اسکریپر؛معرفی،نحوه عملکرد،مشخصات و انواع
معرفي و موارد استعمال
اسکریپر دستگاه هايي هستند كه توسط تراكتور كشيده و يا هل داده مي شوند و براي كندن، بارگيري، حمـل، تخليـه، پخـش و تراكم اوليه مواد خاكي به كار ميروند. اسكريپر ميتواند موتور سر خود نيز باشد. اگر بدون موتور باشد داراي دو چرخ در عقب است و دو چرخ تراكتور در جلو باعث تعادل ميشود. اسكريپر موتوردار داراي چهار چرخ است. اسكريپرها در زمـين هـايي كـاربرد دارنـد كـه عاري از سنگ هاي درشت باشند. اين دستگاهها به عنوان يكي از بهترين ماشين هاي بارگيري و حمل شناخته شدهاند. حجم متعارف جام ۷ آنها از تا ۴۵ مترمكعب ميباشد و سرعت آنها تا ۵۵ كيلومتر بر ساعت مـيرسـد. اسـكريپرها قادرنـد بارشـان را در لايـه هـاي يكنواخت ذخيره نمايند كه اين عمل باعث سهولت بعدي در اجراي پخش خاك در خاكريزها مي گردد. با صرفه ترين فاصله حمـل در كار با اسكريپر بدون موتور ۹۰ تا ۴۵۰ متر و موتوردار ۲۷۰ تا ۱۵۰۰ متر ميباشد .
نحوه عملكرد
اسكريپر عمليات خود را در چهار مرحله انجام ميدهد كه اين مراحل در زير آمده اند
الف) بارگيري
يك اسكريپر بوسيله بالا بردن ديواره جلوي خود (Apron)و قرار دادن تيغه برش كه در سرتاسر محفظه قرار گرفته است، خاك را از روي زمين كنده و پر ميكند. اين عمليات تا زماني كه خاك اضافي نتواند وارد آن شود ادامه مي يابد و تيغه بـرش بـالا مـيرود.
ديواره جلو براي جلوگيري از ريخته شدن خاك در هنگام حمل بسته ميشود.
بارگيري اسكريپر بايد طوري انجام گيرد كه سطحي صاف و بدون سوراخ بعد از كندن اسكريپر بجا بماند . عمق كندن بـر حسـب جنس زمين بين ۱۰ تا ۲۰ سانتيمتر تغيير ميكند. براي اين كار بايد دهانه جام اسكريپر در حدود ۱۵ الي ۳۰ سـانتيمتر بـاز باشـد، تـا بارگيري مواد خاكي بداخل جام بطور يكنواخت انجام گيرد. بعلاوه بارگيري اسكريپر بايد در سرازيري انجام گيرد تا حجم بيشـتري از خاك كنده و داخل جام شود .
براي بارگيري اسكريپر در اكثر موارد لازم است كه در طول مسافت بارگيري اسكريپر را توسط تراكتور كمكي هـل داد تـا بـدين ترتيب اسكريپر كاملا پر شده و شتاب لازم براي ادامه حركت داشته باشد .
در انواع جديد اسكريپرها براي بارگيري بجاي تراكتور كمكي از بالابري كه در روي جام نصب شده است استفاده مـي كننـد. كـار بالابر بدين ترتيب است كه خاك وارده به جام را از جلوي لبه جام بداخل آن مي راند و در نتيجـه كنـدن و پـر شـدن خـاك در جـام بسهولت انجام ميگيرد. اين اسكريپر را (Scraper Elevator)مي نامند .
ب) حمل بار توسط اسكريپر
در هنگام حمل بار ديواره جلو قفل بوده و جام بايد بـه مقدار كافي بالا باشد تا اسكريپر سرعت خود را بدست آورد.
ج) عمليات تخليه
عمليات تخليه يك اسكريپر شامل پائين آوردن قسمت برش تا ارتفاع دلخواه، بالا بردن ديـواره جلـويي (Apron)و فشـار دادن خاك به خارج به وسيله صفحه تخليه كننده جام (Ejector)كه در قسمت عقب قرار دارد، ميباشد.
د) بازگشت به منطقه خاكبرداري
در هنگام بازگشت جام اسكريپر بايد در حالت مستقيم قرار داشته باشد و ديـواره جلـويي بسـته و صـفحه تخليه كننده جام نيز كاملاً در انتها قرار داشته باشد
اندازه اسكريپر
حجم جام اسكريپر ممكن است به صورت ظرفيت پر (Struck)يا انباشته (Heaped)تعيين شود. كه بر حسب متر مكعب و يـا يارد مكعب خاك دست نخورده بيان ميشود. ظرفيت پر موقعي كاربرد دارد كه سطح روي خاك با لبه جام در يك تراز باشد. ظرفيـت انباشته براي موقعي است كه خاك بالاتر از لبه جام و به صورت انباشته و با شيب ١:١ باشد. چون اين شيب با جنس خاك تغيير پيدا مي كند شيب ۱:۱ تقريبي است. ظرفيت اسكريپر بوسيله تقسيم حجم خاك داخل اسكريپر در ضريب تورم (درصد تـورم + ۱)بدسـت مي آيد. لازم به يادآوري است كه به علت رانده شده خاك با فشار در داخل محفظه اسكريپر ميزان تورم در اسـكريپر كمتـر از درصـد تورم خاكي است كه در يك كاميون بارگيري ميكنند. براي نمونه اگر اين عدد براي خاك داخل كاميون ۲۵ %باشـد بـراي اسـكريپر۲۰ % است .
مشخصات فني، قدرت و ظرفيت
همانطور كه گفته شد اسكريپرها به عنوان يكي از بهترين ماشينهاي بارگيري و حمل شناخته شدهاند كه قادرند مسافت ۵۰۰ تـا ۵ كيلومتر را براي حمل خاك طي كنند. حجم متعارف جام آنها از ۷ تا ۴۵ مترمكعب ميباشد و سرعت آنها تا ۵۵ كيلـومتر برسـاعت ميرسد. محدوده كلي مشخصات فني، قدرت و ظرفيت اسكريپرها بشرح جدول ميباشد
انواع اسکریپر
اسكريپرها را از جنبه هاي مختلفي از جمله موارد زير ميتوان تقسيم بندي كرد :
- براساس نوع تراكتور (اسكريپر با تراكتور چرخ زنجيري يا اسكريپر با تراكتور چرخ لاستيكي).
- براساس قدرت موتور (اسكريپر تك موتوره يا دو موتوره).
- براساس ظرفيت و يا نوع مخزن
- براساس حداكثر سرعت
- براساس حداكثر عمق حفر خاك
- براساس حداكثر عمق تخليه
اسكريپر با تراكتور چرخ زنجيري
چنانچه زمين مورد نظر نرم و فاصله حمل كم باشد، از تراكتور با چرخهاي زنجيري استفاده ميشود. فاصله حمل ۱۰۰ تا ۱۲۰ متر توسط اسكريپر چرخ زنجيري اقتصادي بوده و حمل فواصل بيش از ۳۰۰ متر توصيه نميشود. اين اسكريپرها قدرت كششـي زيـادي دارند. با زياد شدن مسافت سرعت كم تراكتور چرخ زنجيري نقص به حساب مي آيد. اين تراكتور ميتواند يك اسكريپر را بدون كمك بولدوزر بارگيري نمايد.
اسكريپر با تراكتور چرخ لاستيكي
اگر فاصله حمل خاك بيش از ۳۰۰ متر باشد، تراكتور چرخ لاستيكي براي حمل خاك به كار مي رود. نيروي كششي اين اسكريپر به اندازه نيروي كشش اسكريپر چرخ زنجيري نميباشد. براي همين ممكن است به كمك يك بولدوزر هـل داده شود. سرعت بالاي آنها كه تا ۵۵ كيلومتر در ساعت نيز مي رسد، عقبافتادگي آن را براي كشـش آن جبـران مـيكنـد. در حـال حاضر بيشتر اسكريپرها با تراكتور چرخ لاستيكي استفاده ميشوند و تراكتور چرخ زنجيري به ندرت كاربرد دارد
اسکرپیر های نقاله دار
برخي از اسكريپرها مجهز به صفحات باريك ميباشند كه بوسيله يك زنجير بسته شده چرخنده، خاك را در درون جام خود قـرار ميدهند. همان طوركه اسكريپر به جلو حركت ميكند، تيغه برش آن وارد خاك شده و آن را سست ميكند. تيغه هـاي باريـك نقالـه خاك را به طرف بالا برده و در محفظه اسكريپر مي ريزد. اين عمل نياز به انرژي كمتري نسبت به فشـار دادن خـاك بـه درون مـواد موجود در محفظه را دارد. در نتيجه اين اسكريپر نياز به تراكتور فشار دهنده ندارد . ظرفيت اين اسكريپرها نيـز هماننـد ظرفيـت بقيـه اسكريپرها قابل محاسبه ميباشد.
استفاده همزمان از چند اسكريپر
بعضي از مواقع براي افزايش راندمان و حجم عمليات خاكي مي توان چند اسكريپر را به يكديگر متصل كرد. البته براي اين منظور بايد نيروي كشش كافي موجود باشد.
قسمت هاي مختلف اسكريپر
قسمتهاي مختلف اسكريپر در شكل شماره نشان داده شده و در ذيل نام آن درج گرديده است. با اين حال سه قسمت
اصلي اسكريپر عبارتند از محفظه جلويي جام (Apron)جام (Bowl)و صفحه تخليه كننده جام (Ejector)كه به هنگام بـارگيري ديواره محفظه جلويي جام (Apron)باز شده و خاك به داخل جام ميرود و براي تخليه نيز ديوار عقب جام به جلو حركت مي كنـد و خاك را به جلو هل داده تخليه ميكند.
قسمت هاي مختلف اسكريپر كه در شكل نشان داده شده اند به قرار زير ميباشند :
۱-شاسي و قاب اصلي ماشين
۲-انحناي ماشين گردن غازي
۳-پشت بند جام
۴-محفظه جلويي جام (Apron)
۵- جام (Bowl)
۶-صفحه تخليه كننده عقب جام (Ejector)
۹-صفحه كشش براي اتصال به اسكريپر ديگر
۱۲-صفحات تعيين كننده طول برش
۱۳-تيغه برش
۱۴-شيار قرقره اي
۱۵-شاه پين براي متصل شدن به تراكتور
عملكرد ماشين در انواع خاك و سنگ
از اسكريپر ميتوان براي برش و انتقال تمام خاك ها به جز خاك هاي داراي قلوه سنگ استفاده كرد . زيرا قلوه سنگ هـا باعـث فرسايش سريع تيغه و جام اسكريپر ميشوند. بعضي از روشها و فنوني كه ممكن است باعث ازدياد بازده اسكريپر بشوند، به شرح زيـر ميباشد :
۱- اسكريپر بايد تا حد امكان در سراشيبي ها بارگيري شوند. اين مساله از مقاومت مواد حفاري و مقدار نيـروي موتـور مـورد نيـاز
ميكاهد.
۲- بين امتدادهاي حفاري شده يك باريكه حفاري نشده باقي بماند . حفاري اين قسمت بعداً انجام گرفته و همواره آسانتر از حالت عادي ميباشد.
۳- اسكريپر بايد در حين بالا آوردن جام خود، مواد خاكي پراكنده در جلوي ماشين را با لبه جام پخش كند.
۴- اگر خاك سخت باشد، بايد ابتدا خاك را با ريپر سست كرد.
۵- تراكتور كمكي بايد پس از پايان عمل بارگيري به اندازه كافي اسكريپر را هل دهد تا اسكريپر شتاب لازم را بدست آورد.
۶- مدت زمان بارگيري نزديك به حد بهينه باشد و اسكريپر در هيچ زماني معطل تراكتور نشود.
۷- يك تراكتور يدكي در محل وجود داشته باشد تا در زمان بارگيري مشكل پيش نيايد.
۸- همواره بايد راههاي حمل مواد را در شرايط عالي نگه داشت.
۹- تا حد امكان از جاده يك طرفه استفاده شود تا ازدحامي در مسير عبور اسكريپرها رخ ندهد.
۱۰-سطح منطقه خاكريزي بايد مسطح نگه داشته تا امكان تخليه آسان و سريع را براي اسكريپرها فراهم آورد .
انتخاب اسكريپر مناسب براي انواع خاك و سنگ
۱- اگر تعداد سنگها در منطقه كم بوده و حداكثر قطر آنها به cm 20 محدود ميشود و درصد ميزان رطوبت كمتر از %۲۰ باشد و همچنين شيب براي اسكريپر پر كمتر از ۵ ۶ تا درصد و براي اسكريپر خالي كمتر از ۱۰ تا ۱۲ درصد باشد بهتر است كـه از اسـكريپر بالابر تك موتوري استفاده شود.
۲- اگر تعداد سنگها در منطقه كم بود و حداكثر قطر دانه ها به cm 45 محدود شود و درصد رطوبت كمتـر از ۳۵ درصـد باشـد و همچنين شرايط شيب شبيه به حالت قبل باشد بهتر است كه از اسكريپر دو موتوري بالابر استفاده شود.
۳- اگر مواد، شيب و شرايط خاك براي اسكريپر دو موتوره بالابر مناسب باشد و دو راننده كه قادر به همكاري مـوثر بـا يكـديگرهستند وجود داشته باشد و مواد از نظر لاستيكها تخريب كننده نباشد. ميتوان از اسكريپر دو موتوره فشاري، كششي استفاده كرد.
۴- اگر زمين سست باشد و شيب براي اسكريپر خالي بيش از ۱۲ درصد و بـراي پـر بـيش از ۵ ۶ تـا درصـد باشـد، مـيتـوان از اسكريپر دو موتوري عادي استفاده كرد.
۵- اگر زمين سفت باشد و شيب براي اسكريپر خالي كمتر از ۱۰ تا ۱۲ درصد و براي اسكريپر پـر كمتـر از ۵ ۶ تـا درصـد باشـد، ميتوان از اسكريپر تك موتوره عادي استفاده كرد.
منبع:دفتر نظام فني اجرايي معاونت برنامه ريزي و نظارت راهبردي ریاست جمهوری
