Опубликовано: 30 Июнь 2017 00:50:16

Канатные скреперы, что это, прицип работы

Канатные скреперы представляют собой чрезвычайно простые по устройству и оборудованию землеройные снаряды, которые могут одновременно осуществлять разработку грунта, транспортирование его на значительное расстояние (100—300 м) и укладку в отвал или погрузку в приборы перемещения.

Принцип работы канатного скрепера (рис. 123) заключается в следующем. Скреперный ковш совершает попеременное движение вперед и назад между двумя установленными мачтами или башнями. Двигаясь по направлению к головной мачте (рабочий ход), ковш наполняется грунтом и доставляет его к месту отвала или сброса в приемнопогрузочное устройство (бункер). При обратном ходе ковш возвращается к месту загрузки. Движение ковша осуществляется двумя канатами — рабочим и холостым при помощи специальной двух барабанной лебедки. При наматывании рабочего каната на один из барабанов лебедки, ковш движется к головной мачте, при этом второй барабан с намотанным на нем холостым канатом оттормаживают. При холостом ходе, наоборот, наматывается холостой канат и оттормаживают барабан с рабочим канатом. Лебедка управляется при помощи специальных устройств, позволяющих быстро производить необходимые включения и выключения барабанов и приводится в движение разного рода двигателями, чаще всего электромоторами.

Рис. 123. Схема разработки выемки канатным скрепером в отвал.

Отличительной особенностью ковша канатного скрепера (рис. 124, а) является отсутствие у него дна. Наполнение ковша грунтом происходит под действием двух сил: силы тяжести (вес самого ковша, часто весьма значительный) и силы натяжения рабочего каната, заставляющих ковш при рабочем ходе врезаться в грунт. Для облегчения врезания ковша в грунт и тем самым скорейшего его наполнения (в начале рабочего хода) режущая кромка ковша снабжается зубьями из специальных (твердых) сталей.

Ковши устраиваются различных конструкций в зависимости от характера разрабатываемых грунтов. Для работы в плотных грунтах чаще всего применяется подковообразный ковш (рис. 124, б). Для работы в песчаных и легких глинистых грунтах применяется ковш V-образный (рис. 124, а). Для разработки каменистых и щебенистых грунтов применяют ковш в форме грабель (рис. 124, в).

Рис. 124. Ковши канатного скрепера.

Емкость ковшей в различных установках колеблется от 0,25 до 12 м3, а вес их составляет соответственно от 130 до 7 200 кг.

Двигаясь между двумя башнями, ковш разрабатывает сравнительно узкую полосу грунта. По мере разработки и углубления проходки ковша боковые стенки проходки понемногу оползают и этим несколько увеличивают объем грунта, который может быть разработан с одной стоянки снаряда. Для того чтобы иметь возможность разработать грунт на значительной площади, необходимо придать головной и хвостовой мачтам или одной из них такую конструкцию, которая позволяла бы их перемещать.

На рис. 125 показана разработка выемки при помощи канатного скрепера с передвижными башнями, обеспечивающими возможность постепенного продвижения снаряда вдоль разрабатываемой выемки. Разработка на полную глубину осуществляется в несколько последовательных проходок.

Рис. 125. Разработка выемки канатным скрепером с передвижными башнями.

На рис. 126 показана схема работы канатного скрепера с погрузкой грунта в транспортные приборы. Ковш скрепера в конце своего рабочего хода встречает наклонную плоскость, по которой он затаскивается к разгрузочному люку; через этот последний грунт высыпается на железнодорожную платформу или в автомобили и прицепы.

Канатные скреперы могут быть применены при: а) производстве вскрышных работ на карьерах; б) рытье котлованов и траншей; в) устройстве насыпей всякого рода (рис. 123); г) погрузке грунтов в транспортные приборы; д) обслуживании складов сыпучих строительных материалов (песка, гравия).

Рис. 126. Схема работы канатного скрепера с погрузкой грунта на транспортные приборы.

Следует отметить особенности производства работ при помощи канатного скрепера:

1. Разработка котлованов и выемок может быть произведена лишь вчерне. Проектные очертания сооружений могут быть получены лишь путем дополнительной зачистки котлована или выемки вручную.

2. При разработке плотных грунтов канатными скреперами требуется предварительное рыхление грунтов.

Производительность скреперных установок зависит от:
1) величины емкости ковша;
2) расстояния скреперования;
3) скоростей движения рабочего и холостого канатов;
4) опытности машиниста, обслуживающего скрепер;
5) степени подготовки забоя, путей для передвижения башен, обеспеченности запасными тросами и частями на случай аварийного ремонта.

С увеличением расстояния скреперования производительность уменьшается. Производительность установки в рабочую смену определяется по формуле:
Q = 60 х T х g х w х kn х kp : l : vp + l : vх + t1 + t 2
где T — продолжительность смены в мин.

Канатные скреперы могут быть применены при:
а) производстве вскрышных работ на карьерах;
б) рытье котлованов и траншей;
в) устройстве насыпей всякого рода (рис. 123);
г) погрузке грунтов в транспортные приборы;
д) обслуживании складов сыпучих строительных материалов (песка, гравия).

g) — коэффициент использования рабочего времени в мин;
w—геометрическая емкость ковша в м3;
kn – коэффициент наполнения ковша рыхлым грунтом;
kp - коэффициент разрыхления грунта в конце ковша;
L - расстояние между головной и хвостовой башнями в м;
vp - скорость рабочего хода в м/сек;
vx - скорость холостого хода в м/сек;
t1 и t2 - затраты времени на переключение лебедки при перемене хода в сек.

Величины vp и vx обычно составляют:
Vp – от 1,05 до 2,2 м/сек, vx – от 1,62 до 3,5 м/сек в зависимости от опытности машиниста и составляют в сумме от 10 до 20 сек, при хорошей работе, причем меньшие значения относятся к небольшим установкам.

Величины кн и кр для песчаных грунтов имеют значение 072 – 0,80, для глинистых около 1,0.

Коэффициент использования времени зависит от целого ряда обстоятельств и в первую очередь от общей организации работ, выражающейся в подборе хороших кадров, бесперебойном снабжении снаряда энергией, надлежащем обслуживании, обеспеченности ремонта. Рабочие и технический персонал могут четкой работой значительно увеличить использование рабочего времени.

Возьмем пример. Одна и та же установка с ковшом w = 0,5 м3 будет иметь производительность при нормальном обслуживании:
Q - = 60 х 480 х 0,5 х 1,0 х 0,7 : 100 : 1,0 + 100 : 2,0 + 20 = 47 м3 в смену, а
При отличном обслуживании и хорошей организации организации:
Q - = 60 Х 480 х 0,5 х 1,0 х 0,85 : 100 : 1,0 + 100 :2,0 + 10 = 61 м3 в смену.

Таким образом, во втором случае благодаря более интенсивной работе на рычагах и общей хорошей организации работы, устраняющей затяжные простои и ремонты, мы имеем возможность повысить производительность работы на 30% (для рассмотренного примера).

Канатные скреперы начали применяться в СССР с 1923 г. в различных областях промышленности, в том числе и на строительстве, однако до сих пор применение их не получает должного развития. На крупнейших наших стройках имеются лишь единичные случаи применения канатных скреперов. Между тем во многих случаях производства строительных работ, где сейчас применяются экскаваторы более сложного устройства, можно было бы с успехом заменить их канатными скреперами, имеющими целый ряд преимуществ, а именно:
1. Стоимость работы канатным скрепером значительно меньше по сравнению со стоимостью работы механической лопатой и дрегляйном (при одинаковой производительности обоих снарядов).

2. Управление скрепером и обслуживание его проще. Для обслуживания скрепера нужна бригада в 3—4 человека, для обслуживания экскаватора — бригада в 5—10 человек.

3. Ремонт скрепера намного проще ремонта экскаватора.

4. Расходы, связанные с транспортом грунта, которые всегда имеют место при работе с экскаваторами других типов, отпадают в случае применения канатных скреперов.

5. Изготовление оборудования для скреперов не заключает больших трудностей и доступно многим механическим заводам и мастерским (не требуется их специализация).

В СССР изготовляются скреперные ковши емкостью от 0,5 до 3,5 м3
и весом от 370 до 1500 кг. Лебедки к ним применяются мощностью от 13,6 до 123 л. с. и весом от 400 до 5837 кг. Передвижные металлические башни имеют высоты 4 и 8 м. Рабочее давление на колесо —12500 кг. Вес снаряда — 9 857 и 10 740 кг. Тросы для рабочего каната — от 18 до 21 мм, для холостого — от 11,5 до 15,5 мм.

В качестве примера рассмотрим производство работ на котловане под устои моста над шлюзом № 8 на строительстве канала Москва — Волга.

Для разработки котлована были применены два скрепера с ковшами емкостью до 0,40 м3. Мощность моторов составляла 16 и 20 л. с. Наибольшее расстояние скреперования достигало 90 м. Грунт — песчаный. Наименьшая расчетная производительность была определена для обоих скреперов 5620 м3 в месяц, фактически же составила 5400 м3. Стоимость вынутого кубометра грунта определилась в 1 р. 40 к.

Если бы на разработку котлована поставили экскаватор ЛК с ковшом 0,50 м3 (табл. 61), который имеет такую же производительность в песке, как и оба скрепера, то стоимость 1 м3 оказалась бы (по смете) равной 2 р. 20 к. Кроме того, на приобретение экскаватора ЛК-0,5 пришлось бы затратить около 128 000 руб., а стоимость обоих скреперов составляла только 50000 руб.

Земляные работы. Под редакцией Н. Д. АВЕРИНА