Расчет тягового усилия тягача

При наборе грунта скрепером тяговое усилие тягача и силы сопротивления, действующие на скрепер, связаны следующей зависимостью:

Т = Wcк + Wр + Wн + Wпр                

где

Т - усилие тягача;
W - сопротивление перемещению скрепера;
Wр -сопротивление резанию грунта;
Wн - сопротивление перемещению грунта внутрь ковша;
Wпр - сопротивление   перемещению    призмы    волочения    (валика грунта перед ковшом).
В момент зарезания сопротивление призмы волочения  Wпр = 0, сопротивление перемещению грунта внутрь Wн будет минимальным (так как будет преодолеваться только трение о стенки и днище), сопротивление перемещению скрепера W будет минимальным  (перемещается скрепер без грунта в кошве). Следовательно, на сопротивление резанию  Wр можно затратить усилие

Wр = Т - Wcк 


Подставляя в формулу значения Wр = кСЬ и Wcк = fGск и преобразуя полученное равенство, получим допустимую толщину снимаемого слоя Смах в момент заглубления:

        

где    f -коэффициент сопротивления движению скрепера: на уплотненных грунтах 0,1, на рыхлых  и сыпучих 0,2;
Gск- вес порожнего скрепера; к - удельное сопротивление резанию; можно принимать для грун­тов I группы - 0,5-0,6   кг/см2;   II   группы - 0,7-0,9 кг/см2; III группы - 0,9-1,2 кг/см2;
b- ширина резания, равная ширине ковша.

По мере наполнения ковша увеличивается сопротивление перемещению скрепера за счет веса грунта и сопротивление наполнению ковша за счет трения свежего грунта о ранее поступивший, а также добавляется сопротивление от перемещения призмы волочения, образующейся перед ножом машины. Эти сопротивления достигают максимальной величины в конце наполнения ковша. Общее сопротивление, возникающее при работе скрепера в конце набора грунта в ковш, примерно в два раза больше, чем в начале этой операции.

Величина усилия, которое можно затратить на резание в конце наполнения ковша, равна:

Wр  = Т – (Wcк + г+  Wн + Wпр)


Подставляя в формулу (235) значения Wr , Wcк + г, Wн, Wпр и пре­образуя полученное равенство, получим допустимую толщину снимае­мого слоя Смах в конце набора грунта:

где Gск+г- вес скрепера с грунтом;
х - коэффициент, учитывающий действие трения в сложном процессе движения грунта внутри ковша. Для глины х= = 0,242-0,31;  суглинка 0,37-0,44;  песка 0,46-0,50;
h- высота подъема грунта в ковше. Ориентировочно можно принимать при емкости ковша 2,25; 6; 10; 15 ж3 соответст­венно 1-1,18; 1,25-1,5; Ц,8-2,0; 2-3 м (большие значе­ния для связных грунтов);
р- объемный вес грунта, кг/ж3;
у - коэффициент высоты призмы (0,5 - 0,7);
р1-объемный    вес    грунта   в    призме    волочения    (1300- 1800   кг/м3);
f0-коэффициент трения грунта по грунту (0,6-0,8).

Из приведенных зависимостей очевидно, что для наиболее эффективного использования мощности тягача наполнение ковша грунтом следует производить при разной толщине снимаемой стружки. В начале загрузки необходимо ковш заглублять на максимально возможную глубину, допускаемую мощностью тягача; по мере же наполнения ковша грунтом следует уменьшать толщину стружки так, чтобы тягач работал с нормальной нагрузкой. Чем больше толщина снимаемой стружки, тем лучше заполняется ковш, а путь, на котором происходит полное наполнение, уменьшается. Поэтому загружать скрепер необходимо на первой скорости при прямолинейном движении, когда тягач развивает наибольшее тяговое усилие; в конце заполнения ковша экономически выгодно применять толкач.