К современным скреперам с гидравлическим управлением рабочих органов относятся ДЗ-ЗЗА, ДЗ-111А, ДЗ-20Б, ДЗ-20В, ДЗ-77А, ДЗ-77С и более мощные — ДЗ-79 и ДЗ-80.
Рис. 4.9. Скрепер ДЗ-20В с гидравлическим управлением:
1 — передняя ось и дышло; 2 — тяговая рама с хоботом; 3 — заслонка ковша; 4 — ковш; 5 — упряжные тяги; 6 — ‘задняя стенка ковша; 7 — буфер; 8 — ножи; 9 — гидросистема управления
Из скреперов с ковшом средней ёмкости (вместимости) получили в дорожном строительстве широкое распространение скреперы ДЗ-20Б, ДЗ-20В и ДЗ-77А; базовым трактором для которых служит Т-130.1.Г.2.
Скрепер ДЗ-20В с ковшом средней ёмкости (вместимости) 7 м³ работает в сцепе с базовым трактором Т-130.1.Г-2 (рис. 4.9).
Ковш скрепера имеет принудительную разгрузку.
Передняя ось скрепера (рис. 4.10) посредством дышла 3 присоединяется к буксирной скобе трактора. Тяговое усилие через дышло и переднюю ось от трактора передается к тяговой раме скрепера. Передняя ось в средней части снабжена шаровым шарниром, предназначенным для соединения ее с хоботом тяговой рамы. Дышло оси имеет прицепную серьгу 4. Длина дышла регулируется наличием на прицепной серьге винтовой нарезки и гайки.
Рис. 4.10. Передняя ось с дышлом скрепера ДЗ-20В
Сверху над стыком балки 1 передней оси и дышла 3 приварена специальная опора 9, несущая конический хвостовик шарового шкворня 5, закрепленного в опоре посредством болта. Шаровая головка шкворня охвачена сферическим вкладышем 7 и крышкой 8, прикрепленными общими болтами к шаровой опоре хобота тяговой рамы. Снизу к переднему концу дышла 3 приварена опора 12, в которой размещен хвостовик продольного тягового шкворня 11. К шкворню посредством упряжного пальца 10 присоединена прицепная серьга 4, которая имеющимся на ней отверстием надевается на шкворень буксирной скобы трактора. Для усиления балки 1 предусмотрены подкосы 2.
Шаровое соединение тяговой рамы с передней осью, а также взаимно перпендикулярное расположение прицепного устройства благодаря особенностям их конструкции обеспечивают свободу поворотов передней оси с дышлом в трех плоскостях относительно базисного трактора и тяговой рамы скрепера, что в свою очередь обеспечивает скреперу возможность свободного рулевого маневрирования и прохождения по неровностям пути.
Подача смазки к сферической поверхности соединения тяговой рамы с передней осью обеспечивается по трубке 6, на конце которой имеется пресс-масленка. Смазка к шкворню 11 подается через пресс-масленку, закрепленную на опоре 12. Упряжной палец 10 серьги смазывается периодически вручную.
Рис. 4.11. Тяговая рама с хоботом скрепера ДЗ-20В
Рис. 4.1.2. Ковш скрепера ДЗ-20В
Тяговая рама с хоботом (рис. 4.11) соединяет ковш скрепера с передней осью и передает усилие от трактора через дышло передней оси к ковшу.
На переднем конце хобота 2 приварена шаровая опора 1, с помощью которой тяговая рама соединяется со шкворнем передней оси. На поперечной трубчатой балке 3 размещены кронштейны 4, предназначенные для шарнирной подвески гидроцилиндров подъёма ковша. На концах боковых тяг 5 приварены цапфы с крышками для соединения с упряжными шарнирами 6, имеющимися на боковых (правой и левой) стенках ковша. Все части тяговой рамы представляют собой сварную конструкцию коробчатого сечения.
Ковш (рис. 4.12) скрепера, представляющий собой пространственную конструкцию, служит в качестве ёмкости для грунта, несущей также на себе ножи (боковые 2, средние 11 и крайние 12), заслонку и разгружающую стенку. Ковш как основной узел скрепера воспринимает на себя значительные весовые и тяговые нагрузки (вертикальные и горизонтальные, действующие на ковш скрепера в процессе эксплуатации). Спереди ковш закрывается заслонкой, а сзади ограничен выдвижной разгружающей стенкой. Ковш состоит из двух боковых стенок 5 и 13 и днища 10, Стенки и днище ковша в целях придания им жесткости снаружи усилены накладками. В передней части боковые стенки соединены передней связью 14, на которой укреплены кронштейны 75 для гидроцилиндров подъёма ковша. С задней стороны эти стенки соединены металлическими связями 6, состоящими из нижних и верхних поперечных связей и пространственной фермы. К нижней части этой фермы прикреплена балка 9, в которую с торцов жестко вмонтированы две полуоси задних колес скрепера, а сзади приварен буфер 8 с кронштейном 7, предназначенным для подвески гидроцилиндра привода разгружающей стенки. С наружной стороны боковых стенок укреплены упряжные шарниры 1, предназначенные для соединения ковша с тяговой рамой скрепера. На ковше имеются также проушины 3 и 4: первые для подвески передней заслонки, вторые — для гидроцилиндров заслонки.
Заслонка (рис. 4.13) скрепера, представляющая собой раму с изогнутым металлическим листом, предназначена для регулирования ширины щели ковша при резании грунта и поступлении его в ковш. Заслонка состоит из соединительной обечайки (обоймы) 1, изогнутого лобового листа 6, двух щек 5 и рычага 4. На концах рычага имеются проушины 3, посредством которых рычаг заслонки с помощью пальцев соединяется с проушинами, размещенными на боковых стенках ковша. В верхней части рычага приварены стойки 2, к которым также посредством пальцев шарнирно присоединены головки 7 штоков гидроцилиндров управления заслонкой. Сами гидроцилиндры шарнирно подвешены к проушинам 3 (см. рис. 4.12), имеющимся на боковых стенках ковша. Лобовой щит заслонки со щеками размещен внутри ковша между боковыми его стенками, а рычаги заслонки и гидроцилиндры ее управления вследствие верхнего расположения обоймы размещаются вне ковша, вне боковых его стенок. Такое размещение рычагов и гидроцилиндров заслонки не мешает наполнению ковша скрепера грунтом.
Разгружающая задняя стенка ковша (рис. 4.14) выполнена в виде слегка изогнутого щита 1 с жестко присоединенным к тыльной его стороне толкателем (хвостовиком) 4. Жесткость присоединения толкателя к щиту обеспечивается наклонными и горизонтальными подкосами 2 и 6. На толкателе в месте стыка подкосов приварены две рядом расположенные проушины, предназначенные для присоединения головки штока разгружающего гидроцилиндра. Сам гидроцилиндр присоединен к кронштейну буфера 8 (см. рис. 4.12).
На боковых и нижних кромках щита 1, а также на хвостовой части толкателя 4 в специальных кронштейнах размещены ролики 5 и 5, обеспечивающие более легкое перемещение разгружающей стенки. Ролики 5 на хвостовой части толкателя перемещаются по направляющим буферной металлоконструкции, а ролики 3, размещенные на боковых и нижних кромках щита, — по плоским направляющим, приваренным на боковых стенках ковша и на днище. Такое размещение роликов исключает возможность перекоса разгружающей стенки и защемления ее в ковше.
Рис. 4.13. Заслонка скрепера ДЗ-20В:
а — вид сбоку; б — присоединение штока цилиндра; в — подвеска заслонки
Гидросистема скрепера ДЗ-20В (рис. 4.15) состоит из двух обособленных частей, одна из них монтируется на базисном тракторе (рис. 4,15, а), а другая — на скрепере (рис. 4.15, б). Та часть гидросистемы, которая смонтирована на тракторе, состоит из шестеренчатого масляного насоса 1, гидрораспределителя 2, рычагов управления и масляного бака 3. Часть гидросистемы, которая смонтирована на скрепере, состоит из исполнительных рабочих гидроцилиндров 4, 5 и 6. Обе части гидросистемы соединены между собой гибкими шлангами высокого давления 7, а вся гидросистема — стальными трубопроводами 8.
В процессе работы скрепера при помощи гидроцилиндров 4 опускают и поднимают ковш, тем самым регулируют толщину срезаемой стружки разрабатываемого грунта, соответственно регулируется также и тяговая нагрузка двигателя базового трактора. Гидроцилиндры 5 обеспечивают подъём передней заслонки при загрузке ковша и её опускание после того, как ковш будет загружен. Перед разгрузкой ковша переднюю заслонку открывают полностью, вследствие чего грунт с заслонки и из передней части ковша высыпается наружу — в возводимую насыпь или в другие сооружения. Гидроцилиндр 6, размещенный внутри металлоконструкции буфера, обеспечивает надвигание задней разгружающей стенки при разгрузке ковша и возвращение её в исходное положение после разгрузки.
Рис. 4.14. Разгружающая задняя стенка скрепера ДЗ-20В
По принципиальным конструктивным решениям прицепные скреперы с гидравлическим управлением в значительной мере повторяют друг друга, за исключением таких общих показателей, как мощность базового тягача, вместимость ковша и др., а также некоторых частных особенностей по отдельным узлам и деталям.
Рис. 4.15. Схема гидросистемы скрепера ДЗ-20В
Скреперы с принудительной загрузкой ковша. К таким конструкциям относится скрепер ДЗ-49. Скреперы с элеваторной загрузкой (рис. 4.16) могут применяться как на сухих сыпучих песках, разработка которых обычными скреперами из-за плохого заполнения ковша затруднительна и неэффективна, так и на ллотных связных грунтах, разработка которых обычными скреперами требует дополнительных машин в виде рыхлителей, толкачей и т. д. К недостаткам скреперов с элеваторной загрузкой относится невозможность их применения на влажных и липких грунтах.
Рис. 4.16. Схема скрепера ДЗ-49 с элеваторной загрузкой ковща:
1 — гидросистема; 2 — сцепное устройство; 3 — передняя ось; 4 — тяговая рама; 5 — гидроцилиндр подъёма; 6 — отжимное устройство; 7 — элеватор; 8 — ковш; 9 — силовая рама; 10 — гидроцилиндр ковша
Ковш скрепера с принудительной загрузкой бездонный, снизу и сзади закрыт опрокидным .днищем. В передней части ковш ограничен установленным в нем наклонным скребковым элеватором, который приводится от отдельного гидродвигателя общей гидросистемы базисного трактора через редукторную передачу. Скребки элеватора закреплены на двух параллельно расположенных цепях, проводимых в движение от звёдочек. Ширина скребков элеватора 1680 мм, высота их 130 мм, шаг крепления 300 мм. Скорость движения цепей скребкового элеватора 0,8 — 1,6 м/с. Средняя толщина снимаемой скребками стружки грунта равна 40—80 мм (в зависимости от группы разрабатываемых грунтов и их состояния),
При включенном в работу гидродвигателе в движение приходит элеватор, снимая во время работы грунт слоями и подавая его в ковш скрепера. При этом ковш может быть наполнен с «шапкой», т. е. с коэффициентом наполнения более 1,0. Для обычных скреперов этот коэффициент всегда ниже 1,0 (если не применяются дополнительные средства механизации в виде тракторов-толкателей).
Поверхность, разрабатываемая скрепером с рабочим органом в виде равных скребков значительной длины (1680 мм), в дальнейшем не требует планировки, что способствует увеличению производительности таких машин по сравнению с обычными скреперами.
Скрепер ДЗ-49 работает в сцепе с трактором ДТ-75-С2. Сцепное устройство скрепера с базовым трактором аналогично такому же устройству рассмотренных выше скреперов. Вместимость ковша скрепера с элеваторной загрузкой 5 м³, с «шапкой» до 6 м³.
Гидравлическая система скрепера состоит из двух частей (в отличие от схем, применяемых для обычных скреперов): одна — для управления скрепером, другая — для управления элеватором. Гидравлическая система управления скрепером (рис. 4.17, а) включает шестеренчатый насос 1 типа НШ-46Д, гидроцилиндр подъёма ковша 2, два гидроцилиндра 3 опрокидывания ковша и трехсекционный гидрораспределитель 4 типа Р-75-113. Гидравлическая система управления элеватором (рис. 4.17, б) состоит из гидродвигателя 5 типа ЛМН-100, гидрораспределите,-ля 6 типа Р-150 и шестеренчатого насоса 7 типа НШ-98. В гидросистему входят редукционные клапаны, трубопроводы, шланги, масляные баки и др. Рабочее давление в системе 10 МПа.
Наиболее устойчиво скрепер работает на II передаче, обеспечивающей скорость цепей элеватора 0,29-0,38 м/с при толщине снимаемой скребками стружки 50-70 мм и скорости скрепера в 3,15—4,25 раза меньшей, чем скорость цепей элеватора.
Для разработки различных грунтов, включая твердые и мерзлые грунты, скребки, днище и другие части элеваторных скреперов, рекомендуется армировать накладками из высокопрочных сталей.
Рис. 4.17. Схема гидравлической системы управления скрепером Д349 с элеваторной загрузкой ковша
Из новых моделей, принципиально отличающихся от обычных скреперов, базовыми машинами для которых служат промышленные гусеничные тракторы, Челябинским заводом дорожных машин выпускаются скреперы ДЗ-79 и ДЗ-80 на базе тракторов Т-330 и Т-500. Скреперы предназначены для разработки и планировки грунтов I и II групп и предварительно разрыхленных грунтов III и IV групп, не содержащих сосредоточенных каменистых включений, а также для транспортирования и разгрузки этих грунтов в возводимые сооружения или в отвалы с разравниванием отсыпаемого слоя на значительные расстояния — до 3000 м.