Скрепери застосовуються переважно для розробки грунтів I і II груп. Більш щільні і тверді ґрунти вимагають попереднього розпушування борознами у напрямку робочих ходів скрепера. «Причому глибина розпушування повинна бути трохи більше найбільшої глибини різання ножа скрепера, яким передбачається виконання скреперних робіт. Дрібне розпушування грунту в процесі скреперних робіт викликає утворення призми волочіння перед ковшем скрепера, що уповільнює і погіршує наповнення ковша, значно знижуючи продуктивність скрепера.
Як правило, скрепери не можуть бути використані на заболочених ділянках; перезволожених незв'язних грунтах; на зв'язкових грунтах при вологості більше 25%; на сипучих пісках. Перед роботою ділянка повинна бути очищений від лісу, чагарнику, пнів, коренів, каменів і т. Д .; забезпечений водовідведення; влаштовані тимчасові дороги від місць розробки грунту до місць його відсипання; передбачено освітлення на ділянках розробки та укладання ґрунту, а також і по трасі тимчасових землевозних доріг під час виконання робіт у нічний час. До початку робіт виконують геодезичні роботи, позначають кордону розробки виїмок та резервів, межі насипів, відвалів, а також виносять і закріплюють осі зводяться споруд, встановлюють на місцях відсипки насипів геодезичні знаки.
Максимальну дальність транспортування слід приймати: для причіпних скреперів з тракторами на гусеничному ходу при ковші до 6,3 м³ до 300 м; більше 6,3 м³ - до 500 м; для напівпричіпного скреперів з тракторами на пневмоколісному ходу при ковші до 10 м³ - не більше 1500 м; для самохідних скреперів з одноосьовими автомобільними тягачами при ковші 10 і 15 м³ - не більше 3000 м.
Операції, що виконуються скреперами. Наповнення ковша грунтом відбувається при прямолінійному русі скрепера по забою з опущеним ковшем і заглибленими ножами. При цьому швидкість скрепера повинна знаходитися в межах 2-4 км / год залежно від товщини проникнення ріжучого інструменту грунту. Довжина шляху наповнення ковша повинна бути 15-25 м. Зазвичай прагнуть наповнювати ківш скрепера можливо більш товстої стружкою (табл. 4.3), використовуючи при цьому повну потужність двигуна базової машини. Зрізання тонкої стружки не тільки знижує продуктивність скрепера, а й створює труднощі заповнення ковша грунтом, так як стружка при цьому «руйнується на дрібні грудки, йде в призму волочіння і розтікається в бічні валики.
Форми зрізаних ножами скрепера стружок залежать від механічних властивостей і стану розроблюваних грунтів. Стружка м'яких і в'язких (легкоразрабативаемих) грунтів відділяється від масиву, утворюючи суцільну стрічку; стружка твердих сухих (трудноразрабативаемих) грунтів має тріщини і розломи в нижній частині. Маслосвязние і піщані ґрунти при різанні і наповненні ковша розпадаються на дрібні частинки.
Час і ступінь заповнення ковша грунтом залежать не тільки від глибини різання, але і від опору грунтів просуванню в ківш. Сипучі грунти, як правило, утворюють значну призму волочіння і не дають такої суцільною і міцною стружки, як в'язкі щільні грунти. Внаслідок цього ступінь заповнення ковша сипучими грунтами завжди менше, ніж щільними. При використанні скреперів з примусовою елеваторної завантаженням ступінь наповнення ковша сипучим грунтом може бути забезпечена такий же, як і при розробці щільних грунтів, т. Е. Коефіцієнтом заповнення, що дорівнює або більше 1. Для прискорення і поліпшення-набору грунту в ківш скрепера доцільно цю операцію , особливо при роботі в виїмках, виконувати під ухил в 3-6 °. При більшому ухилі важко забезпечити хороше наповнення ковша грунтом, так як частина його буде накопичуватися перед ковшем, ускладнюючи роботу скрепера. Для збільшення продуктивності скрепера при розробці сухих піщаних грунтів доцільно попередньо їх зволожувати (до 1,5% вологості) або виконувати роботу на підйом (до 3 °).
Місткість ковша м ³
Товщина стружки, см
Примітка. У чисельнику - максимальна товщина стружки без штовхача, в знаменнику - з товкачем.
Заріз грунту скрепером здійснюється наступними основними способами: з постійною товщиною стружки (рис-4.28, а); зі змінною товщиною стружки (рис. 4.28, б); гребінчастий (рис. 4.28, в); «Клевками» (рис. 4.28, г). Найбільш ефективний гребінчастий спосіб зарізу грунту.
Заріз грунту гребінчастим способом виконують хвилеподібно з поперемінним заглибленням і виглибленням ковша. Кожен наступний гребінь менше попереднього по довжині приблизно в 2 рази, а по висоті - в 1,5 рази. На початку завантаження ковша слід зрізати грунт більш товстої стружкою. Товщина проникнення ріжучого інструменту за один набір ковша залежно від групи грунту змінюється в 2,5 - 5,0 рази. Для отримання більш рівного забою кожне наступне заріз грунту слід проводити на одній і тій же смузі з перекриттям гребенів, для чого кожен наступний набір грунту починають, відступивши на 2-3 м від початку попереднього. При гребенчатая способі зарізу ківш завантажується повніше, що дозволяє раціональніше використовувати потужність двигуна трактора.
Мал. 4.28. Способи зарізу грунту скреперами (стрілкою показано напрямок руху скрепера)
Для збільшення обсягу заповнення ковша в піщаних грунтах застосовують метод багаторазового різання грунту «клевками» (див. Рис. 4.28, г), що полягає в тому, що в період завантаження ківш скрепера на ходу кілька разів (від 3 до 5) нахиляють, заглиблений його , і виходять як би «клевки». При цьому внаслідок руху ковша вгору грунт кілька разів зсувається до задньої стінки, в результаті чого заповнення ковша збільшується на 10-15% ..
Для полегшення заповнення ковша скрепера в щільних неразрихленних грунтах застосовують ребристо-шахову схему набору грунту. Ребристо-шаховий спосіб різання грунту - розробка грунту послідовними рядами проходів, однаковими по довжині і розташуванню, але зсунутими один по відношенню до іншого в шаховому порядку. Між проходами першого ряду залишають смуги незайманого ґрунту шириною близько половини ширини ножа L / 2 скрепера. Розробку другого ряду починають, відступаючи від початку першого ряду на половину довжини зарізу L / 2, при цьому вісь руху скрепера збігається з віссю залишених смуг грунту після проходу першого ряду (рис. 4.29, а). При різанні грунту шаховим способом стружка має прямокутний перетин постійної товщини. Починаючи з другого ряду, стружка на першій половині довжини дорівнює ширині ковша, а на другій половині - удвічі менше (рис. 4.29, б). Така форма стружки зменшує опір різанню в кінці набору грунту в ківш, забезпечуючи при цьому добре його наповнення.
Для збільшення коефіцієнта наповнення ковша скрепера слід застосовувати трактори-штовхачі, бічні щитки до ковша, зуби-розпушувачі та ножі, встановлені в ступінчастому порядку, попереднє розпушування щільних грунтів на глибини від 10-15 до 20-30 см.
Мал. 4.29. Ребристо-шахова схема зарізу грунту: 1-12 - проходи скрепера; I-III - ряди проходів скрепера
Як штовхачів застосовують гусеничні трактори, обладнані спеціальними пристроями, або бульдозери на гусеничних тракторах. Перевагу слід віддавати тракторів з штовхає обладнанням. При роботі скреперів штовхачі застосовуються в двох основних випадках: при заповненні ковша грунтом; при транспортуванні грунту на важкопрохідних ділянках шляху. Найбільш ефективним є застосування штовхача при одночасній роботі декількох скреперів (не менше трьох), коли один товкач, що знаходиться на місці розробки грунту, по черзі обслуговує скрепери.
Рихлити ґрунт рекомендується на товщину стружки, що знімається, при цьому необхідно уникати його подрібнення, особливо суглинних грунтів, так як це погіршує наповнення ковша. Недостатньо вологі грунти слід розпушувати в обсязі, що не допускає їх пересихання.
Швидкість транспортування навантаженого скрепера залежить від відстані, стану шляхів і .мощності трактора. Стан дороги повинно допускати рух гусеничних тракторів зі швидкістю до 10 км / ч, пневмоколісних тягачів - до 20 км / ч. При цьому необхідно враховувати допустимі підйоми, ухили і радіуси заокруглень (табл. 4.4).
Ухили доріг і напрямок руху скрепера, град
Примітка. У чисельнику дані ухили при підйомі, в знаменнику при спуску.
Дороги для руху скреперів, як правило, слід влаштовувати по кільцевій схемі з одностороннім рухом, мінімальним числом поворотів і підйомом в вантажному напрямку.
Для полегшення підйому навантаженого скрепера на насип або спуску його до місця набору грунту необхідно влаштовувати в'їзди і з'їзди з ухилами: підйом до 20 °, спуск до 25 °.
Ширина проїжджої частини в'їздів і з'їздів при односторонньому русі скреперів повинна бути не менше:
для скреперів з місткістю ковша до 6 м³ - 4 м;
для скреперів з місткістю ковша 6-10 м³ - 4,5 м;
для скреперів з місткістю ковша понад 10 м³ -5,5 м.
Розвантаження ковша скрепера допускається тільки на ходу при прямолінійному русі машини на I і II передачах трактора або тягача, що в середньому відповідає 3-4 км / год. Розвантаження виконують одночасно з пошаровим укладанням грунту в відсипатися місця шляхом поступового перекидання ковша скрепера. При розвантаженні кромку ножа скрепера встановлюють на рівні, що забезпечує необхідну товщину розвантажувати шару. Сипучі грунти необхідно вивантажувати шаром товщиною 10-15 см, так як це забезпечує краще їх ущільнення і полегшує прохід скрепера по насипаного грунту.
Найменша ширина площадки для розвороту причіпних скреперів на зворотний хід повинна бути, не менше таких значень: для скреперів з ковшем 2,5-4,0 м³ - 7,5 м; з ковшем 6,0-8,0 м³ - 12,5 м; з ковшем 10 м³ - 15м; з ковшем більше 10 м³ - 20 м.
Відсипання ґрунту в насип виконується паралельними смугами при русі скрепера уздовж відсипатися насипу, починаючи від бровок до середини. Засипку планованої площадки грунтом слід виконувати також паралельними шарами, починаючи з знижених ділянок.
Після закінчення розвантаження ківш і заслінку скрепера переводять в транспортне положення, машина робить холостий хід, прямуючи в забій для чергового набору грунту. Порожній скрепер рухається з більш високими швидкостями - на III і IV передачах трактора або тягача, що в середньому відповідає 5-6 км / год, рідше на V передачі - близько 8 км / год при поліпшених дорогах. Щоб уникнути перекидання забороняється пересування скрепера після спорожнення з високо піднятою ковшем.
Повертаються скрепери можна використовувати для розрівнювання і планування землевозних шляхів. При цьому деяке зниження продуктивності скреперів внаслідок витрати часу на планувальні роботи цілком виправдовується.
Схеми руху скреперів при розробці грунтів. Грунти розробляють скреперами по поперечної або поздовжньої схемою їх руху. Схему руху вибирають виходячи з таких основних вимог: забій повинен мати довжину, достатню для повного наповнення ковша скрепера, шлях руху навантаженого скрепера повинен бути найкоротшим без крутих поворотів. Під час виконання земляних робіт скреперами застосовують такі схеми руху: еліптичну; у вигляді «вісімки»; спіральну; звивисту, поздовжньо-човникову, поперечно-човникову.
Мал. 4.30. Еліптична або кільцева схема руху скрепера:
а - з поперечною розробкою грунту; б - з поздовжньою розробкою грунту; 1 - набір грунту; 2 - розвантаження грунту
Мал. 4.31. Схема руху скрепера «вісімкою»:
1 - набір грунту; 2 - розвантаження грунту
Мал. 4.32. Схема руху скрепера зигзагами:
а - при розташуванні резерву з одного боку насипу; б - при розташуванні резервів по обидва боки насипу; 1 - набір грунту; 2 - розвантаження грунту; 3 вісь насипу; 4 резерв
При спорудженні земляного полотна найбільш широкого поширення набули три основні схеми: еліптична, або кільцева, у вигляді «вісімки» і звивиста. При планувальних роботах або при споруд невеликих виїмок з транспортуванням грунту на близькі відстані доцільно вибирати еліптичну (кільцеву) схему руху (рис. 4.30). При зведенні насипів з бічних резервів і при розробці виїмок з транспортуванням грунту в відвали (кавальєри), що знаходяться в безпосередній близькості від виїмок, при розробці піввиїмок-півнасипи, а також при планувальних роботах доцільно застосовувати схему руху скреперів «вісімкою» (рис. 4.31) . Перевага схеми руху скрепера «вісімкою» в порівнянні зі схемою руху по еліпсу (кільцю) в тому, що на кожне завантаження ковша доводиться тільки один поворот скрепера на 180 °, а поперемінні повороти трактора то в одну, то в іншу сторону, хоча і рівномірно , зношують ходову частину машини.
4.33. Човникові схеми руху скрепера:
1 - набір грунту; 2 - разнрузка грунту
При транспортуванні грунту на відстань 200-400 м застосовують схему руху скреперів у вигляді розтягнутої «вісімки», так званої «двосторонньої петлі». За цією схемою скрепери в забої і в насипу роблять замкнуті петлі, з'єднані між собою прямими ділянками.
Якщо резерви розташовані в одній чи по обидва боки дороги, скрепер може виконувати роботу зигзагами (рис. 4.32). За цією схемою скрепери здійснюють руху по звивистій насипу, поперемінно заходячи в резерв для набору грунту і виїжджаючи на возводимую насип для розвантаження, а в кінці ділянки роблять поворот на 180 ° і повертаються в зворотному напрямку, повторюючи цикл робіт.
При поздовжньо-човникової схемою руху скрепера (рис. 4.33, а) вісь земляної споруди є кордоном між двома її частинами і прилеглими резервами або відвалами. Застосування поздовжніх схем розробки грунтів знаходиться в прямій залежності від дальності транспортування грунту скреперами. Ця схема руху дозволяє скоротити кількість поворотів скрепера.
При поперечно-човникової схемою руху скрепера (рис. 4.33, б) набір грунту проводиться перпендикулярно осі земляного споруди як в одну, так і в іншу сторону. Ця схема дозволяє скоротити кількість поворотів скрепера і застосовується при двосторонніх резервах і кавальєрах; при цьому ширина резерву або виїмки повинна бути не менше довжини шляху набору грунту.