Тема 3.3машины непрерывного действия для разработки траншей

ОБЗОР И КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

ВОПРОСЫ:

Цепной траншейный экскаватор — самоходная землеройная ма­шина непрерывного действия, снабженная рабочим органом в виде бесконечной цепи с навешенными на нее на определенном расстоя­нии друг от друга ковшами (рис. 70, а).

Роторным траншейным экскаватором называется самоходная землеройная машина, оснащенная рабочим органом в виде жесткого колеса (ротора) с расположенными по его периметру ковшами и предназначенная для рытья траншей определенного профиля (см. рис. 70, а—г).

Тема 3.4. Общее устройство

РОТОРНОГО ТРАНШЕЙНОГО ЭКСКАВАТОРА

ВОПРОСЫ:

Роторный траншейный экскаватор, как уже было сказано выше, состоит из двух основных агрегатов: тягача и рабочего органа (рис. 72). Тягач представляет собой переоборудованный промышлен­ный трактор, оснащенный дополнительно сварной рамой, называемой основной рамой экскаватора. В задней части основной рамы имеются прямолинейные или криволинейные направляющие, на которые устанавливаются с возможностью перемещения вдоль них ползуны. К ползунам шарнирно монтируется передний конец рамы рабочего органа. На основной раме экскаватора располагается механизм подъема рабочего органа, состоящий из двух силовых гидроцилиндров, корпуса которых крепятся к раме, а штоки оканчи­ваются, подвижной обоймой с зубчатыми звездочками.

Рис. 72. Роторный траншейный экскаватор ЭР-7АМ: 1 — (тягач; 2 — рама экскаватора; 3 — механизм подъема рабочего органа; 4 — транспортер; 5 — рама ротора; 6 — задняя опора; 7 — подборный щит;

8 — ротор.

Радиусные транспортеры

Такие транспортеры применяются в основном на экскаваторах легкого и среднего типов: ЭТР161, ЭР-7 AM, ЭР-7Е, ЭР-7П и т. д.

На рис. 76, а приведена одна из конструкций радиусного транс­портера. Она состоит из сварной рамы 6, концевых барабанов 5, поддерлшпающих роликов 7, очистителей 8 ленты, очистителей / концевых барабанов, натяжных винтов 4, резино-тканевой ленты 3

I

Рис. 70. Конструкция транспортеров.

и нажимных фартуков 2. Рама транспортера содержит два лонже­рона, соединенные между собой поперечными связями. На нижних полках рамы имеются отверстия для захода шипов, которыми.регу­лируется вылет транспортера.¹ К верхнему поясу рамы приварены стойки для крепления нажимных фартуков.

Угловые транспортеры

В угловых транспортерах рабочая ветвь ленты движется по траекто­рии, состоящей из двух прямолинейных участков (горизонтального и наклонного) и криволинейного перехода между ними. В зоне за­грузки расположен горизонтальный участок. Насыпной груз раз гоняется на нем, проходит криволинейную зону, поступает на на­клонную часть транспортера и затем при огибании концевого бара­бана сбрасывается в отвал.

Угловые транспортеры получили широкое применение на экска­ваторах тяжелого типа (ЭР-10, ЭТР301, ЭТР301А, ЭТР221, ЭТР223, ЭТР231, ЭТР253 и т. д.).

Рама наклонной секции имеет проушины шарнира, подставки для крепления поддерживающих роликов и боковины, образующие желоб. К боковинам прикрепляются прижимные фартуки из морозо­стойкой резины. На верхнем конце рамы смонтирован" тяговый барабан.

Горизонтальная секция состоит из рамы, на которой размещены поддерживающие ролики и боковины. С одной стороны к гори­зонтальной секции болтами прикреплены кронштейны шарнира, а с другой — второй тяговый барабан транспортера. Для уменьшения нагружения ленты от падающего из ковшей грунта поддерживающие ролики размещены на горизонтальной секции с меньшим шагом, чем на наклонной

ТИПЫ РАССТАНОВОК И КОНСТРУКЦИЯ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

1-РОТОРНЫХ ТРАНШЕЙНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов в значительной степени определяют их производитель­ность, надежность и долговечность.

Рабочий орган роторного траншейного экскаватора, оснащенный сменными зубьями, должен обеспечивать:

минимальную удельную энергоемкость процесса копания грунта;'

максимальную надежность и долговечность всех элементов рабочего органа;

способность быстро сменить изношенный режущий инструмент

Рис. 77. Типы расстановок зубьев.

Рис. 78. Конструкция режущего инструмента:

а — зубья экскаваторов малой мощности (ЭТР161); б — зубья экскаваторов средней и большой мощности (ЭР10В, ЭТР253). 1 — тело зуба; 2 — пластина твердого сплава.

.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ

РОТОРНОГО ТРАНШЕЙНОГО ЭКСКАВАТОРА

Определение скорости вращения ротора

Скорость резания — это скорость движения режущего инструмента по его траектории. Поскольку окружная скорость вращения зубьов ротора много больше скорости подачи экскаватора (в 25—300 раз), то ее с достаточной степенью точности можно принять за скорость .резания.

. КАНАТНО-СКРЕПЕРНЫЕ УСТАНОВКИ

Примером канатио-екреперной установки служит установка КСУ-].

Самоходная канатно-скреперная установка КСУ-1 (рис. 83) ирод назначена для рытья траншей на болотах, строительстве переходом через небольшие реки и водоемы, а также в горной Местности на уклс нах более 20°.

При работе трактор с лебедкой располагается по одну сторону заболоченной зоны (или водоема), а якорь устраивают на другой ее стороне (рис. 84). На якоре имеется обойма с неподвижным блоком, через который пропускают канат. Канатов два. Каждый из них крепится одним концом к своему барабану лебедки, а вторым — к ковшу

Рис. 83. Канатно-скреперная установка КСУ-1.

Канат, прикрепленный к передней части ковша, называется I н I о в ы м, а к задней — холостым. Как правило, тяговый I imi.it непосредственно соединен с барабаном лебедки и подтягивает ihiihii к трактору, а холостой сначала перекинут через неподвижный т.ч. якоря, а потом идет на барабан и подтягивает ковш к якорю. Попеременно включая барабаны лебедки на наматывание и сматыва­ние каната, перемещают ковш к трактору — рабочий ход (i I реиерование) -или к якорю — холостой ход.

Ковши, которыми снабжается установка, — волокушного типа . Они отличаются от ковшей других типов тем, что не имеют Дин. Это необходимо для разгрузки ковша в начале холостого хода fie I его подъема и опрокидывания.

Рис. 84. Схема работы канатно-скреперной установки: а — с одним ковшом; б — с двумя ковшами.

Нижняя режущая кромка ковша снабжена зубьями, которые предназначены для разрушения (резания) грунта. В задней части Ковша сверху имеется стойка с роликами, между которыми проходит <ц |остой канат. Ролики предохраняют канат от трения о ковш, снижая тем самым его износ и уменьшая возникающее при этом Дополнительное сопротивление перемещению ковша. Внизу задней «ни ти ковша иногда делают откидной зуб, служаший для рыхления I рупта во время холостого хода.

ЭКСКАВАТОРЫ С СИЛЬНО РАЗВИТОЙ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Первым опытом в этой области было создание экскаватора на понтонно-гусеничном ходу модели ЭПГ-1 (рис. 85, а). При этом по­воротная часть и рабочее оборудование было целиком заимствовано у серийно выпускающегося экскаватора Э-302, а его пневмо колесный ход заменен специально спроектированным понтонно гусеничным, состоящим из ходовой рамы и двух гусеничных тележек. Каждая гусеничная тележка имела пять полых катков понтонои, придававших экскаватору плавучесть.

Катки-понтоны охватывались специальной широкой и легкой гусеницей (ширина 1,5 м), обеспечивающей экскаватору малое удель ное давление на грунт (0,1 кгс/см² при весе экскаватора 19 т)

Рис. 85. Экскаваторы с сильно развитой опорной поверхностью: а — марки ЭПГ-1; б — марки ЭКБ-1.

Рис. 87. Каток-понтон.

1 — цапфа внутренняя, 2 — фланец внутренний; 3,6 — ободы; 4 — ароч­ная шина; 5 — болтовое крепление ободов; 7 — фланец внешний; S — цапфа внешняя с каналами для подвода сжатого воздуха.

МАШИНЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРАНШЕЙ ОТ СНЕГА

Укладка трубопровода в траншею и последующая ее засыпка в зим­них условиях сильно осложняется снегопадами и метелями, при­водящими часто к полному заносу траншеи и трубы (вплоть до бруствера).

Для того чтобы этого не происходило, организация работ при наличии землеройных машин, способных разрабатывать мерзлы ii грунт, должна быть такой, чтобы задел в отрытии траншеи не пре­вышал сменного темпа укладочной колонны.

Однако и в этом случае могут возникнуть ситуации, при которых длительный непредвиденный простой колонны приведет к заносу траншеи снегом, что осложняет также ремонт действующих трубо­проводов.

Для расчистки траншей от снега применяют обычные роторные» траншейные экскаваторы, оснащенные скребковыми транспортерами, одноковшовые экскаваторы с несколько измененным оборудованием (косой драглайн) и специальные траншейные снегоочистители ротор­ного типа.

ОБОРУДОВАНИЕ К ДРАГЛАЙНУ И ОЧИСТКИ ТРАНШЕЙ

Для очистки траншеи от снега или обвалившегося грунта экскаватор располагают сбоку траншеи, со стороны, противоположи брустверу, таким образом, чтобы конец боковой стрелы и голо основной стрелы находились над траншеей. Процесс работы аналогичен процессу копания обычного драглайна с той лишь разницей что ковш при этом перемещается не вдоль оси экскаватора, а вдо. траншеи. При этом платформа экскаватора повернута к транш под углом. Для ее удержания от разворота под действием реактивно момента предусмотрена тросовая растяжка, связывающая платфор с ходовой рамой экскаватора. Не позволяя ему повернуться л встречу рабочему ходу ковша, тросовая растяжка в то же вре обеспечивает разворот на выгрузку ковша в сторону бруствер Соскакивание подъемного каната с блока основной стрелы про отвращается специальным качающимся устройством, навешиваемы на ее конец и состоящим из двух блоков и Двух роликов, установле ных в обойме, шарнирно укрепленной на оси головного блока стрелы Конструкция устройства выполнена таким образом, что блоки ра положены в плоскости, касательной к окружности головного блока при любом положении обоймы.

Производительность экскаватора с оборудованием ОТ при очи стке траншей от снега достигает 100 м/ч.

ТРАНШЕЙНЫЙ СНЕГООЧИСТИТЕЛЬ РОТОРНОГО ТИПА

Траншейный роторный снегоочиститель ТРС-1 (рис. 89) предназначен для очистки сильно заснеженных траншей, разработанных ротор ными или одноковшовыми экскаваторами. Он представляет собоп навесное оборудование с собственным приводом на серийный трубо­укладчик. При этом с трубоукладчика снимается обычная стрела, а на ее место навешивается специальная, снабженная кронштейнами для крепления рамы снегоочислителя, которые выполнены таи, что обеспечивают поворот снегоочислителя относительно трубо­укладчика в вертикальной и горизонтальной плоскостях при пере­ездах по месттности с ограниченной проезжей частью.

Рис. 89. Роторный траншейный снегоочиститель.

МАШИНЫ ДЛЯ ЗАСЫПКИ ТРАНШЕЙ

. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ДЛЯ 3АСЫ ПКИ ТРАНШЕЙ

Траншею после укладки в нее изолированного трубопровода зас|| пают грунтом. Засыпка траншеи является одной из важных техно» логических операций, от качества выполнения которой в значитолм ной степени зависит срок службы трубопровода.

Для того чтобы не повредить изоляцию трубопровода, перл и И покрывающий его слой грунта должен быть мягким, не содержащим крупных камней или мерзлых комьев.

Щ Засыпка траншеи должна производиться по возможности равно мерно, без мгновенного сбрасывания большого объема грунта, что может привести как к повреждению изоляции, так и к смещению участков трубопровода к стенкам траншеи, вызывающему возник новенне в трубопроводе дополнительного изгибающего момента, ухудшающего последующее его напряженное состояние в период эксплуатации.

Применяемый для засыпки траншеи тип машин определяет но только ее качество, но и оказывает существенное влияние на техно логию работ и ширину полосы, отведенной для строительства.

До сих пор для засыпки траншей широко используются буль­дозеры, а на некоторых труднопроходимых или лесистых участках трассы — одноковшовые экскаваторы. Применение таких уни­версальных машин, как одноковшовые экскаваторы, является не­экономичным при производстве линейных работ, а использован но бульдозеров, хотя и обеспечивает требуемый темп работ, но не отве­чает перечисленным выше технологическим требованиям к процессу засыпки

Использование бульдозеров для засыпки траншей при стро­ительстве вторых и третьих ниток трубопроводов, расположенных параллельно первой, уже действующей нитке, осложнено ввиду того, что наезд на проложенную и находящуюся под давленном линию может вызвать ее повреждение.

Рис. 90. Засыпка траншеи траншеезасыпателем: а — скребкового типа; б — роторного типа

СКРЕБКОВЫЙ ТРАНЩЕЕЗАСЫ ПИТАТЕ ЛЬ

Траншеезасыпатель скребковый ТС- предназначен для засыпки гранТа шеи с уложенным в нее трубопроводом на заболоченных

.нп| полосы не позволяют производить работу бульдозером.

Кроме своего основного назначения траншеезасыпатель omifl типа может быть использован в качестве грузоподъемного крапа,J а также для рыхления мерзлого грунта клин-бабой.

Сужение строительной полосы при засыпке траншеи этой маши и о! по сравнению с бульдозером достигнуто путем переноса базоиогя трактора на противоположную брустверу сторону траншеи, по котцЯ рой перемещается вся остальная строительная техника. На стороне бруствера оставлен только рабочий орган. При этом рабочий орган (скребок) напоминает отвал бульдозера с той лишь разницей, чти связан с базовой машиной не жесткой, а гибкой связью, под of и (Я ковшу драглайна (см. рис. 90, а).

Так же, как ковш драглайна, скребок при помощи кругли* цепей соединен с подъемным и тяговым канатами, первый из которы \, огибая блок, укрепленный на голове стрелы, идет на барабан подъем ной лебедки, а второй через находящееся в средней части леиоЦ] гусеничной тележки трактора направляющее устройство — на бара бан тяговой лебедки.

Управление лебедками — гидравлическое насосное.

Конструкция стрелы телескопического типа позволяет изменять] ее длину путем выдвижения крайнего трубчатого звена и закреплении его в направляющих при помощи пальца в нескольких положении х. Стрела шарнирно крепится к специальным кронштейнам, уста но вленным на раме левой гусеничной тележки трактора, что позволяет изменять ее наклон в вертикальной плоскости.

Для изменения наклона стрелы на тракторе установлена стрело­вая лебедка.

Поскольку предполагалось, что траншеезасыпатели полностью заменят бульдозеры на трассах строительства магистральных трубоч проводов, первые их образцы (типа ТС-1) были дополнительно оспа щены навесным оборудованием бульдозера.

Процесс работы траншеезасыпателя несколько напоминает про­цесс работы экскаватора с оборудованием драглайна. Передвигаясь вдоль траншеи по стороне, противоположной брустверу, траншей засыпатель сгребает в нее грунт, путем забрасывания скребка ая| бруствер подъемным канатом и подтягивания его с грунтом к траншей тяговым канатом. Над траншеей грунт высыпается из скребка и наполняет ее.

ШНЕКОВЫЙ ТРАНШЕЕЗАСЫПАТЕЛЬ

Для непрерывной засыпки траншеи размельченным грунтом бц создан траншеезасыпатель с рабочим органом в виде горизонтально! шнека (рис. 91).

Вал шнека вращается в подшипниковых опорах, укреплен ни* по краям отвала, напоминающего бульдозерный. Отвал вместе о(Й шнеком, цепной передачей и редуктором привода шнека, который тоже крепятся к отвалу (с левой его части по ходу движения), пред» ставляет собой навесное оборудование, навешиваемое на базошдЯ трактор, аналогично отвалу бульдозера.

Привод шнека осуществляется от вала отбора мощности пря] помощи цепной передачи, двух последовательно соединенных черня промежуточную опору карданных валов, углового редуктора и вто­рой цепной передачи.

Для обеспечения рабочих скоростей передвижения тракторная* коробка передач траншеезасыпателя заменена коробкой передач экскаватора. В рабочем положении траншеезасыпатель перемещается вдоль траншеи со стороны бруствера, разрушая и транспортируя его шнеком в траншею. При этом на машину действует реактиннан сила грунтового сопротивления, приводящая к выглублению шпека из бруствера вследствие недостаточного веса навесного оборудовании и разворачивающая ее влево (в сторону, обратную перемещению грунта шнеком.

Рис. 91. Траншсезасьшатель шнскового типа.

РОТОРНЫЙ ТРАНШЕЕЗАСЫПАТЕЛЬ

Траншеезасыпатель роторного типа, так же как и шнекового, напнется машиной непрерывного действия и предназначен для засыпания. и траншеи (после укладки в нее трубопровода) разрыхленным грунтом

Рис. 92. Траншеезасыпатель роторного типа.