Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия. Разработка грунта экскаваторами

Разработка грунта экскаваторами

     

     Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 2, реже до 4 м. Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую и обратную лопаты, драглайн и грейфер. Кроме того, стрела, входящая в комплект драглайна и грейфера, может быть оборудована грузовым крюком или клином-бабой.

     

     Прямая лопата представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой машины и выдвигается вперед с помощью напорного механизма. Опорожняется ковш путем открывания его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспечивает ей наибольшую производительность. Для рыхления грунта режущий край ковша снабжен зубьями. Это относится ко всем видам сменного оборудования, но выпускаются ковши и без зубьев - со сплошной (обычно полукруглой) режущей кромкой. При разработке грунтов I и II групп экскаватор может быть оборудован ковшом увеличенного объема. Разрабатывают грунт, когда экскаватор стоит на дне разрабатываемого забоя. На небольшую глубину он может отрывать грунт и ниже горизонта стояния, для чего устраивают пандус, позволяющий установить машину в забое выемки.

     

     Обратная лопата - это открытый снизу ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, шарнирно соединенную (без напорного механизма) со стрелой. По мере протягивания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновременным опрокидыванием. Рабочая зона расположена ниже горизонта стояния машины. Современные модели экскаваторов с обратной лопатой имеют гидропривод, позволяющий ковшу поворачиваться относительно рукояти.

     

     Ковш драглайна навешивают на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Ковш забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, его заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение к стреле и поворотом машины переводят на место разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении тягового каната. Драглайном можно разрабатывать грунт не только сильно насыщенный влагой, но и находящийся под слоем воды.

     

     Грейфер представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным приводом, принудительно смыкающим эти лопасти. Грейфер навешивают на такую же стрелу, что и драглайн. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Грейфер погружается в грунт только за счет собственной массы ковша. Грейфер применяют обычно для разработки грунтов малой плотности (I и II группы) и находящихся под водой. Более плотные грунты предварительно необходимо рыхлить.

     

     Производительность одноковшового экскаватора снижается по мере увеличения плотности грунта. Кроме того, она зависит от способа разработки грунта (при работе "на вымет" производительность повышается, при погрузке на транспортные средства - снижается), вместимости ковша и конструктивного решения кромки ковша. Экскаваторы с ковшами малой вместимости (до 0,5 м) обслуживает один машинист; их применяют только для разработки грунтов I...III групп. Более мощные экскаваторы обслуживают машинист и его помощник. Они могут разрабатывать (кроме грейфера) грунты всех шести групп (наиболее плотные - после предварительного рыхления).

     

     Производительность экскаватора можно повысить, уменьшив угол поворота стрелы и увеличив вместимость ковша. Для этого необходимо максимально заполнять ковш грунтом (с "шапкой"), а также совмещать процессы резания грунта с поворотом стрелы и др.

     

     Разработанный одноковшовыми экскаваторами грунт перевозят самосвалы, тракторы с прицепами, железнодорожные составы, гидравлический транспорт, реже - ленточные конвейеры.

     

     При транспортировании грунта ленточными конвейерами загрузочное звено конвейера устанавливают параллельно оси проходки экскаватора, а погрузочный ковш-питатель перемещают вдоль загрузочного звена по мере продвижения экскаватора. При перемещении экскаватора на следующую заходку загрузочное звено отрихтовывают в новое положение. При погрузке в железнодорожные составы рельсовый путь следует укладывать параллельно оси проходки экскаватора. График движения землевозных составов должен быть сделан таким образом, чтобы перерывы между отправлением загруженного состава и подачей порожнего были минимальными, и состав передвигался по мере загрузки вагонов. Обычно в автосамосвал входит 3-6 ковшей грунта. Допустимый недогруз не должен превышать 10%, перегруз - 5%.

     

     Массу грунта, погружаемого за один цикл работы экскаватора, определяют по формуле:

     

     ,

     

     где:

     

     - геометрическая вместимость ковша, м;

     

     - плотность грунта, т/м;

     

     - коэффициент разрыхления;

     

     - коэффициент использования вместимости ковша (отношение объема грунта в плотном состоянии, разрабатываемого за один цикл, к геометрической вместимости ковша).

     

     Число автомобилей или автопоездов, необходимых для обеспечения бесперебойной работы экскаватора, рассчитывают по формуле:

     

     

     

     где: - продолжительность, соответственно, установки машины под нагрузку, нагрузки машины экскаватором, пробега машины в оба конца при заданном расстоянии, мин; при L, км, и средней скорости движения, км/ч,

     

     

     

     - продолжительности соответственно установки машины под разгрузку, разгрузки машины, технологических перерывов, возникающих во время рейса (маневры, пропуск встречного транспорта на разъезде, ожидание), мин.

     

     Продолжительность нагрузки автосамосвала колеблется в широких пределах в зависимости от числа ковшей, погружаемых в кузов, рода грунта, среднего угла поворота машины при погрузке и типа экскаватора:

     ,

     где:

     

     - число ковшей грунта, погружаемого в кузов;

     

     - продолжительность одного цикла экскавации, мин.

     ,

     

     где:

     

     - число циклов экскаватора в 1 мин при работе с погрузкой в транспортные средства.

     

     Продолжительность остальных операций для автосамосвалов различной грузоподъемности определяют на основе статистической обработки данных по выборочным замерам времени на объекте.

     

     Рабочее место экскаватора (т.е. место, где он разрабатывает грунт) называется забоем. Геометрические размеры и форма забоя зависят от оборудования экскаватора и его параметров, размеров выемки, видов транспорта и принятой схемы разработки грунта. Применение рациональных приемов работы в правильно выбранном забое обеспечивает максимальную эффективность применяемого оборудования и высокую производительность при минимальной себестоимости землеройных работ. В технических характеристиках экскаваторов любой марки приведены, как правило, максимальные показатели их: радиусы резания, выгрузки, высота выгрузки и др. Работа на максимальных для данной машины параметрах приводит к ее быстрому износу и, как следствие, к снижению ее производительности. Поэтому для производства земляных работ следует принимать оптимальные рабочие параметры, составляющие 0,9 максимальных паспортных данных , а именно

     

     

     

     Оптимальная высота (глубина) забоя должна быть достаточной для заполнения ковша экскаватора за одно черпание, она должна быть равна вертикальному расстоянию от горизонта стоянки экскаватора до уровня напорного вала, умноженному на коэффициент 1,2:

     

     ,

     

     где:

     

     М - высота напорного вала над, уровнем стоянки м.

     

     

     Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), целесообразно использовать экскаватор вместе с бульдозером. Последний разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора. Здесь бульдозер окучивает грунт, обеспечивая при этом достаточную высоту забоя, что позволяет эффективно использовать экскаватор.

     

     Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены таким образом, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70% рабочего времени цикла экскаватора.

     

     Для прямой лопаты различают лобовой и боковой забои. В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскаватору по дну забоя. В этом случае автомобили подходят задним ходом попеременно то с одной, то с другой стороны забоя. Соответственно и грунт разрабатывается то с одной, то с другой стороны от оси проходки, при этом угол поворота достигает 140° и  более, что снижает производительность экскаватора. Лобовой забой применяют в редких случаях (при разработке экскаватором пионерной траншеи, въездного пандуса и др.).

     

     В боковом забое экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси движения и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону от оси проходки. При этом обеспечиваются благоприятные условия для движения транспорта, а средний угол поворота составляет 70... 90°. Поэтому после пионерной проходки весь оставшийся в выемке грунт разрабатывают способом продольного бокового забоя (рис.4).

     

Рис 4. Схема определения проходки экскаватора

1, 2 - стоянки экскаватора.

     Максимальная ширина разработки (по одну сторону от оси проходки) определяется катетом прямоугольного треугольника, гипотенузой которого является выбранный радиус резания, а вторым катетом - перемещение экскаватора между последующими стоянками. Эта величина равняется разности между максимальным и минимальным радиусами резания. Исходя из этого принимают:

     

     

     

     Средний уголок поворота машины определяется между направлением стрелы при прохождении ее через центр тяжести объема грунта, разрабатываемого с одной стороны (точка 0), и положением стрелы в момент выгрузки ковша.

     

     Для лобовой проходки целесообразно принимать ширину разработки 2, так как при этом средний угол поворота оказывается наименьшим.

     

     Некоторые виды выемок (например, планировочные) можно разрабатывать боковым забоем с движением транспорта на одном уровне с экскаватором. Иногда для перехода к разработке с боковым забоем необходимо вначале отрывать так называемую пионерную траншею, которую экскаватор начинает разрабатывать, опустившись на дно забоя по пандусу (рис.5, а).

     

Рис.5. Схемы проходок одноковшового экскаватора с прямой лопатой и подачи транспорта:

а - при проходке пионерной траншеи и последующих боковых проходках:

О.Э.1, О.Э.2 - стоянки экскаватора; О.Т.1, О.Т.2 - стоянки транспорта;

1-3 - последовательность разработки грунта;

б - при поперечных проходках

     

     

     Если высота выгрузки экскаватора больше или равна сумме глубины выемки, высоты борта автосамосвала или другой транспортной единицы и при этом добавляется 0,5 м (на "шапку" над бортом), пионерную траншею разрабатывают боковым забоем при движении транспорта по дневной поверхности на расстоянии не менее 1 м от края выемки.

     

     При этом ширина проходки будет равна (см. рис.5, а), где- ширина части проходки, обращенной в сторону подачи транспорта. При определенииследует исходить из минимально необходимой величины для обеспечения беспрепятственного разворота хвостовой части машины. Это требование является обязательным, так как радиус выгрузки, соответствующий принятой высоте выгрузки, должен быть больше или равенплюс заложение откоса (глубина проходки, умноженная на котангенс, где- угол наклона откоса), плюс 1 м (безопасный зазор от бровки до кузова) и плюс половина ширины транспортной единицы.

     

     При значительных в плане размерах выемки целесообразно разрабатывать ее поперечными проходками вдоль меньшей стороны (рис.5, б). Такой способ разработки обеспечивает минимальную длину пионерной траншеи и позволяет организовать наиболее производительное кольцевое движение транспорта.

     

     Выемки, глубина которых превосходит максимальную высоту забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов (рис.6). При этом нижний ярус разрабатывают аналогично верхнему, а автомобили подают к экскаватору так, чтобы ковш наводился на кузов сзади. Трасса движения автомобиля в этом случае должна быть параллельной оси проходки экскаватора, но направлена в противоположную сторону.

Рис.6. Схема разработки котлована большой глубины последовательными проходками (I-V) экскаватора с прямой лопатой:

      

1-5 - последовательность разработки грунта.

     

     

     При работе с обратной лопатой также применяют торцовый или боковой забой. При разработке грунта торцовым забоем экскаватором с обратной лопатой "на себя" экскаватор движется по оси отрываемой им траншеи или котлована и попеременно разрабатывает то одну, то другую его сторону в зависимости от того, с какой стороны подходит очередной автомобиль. В торцовом забое средний угол поворота машины 70...90°. Траншею можно расширять параллельными боковыми забоями (рис.7). Боковой забой образуется при разработке грунта по одну сторону от оси движения экскаватора. Если при разработке траншеи грунт складывают в отвал по одну сторону от траншеи, ось проходки смещается в сторону отвала, а ширина разработки уменьшается по сравнению с максимально возможной при торцовой проходке. При разработке в отвал и на транспорт автомобили подходят к экскаватору со стороны, противоположной отвалу, а ось проходки смещается относительно оси траншеи в ту сторону, в которую отгружается большая часть грунта. При боковом и торцовом забоях автосамосвалы подходят по трассе, параллельной оси движения экскаватора, но навстречу ему, а при торцовом забое их устанавливают под загрузку под углом 15,..25° к оси движения экскаватора.

     

    

Рис.7. Схемы проходок экскаватора с обратной лопатой или драглайна:

а - при торцовой проходке и последующих боковых проходках:

О.Э.1 - О.Э.З - стоянки экскаватора; О.Т.1 - О.Т.З - стоянки транспорта;

1-3 - последовательность проходок экскаватора;

б - при поперечных проходках

     

     Наиболее целесообразно применять экскаватор с обратной лопатой для отрывки траншей глубиной до 6 м и небольших котлованов глубиной до 4 м (например, под фундаменты отдельных колонн).

     

     Для торцовой и боковой проходок организация работ драглайна и обратной лопаты аналогична. При этом сохраняется такое же соотношение максимальной глубины резания. Драглайн обычно передвигается между очередными стоянками на 1/5 длины стрелы. Так как ковш драглайна гибко подвешен к стреле, для него весьма эффективной является челночная схема работы (рис.8). В этой схеме предусмотрено, что автосамосвал подходит к месту загрузки по дну забоя и загружается попеременными черпаниями ковша по обе стороны от кузова. Угол поворота экскаватора при погрузке по продольно-челночной схеме приближается к 0°, а при поперечно-челночной - к 15...20°, при этом продолжительность разгрузки уменьшается, так как ковш опорожняется без прекращения поворотного движения экскаватора в момент переноса ковша над кузовом машины. Благодаря этому общая продолжительность рабочего цикла экскаватора снижается на 20...26%.

     

     При разработке грунтов I и II групп экскаватор, оборудованный грейферным ковшом, должен быть так расположен относительно траншеи, чтобы угол его поворота не превышал 70...90°. Грейфер на новую стоянку передвигается на 1/4 длины стрелы.

     

     

Рис.8. Схемы работы драглайна челночным способом.

а - при погрузке грунта в транспорт, подаваемый по дну забоя;

б - при погрузке грунта в транспорт, подаваемый на уровне стоянки экскаватора, и во временный отвал

     

     Экскаваторы отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор. Недобор (5...10 см) оставляют, чтобы избежать повреждения основания и не допустить переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаваторов применяют скребковый нож, насаженный на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операции по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с погрешностью не более 2см, что исключает необходимость ручных доработок.

     

     

studfiles.net

Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия

У экскаваторов непрерывного действия все операции по разработке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоковшовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания. У первых направление движения рабочего органа (ротора, ковшовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вторых оно перпендикулярно направлению движения машины. У третьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).

По типу ходового оборудования различают экскаваторы на гусеничном, пневмоколесном и рельсовом ходу.

Цепные экскаваторы продольного копания (непрерывного действия) (рис.20, а, б) применяются для отрывки траншей под кабели, трубопроводы и другие коммуникации с небольшим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх, откуда скребками, шнеками и отвальным устройством сдвигается в сторону от траншеи.

Рис.20. Экскаваторы непрерывного действия

а, б- экскаватор продольного копания - цепной и роторный;

в -плужный канавокопатель;

г - экскаватор поперечного копания.

Роторные экскаваторы продольного копанияимеют по сравнению с цепными более высокую производительность, но и большую массу. Они используются при больших объемах земляных работ и разработке выемок под крупные линейно-протяженные сооружения.

Плужные канавокопатели (рис.20, в) применяются для отрывки каналов полного профиля при создании оросительных и осушительных сетей.

Экскаваторы поперечного копания (рис.20, г) выпускаются с - цепным рабочим органом и применяются при добыче строительных материалов (песка, глины), мелиоративных и других работах.

Роторные стреловые экскаваторы(рис.21) применяются в промышленном, транспортном и мелиоративном строительстве при разработке крупных котлованов, прокладке каналов, тоннелей, устройстве дамб и плотин, разработке грунта в стесненных условиях. Они имеют небольшие размеры и обладают хорошей маневренностью. Грунт разрабатывается вращающимся ротором при одновременном повороте роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Срезанный грунт через ленточный транспортер перегружается в транспортное средство и отвозится от места разработки.

Рис.21. Схемы разработки грунта роторными стреловыми экскаваторами

а- при открытой разработке;

б- при закрытой разработке.

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

К основным землеройно-транспортным машинам относятся скреперы, бульдозеры, грейдеры, которые разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы предназначены для послойного копания грунтов в материковом залегании, их транспортирования и отсыпки в земляные сооружения с планированием слоями равномерной толщины. Скреперы применяют для разработки талых грунтов I и II групп, в том числе грунтов с каменистыми включениями.

При работе на непереувлажненных суглинках, лессах, черноземах и почвах с примесями гравия и гальки скреперы загружаются с "шапкой" и разгружаются полностью; эти же грунты, но высохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресву необходимо предварительно разрыхлить плугами или рыхлителями, чтобы обеспечить нормальную загрузку скреперов.

При сухих сыпучих песках скреперы загружаются на 60...70% геометрической вместимости. На липких и переувлажненных грунтах работа скреперов малопроизводительна вследствие прилипания грунта к днищу и стенкам ковшей. На горизонтах ниже уровня грунтовых вод скреперы неработоспособны.

Применяют прицепные (с объемом ковша 3... 10 м), полуприцепные (4,5... 5 м) и самоходные (8... 25 м) скреперы (рис.22).

Рис.22. Скреперы

а, б -прицепные двух- и одноосные;

в- полуприцепной;

г- самоходный;

д- самоходный в паре с бульдозером-"толкачом".

Прицепные и полуприцепные скреперы наиболее эффективны при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходные - на расстояние до 3000 м.

Рабочий цикл скрепера состоит из последовательно повторяющихся операций: порожний ход, загрузка ковша, груженый ход и разгрузка.

Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12... 0,35 м.

Набор грунта производят при прямолинейном движении скрепера или движении под уклон. При разработке плотных грунтов для увеличения толщины стружки применяют тракторы-толкачи (см. рис.22, д), число которых зависит от типа скрепера, вместимости ковша и дальности транспортировки (1 толкач на 2...6 скреперов).

Скреперы набирают грунт (в зависимости от его вида) различными способами (рис.23). Способ набора грунта постоянной толщины тонкой прямой стружкой применяют на связных грунтах при работе под уклон; клиновой стружкой (переменной толщины) - при разработке связных грунтов на горизонтальных участках; гребенчатой стружкой с переменным заглублением и выглублением ковша - при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках; клевковой стружкой (разновидность гребенчатого способа) - при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов. В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта и местных условий применяют эллиптическую, спиральную, "восьмеркой", зигзагообразную, челночно-поперечную и челночно-продольную (см. рис.23, д-к) схемы движения скреперов.

Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, предварительно разрыхляют на толщину срезаемой стружки. Для рыхления применяют рыхлители, являющиеся прицепным оборудованием к гусеничному трактору или навесным - к бульдозеру.

Рис.23. Схемы срезания грунта скреперами и траектории их движения

а, б, в, г - соответственно срезание грунта постоянной толщины (h) и длины (L), клиновой, гребенчатый и клевковый способы;

д, е, ж, з- траектории движения соответственно эллипс, спираль, восьмерка, зигзаг;

и, к -челночно-поперечная и челночно-продольная траектории движения.

Бульдозерыбывают с неповоротным и поворотным отвалом.

Бульдозеры используют для обратной засыпки, сооружения насыпей из грунтов боковых резервов, грубого планирования земляных поверхностей и подготовительных работ, а также для распределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, формирования террас на косогорах, штабелирования сыпучих материалов и др.

Бульдозеры применяют при перемещении грунта на расстояние 10... 70 м и более при благоприятных условиях (попутных уклонах путей перемещения, легких грунтах). Для уменьшения потерь отвалы могут оборудоваться открылками и козырьками.

В цикл работы бульдозера (рис.24) входят следующие операции: резание и набор грунта методом снятия стружки; перемещение грунта с надвижкой его отвалом; возвратный холостой ход.

Планировка площадок бульдозерами выполняется преимущественно траншейным и послойным способами.

Рис.24. Схемы основных операций при работе бульдозера

а- транспортное положение и рыхление грунта;

б- резание и набор грунта;

в- перемещение грунта;

1- трактор;

2 -отвал;

3- толкающий брус;

4- рыхлитель;

5- призма грунта перед отвалом.

При траншейном способе (рис.25, в) выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4...0,5м. Разработку каждого яруса ведут траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы нетронутого грунта шириной 0,4...0,6 м. Эти валы срезают бульдозерами в последнюю очередь. Траншейный способ исключает значительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производителен.

Рис.25. Схемы резания и перемещения грунта бульдозером

а- под углом;

б- на горизонтальном участке;

в- траншейным способом;

г- послойным способом;

1 -участок резания;

2- участок перемещения;

3 -участок разгрузки;

4 -насыпь;

5 -выемка

При послойном способе (рис.25, г) выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельными его частями. Этот способ прост и используется чаще, чем траншейный.

При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора. При дальности перемещения до 70 м бульдозер возвращается в забой для повторения цикла задним ходом без разворота машины. При работе бульдозера в особо плотных грунтах (выше III группы) грунт предварительно разрыхляют.

Грейдеры (рис.26) предназначены для планировочных я профилировочных работ при строительстве дорог, аэродромов и других линейных и площадных объектов. По трудности разработки! грейдерами грунты подразделяют на I, II и III группы. Грейдеры применимы в грунтах с отметкой выше уровня грунтовых вод и неработоспособны на заболоченных землях.

Эффективность работы грейдеров обеспечивается при рабочих ходах протяженностью более 0,5 км.

Рис.26. Конструкция и схемы работы грейдера

а- вид сбоку;

б - резание грунта;

в, д- планирование дорожного полотна откоса выемки;

г- поворот отвала;

1- рама;

2- поворотный круг;

3- тяговая рама;

4- ось тяговой рамы;

5 - ось поворотного круга;

6- отвал.

Грейдер-элеваторы (рис.27) применяются при копании грунта I... III групп в равнинных местностях и отсыпке его в линейно-протяженные земляные сооружения из боковых резервов. Они подразделяются на полуприцепные (к трактору) или навесные (на автогрейдеры).

Рис.27. Схемы работы и агрегирования грейдер-элеваторов

а, б -сооружение дорожной насыпи и канала;

в, г -полуприцепной и навесной грейдер-элеваторы;

1- транспортер;

2- плуг.

studfiles.net

4.6 Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами

Рабочим органом многоковшового экскаватора являются ковши, насажанные через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь или колесо (ротор). По характеру перемещения машины относительно направления движения рабочего органа различают многоковшовые экскаваторы продольного черпания – цепные и роторные (рис. 3.6) и поперечного черпания (рис. 3.7). Так как грунт черпается ковшами непрерывно, то эти экскаваторы являются машинами непрерывного действия (в отличие от одноковшовых экскаваторов, которые являются машинами цикличного действия).

Экскаваторы продольного черпания применяют обычно для про­ходки траншей небольшого сечения прямоугольного и трапециевидного профиля. Отрывку траншей экскаваторами начинают с наиболее низких мест профиля, что обеспечивает сток грунтовых и атмосферных вод.

Экскаваторы поперечного черпания используются для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов и разработки карьеров.

Рис. 3.6. Разработка траншей многоковшовыми экскаватора черпания

а– цепным экскаватором;б– роторным экскаватором;в– поперечный профиль траншеи и временного отвала

Рис. 3.7. Схема разработки выемки многоковшовым экскаватором

поперечного черпания: А, Б – участки веерного и параллельного резания

4.7 Разработка грунта скреперами, бульдозерами, грейдерами

Скреперы – наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины. Эксплуатационные возможности позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей. Различают скреперы прицепные, работающие при вместимости ковша 2,25-10 м3 в сцепе с трактором-тягачом, и самоходные, имеющие вместимость ковша 8 м3 и более.

Скреперами ведут разработку, транспортирование и укладку песчаных, супесчаных, лессовых, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов примесь гальки и щебня в объеме не должна быть более 10%. Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12-0,32 и шириной 1,65-2,75 м (для скреперев с вместимостью ковша 2,25-9 м3). Толщина отсыпаемого слоя 0,22-0,55 м. Разрабатываемые скреперами суглинистые и глинистые грунты необходимо предварительно рыхлить.

Прицепные скреперы наиболее эффективно применять при перевозке грунта на расстояние до 1000, а самоходные – на расстояние до 3000 м.

В зависимости от категории грунтов резать их наиболее эффективно на прямолинейном участке пути при движении под уклон 3-7°. Сухие песчаные грунты разрабатывают гребенчатым способом, попеременно заглубляя ковш и постепенно уменьшая толщину стружки, что позволяет более полно и быстро загружать ковш (рис. 3.8). Глубина резания зависит от мощности машины и вида грунта и может составлять 12-32 см. Разгружают скрепер на прямолинейном участке, при этом поверхность грунта разравнивают днищем скрепера.

В зависимости от размеров земляного сооружения, взаимного расположения выемок и насыпей применяют различные схемы работы скреперов. Простейшей является схема работы по эллипсу (рис. 3.9). В этом случае машина каждый раз поворачивается в одну сторону. Поэтому для устранения неравномерного износа ходовой части необходимо периодически менять направление движения скрепера. При работе по «восьмерке» в два раза уменьшается число полных разворотов скрепера, что повышает его производительность и обеспечивает равномерный износ деталей, но при этом необходимо иметь значительный по протяженности фронт работ.

Порядок скреперных проходок может быть весьма разнообразен, но в практике чаще всего используют схемы разработки грунта последовательными проходками (полоса рядом с полосой), проходками через полосу и шахматными проходками (рис. 3.10).

Разработка по схеме «полоса рядом с полосой» не рациональна из-за потерь грунта в виде боковых валиков.

Рис. 3.8. Схема загрузки, транспортирования и разгрузки грунта скрепером

а – общая схема;1, 2– участки загрузки и транспортирования;3– участок разгрузки;

б– в песчаных грунтах

Разработка грунта проходками через полосу и по ребристо-шахматной схеме уменьшает рассыпание грунта при резании и способствует улучшению наполнения ковша.

Разработку выемок бульдозером ведут ярусами, соответствующими толщине стружки, снимаемой за одну проходку. Разработку ведут от начала выемки к середине (рис. 3.11,а), при этом должна быть обеспечена эффективная работа бульдозера под уклон. В цикл работы бульдозера входят следующие операции: резание и набор грунта путем снятия стружки под уклон, перемещение грунта с надвижкой его отвалом, разгрузка грунта и возвратный холостой ход.

В первом случае (рис. 3.11,б) выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4-0,5 м. Каждый ярус разрабатывают траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосу нетронутого грунта шириной 0,4-0,6 м. Эти валы срезают бульдозером в последнюю очередь. Траншейный способ (рис. 3.11,в) исключает значительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производителен.

Рис. 3.9. Схема работы скрепера

а– по эллипсу;б– по «восьмерке»;в– сдвоенными проходками по эллипсу при двух насыпях;г– то же, при двух выемках;д– работа толкача со звеном скреперов;

1 – 4- последовательность проходок

При послойном способе выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным ее частям (рис. 3.11,г). Этим способом пользуются при сложном очертании площадок и при небольшой глубине срезки.

Грейдеры используют при планировке территории, откосов земляных сооружений, зачистке дна котлованов и отрывке канав глубиной до 0,7 м, при возведении протяженных насыпей высотой до 1 м и нижнего слоя более высоких насыпей из резервов. Автогрейдерами профилируют дорожное полотно, проезды и дороги.

При возведении насыпи из разрабатываемого резерва (рис. 3.12) наклонный нож сдвигает срезанный грунт в сторону насыпи. При следующей проходке грейдера этот грунт перемещается еще дальше в том же направлении. Поэтому целесообразно работать одновременно двумя грейдерами, из которых один срезает, а другой перемещает срезанный грунт.

Для обеспечения оптимального режима работы землеройно-транспортных машин созданы системы автоматического регулирования скорости их движения в зависимости от сопротивления резанию и

Рис. 3.10. Планировка площадок скреперами

а – разработка грунта по схеме «полоса рядом с полосой»; б – то же, через полосу;

в – то же, ребристо-шахматными проходками; 1 – 28 – проходки

плотности разрабатываемого грунта. Для автогрейдеров, используемых преимущественно на планировочных работах, применяют устройства, автоматически контролирующие заглубление в грунт.

studfiles.net

9. Технология разработки грунта экскаваторами с рабочим оборудованием «драглайн»

Драглайны предназначены в основном для разработки грунта с отсыпкой его непосредственно в отвал.

Разработку грунта драглайном ведут ниже уровня его стояния (рис. 5.3). Драглайн используют для отрывки глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработки мокрых и водонасыщенных грунтов без предварительного их осушения или из-под воды.

Использовать драглайны для разработки грунта с погрузкой в транспортные средства не желательно, так как гибкая подвеска ковша к стреле усложняет точную установку ковша над кузовом, требует высокой квалификации машиниста и повышенной осторожности его. Все это влияет на производительность драглайна.

Достоинства экскаваторов драглайн – радиус действия до 10 м и глубина копания до 12 м. Глубина копания у экскаватора практически неограниченна, конструкция машины позволяет располагать транспортные средства на дне котлована, т.е УГВ не оказывает влияния на работу экскаватора. По сравнению с прямой и обратной лопатами драглайн имеет большие радиус действия и глубину копания, что позволяет разрабатывать большие по поперечному сечению выемки.

Характерные для драглайнов рабочие параметры показаны на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Рабочее оборудование для земляных работ и рабочие параметры драглайнов: глубина резания Нр; наибольший и наименьший радиусы резания на уровне стоянки экскаватора Rрmax и Rр; радиус выгрузки Rв; высота выгрузки Hв.

Радиус резания драглайнов зависит от длины и угла наклона стрелы. Радиус резания можно несколько увеличить за счет заброса ковша путем подтягивания и отпускания тягового каната.

Глубина резания грунта драглайном зависит от длины стрелы, угла ее наклона, от положения экскаватора по отношению к выемке и вида разрабатываемого грунта.

При выемке грунта сбоку по ходу экскаватора наибольшая глубина резания Нр.т. зависит от крутизны внутреннего и внешнего откосов забоя.

При передвижении экскаватора по оси выемки наибольшая глубина резания Нр.т. зависит от крутизны внутреннего откоса забоя.

Наибольшая высота выгрузки грунта НВ определяется расстоянием от уровня стояния экскаватора до самой нижней точки предельно поднятого вверх свободно висящего ковша.

Способы разработки грунта драглайнами:

1) Продольную (торцевую) разработку применяют для нешироких выемок, когда радиусом выгрузки экскаватора может быть перекрыто расстояние от оси выемки до внешней дальней бровки кавальера грунта. При данном способе экскаватор размещают на оси выемки и по мере разработки грунта перемещают вперед по ходу на следующую стоянку. После окончания разработки грунта с первой стоянки О1 экскаватор передвигают в новое положение О2, из которого должен быть захвачен весь оставшийся неразработанный грунт со стороны внутреннего откоса забоя. Наибольший возможный шаг экскаватора можно найти по формуле

Ш = Rр – а – (h + Н)сtgα1,

где а и h — координаты пяты стрелы; Н — глубина выемки; α1 — угол внутреннего откоса забоя.

При продольной разработке шаг практически не может превышать половину длины стрелы экскаватора. Из условия наиболее быстрого и полного заполнения ковша грунтом рекомендуется шаг экскаватора принимать не более 1/5 длины стрелы.

Для ведения продольной разработки параметры экскаватора должны удовлетворять следующим условиям:

1. Радиус выгрузки драглайна Rв должен быть равен расстоянию от оси выемки до дальней бровки отвала или несколько больше него

RВ≥ А

А = b/2 + mH + c + mкНк + aк,

где b — ширина выемки; т — коэффициент заложения откоса выемки; Н — глубина выемки; с — ширина бермы; mк — коэффициент заложения откоса отвала; Нк — высота отвала; ак — ширина отвала поверху.

2. Глубина резания экскаватора Нр должна быть не меньше глубины выемки. Для разработки глубоких выемок глубина резания должна быть не меньше высоты одного яруса выемки.

НР ≥ Н;

3. Высота выгрузки драглайна Нв должна быть равна высоте отвала или больше нее

Нв ≥ Нк.

При работе с погрузкой в транспортные средства высота выгрузки должна быть с запасом не менее 0,5 м над погрузочной высотой транспортных средств (над бортами кузова).

4. Необходимо, чтобы ширина ковша bк экскаватора была не больше ширины выемки понизу; желательно, чтобы соблюдалось условие

b ≥ 1,5 bк

2) Поперечную (боковую) разработку применяют при условии, что вся ширина полосы выемки и кавальера грунта может быть перекрыта радиусом резания в сумме с радиусом выгрузки. Драглайн размещают обычно на берме между выемкой и отвалом. Ось экскаватора может проходить как в полосе выемки, так и в полосе отвала. Размер полосы Е, в которой может быть размещен экскаватор, определяется его радиусом резания и радиусом выгрузки (рис. 5.3, б).

Заданное сечение выемки можно получить при расположении экскаватора в любом месте полосы Е. Однако надо стремиться так разместить экскаватор в этой полосе, чтобы по откосу получилось как можно меньше недоборов и угол поворота был бы наименьшим.

Следующую стоянку экскаватора выбирают так, чтобы с нее был разработан весь грунт, оставшийся недобранным на предыдущей стоянке. Шаг экскаватора при поперечной разработке принимают не более 1/3 длины стрелы драглайна, иначе появляются значительные недоборы вдоль откоса выемки.

Среднее значение угла поворота экскаватора определяют между направлением на центр тяжести выемки и направлением на центр тяжести отсыпки грунта с одной стороны (угол β).

Наиболее экономичной будет разработка грунта без дополнительных перекидок и передвижек, это достигается выбором такого экскаватора, рабочие параметры которого были бы увязаны с размерами сечения выемки.

Для ведения поперечной разработки параметры экскаватора должны удовлетворять следующим условиям:

НР ≥ Н;

Нв ≥ Нк.

Радиус резания Rр в сумме с радиусом выгрузки Rв должен быть равен расстоянию от оси выемки да дальней бровки кавальера в сумме с произведением глубины выемки Н на заложение внешнего откоса забоя m0 или больше него:

Rр + Rв ≥ А1.

А1 = b/2 + mH + c + mкНк + aк + m0H.

В величину А включено расстояние m0Н для того, чтобы по оси выемки не оставались недоборы.

При строительстве некрупных каналов поперечной разработкой необходимо, чтобы длина ковша lк была не больше ширины канала по дну:

b ≥ 1,5 lк

При этом сечение канала разрабатывают за один проход с одной стороны.

Иногда применяют уширенную продольную и уширенную поперечную разработки грунта со смещением экскаватора вправо, влево и одновременно вперед (по зигзагу).

При большой ширине выемок целесообразна поперечная разработка грунта на две стороны. Предельно большую ширину выемки можно получить при условии, что радиусом резания в сумме с радиусом выгрузки будет перекрыто расстояние от оси выемки до внешней бровки кавальера в сумме с горизонтальной проекцией внешнего откоса забоя.

3) Комбинированные способы разработки применяют при больших размерах выемок. Выполняют за несколько проходов экскаватора.

С погрузкой в транспортные средства грунт можно разрабатывать в выемках любой ширины. При малой ширине выемок и мокрых грунтах в забое транспортные средства размещают на одном уровне с экскаватором. В крупных выемках с сухими грунтами транспортные средства выгоднее размещать на дне забоя. При этом уменьшается высота подъема ковша с грунтом h и дальность перемещения грунта по горизонтали l и увеличивается производительность экскаваторов.

Наибольшая ширина выемки драглайном может быть получена при разгрузке в транспортные средства.

studfiles.net

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8 

 

 

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

 

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 2, реже до 4 м. Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую и обратную лопаты, драглайн и грейфер. Кроме того, стрела, входящая в комплект драглайна и грейфера, может быть оборудована грузовым крюком или клином-бабой.

 

Прямая лопата представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой машины и выдвигается вперед с помощью напорного механизма. Опорожняется ковш путем открывания его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспечивает ей наибольшую производительность. Для рыхления грунта режущий край ковша снабжен зубьями. Это относится ко всем видам сменного оборудования, но выпускаются ковши и без зубьев - со сплошной (обычно полукруглой) режущей кромкой. При разработке грунтов I и II групп экскаватор может быть оборудован ковшом увеличенного объема. Разрабатывают грунт, когда экскаватор стоит на дне разрабатываемого забоя. На небольшую глубину он может отрывать грунт и ниже горизонта стояния, для чего устраивают пандус, позволяющий установить машину в забое выемки.

 

Обратная лопата - это открытый снизу ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, шарнирно соединенную (без напорного механизма) со стрелой. По мере протягивания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновременным опрокидыванием. Рабочая зона расположена ниже горизонта стояния машины. Современные модели экскаваторов с обратной лопатой имеют гидропривод, позволяющий ковшу поворачиваться относительно рукояти.

 

Ковш драглайна навешивают на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Ковш забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, его заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение к стреле и поворотом машины переводят на место разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении тягового каната. Драглайном можно разрабатывать грунт не только сильно насыщенный влагой, но и находящийся под слоем воды.

 

Грейфер представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным приводом, принудительно смыкающим эти лопасти. Грейфер навешивают на такую же стрелу, что и драглайн. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Грейфер погружается в грунт только за счет собственной массы ковша. Грейфер применяют обычно для разработки грунтов малой плотности (I и II группы) и находящихся под водой. Более плотные грунты предварительно необходимо рыхлить.

 

Производительность одноковшового экскаватора снижается по мере увеличения плотности грунта. Кроме того, она зависит от способа разработки грунта (при работе "на вымет" производительность повышается, при погрузке на транспортные средства - снижается), вместимости ковша и конструктивного решения кромки ковша. Экскаваторы с ковшами малой вместимости (до 0,5 м) обслуживает один машинист; их применяют только для разработки грунтов I...III групп. Более мощные экскаваторы обслуживают машинист и его помощник. Они могут разрабатывать (кроме грейфера) грунты всех шести групп (наиболее плотные - после предварительного рыхления).

 

Производительность экскаватора можно повысить, уменьшив угол поворота стрелы и увеличив вместимость ковша. Для этого необходимо максимально заполнять ковш грунтом (с "шапкой"), а также совмещать процессы резания грунта с поворотом стрелы и др.

 

Разработанный одноковшовыми экскаваторами грунт перевозят самосвалы, тракторы с прицепами, железнодорожные составы, гидравлический транспорт, реже - ленточные конвейеры.

 

При транспортировании грунта ленточными конвейерами загрузочное звено конвейера устанавливают параллельно оси проходки экскаватора, а погрузочный ковш-питатель перемещают вдоль загрузочного звена по мере продвижения экскаватора. При перемещении экскаватора на следующую заходку загрузочное звено отрихтовывают в новое положение. При погрузке в железнодорожные составы рельсовый путь следует укладывать параллельно оси проходки экскаватора. График движения землевозных составов должен быть сделан таким образом, чтобы перерывы между отправлением загруженного состава и подачей порожнего были минимальными, и состав передвигался по мере загрузки вагонов. Обычно в автосамосвал входит 3-6 ковшей грунта. Допустимый недогруз не должен превышать 10%, перегруз - 5%.

 

Массу грунта, погружаемого за один цикл работы экскаватора, определяют по формуле:

 

,

 

где:

 

 - геометрическая вместимость ковша, м;

 

 - плотность грунта, т/м;

 

 - коэффициент разрыхления;

 

 - коэффициент использования вместимости ковша (отношение объема грунта в плотном состоянии, разрабатываемого за один цикл, к геометрической вместимости ковша).

 

Число автомобилей или автопоездов, необходимых для обеспечения бесперебойной работы экскаватора, рассчитывают по формуле:

 

 

где:  - продолжительность, соответственно, установки машины под нагрузку, нагрузки машины экскаватором, пробега машины в оба конца при заданном расстоянии, мин; при L, км, и средней скорости движения , км/ч,

 

 

 - продолжительности соответственно установки машины под разгрузку, разгрузки машины, технологических перерывов, возникающих во время рейса (маневры, пропуск встречного транспорта на разъезде, ожидание), мин.

 

Продолжительность нагрузки  автосамосвала колеблется в широких пределах в зависимости от числа ковшей, погружаемых в кузов, рода грунта, среднего угла поворота машины при погрузке и типа экскаватора:

 

,

 

где:

 

- число ковшей грунта, погружаемого в кузов;

 

- продолжительность одного цикла экскавации, мин.

 

,

 

где:

 

 - число циклов экскаватора в 1 мин при работе с погрузкой в транспортные средства.

 

Продолжительность остальных операций для автосамосвалов различной грузоподъемности определяют на основе статистической обработки данных по выборочным замерам времени на объекте.

 

Рабочее место экскаватора (т.е. место, где он разрабатывает грунт) называется забоем. Геометрические размеры и форма забоя зависят от оборудования экскаватора и его параметров, размеров выемки, видов транспорта и принятой схемы разработки грунта. Применение рациональных приемов работы в правильно выбранном забое обеспечивает максимальную эффективность применяемого оборудования и высокую производительность при минимальной себестоимости землеройных работ. В технических характеристиках экскаваторов любой марки приведены, как правило, максимальные показатели их: радиусы резания, выгрузки, высота выгрузки и др. Работа на максимальных для данной машины параметрах приводит к ее быстрому износу и, как следствие, к снижению ее производительности. Поэтому для производства земляных работ следует принимать оптимальные рабочие параметры, составляющие 0,9 максимальных паспортных данных , а именно  

 

 

 

Оптимальная высота (глубина) забоя должна быть достаточной для заполнения ковша экскаватора за одно черпание, она должна быть равна вертикальному расстоянию от горизонта стоянки экскаватора до уровня напорного вала, умноженному на коэффициент 1,2:

 

,

 

где:

 

М - высота напорного вала над, уровнем стоянки м.

 

 

Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), целесообразно использовать экскаватор вместе с бульдозером. Последний разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора. Здесь бульдозер окучивает грунт, обеспечивая при этом достаточную высоту забоя, что позволяет эффективно использовать экскаватор.

 

Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены таким образом, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70% рабочего времени цикла экскаватора.

 

Для прямой лопаты различают лобовой и боковой забои. В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскаватору по дну забоя. В этом случае автомобили подходят задним ходом попеременно то с одной, то с другой стороны забоя. Соответственно и грунт разрабатывается то с одной, то с другой стороны от оси проходки, при этом угол поворота достигает 140° и  более, что снижает производительность экскаватора. Лобовой забой применяют в редких случаях (при разработке экскаватором пионерной траншеи, въездного пандуса и др.).

 

В боковом забое экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси движения и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону от оси проходки. При этом обеспечиваются благоприятные условия для движения транспорта, а средний угол поворота составляет 70... 90°. Поэтому после пионерной проходки весь оставшийся в выемке грунт разрабатывают способом продольного бокового забоя (рис.4).    

 

    

Рис 4. Схема определения проходки экскаватора

1, 2 - стоянки экскаватора.

 

 

Максимальная ширина разработки (по одну сторону от оси проходки) определяется катетом прямоугольного треугольника, гипотенузой которого является выбранный радиус резания, а вторым катетом - перемещение экскаватора между последующими стоянками . Эта величина равняется разности между максимальным и минимальным радиусами резания. Исходя из этого принимают:

 

   

Средний уголок поворота машины определяется между направлением стрелы при прохождении ее через центр тяжести объема грунта, разрабатываемого с одной стороны (точка 0), и положением стрелы в момент выгрузки ковша.

 

Для лобовой проходки целесообразно принимать ширину разработки 2, так как при этом средний угол поворота оказывается наименьшим.

 

Некоторые виды выемок (например, планировочные) можно разрабатывать боковым забоем с движением транспорта на одном уровне с экскаватором. Иногда для перехода к разработке с боковым забоем необходимо вначале отрывать так называемую пионерную траншею, которую экскаватор начинает разрабатывать, опустившись на дно забоя по пандусу (рис.5, а).

 

 

Рис.5. Схемы проходок одноковшового экскаватора с прямой лопатой и подачи транспорта:

а - при проходке пионерной траншеи и последующих боковых проходках:

О.Э.1, О.Э.2 - стоянки экскаватора; О.Т.1, О.Т.2 - стоянки транспорта;

1-3 - последовательность разработки грунта;

б - при поперечных проходках

 

 

Если высота выгрузки экскаватора больше или равна сумме глубины выемки, высоты борта автосамосвала или другой транспортной единицы и при этом добавляется 0,5 м (на "шапку" над бортом), пионерную траншею разрабатывают боковым забоем при движении транспорта по дневной поверхности на расстоянии не менее 1 м от края выемки.

 

При этом ширина проходки будет равна  (см. рис.5, а), где  - ширина части проходки, обращенной в сторону подачи транспорта. При определении  следует исходить из минимально необходимой величины для обеспечения беспрепятственного разворота хвостовой части машины . Это требование является обязательным, так как радиус выгрузки, соответствующий принятой высоте выгрузки, должен быть больше или равен   плюс заложение откоса (глубина проходки, умноженная на котангенс , где  - угол наклона откоса), плюс 1 м (безопасный зазор от бровки до кузова) и плюс половина ширины транспортной единицы.

 

При значительных в плане размерах выемки целесообразно разрабатывать ее поперечными проходками вдоль меньшей стороны (рис.5, б). Такой способ разработки обеспечивает минимальную длину пионерной траншеи и позволяет организовать наиболее производительное кольцевое движение транспорта.

 

Выемки, глубина которых превосходит максимальную высоту забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов (рис.6). При этом нижний ярус разрабатывают аналогично верхнему, а автомобили подают к экскаватору так, чтобы ковш наводился на кузов сзади. Трасса движения автомобиля в этом случае должна быть параллельной оси проходки экскаватора, но направлена в противоположную сторону.

 

 

 

Рис.6. Схема разработки котлована большой глубины последовательными проходками (I-V) экскаватора с прямой лопатой:

1-5 - последовательность разработки грунта.

 

 

При работе с обратной лопатой также применяют торцовый или боковой забой. При разработке грунта торцовым забоем экскаватором с обратной лопатой "на себя" экскаватор движется по оси отрываемой им траншеи или котлована и попеременно разрабатывает то одну, то другую его сторону в зависимости от того, с какой стороны подходит очередной автомобиль. В торцовом забое средний угол поворота машины 70...90°. Траншею можно расширять параллельными боковыми забоями (рис.7). Боковой забой образуется при разработке грунта по одну сторону от оси движения экскаватора. Если при разработке траншеи грунт складывают в отвал по одну сторону от траншеи, ось проходки смещается в сторону отвала, а ширина разработки уменьшается по сравнению с максимально возможной при торцовой проходке. При разработке в отвал и на транспорт автомобили подходят к экскаватору со стороны, противоположной отвалу, а ось проходки смещается относительно оси траншеи в ту сторону, в которую отгружается большая часть грунта. При боковом и торцовом забоях автосамосвалы подходят по трассе, параллельной оси движения экскаватора, но навстречу ему, а при торцовом забое их устанавливают под загрузку под углом 15,..25° к оси движения экскаватора.

 

 

    

   

 

Рис.7. Схемы проходок экскаватора с обратной лопатой или драглайна:

а - при торцовой проходке и последующих боковых проходках: О.Э.1 - О.Э.З - стоянки экскаватора; О.Т.1 - О.Т.З - стоянки транспорта;

1-3 - последовательность проходок экскаватора; б - при поперечных проходках

 

 

Наиболее целесообразно применять экскаватор с обратной лопатой для отрывки траншей глубиной до 6 м и небольших котлованов глубиной до 4 м (например, под фундаменты отдельных колонн).

 

Для торцовой и боковой проходок организация работ драглайна и обратной лопаты аналогична. При этом сохраняется такое же соотношение максимальной глубины резания. Драглайн обычно передвигается между очередными стоянками на 1/5 длины стрелы. Так как ковш драглайна гибко подвешен к стреле, для него весьма эффективной является челночная схема работы (рис.8). В этой схеме предусмотрено, что автосамосвал подходит к месту загрузки по дну забоя и загружается попеременными черпаниями ковша по обе стороны от кузова. Угол поворота экскаватора при погрузке по продольно-челночной схеме приближается к 0°, а при поперечно-челночной - к 15...20°, при этом продолжительность разгрузки уменьшается, так как ковш опорожняется без прекращения поворотного движения экскаватора в момент переноса ковша над кузовом машины.Благодаря этому общая продолжительность рабочего цикла  экскаватора  снижается на 20...26%.

 

При разработке грунтов I и II групп экскаватор, оборудованный грейферным ковшом, должен быть так расположен относительно траншеи, чтобы угол его поворота не превышал 70...90°. Грейфер на новую стоянку передвигается на 1/4 длины стрелы.

 

 

 

Рис.8. Схемы работы драглайна челночным способом

а - при погрузке грунта в транспорт, подаваемый по дну забоя;

б - при погрузке грунта в транспорт, подаваемый на уровне стоянки экскаватора, и во временный отвал

 

 

Экскаваторы отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор. Недобор (5...10 см) оставляют, чтобы избежать повреждения основания и не допустить переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаваторов применяют скребковый нож, насаженный на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операции по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с погрешностью не более 2см, что исключает необходимость ручных доработок.

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8 

 

 

 

zinref.ru

Разработка грунта экскаваторами — Мегаобучалка

Технологический процесс сооружения земляного полотна экскаваторами включает в себя: разработку грунта в забое( рис. 42.) погрузку его в автосамосвалы или землевозы, перемещение в насыпь, послойное разравнивание грунта бульдозером, уплотнение колесами автомобилей или специальными грунтоуплотняющими машинами. Грузоподъемность автосамосвалов определяется вместимостью ковша, объемом работ на объекте и дальностью перемещения грунта.

Место непосредственной работы экскаватора называется забоем, после выработки грунта в забое производится его перестановка. Продольная траншея, образуемая за один проход в одном на­ правлении, называется проходкой. Наибольшая высота забоя определяется высотой резания.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Размеры забоя определяются в зависимости от рабочих размеров экскаватора. В несвязных грунтах высота забоя принимается на 1,5-2 м выше наибольшей высоты резания. При работе в связных грунтах она не должна превышать наибольшей высоты резания экскаватора.

При разработке выемок и котлованов экскаватором - прямая лопата применяется в основном способ продольных проходок с поярусным углублением выемок, а в отдельных случаях - способ разработки на полный профиль с одной проходкой, называемый лобовым (рис. 43). При лобовой разработке экскаватор­ прямая лопата разрабатывает выемку и погружает грунт в транс­ портные средства, находящиеся сбоку или позади на уровне стоянки экскаватора, со значительным углом поворота экскаватора β.

 

 

КР 270204. 19. 00 ПЗ

При разбивке проходок пользуются вырезанными из бумаги шаблонами, представляющими собой контур поперечного профи­ ля проходки в принятом масштабе. Накладывая шаблон на попе­ речник выемки, котлована или карьера, намечают различные варианты расположения проходок. Проходки проектируются одно­ временно на продольном и поперечном профилях, чтобы точно определить пути прохода экскаватора, положение землевозных дорог и подсчитать объемы работ по проходкам. Начинается работа экскаватора с прокладки пионерной траншеи (рис. 44).

Рабочая характеристика экскаватора-драглайна (рис. 45) определяется следующими параметрами: углом наклона стрелы

в градусах а0 глубиной копания Д, наибольшим радиусом

 

копания с забросом ковша Г, наибольшим радиусом выгрузки В, наибольшей высоты выгрузки Б. Эти величины указываются в паспорте машины.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Наибольшая высота отсыпаемой насыпи зависит от длины и угла наклона стрелы, расположения и глубины резерва. При одностороннем расположении резерва высота насыпи, отсыпаемой драглайном, l,6 м, при двустороннем расположении - до 3 м (рис. 46).

 

 

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Наибольшая глубина выемки, разрабатываемой экскаватором-драглайном, 7,8 м. Вкомплект, предназначенный для разработок выемок, входят следующие машины. экскаватор-драглайн с ковшом вместимостью 0,8, 1,1 или 1,5 м3 и бульдозер, а при отсыпке насыпей из резерва -дополнительно пневмокаток или трамбующая машина.

Грунт, укладываемый в насыпь драглайном, разравнивается бульдозером послойно и уплотняется грунтоуплотняющей машиной до нормируемой плотности

Экскаватором-обратная лопата (рис 47) производятся работы

по копанию траншей для укладки в них трубопроводов и котлованов под фундаменты строящихся сооружений в глинистых и песчаных грунтах Грунт при разработке может отсыпаться в отвал вдоль траншеи или грузиться на транспортные средства.

 

 

КР 270204. 19. 00 ПЗ

 

 

Ширина и глубина траншеи, высота выгрузки грунта в транс­

КР 270204. 19. 00 ПЗ

портные средства определяются по рабочим характеристикам экскаватора. При разработке узких траншей шириной от 0,6 до 3 м экскаватор устанавливается вдоль оси траншеи. Наименьшая ширина траншеи с отвесными стенками соответствует ширине ковша. При рытье траншей с отвесными стенками большой ширины (до 5 м) экскаватор располагают не по оси траншеи, а поперечно то с одной, то с другой стороны траншеи. Вслед за рытьем траншей с отвесными стенками должно проводиться крепление стенок. Котлованы любой ширины обратной лопатой роют последовательной разработкой проходок. Сначала вдоль разрабатывается первая проходка (траншея), затем поперек -вторая проходка и далее в том же порядке взависимости от ширины котлована.

 

 

Транспортировка грунта при работе экскаваторов.Организация

транспортировки грунта при разработке его экскаваторами с любым рабочим оборудованием является важнейшей задачей в общем комплексе экскаваторных работ. Для перемещения грунта применяются: железнодорожный (широкой и узкой колеи), автомобильный, тракторный транспорт (с прицепами), транспортеры. Безрельсовый транспорт по сравнению с рельсовым требует меньших первоначальных затрат на подготовку пути следования между местами погрузки и разгрузки, отличается большей гибкостью возможностей использования освобождающегося транспорта при сокращении дальности перевозки, меньшей зависимостью от крутых уклонов и малых радиусов поворота, большей легкостью доставки транспортных средств к месту строительства и независимостью удаленности строительства от эксплуатируемых железных дорог.

Наибольшей эффективностью обладают саморазгружающиеся платформы, думпкары, самоходные и прицепные автосамосвалы и опрокидные прицепы. Соотношение вместимостей ковша и транс­ портной единицы не должно быть более 1:10 и не менее чем 1:3, т.е. не менее трех ковшей на каждую транспортную единицу.

Транспортные средства выбираются одновременно с выбором основных землеройных машин на основе технико-экономического сравнения.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Рельсовый узкоколейный транспорт с локомотивной тягой может применяться для местностей, позволяющих уложить путь с подъемом не круче 0,030 и кривым радиусом не менее 30 м, при дальности возки, не превышающей 5 км, для вагонеток - самосвалов вместимостью 9 м3.

Рельсовый ширококолейный транспорт может применяться при дальности возки от 2,0 до 10 км и более при рельефе местности, допускающем укладку пути с уклоном не круче 0,020 и кривыми радиусом не менее 200 м.

Автомобили и тракторы с прицепами на гусеничном ходу менее требовательны и могут двигаться по всем грунтам.

Рациональная дальность возки для тракторов с прицепами грузоподъемностью 15 и 25 т составляет 0,25-l,0 км, а для самосвалов грузоподъемностью 3,5; 5; 10 и 25 т, соответственно, 1; 2; 3 и 5 км. Подавать автотракторный транспорт под загрузку прямой лопатой следует навстречу ходу экскаватора, в противном случае ковш придется переносить над кабиной шофера, что не позволит опустить ковш с поворотом стрелы при движении под погрузку. Подача автотранспорта по ходу экскаватора представляет большую опасность для водителя при нахождении его в кабине. При погрузке драглайном автомашины должны подаваться по ходу разработки драглайна. Для быстрой установки машин под загрузку служат вехи, показывающие место установки транспортных средств.

Дорога для автотракторного транспорта допускается с уклоном

в грузовом направлении не круче 1:3, уклоны въездов должны быть не круче l:5, а съездов 1:2 при ширине не менее 3,5 м. Съезды устраиваются через каждые 100м насыпи и через 200 м в выемке для умень­шения длины пробега машин.

Съезды и землевозные дороги для движения безрельсового транс­ порта располагаются в зависимости от местных условий с одной или двух сторон от оси земляного полотна. Для содержания дорог и устройства съездов в насыпях и выемках выделяются бригада рабочих и грейдеры. Грейдеры производят профилирование автомобильных дорог для поддержания их в удовлетворительном состоянии не менее двух раз за смену, а в оставшееся свободное время рабочие и грейдеры используются на разравнивании грунта при возведении насыпи.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Рельсовый транспорт рационально применять при объеме работ не менее 60 тыс. м3. Он может быть рекомендован при возведении насыпей, если местных карьеров нет или они редко расположены по трассе, что обусловливает большую дальность возки, при которой применять автотранспорт неэкономично. В этом случае грунт подают поездами в конец уложенного пути и здесь выгружают, образуя временный «блуждающий» карьер. Из него грунт автомашинами подается в насыпь. Такой комбинированный способ транспортировки грунта в насыпь с использованием «блуждающих» карьеров широко применяется на строительстве в последние годы.

Землевозные рельсовые пути при возведении насыпей поднимают путеподъемниками, консольными электробалластерами или балластировочной плитой. После каждой подъемки путь обязательно выправляется для обеспечения безопасности движения рабочих поездов. При выправке пути применяется механизированный путевой инструмент или специальные машины. Движение землевозных поездов проводится в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.

Звеньевые ленточные транспортеры со звеньями до 240 м успешно применяются при транспортировке грунта на расстоянии до 1км и более.

Погрузка на транспортер осуществляется непосредственно экскаватором и бульдозером через специальные бункеры-питатели. Отвал грунта проводится с последнего звена или в любом месте с помощью специального приспособления - сбрасывающего щитка или сбрасывающей тележки, которая может перемещаться вдоль магистрального транспортера.

Предельный угол подъема, при котором транспортируемый

сыпучий материал не осыпается с ленты, соответствует 15 - 18°, что позволяет перемещать грунт транспортерами с большими подъемами и при сложном рельефе местности. Наиболее целесообразно отсыпать насыпи звеньевыми транспортерами на поймах рек, болотах, на пересеченной местности, при чередующихся насыпях и выемках.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Отсыпка насыпи может осуществляться с эстакады легкого типа. Грунт, сброшенный с ленты транспортера к основанию эстакады, перемещается в поперечном направлении бульдозером и укладывается по всей ширине земляного полотна горизонтальными слоя­ ми высотой не более 0,5 м с последующим их уплотнением.

Расчет требуемого количества транспортных единиц.Организуя работу экскаватора с погрузкой на транспортные средства, необходимо обеспечить непрерывность погрузки при максимальной производительности экскаватора и исключить его простои. Необходимое число транспортных единиц

где tц - полная продолжительность транспортного цикла;

tп -время погрузки одной транспортной единицы:

здесь tп -время погрузки транспортной единицы;

L -дальность возки грунта;

Vг - средняя скорость перемещения транспортных средств в груженом состоянии;

t -время разгрузки транспортной единицы;

п - средняя скорость перемещения транспортных единиц в порожнем состоянии.

Таким образом,

 

Полученное число транспортных единиц округляется в большую сторону. Время погрузки транспортной единицы (поезда, самосвала и пр.), мин

 

 

где п -число ковшей грунта, погруженного на одну транспортную единицу;

т -число транспортных единиц загружаемых за одну установку; пт -техническое число циклов экскаватора в минуту. Величина

где Vте -вместимость транспортной единицы, м3;

Qте -грузоподъемность транспортной единицы, т;

Vк -вместимость ковша, м3;

у -объемная масса грунта, т/м3;

Кг -коэффициент влияния грунта.

Работа транспорта регулируется графиком движения, увязанным с работой экскаватора и работой на месте выгрузки.

Для достижения наибольшей производительности на крупных экскаваторных работах применяется диспетчеризация, что позволяет перевыполнять нормы на 120-150 % и более. Сущность диспетчеризации заключается в непрерывном оперативном руководстве ходом работ сменным инженером-диспетчером по заранее составленному диспетчерскому технологическому графику. Диспетчерский график (рис. 48) состоит из трех взаимно согласованных и помещенных друг под другом графиков работы: экскаватора, транспортных средств, на отвале.

Руководя сменой, диспетчер ведет исполнительный график, отражающий фактический ход работ.

 

 

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Отделочные работы. Уборка недоборов, планировка и отделка

откосов после разработки выемок отсыпки насыпей проводятся механизированным способом. Для механизации этих работ имеется сменное планировочное оборудование к экскаватору (рис. 49).

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Планировщик свободно планирует откосы насыпей и выемок с рабочей отметкой до 6 м при грунтах I; II и III групп. Планирующий ковш имеет вместимость 0,5 м3. Перед началом работы планировщика дно выемки по всей его ширине выравнивается скрепе­ ром или грейдером до уровня проектных отметок средней грани сливной призмы. Эта плоскость должна доходить до линии проектных откосов выемки, затем восстанавливается ось полотна, а от нее ведется разбивка линий верхней и нижней бровок откоса.

для закрепления границ откосов (бровки и подошвы) в точках А и Б забиваются колышки через 10 - 20 м. После разбивки планировщик, передвигаясь вдоль выемки, срезает на каждой стоянке полосу недобранного грунта слоями и грузит его в автосамосвалы. После планировки откосов выполняется нарезка кюветов канавокопателем. Сливная призма земляного полотна планируется грейдером тяжелого типа со специальным профилирующим ножом-шаблоном (рис. 50).

Объем работ по отделке сливной призмы и откосов насыпей значительно меньше, чем в выемках. Технологический процесс планировки сливной призмы и откосов насыпей остается тот же, что и для выемок, только лишний грунт со сливной призмы отваливается. на откосы насыпи, а затем планировщиком по откосу спускается коснованию насыпи, где он разравнивается на месте или перемещается скреперами или автосамосвалами.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

 

 

Многоковшовые экскаваторы. Это машины непрерывного действия, разрабатывающие грунт в отвал или с погрузкой на транс­ портные средства. На строительных работах многоковшовые экскаваторы применяются для копания кюветов, водоотводных канав, траншей. Они обеспечивают высокую производительность. Многоковшовые экскаваторы классифицируются по следующим при­ знакам: конструкции рабочего органа, способу экскавации, виду силового оборудования и конструкции ходового оборудования.

По конструкции рабочего органа многоковшовые экскаваторы подразделяются на два вида: цепные и роторные. Цепные - это многоковшовые экскаваторы, ковши которых укреплены на бесконечной, непрерывно движущейся цепи. Роторные -это экскаваторы, ковши которых укреплены по окружности вращающегося колеса.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

По способу экскавации, осуществляющейся при одновременной работе ковшей и передвижении всей машины, различаются экскаваторы поперечного копания и экскаваторы продольного копания.

Движение ковшей экскаваторов поперечного копания происходит в направлении, перпендикулярном направлению движения всей машины. Движение ковшей экскаваторов продольного копания совпадает с направлением движения всей машины. По виду силового оборудования многоковшовые экскаваторы бывают с двигателями внутреннего сгорания и электрическими. По конструкции ходового оборудования многоковшовые экскаваторы бывают на рельсовом, гусеничном и автомобильном ходу.

Наибольшее распространение получили цепные канавокопатели продольного копания (рис. 51), разделяющиеся на две группы: с наклонным расположением рамы во время копания и вертикальным.

Канавокопатели роют траншеи с вертикальными стенками. Они могут быть оборудованы специальными наклонными или горизонтальными ножами-фрезами для рытья траншей с наклонными стенками.

 

 

 

На базе траншейного канавокопателя устроен кюветокопатель

КР 270204. 19. 00 ПЗ

(рис. 52). Рабочий орган кюветокопателя представляет собой ковшовую цепь, смонтированную на ковшовой раме. Грунт, срезаемый наклонными ножами рабочего органа, сваливается на дно разрабатываемого кювета и доставляется ковшами на поперечный разгрузочный транспортер. Глубина копания регулируется подъемом и опусканием ковшовой рамы. Машина оснащена баш­ маками, зачищающими грунт, просыпавшийся из ковшей в кювет. Для зачистки грунта и придания правильной формы сливной призме машина снабжена сменным шнековым профилером. Кюветы нарезаются по окончании основных земляных работ, отделки откосов, удалении излишков грунта со дна выемки и после тщательной планировки дна выемки на уровне верха сливной призмы.

Поверхность дна выемки, по которой перемещается кювето­

копатель, не должна иметь перекосов, влияющих на изменение очертания кювета в поперечном и продольном направлениях. После окончания разработки и выравнивания дна выемки проводится разбивка очертания кювета в плане установкой колышков по границе подошвы откоса и бровке кювета. В качестве ориентира для машиниста кюветокопателя делается вспомогательная разбивка наружного контура колеи правой гусеницы. Колышки ставятся через 5 м на прямых участках и через 3 м на кривых.

КР 270204. 19. 00 ПЗ

Эксплуатационная производительность многоковшового экскаватора при работе в отвал или бункер, м3/ч

 

где Vк - емкость ковша, м3;

 

 

 

V-скорость движения ковшовой цепи, м/с;

mI -расстояние между двумя соседними ковшами (шаг ковшей), м;

т -число звеньев цепи между двумя соседними ковшами;

1-длина одного звена цепи;

Кн - коэффициент наполнения ковша;

Кр - коэффициент разрыхления грунта;

Кв - коэффициент использования машины по времени.

Число ковшей, выгружающихся в 1 с,

Перед началом работы ковшовая рама должна быть поднята

над землей, для рытья ковшовая цепь приводится в движение, рама постепенно опускается. При работе канавокопателя, когда рама опустится на требуемую глубину траншеи, приводятся в движение гусеницы, и экскаватор начинает двигаться по оси траншеи, оставляя за собой вырытую траншею.

Производительность машины составляет от 20 до 80 м3/ч.

megaobuchalka.ru

Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия

У экскаваторов непрерывного действия все операции по разра­ботке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоков-

 

 

 

Рис. 5.20. Экскаваторы непрерывного действия:

а, 6 — экскаватор продольного копания — цепной и роторный; в — плужный канавокопатель; г — экскаватор поперечного копания

шовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания. У первых направление движения рабочего органа (ротора, ков­шовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вто­рых оно перпендикулярно направлению движения машины. У тре­тьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).

По типу ходового оборудования различают экскаваторы на гу­сеничном, пневмоколесном и рельсовом ходу.

Цепные экскаваторы продольного копания (непре­рывного действия) (рис. 5.20, а, 6) применяются для отрывки траншей под кабели, трубопроводы и другие коммуникации с не­большим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх, откуда скребками, шнеками и отвальным устройством сдвигается в сторону от траншеи.

Роторные экскаваторы продольного копания име­ют по сравнению с цепными более высокую производительность,

Рис. 5.21. Схемы разработки грунта роторными стреловыми экскаваторами: а — при открытой разработке; 6 — при закрытой разработке

но и большую массу. Они используются при больших объемах зем­ляных работ и разработке выемок под крупные линейно-протя­женные сооружения.

Плужные канавокопатели (рис. 5.20, в) применяются для отрывки каналов полного профиля при создании оросительных и осушительных сетей.

Экскаваторы поперечного копания (рис. 5.20, г) вы­пускаются с цепным рабочим органом и применяются при добы­че строительных материалов (песка, глины), мелиоративных и дру­гих работах.

Роторные стреловые экскаваторы (рис. 5.21) приме­няются в промышленном, транспортном и мелиоративном стро­ительстве при разработке крупных котлованов, прокладке кана­лов, тоннелей, устройстве дамб и плотин, разработке грунта в стесненных условиях. Они имеют небольшие размеры и обладают хорошей маневренностью. Грунт разрабатывается вращающимся ротором при одновременном повороте роторной стрелы в гори­зонтальной и вертикальной плоскостях. Срезанный грунт через ленточный транспортер перегружается в транспортное средство и отвозится от места разработки. -

Разработка грунта землеройно-транспортными

Машинами

К основным землеройно-транспортным машинам относятся скреперы, бульдозеры, грейдеры, которые разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы предназначены для послойного копания грунтов в материковом залегании, их транспортирования и отсыпки в зем­ляные сооружения с планированием слоями равномерной тол­щины. Скреперы применяют для разработки талых грунтов I и II групп, в том чисяе грунтов с каменистыми" включениями.

При работе на непереувлажненных суглинках, лессах, черно­земах и почвах с примесями гравия и гальки скреперы загружают­ся с «шапкой» и разгружаются полностью; эти же грунты, но вы­сохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресву необ­ходимо предварительно разрыхлить плугами или рыхлителями, чтобы обеспечить нормальную загрузку скреперов.

При сухих сыпучих песках скреперы загружаются на 60...70% геометрической вместимости. На липких и переувлажненных грун­тах работа скреперов малопроизводительна вследствие прилипа­ния грунта к днищу и стенкам ковшей. На горизонтах ниже уров­ня грунтовых вод скреперы неработоспособны.

Применяют прицепные (с объемом ковша 3... 10 м3), полупри­цепные (4,5... 5 м3) и самоходные (8... 25 м3) скреперы (рис. 5.22).

 

 

 

Рис, 5.22. Скреперы:

а, б — прицепные двух- и одноосные; в — полуприцепной; г — самоходный; д— самоходный в паре с бульдозером-толкачом

Прицепные и полуприцепные скреперы наиболее эффективны при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходные — на расстояние до 3000 м.

Рабочий цикл скрепера состоит из последовательно повторяю­щихся операций: порожний ход, загрузка ковша, груженый ход и разгрузка.

Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12... 0,35 м.

Набор грунта производят при прямолинейном движении скре­пера или движении под уклон. При разработке плотных грунтов для увеличения толщины стружки применяют тракторы-толкачи (см. рис. 5.22, д), число которых зависит от типа скрепера, вме­стимости ковша и дальности транспортировки (I толкач на 2...6 скреперов).

Скреперы набирают грунт (в зависимости от его вида) различ­ными способами (рис. 5.23). Способ набора грунта постоянной тол­щины тонкой прямой стружкой применяют на связных грунтах при работе под уклон; клиновой стружкой (переменной толщины) — при разработке связных грунтов на горизонтальных участках; гре­бенчатой стружкой с переменным заглублением и выглублением ковша — при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках; клевковой стружкой (разновидность гребенчатого способа) — при разработке сухих песчаных и супес­чаных грунтов. В зависимости от характера возводимого сооруже­ния, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта и местных условий применяют эллиптическую, спиральную,

 

	O,SL	0,31
0.2L

				LLLLU.
		И '1 Ч '|Ч	_LLLLL	^jTJT

Рис. 5.23. Схемы срезания грунта скреперами и траектории их движения: о, б, в, г — соответственно срезание грунта постоянной толщины (А) и длины (£.), клиновой, гребенчатый и клевковый способы; д, е, ж, з — траектории движения соответственно эллипс, спираль, восьмерка, зигзаг; и, к — челночно-поперечная и челноч но-продольная траектории движения

«восьмеркой», зигзагообразную, челночно-поперечную и челноч-но-продольную (см. рис. 5.23, д—к) схемы движения скреперов.

Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, предваритель­но разрыхляют на толщину срезаемой стружки. Для рыхления при­меняют рыхлители, являющиеся прицепным оборудованием к гу­сеничному трактору или навесным — к бульдозеру.

Бульдозеры бывают с неповоротным и поворотным отва­лом.

Бульдозеры используют для обратной засыпки, сооружения на­сыпей из грунтов боковых резервов, грубого планирования зем­ляных поверхностей и подготовительных работ, а также для рас­пределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и земле-

 

Рис. 5.24, Схемы основных операций при работе бульдозера: а — транспортное положение и рыхление грунта; 6 — резание и набор грунта; в — перемещение грунта; / — трактор; 2 — отвал; 3 — толкающий брус; 4 — рыхли­тель; 5 — призма грунта перед отвалом

возов, формирования террас на косогорах, штабелирования сы­пучих материалов и др.

Бульдозеры применяют при перемещении грунта на расстоя­ние 10... 70 м и более при благоприятных условиях (попутных ук­лонах путей перемещения, легких грунтах). Для уменьшения по­терь отвалы могут оборудоваться отхрылками и козырьками.

В цикл работы бульдозера (рис. 5.24) входят следующие опера­ции: резание и набор грунта методом снятия стружки; перемеще­ние грунта с надвижкой его отвалом; возвратный холостой ход.

Планировка площадок бульдозерами выполняется преимуще­ственно траншейным и послойным способами.

При траншейном способе (рис. 5.25, в) выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4 ...0,5 м. Разработку каждого яруса ведут

6...10м

2 а

S, s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М- 1
		i
гггг
.1,1,1,1,	,1.1,

Рис. 5.25. Схемы резания и перемещения грунта бульдозером:

а — под уклон; 6 — на горизонтальном участке; в — траншейным способом; г —

послойным способом; / — участок резания; 2 — участок перемещения; 3 — участок

разгрузки; 4 — насыпь; 5 ~~ выемка

траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы не­тронутого грунта шириной 0,4... 0,6 м. Эти валы срезают бульдозе­рами в последнюю очередь. Траншейный способ исключает зна­чительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производителен.

При послойном способе (рис. 5.25, г) выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозе­ра последовательно по всей ширине выемки или отдельными его частями. Этот способ прост и используется чаще, чем траншей­ный.

При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применя­ют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора. При дальности переме­щения до 70 м бульдозер возвращается в забой для повторения цикла задним ходом без разворота машины. При работе бульдозе­ра в особо плотных грунтах (выше III группы) грунт предвари­тельно разрыхляют.

Грейдеры (рис. 5.26) предназначены для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, аэродромов и других линейных и площадных объектов. По трудности разработки грейдерами грунты подразделяют на I, II и III группы. Грейдеры применимы в грунтах с отметкой выше уровня грунтовых вод и неработоспособны на заболоченных землях.

Эффективность работы грейдеров обеспечивается при рабочих ходах протяженностью более 0,5 км.

Т\ 1

6 5 4

Рис. 5.26. Конструкция и схемы работы грейдера:

a — вид сбоку; 6 — резание грунта; в, д — планирование дорожного полотна и

откоса выемки; г — поворот отвала; 1 — рама; 2 — поворотный круг; 3 — тяговая

рама; 4 — ось тяговой рамы; 5 — ось поворотного круга; 6 ~ отвал

Рис, 5.27. Схемы работы и агрегирования грейдер-элеваторов:

а, б — сооружение дорожной насыпи и канала; в, г — полуприцепной и навесной

грейдер-элеваторы; / — транспортер; 2 — плуг

Грейдер-элеваторы (рис. 5.27) применяются при копании грунтаТ III групп в равнинных местностях и отсыпке его в линейно-протяженные земляные сооружения из боковых резервов. Они под­разделяются на полуприцепные (к трактору) или навесные (наавтогрейдеры).

5.10. Укладка и уплотнение грунтов

Укладка в насыпь и уплотнение грунта выполняются при планировочных работах, возведении различных насыпей, обрат­ной засыпке траншей, пазух фундаментов и др. Уплотнение про­изводится с целью увеличения несущей способности грунта, умень­шения его сжимаемости и снижения водопроницаемости. Уплот­нение может быть поверхностным и глубинным. В обоих случаях оно осуществляется механизмами.

Существует уплотнение грунтов укаткой, трамбованием и виб­рированием. Наиболее предпочтителен комбинированный метод уплотнения, заключающийся в одновременной передаче на грунт различных воздействий (например, вибрирование и укатка), или объединение уплотнения с другим рабочим процессом (напри­мер, укатка и движение транспортных средств и др.).

Для обеспечения равномерного уплотнения отсыпанный грунт разравнивают бульдозерами или другими машинами. Наибольшее уплотнение грунта с наименьшей затратой труда достигается при

определенной оптимальной для данного грунта влажности (см. табл. 5.1). Поэтому сухие грунты должны увлажняться, а переу­влажненные — осушаться.

Грунт уплотняют участками (захватками), размеры которых дол­жны обеспечивать достаточный фронт работ. Увеличение фронта работ может привести к высыханию подготовленного к уплотне­нию грунта в жаркую погоду или, наоборот, к переувлажнению в дождливую.

Наиболее трудным является уплотнение грунта при обратной засыпке пазух фундаментов или траншей, так как работы ведутся в стесненных условиях. Во избежание повреэкдения фундаментов или трубопроводов прилегающий к ним грунт на ширину 0,8 м уплотняется с помощью виброплит, пневматических и электри­ческих трамбовок слоями толщиной 0,15... 0,25 м (рис. 5.28, а—в). Более производительные способы, например самопередвигающи­еся виброплиты и другие (рис. 5.28, г—е), применяются при уп­лотнении засыпки под полы.

 

ЧТУ

Рис. 5.28. Схемы уплотнения грунта:

а — общий вид насыпи; 6, в — уплотнение виброплитой и вибротрамбовкой; г — то же, самопередвигающейся виброплитой; д, е — то же, прицепным виброкатком и самоходным кулачковым катком; /, II, III — соответственно виброуплотнение

на месте, при движении вперед и назад

Насыпи, имеющие большую площадь, рекомендуется уплот­нять прицепными или самоходными гладкими или кулачковы­ми катками, а также трамбующими машинами по замкнутому кругу.

Проходки грунтоуплотняющих машин делаются с небольшим перекрытием во избежание пропусков неуплотненного грунта. Чис­ло проходок по одному месту и толщина слоя задаются в зависи­мости от вида грунта и типа грунтоуплотняющей машины или устанавливаются опытным путем (обычно 6...8 проходок).

Насыпи, к которым не предъявляются высокие требования по плотности грунта, можно уплотнять транспортными средства­ми в процессе отсыпки грунта. Схема работы составляется так, чтобы груженый транспорт перемещался по отсыпанному слою грунта.



infopedia.su

---

• 
  Циклы двс
• 
  Три вида теплопередачи
• 
  Что такое технический процесс
• 
  Транспортный пакет
• 
  Дозатор автоматический
• 
  Китайский грузовик faw
• 
  Т 150 размер шин
• 
  Мерзлые грунты
• 
  Бульдозер дз 42 технические характеристики
• 
  Браковка стропов из стальных канатов
• 
  Уаз рулевой механизм