Рыхлители

Лекция 25

Рыхлителем называется машина с навесным или прицепным рабочим оборудованием в виде рамы с зубьями, которая предназначена для послойного разрушения горных пород на отдельные куски. Такие размеры, которые удобны для последующей разработки.

Рыхлители применяются для разработки грунтов, которые непосредственно не могут разрабатываться землеройными машинами.

К таким относятся осадочные породы (песчаники, глинистые сланцы, известняки, доломиты, мергели) и выветривающейся разрушенной скальной породы вулканического происхождения (гранит, базальт).

Стоимость разработки известняков в 2-3 раза ниже, чем при применении буро-взрывного способа разрушения пород. На скальных породах вулканического происхождения показатели работы рыхлителей значительно хуже.

Рыхлители применятся на карьерах при разработке плотных и мерзлых грунтов и в гидромеханическом и дорожном строительстве, удалении из грунта камней и пней, рыхление грунта и т.д.

8.1. Классификация рыхлителей

1. По назначению различают рыхлители:

- общего назначения,

- специальные.

Первые рыхлят грунт на глубину до 1 м, вторые до 2 м.

2. По способу передвижения различают рыхлители:

- прицепные,

- навесные.

Прицепной рыхлитель

1-

6 -наконечники зубьев 7 - колесо 8 - тяговая рама 9 - сцепное устройство  

подъемная лебедка

2- полиспаст

3- подъемная рама

4- балласт

5- зубья

Навесной рыхлитель

1- гидроцилиндр подъема и опускания зубъев

2- зубья

3- рама

На горнорудных предприятиях применяются навесные рыхлители, которые по сравнению с прицепными рыхлителями имеют более рациональную конструкцию, лучшую маневренность и устойчивость и используют часть веса тягача для внедрения рабочего органа в породу.

3. По ходовому оборудованию рыхлители бывают:

- гусеничные;

- колесные.

4. По типу механизма управления:

- канатные;

- гидравлические.

Канатные схемы управления применяются на прицепных рыхлителях, а гидравлические схемы на навесных.

5.По мощности тягача рыхлители бывают:

- легкие (N _т < 75 л.с.);

- средние (N _т= 75…150 л.с.);

- большой мощности (N _т = 150…300 л.с.);

- сверх мощные (N _т > 300 л.с.).

Номинальные тяговые усилия базовой машины составляет соответственно 13,5; 13,5- 20; 20-30;> 30 кН.

8.2. Конструкции рыхлителей

Навесные рыхлители состоят из следующих частей:

- базового тягача,

- рабочего органа,

- рамы (тяговой),

- механизма управления.

Существует несколько типов подвесок рыхлителей:

1. трехточечная, с креплением тяговой рамы к корпусу заднего моста трактора. (см. схему выше)

2. трехточечная, с креплением тяговой рамы к рамам гусеничных тележек или корпусу базового тягача.

3. четырехточечная (паралелограмная) с креплением тяговой рамы к корпусу заднего моста тягача.

4. четырехточечная с креплением тяговой рамы к заднему мосту посредством дополнительной охватывающей рамы.

5. трехточечное с охватывающей универсальной рамой.

Трехточечная система подвески отличается простотой конструкции, небольшой массой. Недстатки:

1) изменение угла резания зубьев;

2) значительные нагрузки в шарнирах и штоках гидроцилиндров;

3) снижение поперечной устойчивости машины.

Применяется широко на различных типах рыхлителей.

Параллелограмная система подвески обеспечивает постоянство угла резания зубьев.

Недостатки:

1) наличие большого количества шарниров;

2) большие нагрузки на корпус заднего моста.

Универсальная подвеска позволяет устанавливать на тягач как рыхлитель, так и другое навесное оборудование (например бульдозерный отвал). Применяется на легких рыхлителях.

Рабочий орган состоит из рамы, оснащается одним или несколькими зубьями. Число зубьев и шаг зависит от назначения рыхлителя, глубины рыхления, допускаемого размера кусков и физико- механических свойств грунта.

Шаг зубья составляет:

1) У легких рыхлителей:

0,3…0,5м при 5ти зубьях;

0,8…1,0м при 3х зубьях.

2) У средних рыхлителей - 0,9…1,3м.

3) У мощных рыхлителей - 1,3…1,4 м.

Расстояние от зубьев до гусеницы должно быть больше зоны разрушения и равно обычно 1,5…2,0 глубины рыхления.

По форме зубья могут быть:

- прямые,

- изогнутые,

- полуизогнутые.

Прямые зубья применяются для рыхления различных по крепости и трещиноватости грунтов. В настоящее время эти зубья используются чаще других.

Изогнутые зубья применяются для рыхления грунтов на глубину до 0,8 метров. При работе таких зубьев возникают усилия, отрывающие куски породы от массива.

Наиболее рационально использовать такие зубья для рыхления пород с явно выраженным напластованием.

Полуизогнутые зубья позволяют уменьшать усилия заглубления при большом угле резания.

Крепление зубьев может быть:

- жестким,

- шарнирным.

Жесткое крепление применяется на специальных рыхлителях, предназначенных для рыхления грунта на большую глубину.

Шарнирное крепление зубьев применяется для рыхления скальных трещиноватых грунтов, а так же грунтов с включением крупных глыб и валунов.

Угол поворота зубьев при шарнирном креплении составляет обычно 15º в обе стороны от среднего положения. При шарнирном креплении зубьев уменьшаются боковые нагрузки на машину, она лучше сохраняет прямолинейность перемещения.

Сечение зуба подбирается из расчета чтобы зуб выдержал нагрузку, равную (2-2,5) Тсц. тягача, приложенную к концу зуба.

Обычно толщина зуба составляет 60…100 мм. Сечение обычно прямоугольное. Вылет (длина) зуба должен быть на 100…300 мм больше максимальной глубины рыхления.

Геометрия зуба. Угол рыхления принимают обычно равным =30…45º, угол заострения зуба, а задний угол.

В транспортном положении рама с зубьями должна быть приподнята на 0,3…0,5 м – легкое рыхление, 0,6…0,7 – средние, больше 0,7м – тяжелые. Это обеспечивает задний угол выезда 20º.

8.3. Тяговый расчет рыхлителя

Приближенно общее сопротивление перемещению рыхления может быть определено по формуле:

;

где - сопротивление резанию грунта;

- сопротивление трения зубьев о грунт;

- сопротивление передвижению тягача;

Для рыхлителя имеющего один зуб:

, кгс

где - толщина зуба рыхлителя, см;

- глубина рыхления, см

- удельное сопротивление рыхлению, ДаН/см²;

;

- удельное сопротивление копания грунта для мехлопат.

Для рыхлителей, имеющих зубьев:

;

Сопротивление принимают равно:

где - коэффициент трения стали о грунт.

;

где - коэффициент сопротивления передвижения машины;

вес рыхлителя с навесным оборудованием.

где - вес базового тягача, ДаН;

8.4. Определение производительности рыхлителя

Техническая производительность рыхлителя определяется по формуле:

где ширина захвата рыхлителя, м;

глубина рыхления,м;

рабочая скорость рыхления, км/час;

где коэффициент перекрытия зон рыхления;

коэффициент характера проходов (при параллельных проходах К₁ =1, при перекрестных проходах К1=2);

число проходов;

Лекция 26.

Дата добавления: 2014-10-17