Расчетно-графическая работа №2

1. Расчетно-графическая работа №2

2.

""Определить часовую техническую и сменную эксплуатационную производительность
прицепного скрепера с учетом сил сопротивлений, возникающих при выполнении
технологических операций по набору грунта в ковш скрепера на горизонтальном участке пути.
Исходные данные для решения задачи принять по вариантам таблицы 2.
Техническая производительность скреперов определяется по следующей зависимости:
Пт= 3600*g/tц* кн/кр, м3/час.
где g - геометрическая емкость ковша скрепера, м3;
кн- коэффициент наполнения ковша скрепера грунтом;
кр - коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера;
tц- время рабочего цикла, сек.
Эксплуатационная производительность скрепера:
Пэ= 3600*g/tц* кн/кр* Тсм*кв , м3/смену
где Тсм - продолжительность смены в часах ( Тсм = 8,2 час);
кв - коэффициент использования рабочего времени ( кв = 0,80).
Величина коэффициента наполнения ковша скрепера зависит от вида разрабатываемого
грунта и условий работы скрепера, принимается по табл. 16. Величина коэффициента
разрыхления грунта в ковше скрепера зависит от состояния грунта, принимается по табл. 18.
Таблица 1
Коэффициент наполнения ковша скрепера,
Условия работы скрепера
Без толкача
c толкачем
c элеваторной загрузкой
Сухой рыхлый
песок
Песок
влажностью
12-15%
Супесь и
средний
суглинок
Тяжелый
суглинок и
глина
0,5…0,7
0,8…1,0
1,0…1,2
0,7…0,9
-
0,8…0,95
1,0…1,2
1…1,2
0,65…0,75
0,9…1,2
-

3.

Исходные данные для решения задачи 2
Таблица 2
Наименование
показателей
Марка
скрепера
Базовый
трактор
Основные
характеристики
скрепера:
-вместимость
ковша, м3
-вместимость с
«шапкой», м3
-ширина
резания, мм
-глубина
резания, до, мм
-толщина
отсыпаемого
слоя, мм
Управление
Масса с
трактором. кг
Дальность
транспортиров
ания грунта, м
Вид
разрабатываем
ого грунта
Схема работы
скрепера
1
ДЗ-33
2
ДЗ-III
3
ДЗ-12
Последняя цифра зачетной книжки студента
4
5
6
7
ДЗ-20
ДЗ-20В
ДЗ-77С
Д-511
ДТ-75-С2
Т-4АПI
Т-100МЗ
Т-100ЗГП
Т-130.1-Г1
3,0
3,5
7,0
7,0
3,5
4,5
9,0
2100
2430
200
8
ДЗ-33
9
ДЗ-12
0
ДЗ-20
Т-130.1.Г-1 ДЭТ-250М ДТ-75-С2
Т-100МЗ
Т1000ЗГП
7,0
8,0
15,0
3,0
7,0
7,0
9,0
9,0
9,5
18,0
3,5
9,0
9,0
2620
2650
2650
2718
2900
2100
2620
2650
130
320
300
300
350
350
200
320
300
300
400
500
500
250
420
550
300
500
500
гидравл.
гидравл.
канатн.
гидравл.
гидравл.
гидравл.
гидравл.
гидравл.
канатн.
гидравл.
8680
14420
18940
19200
21500
23700
41630
8680
18940
19200
250
300
350
400
450
500
800
350
200
300
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
По выбору По выбору По выбору По выбору По выбору По выбору По выбору По выбору По выбору По
выбору

4.

Таблица 3
Коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера,
Грунт
Песок сухой
Песок влажный
Легкая супесь
Супесь и суглинки
Суглинок:
- средний
-сухой пылеватый
-тяжелый
Сухая глина
Плотность грунта, кг/м3
1500…1600
1600…1800
1500…1700
1600…1800
Коэффициент разрыхления
грунта
1,0…1,2
1,1…1,2
1,1…1,2
1,2…1,4
1650…1800
1700…1800
1600…1800
1700…1800
1,2…1,3
1,3…1,4
1,2…1,3
1,2…1,3
Продолжительность рабочего цикла скрепера определяется по зависимости:
tц= Lз/Vз+ Lтр/Vтр+ Lp/Vp+ Lx/Vx+n1tn+n2tпов , с,
(3)
где L3- длина пути загрузки ковша, м;
Vз- скорость движения скрепера при загрузке ковша, м/сек;
Lтр- длина пути транспортирования грунта, м;
Vтр - скорость движения скрепера при транспортировании грунта, м/сек;
Lр- длина пути разгрузки ковша, м;
Vр – скорость движения скрепера при разгрузке ковша, м/сек;
Lх- длина пути обратного холостого хода скрепера, м;
Vх - скорость движения порожнего скрепера, м/сек;
tn - время переключения передачи, сек (tn = 4...5 сек);
n1- количество переключений передач при рабочем цикле;
tпов- время на поворот скрепера, сек, ( = 15...20 сек.);
n2- количество поворотов скрепера во время рабочего цикла.

5.

При наборе грунта в ковш скрепера возникают значительные сопротивления, поэтому набор грунта
производится всегда на 1 передаче тягача. Для расчета сопротивлений, возникающих во время
выполнения операций технологического цикла, принимаются значения скоростей движения скрепера
на конкретных передачах коробки скоростей. При расчете же времени рабочего цикла скрепера
рекомендуется принимать следующие значения скоростей движения скрепера.
Скорость движения скрепера при наборе (загрузке) грунта:
Vнаб. = (0,65…0,80)V1 , м/сек ,
(4)
где V1- паспортная скорость тягача скрепера на 1 передаче коробки скоростей, м/сек;.
Скорость движения груженого скрепера:
Vгр. = (0,5…0,75)Vmax , м/сек ,
(5)
где Vmax - наибольшая паспортная скорость тягача, м/сек.
Скорость движения порожнего скрепера:
Vпор = (0,75... 0,85) Vmax, м/сек.
(6)
Скорость движения скрепера при разгрузке ковша:
Vразгр. = 0,75 Vmax , м/сек
(7)
Наибольшее усилие, которое необходимо для перемещения скрепера, возникает во время набора
грунта. Это усилие определяется по формуле:
ΣWi = W1 + W2+ W3+ W4 + W5, кН ,
(8)
где W1 - сопротивление грунта резанию, кН;
W2 - сопротивление движению призмы волочения впереди скрепера, кН;
W3- сопротивление от срезаемого слоя грунта, движущегося в ковше, кН;
W4 - сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше, кН;
W5- сопротивление передвижению скрепера как транспортного средства, кН.

6.

Сопротивление грунта резанию во время операции по набору грунта в ковш определяется по
зависимости:
W1 = B * k2 * hp * 103, кН
(9)
B - ширина срезаемого слоя грунта, м;
hp - толщина срезаемого слоя грунта, м (принимается в пределах от 0,05 до 0,20 м);
k2 - удельное сопротивление грунта резанию ножевой кромкой скрепера, МПа (определяется
по табл. 11).
Сопротивление движению призмы волочения впереди скрепера:
W2 = y * B * h2c * γ * g(μ ± i)10-3 , кН
(10)
B - ширина срезаемого слоя грунта, м;
hc - высота слоя грунта в ковше, м (определяется по табл.4);
γ - плотность грунта, кг/м3;
g - ускорение силы тяжести, м/сек2 (g = 9,81);
μ - коэффициент трения грунта призмы по грунту поверхности забоя,( μ = 0,3...0,5, при этом
большие значения принимаются для сыпучих грунтов);
i - уклон пути движения скрепера, (i = tgα);
y - отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше (у = 0,5…0,7, при этом
большие значения принимаются для сыпучих грунтов).
Таблица 4
Высота слоя грунта в ковше скрепера, hc
Объем ковша скрепера, м3
3
6
10
15
Высота слоя грунта в ковше, м
1…1,13
1,25…1,5
1,8…2
2,4

7.

Сопротивление от срезаемого слоя грунта, движущегося в ковше:
W3 = B*hc*hp*γ*g*10-3 , кН
(11)
Сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше:
W4 = χ*B* h2с* γ*g*10-3 , кН
(12)
где χ - коэффициент, учитывающий влияние рода грунта, для глины χ = 0,24..
.0,31; для суглинка и супеси - χ = 0,37...0,44; для песка – χ = 0,46…0,50.
Сопротивление передвижению скрепера как транспортного средства:
W5 = (mc*g + V*γ*g)(ω0 ± l)*10-3 , кН,
(13)
где mc - масса скрепера, кг;
V - объем грунта в ковше скрепера, м3;
ω0 - удельное сопротивление колес скрепера качению, для плотных грунтов - ω0 =
0,15...0,20, а для сыпучих песков- ω0 = 0,25...0,30.
Необходимо определить тяговое усилие тягача скрепера на 1 передаче коробки
скоростей и тяговое усилие по сцеплению при движении по плотному грунту, т.е.
ТN. = Nдвиг*ηм/V1 , кН
(14)
Тсц. = mc*g*φ*10-3 , кН
(15)
Далее необходимо проверить выполняется ли условие движения без буксования
тягача скрепера:
Тсц > ТN > ΣWi
Если условие выполняется, то тогда принятая величина толщины срезаемого слоя
грунта используется для расчета продолжительности рабочего цикла скрепера.
Если же это условие не выполняется, то тогда необходимо уменьшить толщину
срезаемого слоя грунта или предусмотреть использование толкача при наборе
грунта.

8.

Для расчета продолжительности рабочего цикла скрепера необходимо определить
длину пути загрузки ковша и длину пути разгрузки ковша.
Длина пути загрузки ковша определяется:
Lзагр=(q*кпп/В*hp*кн.с.) *кн*кр, м
(16)
где q - геометрическая емкость ковша м3;
В - ширина срезаемого слоя грунта, м;
hp - толщина срезаемого слоя грунта при наборе грунта, м.;
кн - коэффициент наполнения ковша;
кр - коэффициент разрыхления грунта;
кпп - коэффициент, учитывающий потери грунта при образовании призмы
волочения и боковых валиков, Кпп= 1,2...1,5;
Кнс- коэффициент, учитывающий неравномерность толщины срезаемой стружки
грунта, Кнс = 0,7.
Длина пути разгрузки ковша:
Lразг=q*кр/В*hу, м
(17)
где hу - толщины слоя укладываемого грунта, м.
Далее, выбрав величину скорости движения скрепера на различных участках
работы, определяем продолжительность рабочих операций, а затем и величину
технической и эксплуатационной производительности скрепера.