Вопрос 1 Конструкция машин для земляных работ
По технологическому назначению машины для земляных работ подразделяют на следующие основные группы:
1. Машины для подготовительных и вспомогательных работ: кусторезы, корчеватели пней, рыхлители, машины и оборудование для водоотлива и водопонижения.
2. Землеройно-транспортные машины, предназначенные для послойной разработки и перемещения грунта: скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы или струги. Область применения машин этой группы ограничивается грунтовыми и климатическими условиями, а также рельефом местности.
3. Экскаваторы, являющиеся наиболее универсальными землеройными машинами, поскольку перемещение рабочего органа у них не зависит от других частей машины и они обладают разнообразием технологических приемов. По характеру рабочего процесса экскаваторы подразделяются на машины цикличного действия, у которых все операции протекают последовательно в определенном порядке и повторяются через некоторые промежутки времени (одноковшовые экскаваторы), и машины непрерывного действия, у которых все операции производятся одновременно (многоковшовые и фрезерные экскаваторы).
4. Машины для гидравлической разработки грунта, производящие отделение грунта от массива в сухих забоях струей воды из насадки гидромонитора под напором 1-3 Мн/м2 (10-30 ат), а в забоях под водой - засасыванием легкого песчаного грунта вместе с водой плавучим или передвижным землесосным снарядом. Разработка суглинистых и глинистых грунтов производится при одновременном рыхлении грунта механической фрезой, смонтированной на всасывающем устройстве землесоса.
5. Машины для искусственного уплотнения грунта с целью устранения фильтрации и вредных осадок его при эксплуатации возведенных сооружений: катки, трамбующие и вибрационные машины и машины комбинированного действия.
Разнообразие видов земляных работ, а также их объемов вызывает необходимость применения различных по конструктивному исполнению землеройных машин. Участие отдельных видов землеройных машин в выполнении общих объемов земляных работ в промышленном строительстве весьма различно.
Объем работы, % Землеройно-транспортные машины – 46,1 В том числе: бульдозеры – 36,2 скреперы – 8,4 грейдеры и автогрейдеры – 1,5 Экскаваторы одноковшовые – 44,1 Экскаваторы непрерывного действия – 4,2 Плавучие земснаряды – 3,1 Прочие машины – 2,5
Это соотношение работ непостоянно в зависимости вида земляных работ.
Машины для земляных работ широко применяются при строительстве автомобильных и железных дорог, каналов, ирригационных сооружений, для рытья траншей и котлованов, выполнения планировочных и других работ.
В зависимости от вида выполняемых работ машины можно подразделить на следующие основные группы: I. Машины для подготовительных работ. II. Землеройно-транспортные машины. III. Экскаваторы. IV. Машины и оборудование для гидромеханизации земляных работ. V. Машины для уплотнения грунта. VI. Машины для разработки мерзлых грунтов. VII. Машины для отделочных и укрепительных работ. VIII. Машины для буровых работ.
Машины для земляных работ могут быть циклического и непрерывного действия и оборудуются всеми известными типами приводов, ходовых устройств и систем управления.
Грунты и горные породы разрушаются механическим, гидромеханизированным и взрывным способами.
Наиболее распространены механические способы (85% всего объема работ), энергоемкость которых составляет 0,05-0,7 кВт • ч/м3 в зависимости от вида оборудования и твердости грунтов.
Гидромеханизированный способ требует значительно меньших затрат на оборудование и одновременно обеспечивает высокоэффективную транспортировку грунта. Энергоемкость колеблется в пределах 0,15-2 кВт • ч/м3.
Взрывной способ является самым дорогим, и затраты энергии только на буровые работы составляют 0,8-1,1 кВт • ч/м3. Этот способ применяется для предварительного рыхления скальных и мерзлых грунтов перед их разработкой одноковшовыми экскаваторами, а также для разработки грунтов на выброс.
Машины для земляных работ классифицируются также:
-по виду привода (ДВС, электрический, гидравлический, комбинированный);
-по числу двигателей (однодвигательные, многодвигательные);
-по мощности (малой, средней и большой);
-по ходовому оборудованию (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые, шагающие);
-по принципу действия (цикличного и непрерывного действия);
в зависимости от климатического исполнения (в обычном, северном, тропическом исполнении).
Машины для земляных работ непрерывно совершенствуются на основе исследований взаимодействия рабочих органов с грунтом, улучшения конструкции агрегатов и узлов, применения новых материалов и технологий для их изготовления. В настоящее время машины для земляных работ являются наиболее развитым классом строительных машин в связи с разнообразием гидрогеологических, климатических и конструктивных характеристик земляных сооружений и способов разработки грунтов.
На примере конструкции машин для земляных работ рассмотрим Полуприцепной скрепер ДЗ-1Ш
1 - автотягач; 2 - седельно-сцепное устройство; 3 - основная рама; 4 - гидроцилиндры подъёма и опускания ковша; 5 - заслонка ковша; 6 - ковш; 7 - гидроцилиндры подъёма заслонки; 8 - задняя стенка ковша; 9, 14 - пневмоколеса; 10 - буферное устройство; 11 - гидроцилиндры привода задней стенки; 12 - ножи; 13 - гидроцилиндры взаимного поворота автотягача и скрепера
Самоходные полуприцепные скреперы, базовыми машинами для которых служат одноосные автотягачи повышенной мощности, в 2 - 2,5 раза производительнее, чем широко применяемые прицепные скреперы, работающие в сцепе с гусеничными тракторами. Самоходные скреперы предназначены для разработки грунтов I, II и III групп и транспортирования их на расстояние 300-3000 м. Если скорость транспортирования грунта прицепными скреперами составляет 8-12 км/ч, то скорости транспортирования самоходными скреперами могут достигать 40-50 км/ч. Рабочий план самоходных скреперов в зависимости от расстояния транспортирования грунта составляет от 5 до 30 мин, при этом время, требуемое на наполнение ковша, не превышает 1-2 мин, а остальное время расходуется на транспортирование грунта и обратное следование машины к забою. Ранее выпускающиеся самоходные скреперы с одной передней ведущей осью тягача, на которую передавалось до 50 % всей нагрузки обладали недостаточной проходимостью, особенно при движении по бездорожью. Для увеличения тяговых усилий и соответственно проходимости в настоящее время выпускают самоходные скреперы с передними и задними ведущими колесами. В таких скреперах вся его масса более равномерно распределяется на все колеса.