Техническое преимущество скрепера с комбинированной ножевой системой | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №23 (261) июнь 2019 г.

Дата публикации: 09.06.2019

Статья просмотрена: 14 раз

Библиографическое описание:

Иванков Е. А. Техническое преимущество скрепера с комбинированной ножевой системой // Молодой ученый. — 2019. — №23. — С. 100-102. — URL https://moluch.ru/archive/261/60381/ (дата обращения: 08.12.2019).



В работе автором изучены вопросы исследования металлоконструкции комбинированной ножевой системы скрепера, а также вопрос повышения производительности скреперного агрегата путем применения комбинированной ножевой системой и усовершенствованного прицепного устройства. Обоснованна с экономической точки зрения необходимость применения комбинированной ножевой системы как наиболее оптимальной и конструктивно правильной ножевой системы скрепера, ее совершенство применения перед стандартной ножевой системой. Кроме того, автором был выполнен экономический сравнительный анализ существующих конструкций скреперных агрегатов и обосновано с экономической точки зрение преимущество применения комбинированной ножевой системой скрепера при разработке грунта. Также в процессе исследования различных комбинированных ножевых систем выявлена экономически оптимальная конструкция комбинированной ножевой системы, которая обеспечивает возможность разработки грунта как полной, так и уменьшенной шириной копания при минимальной энергоемкости копания.

Ключевые слова: ножевая система, комбинированная ножевая система, скрепер, металлоконструкция, прицепное устройство.

В горнодобывающей и строительной отрасли промышленности широко используются добычные и строительно-дорожные скреперные агрегаты.

В исследовании рассмотрим и сравним процесс последовательной работы скрепера с совковым режущим органом в условиях блокированного резания и ступенчатой ножевой системы в условиях свободного резания (при существенном уменьшении сопротивления копанию). При этом необходимо обеспечить чистый и ровный забой без привлечения дополнительных машин.

Для расчета технико-производительных показателей работы комбинированной ножевой системы принимаем:

  1. Эталон: тягач — Т4АП2 + скрепер ДЗ — 111 (4 ) + совок. Копание выполняют при блокированном резании.

Серийным скрепером ДЗ-111 с тягачом Т4АП2 (=) производят зачистку забоя. Зачистка забоя выполняется при свободном резании и ширине резания, равной как полной ширине ковша, так и её части.

=

  1. Новый: тягач — Т4АП2 + скрепер ДЗ — 111 (4 ) с комбинированной ножевой системой. Копание и зачистку забоя производит сам скрепер с комбинированной ножевой системой.

Зачистку производит сам скрепер с комбинированной ножевой системой при свободном резании и рациональной ширине резания (примерно 0,6 ).

Зависимости для расчета производительности отдельных машин и всего агрегата в целом:

=; =; =

Расчет выполнен раздельно для совка (= ) при блокированном резании для свободного резания при ширине резания, обеспечивающей заполнение ковша и частый забой. В качестве варианта сравнения предусмотрим расчет свободного резания при рациональной ширине и вызвать его по мере необходимости. Определяющим будет являться чисты, ровный забой [1].

В качестве базовых скреперных агрегатов для выполнения скреперных работ с ровным (чистым) забоем могут применяться следующие комплекты машин:

  1. Прицепной скрепер со стандартной, ступенчатой ножевой системой и с тягачом, заполнения ковша осуществляется без толкача, самонабором. [2]
  2. Прицепной скрепер со стандартной, ступенчатой ножевой системой и с тягачом, заполнения ковша осуществляется с толкачам соответствующего тягового класса.
  3. Прицепной скрепер с совковым режущим органом и тягачом, заполнения ковша самонабором, без толкача. Зачистка забоя выполняется в условиях блокированного резания.
  4. Прицепной скрепер с совковым режущим органом и тягачом, заполнения ковша самонабором без толкача. Зачистка забоя выполняется в условиях свободного резания.

С этими скреперными агрегатами сравним новый скрепер с комбинированной ножевой системой, который включает аналогичный тягач, работает без толчка и сам зачищает забой в условиях свободного резания грунта. При этом расстояние между проходами совкого режущего органа назначается рациональный ширины. Все эти функции скрепер может выполнить благодаря наличию двух ножевых систем: стандартной, ступенчатой и совкового режущего органа [6].

В качестве второго нового скреперного агрегата рассмотрим вышеупомянутый скреперный агрегат, который снабжен усовершенствованным прицепным брусом, который в свою очередь исключает уменьшение сцепного веса тягача при копании грунта.

Исходные данные для расчетов технико-экономических показателей:

Вес тягача, 74 (79) кН, коэффициент сцепления 0,75, максимальная регулируемая сила тяги 45 кН, коэффициент сопротивления блокированному резанию 100 , коэффициент сопротивления свободному резанию 80 , дальность транспортирования, 100 м., увеличение сцепного веса с новым прицепным брусом 15 кН, цена трактора 2 700 000 руб., стоимость 1 металлоконструкций, руб. — 266 666 руб., стоимость топлива 50 руб./литр.

Затем вычисляем техническую производительность П и приведенных удельных затрат скреперных агрегатов в функции объема набираемого грунта [7].

Первый агрегат имеет следующие технико-экономические показатели: объем грунта (q, 2,5…3,0; производительностью (Производительность /см) 400; приведенные удельные затраты , руб./ 28,3. Способ разработки грунта — блокированное резание полной шириной без толкача, =100 кН/

Технико-экономические показатели второго агрегата: объем грунта (q, 4,5…5,0; производительность (Производительность /см) — 667; приведенные удельные затраты , руб./ 26,6. Способ разработки грунта — Блокированное резание полной шириной с толкачом, =100 кН/

Технико-экономические показатели третьего агрегата: объем грунта (q, 3,7…3,9; производительность (Производительность /см) — 622; приведенные удельные затраты , руб./ — 19,66. Способ разработки грунта — Блокированное резание совковым режущим органом без толкача, =100 кН/

Технико-экономические показатели четвертого агрегата: объем грунта (q, 3,3…3,5; производительность (Производительность /см) — 579; приведенные удельные затраты , руб./ — 20,8. Способ разработки грунта — Свободное резание рациональной ширины, =80 кН/

Технико-экономические показатели пятого агрегата: объем грунта (q, 3,1…3,3; производительность (Производительность /см) — 420; приведенные удельные затраты , руб./ — 25,8. Способ разработки грунта — Свободное резание всей шириной ковша, = 80 кН/.

Технико-экономические показатели шестого агрегата: объем грунта (q, 3,8…4,0; производительность (Производительность /см) — 635; приведенные удельные затраты , руб./ — 19,4. Способ разработки грунта — Блокированное резание совковым режущим органом без толкача, =100 кН/, догрузка 15кН.

Технико-экономические показатели седьмого агрегата: объем грунта (q, 3.9…4,1; производительность (Производительность /см) — 669; приведенные удельные затраты , руб./ — 18,4. Способ разработки грунта — Свободное резание рациональной ширины, =80 кН/, догрузка 15 кН.

Таким образом, анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что скрепер с комбинированной ножевой системой (агрегат № 5) обеспечивает на 10 % более высокую производительность, по сравнению с представленными вариантами различных агрегатных установок скрепера. Кроме того, одним из преимуществ, скрепера с комбинированной ножевой системой, является уменьшение приведенных удельных затрат, примерно на 35–40 %, данное преимущество связанно с отсутствием дополнительных машин для зачистки забоя.

Также агрегат № 5 имеет свое преимущество перед агрегатом с обычным прицепным скрепером работающего без толкача (агрегат № 1). Так, агрегат № 5 имеет более высокую производительность (больше примерно на 50 %) при снижении удельных затрат примерно на 30 %.

Применение в скрепере с комбинированной ножевой системой усовершенствованного прицепного устройства дополнительно увеличивает преимущество нового скреперного агрегата (агрегат № 6). В таком случае производительность дополнительно увеличивается на 5 %, а приведенные удельные затраты имеют наименьшую величину, и снижены на 5 % по сравнению с эталонным агрегатом № 5.

В заключении хотелось бы отметить, что проведенные расчеты, наглядно демонстрируют существенное техническое и производственное преимущество комбинированной ножевой системы, в которой оптимально сочетаются совковый режущий орган и стандартная ступчатая ножевая система.

Литература:

  1. Нилов В. А., Федоров Е. В. Комбинированная ножевая система скрепера // Строительные и дорожные машины. — 2015. — № 4 — с. 13–15.
  2. Пат. 2348761 Российской Федерации, МПК E02F 3/64. Скрепер / Шемякин С. А., Клигунов Е. С., Чебан А. Ю., Губарь А. А.; Заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Технический государственный университет». № 2007128185/03; заявл. 23.07.2007; опубл. 10.03.2009, Бюл. № 9
  3. Пат. 2467129 Российской Федерации, МПК Е02F 3/64. Ковш скрепера / Нилов В. А., Летуновский К. П., Бударин Р. Э., Нилова В. И.; Заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. № 2010102451/03; заявл. 25.01.2010; опубл. 20.11.2012, Бюл. № 32. 6 с.
  4. Федоров Е. В. Обоснование применения комбинированной ножевой системы и усовершенствованного прицепного устройства скрепера. Автореферат диссертации. Воронеж. 2016. — С. 139–154
Основные термины (генерируются автоматически): комбинированная ножевая система, Блокированное резание, Свободное резание, способ разработки грунта, совковый режущий орган, зачистка забоя, агрегат, заполнение ковша, производительность, прицепной скрепер.


Похожие статьи

Теоретическое исследование отгиба стеблей в процессе их...

В процессе резания стеблей образуется их отгиб – это

В этом случае наблюдается разрыв или выдергивание большей части стеблей вместе с корневой системой из земли, причем

Продольному отгибу (l) подвергаются стебли, отклоняемые ножевой полосой, прижимом или...

Исследование деформации почвы | Статья в журнале...

В сельском хозяйстве резание и переворачивание пласта почвы плугом называется вспашкой.

В зависимости от схемы расстановки рабочих органов на раме орудия существуют различные условия процесса резания: блокированное, деблокированное и свободное.

К определению угловой скорости ножей наклонно-дискового...

За основу теоретических разработок к выбору некоторых параметров режущего аппарата в виде диска с ножом рубящего принципа среза кормовых культур взяты известные положения академиков В. П. Горячкина и В. А. Желиговского по теории резания лезвием.

Повышение эффективности работы многоножевочных машин для...

Повышение эффективности работы многоножевочных машин для резания пищевых полуфабрикатов. Уринов Насулло Файзуллаевич, кандидат технических наук, доцент; Саидова Мухаббат Хамраевна, старший преподаватель; Элиева Феруза Шомурод кизи, преподаватель...

Кротование грунтов пассивными рабочими органами

Характер разрушения грунта ножевыми рабочими органами определяется изменением параметров

Сила блокированного резания грунта простым острым ножом определяется по

9.Турецкий Р.Л. Резание мелиорируемых грунтов и интенсификация рабочих процессов...

Теоретическое исследование условия защемления стеблей...

В конструкции прицепной жатки-накопителя с прямоугольной формой платформы [2] режущий аппарат расположен под углом β относительно направления движения жатвенного агрегата. Определим при таком расположении режущего аппарата условие защемления стебля в...

Способы и современные средства механизации для удаления пней

Рабочий орган (фреза) представляет собой корпус, выполненный в виде усеченного конуса, основанием

В процессе работы агрегат движется по намеченной трассе и периодически останавливается перед

Производительность машины за час чистой работы 80…100 пней [1].

Применение ротационных рабочих органов для обработки почвы...

Отсутствие в производстве специальных почвообрабатывающих орудий для обработки почвы и уничтожения сорной растительности в защитных зонах рядов лесных посадок вынуждает многие лесхозы применять на этой трудоемкой операции непроизводительный ручной труд...

Совершенствование измельчающих рабочих органов машин по...

В статье дан анализ существующих конструкций измельчающих рабочих органов раздатчиков-измельчителей, а также предложено конструктивно-технологическое решение, позволяющее повысить качество измельчения корма при сбережении ресурсов.

Похожие статьи

Теоретическое исследование отгиба стеблей в процессе их...

В процессе резания стеблей образуется их отгиб – это

В этом случае наблюдается разрыв или выдергивание большей части стеблей вместе с корневой системой из земли, причем

Продольному отгибу (l) подвергаются стебли, отклоняемые ножевой полосой, прижимом или...

Исследование деформации почвы | Статья в журнале...

В сельском хозяйстве резание и переворачивание пласта почвы плугом называется вспашкой.

В зависимости от схемы расстановки рабочих органов на раме орудия существуют различные условия процесса резания: блокированное, деблокированное и свободное.

К определению угловой скорости ножей наклонно-дискового...

За основу теоретических разработок к выбору некоторых параметров режущего аппарата в виде диска с ножом рубящего принципа среза кормовых культур взяты известные положения академиков В. П. Горячкина и В. А. Желиговского по теории резания лезвием.

Повышение эффективности работы многоножевочных машин для...

Повышение эффективности работы многоножевочных машин для резания пищевых полуфабрикатов. Уринов Насулло Файзуллаевич, кандидат технических наук, доцент; Саидова Мухаббат Хамраевна, старший преподаватель; Элиева Феруза Шомурод кизи, преподаватель...

Кротование грунтов пассивными рабочими органами

Характер разрушения грунта ножевыми рабочими органами определяется изменением параметров

Сила блокированного резания грунта простым острым ножом определяется по

9.Турецкий Р.Л. Резание мелиорируемых грунтов и интенсификация рабочих процессов...

Теоретическое исследование условия защемления стеблей...

В конструкции прицепной жатки-накопителя с прямоугольной формой платформы [2] режущий аппарат расположен под углом β относительно направления движения жатвенного агрегата. Определим при таком расположении режущего аппарата условие защемления стебля в...

Способы и современные средства механизации для удаления пней

Рабочий орган (фреза) представляет собой корпус, выполненный в виде усеченного конуса, основанием

В процессе работы агрегат движется по намеченной трассе и периодически останавливается перед

Производительность машины за час чистой работы 80…100 пней [1].

Применение ротационных рабочих органов для обработки почвы...

Отсутствие в производстве специальных почвообрабатывающих орудий для обработки почвы и уничтожения сорной растительности в защитных зонах рядов лесных посадок вынуждает многие лесхозы применять на этой трудоемкой операции непроизводительный ручной труд...

Совершенствование измельчающих рабочих органов машин по...

В статье дан анализ существующих конструкций измельчающих рабочих органов раздатчиков-измельчителей, а также предложено конструктивно-технологическое решение, позволяющее повысить качество измельчения корма при сбережении ресурсов.

Задать вопрос