دانلود تحقیق اسکرپر ها

اسکرپر ها
اطلاعات عمومی
اسکرپرها کشیده شده با تراکتور یک موقعیت مهم در حوزه عملیات های خاک برداری یافته اند.

این ماشین ها خودکار محسوب می شوند تا حدی که آنها می توانند ماده را بارگیری، حمل و تخلیه کنند و از این جهت به تجهیزات دیگر وابسته نیستند.

اگر یکی از آنها موقتاً خراب شود، نیاز به توقف کار نیست، چون در این مورد، ماشین منحصراً برای بارگیری خاک در واحد های حمل کننده استفاده می شود ولی در صورتیکه لودر خراب شود، باید ظرفیت هایی به میزان 50 cu yd یا بیشتر موجود هستند.

این ماشین ها نتیجه سازش بین بهترین ماشین های بارگیری و بهترین ماشین های حمل و نقل هستند و همانطور که از تمام ماشین های مرکب انتظار می رود، آنها به ماشین های دیگر هم در مورد بارگیری و هم در مورد حمل و نقل برتر نیستند.

بیل های مکانیکی، چنگک کشنده و لودرهای تسمه ای تنها در مورد بارگیری نسبت به آنها برتری دارند در حالیکه کامیون ها تنها در مورد حمل کردن نسبت به آنها، برتر هستند.

اگر چه توانایی آنها در بارگیری و حمل و نقل خاک یک مزیت قطعی برای آنها در بسیاری از پروژه ها، محسوب می شود.

توسعه تراکتورهای نوع چرخی سرعت بالا، مسافت اقتصادی حمل را برای این نوع تجهیزات به میزان یک مایل یا بیشتر، در بسیاری از پروژه ها افزایش داده است.

توانایی این ماشین ها برای نشست دادن بارشان در لایه های ضخیم، به صورت یکنواخت، عملیات های پخش کردن موفقیت آمیز را سهولت بخشیده است.

در مسیر برگشت، تیغه های برش اسکرپرها می تواند به حد کافی پایین آورده شود تا نقاط مرتفع را بردارد و بدین وسیله به حفظ جاده های کششی کمک می کند.

زمین غالباً در لایه های قشر بندی شده وجود دارد که باید با آمیختن مواد از چندین لایه، مخلوط شود.

عمق محدود برش، مخلوط کردن لایه ها را به طور رضایت بخش برای اسکرپرها میسر نخواهد ساخت.

از این رو گاهی اوقات بیل های مکانیکی و کامیون ها، استفاده می شوند، اگر چه اسکرپرها، خاک را به صورت اقتصادی تری بهره برداری می کنند.

انواع و اندازه اسکرپرها
دو نوع اسکرپر وجود دارد، بر اساس نوع تراکتور مورد استفاده برای کشیدن آنها اسکرپر کشیده شده با تراکتور نوع چرخی و اسکرپر کشیده شده با تراکتور نوع چرخ زنجیری.

نوع اول، خود به چند زیرمجموعه تقسیم می شود که در زیر تعریف می شود:
1- اسکرپر کشیده شده اب تراکتور نوع چرخ زنجیری
2- اسکرپر کشیده شده با تراکتور نوع چرخی:
.a تک موتوره
.b دو موتوره
.c دو جامی ردیفی (پشت سرهم)
.d اسکرپر بالا برنده
این انواع متعدد در اشکال 1 تا 7، مصور شده اند.

اشکل 1 تا 7 ص 189 تا 191
شکل 1- اسکرپر خودبر و تراکتور چرخ زنجیری
شکل 2- اسکرپر کشیده شده با تراکتور نوع چرخی تک موتوره
شکل 3- اسکرپر و تارکتور دو موتوره
شکل 4- واحد اسکرپر دو جامی ردیفی (پشت سرهم)
شکل 5- اسکرپر بالا برنده کشیده شده با تراکتور نوع چرخی
شکل 6- اسکرپر بالابرنده کشیده شده با تراکتور نوع چرخی

اسکرپرهای کشیده شده با تراکتور چرخ زنجیری
برای مسافت های حمل نسبتاً کوتاه، تراکتور های نوع چرخی زنجیری که یک اسکرپر خود بر تایر لاستیکی را می کشند، می توانند خاک را به طور اقتصادی حرکت دهند.

کشش با میله اتصال قوی در بارگیری یک اسکرپر، در ترکیب با کشش خوب حتی در جاده کششی ضعیف، یک مزیت، برای حلم های کوتاه به تراکتور چرخ زنجیری می دهد.

اگر چه هنگامیکه مسافت حمل زیاد می شود، سرعت پایین تراکتور چرخ زنجیری، در مقایسه با یک تراکتور چرخی، یک اشکال محسوب می شود.

در مواردیکه عملیات بارگیری، مشکل است یک تراکتور چرخ زنجیری، می تواند یک اسکرپر را بدون کمک یک بولدوزر بار کند.

اگر چه، اگر چندین واحد اسکرپر در یک کار، وجود داشته باشند، راندمان افزایش یافته ناشی از استفاده یک بولدوزر برای کمک به بارگیری اسکرپرها، معمولاً استفاده از بولدوزر را توجیه خواهد کرد.

اسکرپرهای کشیده شده با تراکتور چرخی برای مسافت های حمل طولانی تر، سرعت بالا تر یک اسکرپر خودبر کشیده شده با تراکتور نوع چرخی خاک برداری را به طور اقتصادی تری، نسبت به تراکتور نوع چرخی زنجیری میسر خواهد ساخت .

اگر چه تراکتور نوع چرخی، کشش بزرگی در بارگیری اسکرپر نمی توانند ایجاد کند اما سرعت حرکت بالاتر آن که می تواند از 30 mph برای برخی مدل ها تجاوز کند، این اشکال در بارگیری را هنگامیکه مسافت حمل به حد کافی طولانی است جبران خواهد کرد.

مسافت معادل، مسافت حملی که در آن هزینه حمل با یک تراکتور چرخ زنجیری و یک تراکتور مشابه خواهد بود، می تواند با یک آنالیز از کار داده شده، تعیین شود.

در آنالیز باید نوع خاک، شرایط چاله، طول و شیب جاده کششی، ماهیت خاک ریزی و آب و هوا را در نظر گرفت.

اندازه یک اسکرپر اندازه یک اسکرپر می تواند با عنوانهای حجم جام پر یا حجم خاکریزی، ظرفیت جام مشخص شود.

که به cu yd بیان می شوند.

ظرفیت جام پر حجمی از ماده است که یک اسکرپر نگاه خواهد داشت، هنگامیکه رأس ماده ای که کند شده است همتراز با رأس جام باشد.

در مشخص کردن ظرفیت خاکریزی یک اسکرپر، برخی سازندگان، شیب ماده را در بالای وجوه جام، با نام گذاری SAE مشخص کرده اند.

SAE (انجمن مهندسان اتوماتیو) یک شیب 2:1 به ترتیب سنجیده شده به صورت افقی و عمودی، را مشخص کرده اند.

چون شیب با نوع ماده ای که حمل می شود، تغییر خواهد کرد، ظرفیت خاکریزی تنها یک مقدار تقریبی است.

ظرفیت یک اسکرپر، بیان شده به صورت حجم عملیات خاکی له yd مکعب با صرف کردن حجم آزاد در اسکرپر در یک فاکتور تورم مناسب، بدست می آید.

همانطور که در جدول 1 داده شده است به واسطه اثر متراکم کننده ای خاک در یک اسکرپر که از فشار مورد نیاز برای راندمان خاک اضافی در جام، ناشی می شود؛ تورم معمولا کمتر از تورم خاک داده شده در یک کامیون، به وسیله یک بیل مکانیکی.

آزمایشات نشان می دهد که فاکتورهای تورم داده شده در جدول 1، باید تا 10 درصد برای خاک بار شده در یک اسکرپر متداول افزایش یابد.

هنگام محاسبه حجم عملیات خاکی برای یک اسکرپر بالا برنده فاکتورهای تورم داده شده در جدول 1، باید استفاده شود.

جدول1 ص 108 اگر یک اسکرپر متداول، یک حجم خاکریزی متوسط 22.5 cu yd از خاک مرطوب را حمل کند، که بر آن، فاکتور تورم تبدیل شده، 0.80 + 0.08 = 0.88 است، حجم عملیات خاکی 22.5 0.88 = 19.8 cu yd کار کردن با یک اسکرپر روش بارگیری یک اسکرپر به صورت زیر است: در اسکرپر با پایین آمدن انتهای جلویی جام تا زمانیکه لبه برش که به آن وصل شده و در سرتاسر عرض جام امتداد دارد وارد خاک شود و ضمناً محوطه بارگیری جلویی برای ایجاد یک شکاف باز که از میان آن خاک می تواند در جام جریان یابد، بالا می آید.

هنگامیکه یک اسکرپر به سمت جلو کشیده می شود، یک باریکه از خاک در جام رانده می شود.

این عمل تا زمانیکه جام پر شود یا خاک بیشتر نتواند در آن وارد شود، ادامه می یابد، لبه برش بالا می آید و محوطه بارگیری پایین آورده می شود برای جلوگیری از ریزش در طی دوره حمل.

عمل خاکریزی بالا آمدن محوطه بارگیری و راندن خاک به بیرون بین تیغه و محوطه بارگیری به وسیله یک تراکتور متحرک که در عقب جام سوار شده است.

اسکرپر بالا برنده مصور شده در شکل 6، به تخته های باریک افقی مجهز شده است که به وسیله دو زنجیر بی انتها که به انتهای تخته های متصل شده اند، کار می کنند.

هنگامیکه اسکرپرها، به سمت جلو حرکت می کنند و با انتهای برش در زمین نقب می زنند و درون جام اسکرپر، جمع می کنند.

این عمل نسبت به هل دادن خاک به سمت بالا، از میان ماده ای که قبلا در جام وارد شده است، به انرژی کمتری نیاز دارد.

به عنوان یک نتیجه این اسکرپر قابلیت بارگیری جام را بدون کمک گرفتن از یک تراکتور پوشر برای برخی انواع خاک دارد.

همجنین عمل خرد کردن تخته ها، پر کردن کاملتر جام را میسر می سازد و همچنین عمل پخش یکنواخت تری در خاکریزی.

نمودارهای طرز عمل سازندگان اسکرپرهای نوع چرخی یک نمودار طرز عمل برای هر یک از واحد هاشان تهیه می کنند.

این نمودار دارای اطلاعاتی است که می تواند برای آنالیز طرز عمل یک واحد تحت شرایط عمل متعدد استفاده شود، شکل 7 نمودار طرز عمل برای اسکرپری است که مشخصات آن به شرح زیر است: توان موتور در 2,100 rpm و 441 انتقال دور موتور تغییر قدرت با سرعت گیری و 6 دنده به سمت جلو ظرفیت اسکرپر: حجم جام پر، 28 cu yd حجم خاکریزی، شیب 32 cu yd , 3:1 حجم خاکریزی، شیب 38 cu yd , 1:1 اوزان (توزیع وزن خالص ، خالی) شافت نیرو دهنده، = 55 , 800 lb بازوی اتصال اسکرپر = 36 , 600 lb کل = 92 , 400 lb محموله = 94 , 000 lb بار کل = 186 , 400 lb توزیع وزن غیرخالص شافت نیرو دهنده = 93 , 200 lb بازوی اتصال اسکرپر،‌ = 93 , 200 lb با فرض اینکه اسکرپر یک بار ناخالص 186 , 400 lb را حمل می کند، این چارت را برای بیشتری دنده و ماکزیمم سرعتی که در آن می تواند کار کند، هنگامیکه با گرید 4 درصد روی یک جاده کششی دارای مقاومت 40 lb در هر تن، معادل با یک گرید 2 درصد، حرکت می کند.

چون چارت بر اساس مقاومت جاده صفر است، افزودن مقاومت جاده به گرید مقاومت، برای تعیین مقاومت کل که 6 درصد است، ضروری خواهد بود.

شکل 7 ص 194 نمودار با اجرای 4 مرحله زیر استفاده می شود: وزن ناخالص دستگاه را در مقیاس افقی سمت چپ، با استفاده از وزن 186 , 400 lb بیابید.

تا خط مقاومت کل مایل، یعنی 6 درصد بخوانید.

از تقاطع این دو خط به طور افقی به سمت راست پیش بروید تا منفی طرز عمل را قطع کند.

این خط منفی سرعت گیری را در دامنه سوم سرعت قطع می کند.

از این تقاطع به سمت پایین پیش روید تا مقیاس افقی را برای تعیین ماکزیمم سرعت دستگاه قطع کند.

که 10.6 mph است.

هم چنین اسکرپر می تواند در درایو مستقیم دامنه سوم بسرعت کار کند اما ماکزیمم سرعت اندکی کمتر از 9 mph خواهد بود.

ردیف عمودی اعداد در سمت راست نمودا، نیروی موتور برای کشش دستگاه در 0001b و 1 مورد نیاز در مقاومت کل 6 درصد، برای حرکت دستگاه در یک سرعت یکنواخت کمی بیشتر از 0001b و 1 را نشان می دهد.

اگر عملکرد اسکلرپر در دامنه سوم سرعت درایو مستقیم مدنظر است، از نمودار با استفاده مراحل زیر، می تواند تعیین شود: به طور افقی از بالای منحنی برای دامنه سرعت و دنده تا سمت چپ پیش روید تا تقاطع با خط عمودی که وزن ناخالص دستگاه را نشان می دهد.

این نقطه تقاطع را برای تعیین مقدار مقاومت کل از خط یا خطوط مایل مختص مقاومت استفاده کنید.

برای شرایط بیان شده، مقدار سود 7.5 درصد است.با کسر کردن 2 درصد برای مقاومت کششی جاده، گرید ماکزیمم، حدود 5/5 درصد است.

مدت سیکل برای یک اسکرپر مدت یک سیکل کاری اسکرپر، زمان مورد نیاز برای بارگیری، حمل تا خاکریزی، خاکریزی و بازگشت دوباره به موقعیت بارگیری است.

مدت سیکل می تاند به 2 جزء، زمان ثابت و زمان متغیر تقسیم شود.

زمان ثابت زمان اختصاص داده شده به تمام مراحل به جز حمل یا بازگشت مجدد در حالت خالی است.

که شامل زمان بارگیری، خاکریزی،دور زدن، سرعت گیری، کند کردن سرعت است که تمام آنها به طور منطقی تحت شرایط عمل یکنواخت ثابت هستند.

جدول 2، مقادیر زمانی بیانگر هر یک از این عناصر زمانی ثابت را بر اساس شرایط مطلوب، متوسط و نامطلوب نشان می دهد.

یادآور می شود که زمانهای نشان داده شده برای سرعت گیری و کند کردن سرعت با سرعت ماکزیممی که در آن دستگاه در روی ماده کششی حرکت می کند، تغییر می کند.

جدول 2 ص 196 بالای جدول: عناصر زمانی ثابت، به دقیقه، برای اسکرپرهای چرخی زیر جدول: ستونهای 1، 2و3 زمان ها را به ترتیب برای شرایط مطلوب، متوسط و نامطلوب نشان می دهد که با اندازه و شرایط چاله بارگیری و فضای خاکریزی تغییر خواهند کرد.

زمان بیشتری برای سرعت گرفتن تا 20 MPH تسبت به سرعت گیری تا 10 MPH طول