где tц продолжительность работы скрепера, с; q – геометрическая вместимость ковша скрепера, м ³ ; К — коэффициент наполнения ковша, зависящийот группы грунта и его состояния, от способа загрузки ковша, работы скрепера без
толкача или с толкачом и других факторов; принимается 0,8—1,2; Кв — коэффициент использования рабочего времени; принимается 0,85-0,9; Кр – коэффициент разрыхления грунта; принимается 1,2-1,4.
Продолжительность полного рабочего цикла скрепера складывается из отдельных операций. Полный цикл работы скрепера может быть выражен следующей зависимостью:
где t1 — продолжительность набора грунта в ковш, с; t2 — продолжительность перемещения скрепера к месту укладки грунта, с; t3 — продолжительность разгрузки грунта из ковша, с; t4 — продолжительность перемещения скрепера забоя, с; t5 — продолжительность поворотов, переключений передач и другие затраты времени; принимаются в среднем 60 с
Продолжительность отдельных операций определяется из следующих выражений:
где l1 — длина пути наполнения ковша грунтом, м; v1 — скорость движения скрепера при наполнении ковша грунтом, м/с; l2- длина пути транспортирования грунта к месту укладки, м; v2 — — скорость движения скрепера при транспортировании грунта, м/с; l3 — длина пути разгрузки грунта из ковша, м; v 3 — скорость движения скрепера при разгрузке ковша, м/с; l4 — длина пути перемещения порожнего скрепера к месту забоя, м; v — скорость перемещения скрепера в порожнем состоянии к месту забоя, м/с.
Сменная эксплуатационная производительность скрепера может быть определена исходя из следующей зависимости:
где N — количество часов в смене; q — геометрическая вместимость ковша, м ³; Кн — коэффициент наполнения ковша (0>8-1,2); К — коэффициент использования рабочего времени (0,85-0,9)i T — продолжительность рабочего цикла, с; (см. выше); К — коэффициент разрыхления грунта (1,2-1,4).
В качестве средних данных в табл. 4.5 приводятся отдельные значения работы прицепного скрепера с ковшом вместимостью 7 м³ (по данным ЦНИИОМТП ГосстрояРоссийской Федерации).
Таблица 4.5
| Дальность
транспортироваиия,м |
Затраты времени, с | Продолжи-
полного цикла, с |
Произво-
ность, |
||||
| Набор
грунта |
Движение
груженого скрепера |
Движение
порожнего скрепера |
Отдельные
рабочие операции |
||||
| м /ч | |||||||
| 100 | 60 | 40 | 21 | 100 | 221 | 136 | |
| 250 | 60 | 65 | 57 | 100 | 282 | 105 | |
| 500 | 60 | 150 | 100 | 100 | 410 | 73 | |
| 1000 | 60 | 330 | 210 | 100 | 700 | 43 | |
| 1500 | 60 | 500 | 310 | 100 | 970 | 31 | |
К мероприятиям для повышения производительности скреперов относятся увеличение единичной их мощности, соответственно и увеличение вместимости ковшей; изменение формы и соотношения размеров ковшей за счет увеличения их ширины и уменьшения высоты; применение ножей с выступающей средней их частью; обеспечение правильной установки и заточки ножей и др. Основным условием, влияющим на производительность скрепера как прицепных, так и самоходных, является сокращение времени на производственные операции и увеличение скорости перемещения скреперов в груженом и в порожнем состоянии, так как из общего цикла работы этих машин эти две операции занимают наибольшее время.
Увеличение единичной мощности скреперов соответственно и вместимости ковшей дает возможность изменить их производительность, увеличив её в несколько раз. Так, например, применение самоходных скреперов с тягачами мощностью в среднем в 2 раза большей, чем мощность тягачей прицепных скреперов при дальности транспортирования грунта более 300 м, дает возможность увеличить производительность в 2,0-2,5 раза, а при дальности возки до 2000 м — не менее чем в 3 раза.
Изменение формы ковшей в сторону увеличения ширины за счет уменьшения высоты (при соотношении в среднем 3,0:1,4) снижает удельное сопротивление резанию грунта, улучшает наполнение ковша и увеличивает производительность скреперов.
Применение ножей с выступающей средней их частью заметно снижает сопротивление резанию грунта и улучшает (ускоряет) процесс наполнения ковша, что также влияет на увеличение производительности скреперов.
Обязательным условием высокой производительности скрепера является обеспечение перед его ковшом (в процессе зарезания и наполнения ковша) призмы волочения, что способствует более интенсивному наполнению ковша, так как наличие призмы волочения создает напор грунта при поступлении его в ковш.
Средние значения призмы волочения в процентах от геометрической вместимости ковша, а также группы и состояния грунта представлены в табл. 4.6.
Производительность скреперов зависит также от правильно выбранных углов заточки ножей и степени их заострения. Исследованиями установлено, что минимальное сопротивление резанию грунтов достигается при угле резания ножей в 32°, что позволяет иметь и лучшее наполнение ковша. Известно, что работа плохо заостренными ножами в 2—3 раза увеличивает сопротивление резанию грунтов. Поэтому ножи скреперов следует менять в среднем через каждые 300—400 ч их работы во время технических обслуживании. В целях увеличения производительности скреперов, особенно при разработке малосвязных грунтов, целесообразно устанавливать по бокам ковша дополнительные щитки, которые в процессе работы направляют грунт в ковш, уменьшая время на его наполнение в среднем на 25 %.
Таблица 4.6
Значения призмы волочения, %, при
Грунты вместимости ковша скрепера, м
4,0-7,0 8,0-10,0 15,0-25,0
Песок 26 28 32
Супесь 22 17 16
Суглинок 10 10 9
Глина 10 5 6
Основное влияние на повышение производительности скреперов оказывает сокращение времени на выполнение отдельных операций производственного цикла машины, включая различные внутрисменные остановки на устранение технологических и технических неполадок и неисправностей.
Значительное влияние на производительность скреперов оказывает работа под уклон или на подъём. Разработка связных грунтов, как глина и’др., должна производиться с уклоном 3—7°, а разработка несвязных грунтов, как песок и др., должна производиться с подъёмом не более 3—5°.