Рабочий цикл скрепера
Рабочий цикл скрепера включает следующие операции: копание и набор грунта в ковш, рабочий ход (транспортирование грунта), разгрузку, холостой ход (возвращение скрепера в резерв, забой). Рассмотрим отдельно каждую операцию и рекомендации, обеспечивающие их выполнение с высокой эффективностью.
Скреперами разрабатывают грунты I—IV категорий. Грунты II—IV категорий перед разработкой следует предварительно разрыхлять на глубину копания.
Набор грунта целесообразно вести при движении скрепера в глинистых грунтах под уклон 5-8°, а в песчаных — на подъем в 2-3°. Копание производят только при прямолинейном движении тягача и скрепера.
Процесс наполнения ковша скрепера зависит от типа грунта. Связные и влажные грунты после заглубления ножа в начале процесса резания дают устойчивый слой стружки, который движется по днищу ковша и упирается в заднюю стенку. После этого стружка ломается в зоне ножа, а срезаемый грунт образует последующие слои в ковше. При разработке малосвязных грунтов стружка ломается практически сразу же под ножом и проталкивается через толщу ранее набранного в ковш грунта.
Время набора ковша зависит от толщины вырезаемой стружки. Увеличение ее толщины позволяет не только сократить время выполнения этой операции, но и способствует интенсивному наполнению ковша грунтом на заключительной стадии копания.
Скорость движения скрепера при наборе грунта обычно не превышает 2,5—3,5 км/ч, длина пути набора составляет 15—90 м. Большие значения относятся к прочным тяжелым грунтам, при копании которых стружка имеет меньшую толщину.
В зависимости от категории грунта и мощности двигателя тягача заполнение ковша производится стружкой, имеющей прямолинейную форму, клиновую или гребенчатую форму (см. рис. 8.16). Набор грунта постоянной толщины тонкой прямой стружкой применяют на любых связных грунтах; клиновой — при разработке любых связных грунтов на горизонтальных участках; гребенчатой — при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов.
На производительность скрепера оказывает влияние степень заполнения ковша, которая характеризуется коэффициентом заполнения Кн (отношением объема грунта, находящегося в ковше, к геометрической вместимости ковша).
Для увеличения значений Кн при разработке плотных неразрыхленных грунтов целесообразно использовать шахматную схему набора грунта в ковш (рис. 8.22). При этом грунт срезают последовательными и параллельными проходами, одинаковыми подлине, но сдвинутыми к соседнему ряду так, чтобы полоса неразработанного грунта равнялась примерно половине ширины ковша скрепера.
Рис. 8.22. Шахматная схема разработки фунта:
1-12 — проходы скрепера; h — путь набора грунта в ковш (путь копания); b — ширина копания
Начиная с пятого прохода наполнение ковша происходит на первой половине пути набора по целине, на второй — на оставшихся после прохода скрепера ребрах грунта. При таком способе разработки грунта повышается наполнение ковша благодаря резанию в конце набора более узкой и толстой стружки, что в конечном итоге повышает производительность труда и скреперы используются более эффективно.
В тяжелых грунтах для наполнения ковшей скреперов целесообразно использовать толкачи, мощность которых должна быть в 1,5—2,0 раза больше мощности тягача скрепера. При этом возможны следующие схемы совместной работы толкача со скреперами: челночная, прямолинейная и ступенчатая (рис. 8.23).
Рис. 8.23. Схемы совместной работы толкача со скреперами: челночная; б — прямолинейная; в — ступенчатая; / — скреперы; 2 — толкач; 3 — путь копания;
Применение толкачей способствует уменьшению пути набора грунта ковшом: на супесчаных и суглинистых грунтах — на 10—12, на глинистых — на 15—18 м.
При этом толщина стружки увеличивается на 20-25% (табл. 8.13). Кроме того, применение толкачей позволяет больше использовать объем ковша, особенно при разработке плотных и сухих грунтов.
Наряду с использованием толкачей целесообразно работу скреперов организовывать отрядами. Количество скреперов в отряде, обслуживаемых одним толкачом, рекомендуется ЕНиР №2 «Земляные работы» в зависимости от дальности транспортирования грунта.
Анализ удельных приведенных затрат, полученных при разработке грунтов без использования толкачей и с ними, позволяет определить экономическую целесообразность той или иной схемы разработки.
Эффективность копания грунта повышается, когда в ковшах используются ножи с выступающей передней частью (ступенчатые ножи). При равных площадях вырезаемой стружки ножи с выступающей передней частью образуют более толстую стружку, что очень важно на заключительной стадии копания. Их применение сокращает путь загрузки ковша на 10-15% и повышает Кн на 15-40% по сравнению с прямоугольными ножами.
На рис. 8.24 представлена схема разработки грунта в выемке продольными проходами скреперов.
Рис. 8.24. Схема разработки выемки продольными проходами скреперов: 1— последовательность проходов (1—6) скреперов по первому слою; II—то же, по второму слою и т. д.
Рис. 8.25. Схема отсыпки фунта скреперами: 1-7— последовательность отсыпки слоев в насыпь; I, II, III— слои отсыпки
Разгрузка ковша производится при прямолинейном движении скрепера. Заданная толщина отсыпаемого слоя достигается соответствующим поднятием днища ковша.