Проектирование ковша с выдвижной задней стенкой прицепного скрепера ДЗ-111А на базе трактора тягача Т-4АП2

Перечень чертежей:

1. Скрепер прицепной чертеж общего вида А1 для послойной разработки грунтов 1 - 2 категории и разрыхленных грунтов 3 - 4 категории, их транспортировки и отсыпки слоя заданной толщины

Емкость ковша 4,5 куб.м.

Ширина резания 2180мм

Глубина резания 130мм

Толщина отсыпки 40мм

Вес скрепера 4,5т

2. Сборочный чертеж ковша А1
3. Заслонка ковша скрепера в сборе А1

Прототипом выбран скрепер ДЗ-111А прицепной.

Для увеличения производительности набор грунта скрепером производится с помощью трактора-толкача или бульдозера. Допускается загрузка экскаватором или ковшовым погрузчиком, что в сочетании с существующим качеством послойной разгрузки слоем заданной толщины расширяет универсальность использования скрепера. Применение скреперов целесообразно для быстрого выполнения нулевого цикла земляных работ и передачи площадей для дальнейших строительных работ. Для этой цели, как правило, используются недорогие высокопроизводительные скреперы массового выпуска со стабильным качеством, обеспечиваемым уровнем технологии. Основными преимуществами скрепера по сравнению с зарубежными аналогами являются: - цена ниже в 3-4 раза; - доступность агрегата в обслуживании; - низкая энергоемкость транспортировки грунта по сравнению с технологией "самосвал-экскаватор (погрузчик); - сокращение времени выполнения нулевых циклов при строительстве дорог, плотин, водохранилищ и прочих объектов; - возможность использования скрепера для погрузки экскаватором или погрузчиком.

Базовый трактор (тягач)  Т-4АП2;

Мощность двигателя,96,2 кВт

Грузоподъемность,6  т

Вместимость ковша, 4,5 м³

Наибольшее заглубление, 130 мм

Толщина отсыпаемого слоя, 400 мм

Скорость движения вперед, 2,22…..9,3 км/ч

Масса скрепера, 4374 кг

Масса трактора, 8695 кг

Дополнительные материалы: прилагается записка с пояснениями и расчетами на 15 страницах. Выполнен выбор прототипа и расчет основных параметров. Главным параметром скреперов является вместимость ковша.  К основным параметрам ковша относят также его ширину, высоту и длину. С уменьшением высоты и длины ковша, увеличением ширины сопротивление грунта снижается. У скреперов с большой вместимостью ковша увеличить ширину его невозможно по транспортным соображениям. Выполнен тяговый расчет скрепера. Сила сопротивления движению скрепера при копании грунта - величина переменная, она достигает максимального значения на заключительной стадии заполнения ковша. Этот момент, как наибольший, принимают за расчетный. Потребное для работы тяговое усилие расходуется на преодоление сопротивления грунта резанию, сопротивления от трения ножа о грунт, от перемещения призмы волочения и сопротивления, возникающего при заполнении ковша. Конструктивная схема должна соответствовать требования ГОСТов, условиям предлагаемого использования скрепера, и выбираться с учетом опыта применения и особенностей конструкций.  Основная задача тягового расчета скрепера заключается в определении силы и мощности тяги для преодоления сопротивлений при заданной вместимости ковша.

Выполнено определение основных геометрических параметров рабочего оборудования. В качестве рабочего оборудования прицепного скрепера ДЗ –111 выбираем ковш с выдвижной задней стенкой.

Ковш – рабочий орган скрепера, непосредственно взаимодействует с грунтом при производстве земляных работ, поэтому его форма и размеры должны соответствовать комплексу технологических и грунтовых условий рабочего процесса данной машины. Он представляет собой емкость, открытую спереди и сверху, с режущей частью для отделения от массива и захвата грунта. Боковые стенки, режущая часть и остальные элементы конструкции, неподвижные относительно друг друга, соединены вместе посредством каркаса, который служит также для соединения ковша с заслонкой и другими подвижными элементами конструкции, ходовым и сцепным устройствами, исполнительными механизмами рабочего оборудования.

Исследования показали, что эффективность заполнения скреперного ковша зависит от его формы. Необходимая для заполнения ковша сила тяги значительно возрастает с увеличением его высоты. Поэтому ковш, с одной стороны, целесообразно делать возможно широким, но коротким, чтобы набираемый грунт проходил наименьший путь и были уменьшены силы трения при его продвижении. С другой стороны, ширина ковша скреперов большой вместимости ограничивается условиями перевозки машин (железнодорожными габаритами).Так как высота ковша должна быть минимальной, требуемая вместимость может быть получена за счет его ширины и длины, которые так-же ограничены рядом условий.

Произведен расчет механизма подъема - опускания ковша. Выбор гидроцилиндров. При определении усилия, потребного для опускания ковша скрепера, за расчетное положение принимают начало передвижения задней стенки при полной загрузке ковша грунтом и открытой заслонке.

По данному давлению в системе, по необходимому диаметру поршня и конструктивным особенностям механизма выбираем гидроцилиндр:

ЦГ1-28.40.390.32А:

• диаметр штока – 28 мм;
• диаметр поршня – 40 мм;
• ход поршня - 390 мм;
• максимальное давление – 32 МПа.

Приведен расчет производительности скрепера, которая зависит от типа тяговых средств, рода разрабатываемого грунта, дальности транспортирования  и принятого режима работы при выполнении отдельных операций.

Расчет скрепера показал, что он может работать в грунтах высшей категории. Из расчёта видно, что для трактора заданного класса и заданных условий работы возможно применение скрепера с большей вместимостью ковша и большей грузоподъёмности.

Были произведены расчеты основных параметров скрепера:

• Масса скрепера, 4,5 т
• Объем ковша, 4,5 куб.м                                    
• Максимальная скорость снаряженного скрепера, 9,3 км/ч
• Максимальная мощность двигателя, 96,2 кВт
• Дорожный просвет под ножами скрепера, 0,36 м
• Максимальная толщина слоя отсыпки, 0,4 м
• Ширина резания, 2,18 м                    

В программе: Компас 3Dv и AvtoCAD