Технические науки/4. Транспорт

Д.т.н. Нилов В.А.

Воронежский государственный технический университет, Россия

Повышение эффективности создания

скреперных агрегатов

Существенное отставание в развитии современной сети автомобильных дорог, как в Центральной Европейской зоне России, так и особенно в Сибири и Дальнем Востоке от развитых зарубежных стран остро ставит вопрос о создании новых конструкций машин для земляных работ, к числу которых относятся и скреперы, выполняющие до 20 % общего объема земляных работ [1]. Отличительной особенностью скреперных агрегатов (СА) является возможность выполнения ими всего комплекса землеройных работ в дорожном строительстве. Они успешно работают на открытых горных разработках [2], а при дальности транспортирования до 3…5 км успешно конкурируют с комплектом машин: экскаватор и самосвалы.

Эффективность эксплуатации СА зависит от их конструкции, рационального агрегатирования с тягачом и грамотной технической эксплуатации. В настоящей работе рассматриваются конструкции, обеспечивающие увеличения сцепного веса тягача скрепера при копании за счет применения метода (рис. 1), обеспечивающего увеличение сцепного веса тягача СА при создании скреперного агрегата (поезда временного состава).

Рис. 1 Метод увеличения сцепного веса скреперного поезда

Метод реализован в нескольких конструкциях [3, 4], которые позволяют не только механически сочленять автономные машины для копания грунта, но и перераспределяют вертикальные нагрузки на их мосты в пользу мостов ведущих, за счет частичного или полного вывешивания ведомого моста передней машины. На рис. 2 зафиксирована работа скреперного поезда на базе одномоторных скреперов ДЗ-357П без толкача в производственных условиях.

а) – передний ковш; б) – задний ковш Рис. 2 – Испытания скреперного поезда в производственных условиях

Предложенный метод был реализован для прицепного скрепера с колесным тягачом Т-150К. Конструкция сцепного догружающего устройства [5] установлена между аркой-хоботом и прицепным брусом весьма проста, однако позволила колесному прицепному скреперу успешно осуществлять самонабор грунта без дополнительного толкача (рис. 3).

а) – без догрузки тягача	б) – с догрузкой тягача
Рис. 3 – Испытания прицепного скрепера с колесным тягачом

Предложенный метод увеличения сцепного веса тягача при агрегатировании его с рабочей машиной позволил не только обходиться без дополнительных толкачей, но и получить новые научные сведения, которые весьма полезны при проектировании новых машин. В частности, теоретически и экспериментально установлено, что суммарная сила тяги скреперного поезда распределяется между тягачами при копани грунта пропорционально их фактическому сцепному весу, что сцепной вес скреперов при копании изменяется незначительно относительно их статического сцепного веса, несмотря на наличие в ковше значительного объема грунта. Установлены и другие интересные явления, знание которых необходимо для создания высокоэффективных СА [6].

Рассмотренные выше конструктивные решения можно распространить и на другие землеройно-транспортные машины, например автогрейдеры, увеличив устойчивость их хода [7], а также на тяговые машины, например буксировщики самолетов [8, 9].

Для проектируемых СА весьма перспективным направлением является создание конструкций, которые рационально сочетают устройства для увеличения их сцепного веса (догружающие устройства) и устройства для уменьшения сопротивления копанию грунта [10]. Однако наибольшие преимущества будут иметь конструкции, при создании которых применены рассмотренные новшества в сочетании с экономико-математическим моделированием [11, 12] при выборе их главного параметра – вместимости ковша. В этом случае возможно уже на стадии проектирования гарантировать СА минимальные приведенные затраты в расчетных условиях эксплуатации и близкую к максимально возможной техническую производительность.

Литература:

1. Голубович С.Р., Миловидов В.В., Самойлович В.Г. Прогнозирование и оптимизация параметров строительных и дорожных машин. М., труды ВНИИСДМ, вып. 55, 1972.

2. Майнминд В.Я., Арсентьев А.И. Скреперные комплексы на открытых горных разработках. М., «Недра», 1976, 204 с.

3. А.с. № 692747 СССР, МКИ² В60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А. № 2117737/29-03; Заявл. 28.03.75; Опубл. 25.10.79, Бюл. № 39. – 4 с.

4. А.с. № 1202905 СССР, МКИ⁴ В60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда. Авт. изобр. Нилов В.А. и др. № 3762767/29-11; заявл. 25.06.84; Опубл. 07.01.86, бюл. № 1. – 4 с.

5. А.с. № 1239213 СССР, МКИ⁴ Е02F 3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. Авт. изобр. Нилов В.А., Гаврилов А.В., Меньшиков В.П. № 3711704/29-03; Заявл. 13.03.84; Опубл. 23.06.86, Бюл. № 23. – 4 с.

6. Нилов В.А. Скреперные агрегаты с изменяемым сцепным весом: монография / В.А. Нилов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. – 207 с.

7. А.с. №1750984 СССР, МКИ⁵ В60D 1/00. Сцепное устройство автогрейдеров. Авт. изобр. Нилов В.А., Борисенков В.А. № 4739485/11; Заявл. 25.09.89; Опубл. 30.07.92, Бюл. № 28. – 4 с.

8. ПАТЕНТ № 2139227 Россия, кл. В64F 1/22. Устройство для буксировки самолетов. Авт. изобр. Борисенков В.А., Терехов А.А., Великанов А.В. № 980116240/28. Заявл.24.08.98. Опубл. 10.10.99, Бюл. № 28.

9. ПАТЕНТ № 2177899 Россия, кл. В64F 1/22. Тягово-сцепное устройство буксировщика. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В., Марченков Л.Л. № 2000104213/28. Заявл. 18.02.2000. Опубл. 10.01.2002, Бюл. № 1. – 4 с.

10. ПАТЕНТ № 2215850 Россия, кл. Е02F 3/64. Ножевая система скрепера. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В., Косенко А.А. № 2002107263. Заявл. 21.10. 2002. Опубл. 10. 11. 2003, Бюл. № 31. – 4 с.

11. Борисенков В.А. Оптимизация скреперных агрегатов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990. – 248 с.

12. Эффективность применения скреперных поездов / В.А. Нилов, П.И. Иванищев // Строительные и дорожные машины. 2010. № 5. С. 35-37.