов скрепером.

Выполнено определение параметров источника сжатого воздуха для скрепера: давление воздуха на выходе из компрессора 2,62 кг/см², мощность привода компрессора 60 л.с, мощность, расходуемая движителем 115 л.с

Разработана автоматизация управления скреперами.

Описано назначение, принцип действия и устройство лазерных указателей типа УКЛ-1.

Устройство предназначено для формирования сигналов управления рабочим органом земле­ройных машин. Конструкция включает светоизлучатель фотоприемника, в составе которого имеется светочувствительная головка, расположенная на рабочем органе машины, блок выработки команд, установленный в кабине. Посредством светоизлучателя формируется в пространстве световой пучок, который устанавливается под заданным углом по отношению к горизонтальной плоскости. При вертикальных отклонениях фоточувствительной головки лазерного пучка блок выработки команд создает соответствующие команды управления электрогидравлической системой, которая выполняет автоматическая корректирование положение рабочего органа по высоте при движении бульдозера.

Описана система “Копир Стабило-план-10Л”, обеспечивающая автоматическое управление скрепером. С ее помощью происходит автоматическая стабилизация положения режущей кромки ковша. В качестве опорной плоскости применен луч лазера, а в качестве чувствительного элемента служит фотоприемное устройство. В комплект аппаратуры включен пульт управления, устройство перемещения ФПУ, бесконтактные конечные выключатели количестве 4 штук, два гидрораспределителя. 

Составлен порядок установки и настройки аппаратуры, описано на техническое обслуживание, возможные неисправности и способы их устранения. 

Выполнена разработка технологической части с указанием технико-эксплуатационных показателей работы скреперов.

Приведен раздел по технической эксплуатации с описанием приемки и обкатки машин, с определением показателей ТО и ремонта, с указанием возможных неисправностей и методов их устранения.

Разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности.

Определена экономическая эффективность скреперов с активными органами.

В дипломной работе разработаны меры по повышению эффективности работы скреперов с использованием пневмоинтенсификации наполнения скреперного ковша и автоматизации управления скрепером.