Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2320.pdf
Скачиваний:
92
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
5.48 Mб
Скачать

торов повышает производительность машин и уровень механизации работ, позволяет снижать их стоимость и сокращать сроки выполне-

ния работ в строительстве [9, 10, 11, 14, 16, 26, 27, 28, 29, 31, 32].

Использование навесного оборудования к одноковшовым экскава-

торам позволяет выполнять планировку, рытье узких траншей, уплот-

 

 

И

нение грунта, очистные и погрузочно-разгрузочные работы, разруше-

ние и разработку мерзлого грунта и скальных пород, взламывание бе-

тонного и асфальтобетонного полотна дорог, разрушение зданий и

сооружений с железобетонными и стальными конструкциями при ре-

конструкции, расчистке завалов.

Д

 

 

Среди сменного рабочего оборудования, которым оснащаются со-

временные экскаваторы, можно выделить гидроножницы, гидробуры

манипуляторные челюстные ковши, крюковые подвески, грейферы,

А

 

захваты, бетоноломы, гидромолоты, манипуляторы для лесозаготови-

тельных работ и т.д.

В данном учебном пособии систематизированы и изложены основные сведения о конструкции, технических характеристиках, областях применения специального рабочего оборудования (гидроножниц, гидро уров, етоноломов, гидроударников и других), используемых в качестве сменного навесного оборудования экскаваторов.

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ НОЖНИЦЫ

1.1. Общ е сведен я о гидравлических ножницах

 

б

При демонтаже, сносе и реконструкции зданий эффективным

сменным нструментом, по сравнению с гидромолотом, по шумо-

вибрацинонным характеристикам, а также для разрушения бетонных

конструкций,

 

арматуру, являются гидравлические ножницы

имеющих

 

С

 

 

(гидроножницы).

Гидравлические ножницы относятся к навесному рабочему оборудованию, которое может устанавливаться на любые модели гидравлических экскаваторов вместо ковша. Гидроножницы выпускаются

4

различными фирмами Германии, Кореи, Франции, России и другими странами [29, 32, 33, 35].

На рис. 1.1 представлен общий вид гидравлических ножниц, а на рис. 1.2 показан экскаватор с гидравлическими ножницами.

 

И

Д

Рис. 1.1. Общий вид гидравлических ножниц

А

 

Гидравлические ножницы позволяют производить разрушение бетонных конструкций при сносе ветхих строений без сильного шума, аккуратно и четко производить разрезание армированного бетона. Также гидравлическиебножницы эффективны при строительстве обширных жилых комплексов и фундаментов, разборе завалов разрушенных зданий после землетрясений или в других чрезвычайных ситуацияхи. Гидроножницы о ладают достаточно высокой маневренностью спосо ны успешно ра отать в ограниченных условиях города, не создавая шума.

СРис. 1.2. Экскаватор с гидравлическими ножницами

5

Гидравлические ножницы, как правило, состоят из следующих основных элементов: верхней челюсти, нижней челюсти, гидроцилиндров и ножей. Верхняя челюсть обычно бывает подвижной и с помощью шарниров крепится к гидроцилиндрам.

Гидроцилиндры предназначены для управления верхней челюстью. Верхняя и нижняя челюсти предназначены для зажима какойлибо арматуры. Ножи предназначены для разрезания металлических конструкций или бетона. Усилие на штоке гидроцилиндра гидравлических ножниц зависит от силы резания, плеча от оси вращения верхней челюсти до гидроцилиндра, прочностных свойств материла.

Большинство моделей оснащены специальным гидравлическим

механизмом, который обеспечивает свободное вращение гидронож-

ниц на 360 градусов. Благодаря механизму вращения обеспечивается

автоматический поворот в оптимальную позицию железобетонной

 

 

 

 

 

И

плиты или какого-то другого объекта, захваченного гидроножницами.

Современные модели гидроножниц по своему назначению делятся

на несколько основных типов:

Д

- для резки металла;

 

 

- для разрушения етона;

 

 

 

А

 

 

б

 

 

- для измельчения плит (железо етонных и др.);

 

- для ра оты с древесными материалами;

 

- ун версальные;

 

 

 

 

- для подводных ра от.

 

 

 

Г дроножн цы для резки металла применяются для резки метал-

С

 

 

 

 

 

локонструкц й. Г дравл ческие измельчители дробят и измельчают

фрагменты железобетонных плит. Гидроножницы для лесоматериалов

спользуются в работе

древесными материалами, в том числе пня-

ми, бревнами, железнодорожными шпалами и древесным мусором.

Настадииначальной

разрушения зданий с конструкциями из са-

мых разных материалов применяются в основном универсальные гидроножницы.

Гидроножницы для подводных работ используются в тяжелых условиях морской нефтедобывающей промышленности специально для

6

установки, перемещения и разрезания морских буровых платформ и трубопроводов под водой.

Возможности экскаватора для установки на него навесных гидравлических ножниц определяются массой экскаватора, мощностью насосной установки и приводного двигателя, номинальным давлением и подачей насоса. Гидравлические ножницы присоединяются к стреле (рукояти) и гидросистеме экскаватора.

К основным конструктивным параметрам гидроножниц относятся: - масса гидроножниц;

- максимальная ширина раскрытия челюстей;

И

- сила разрушения на режущей части;

- сила разрушения в начале челюстей;

- сила разрушения на конце челюстей;

- сила резания;

 

 

- режущая способность (арматура);

 

 

 

- режущая способность (двутавровая балка);

 

- общая длина;

 

Д

- общая ширина;

 

- длина режущей части;

 

 

А

 

 

б

 

 

- глубина челюсти;

 

 

 

тематическаяразработкимодель разрабатываемого объекта. Построив математи-

- номинальное давление;

 

 

- механ

рованное вращение на 360 градусов;

 

- масса азового экскаватора.

 

 

Проект рован е о ъектов, гидравлических ножниц в частности,

С

 

технического задания (ТЗ), тщательного ана-

нач нается с

 

л за возможных конструкторских решений. Проектирование гидрав- л ческ х ножн ц представляет собой процесс, включающий синтез структуры объекта, выбор параметров элементов. Затем создается ма-

ческую модель, приступают к ее исследованию, изучению ее свойств, стремясь выяснить, в какой мере разработанный объект соответствует своему назначению.

На основе регрессионного анализа статистических данных технических характеристик гидравлических ножниц различных фирм была

7

установлена функциональная зависимость между усилием резания и массой гидроножниц [12]:

T = −0,0002M 2 +2,7151M 956,75,

(1.1)

гдеТ– усилие резания, кН;М– масса гидроножниц, кг; М (750, 5500).

Усилия резания, развиваемые гидравлическими ножницами, для

разделки металлолома и разрушения железобетонных покрытий дос-

тигают величин от 500 до 6500 кН при массе от 750 до 5500 кг

(см. рис. 1.3).

 

 

 

 

Д

 

7000

 

y = -0,0002x2 + 2,7151x - 956,75

И

 

 

6000

 

 

 

А

 

 

 

R2 = 0,9981

 

 

5000

 

 

 

 

 

 

4000

 

б

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

2000

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1000

2000

3000

4000

5000

6000

С

 

 

л я резания от массы гидравлических ножниц

Р с. 1.3. Зав с мость ус

Ус л е резан я зав с т от многих факторов: площади сечения

среза,

геометр ческ х

размеров

режущих

ножей,

физико-

механических свойств материала и других.

В результате регрессионного анализа статистических данных установлена функциональная зависимость массы гидравлических нож-

ниц от глубины челюстей и длины гидроножниц [12]:

 

M =16,25G 0,5721L 4148 ,

(1.2)

8

где М – масса гидроножниц, кг,G – глубина челюстей гидроножниц, мм;

G (400, 950); L длина гидроножниц, мм; L (2500, 4500).

На рис. 1.4 представлена зависимость массы гидравлических нож-

ниц от глубины челюстей и длины гидроножниц. Из графика видно,

каким образом с увеличением глубины челюстей и длины гидронож-

ниц изменяется масса гидроножниц.

И

 

 

 

б

Д

 

 

 

 

Р с. 1.4. Зав с мостьАмассы гидравлических ножниц

 

С

от глу ны челюстей и длины гидроножниц

 

 

 

 

 

Установлена функц ональная зависимость между массой гидрав-

л ческ х ножн ц

д аметром металлического прутка, разрезаемого

г дроножн

 

[12]:

 

 

цамиM = 79,874d 2359,9 ,

(1.3)

где М – масса гидроножниц, кг; d – диаметр металлического прутка, мм, d (50, 140).

9

На рис. 1.5 представлена зависимость массы гидроножниц от диа-

метра металлического прутка, разрезаемого гидроножницами. Из

графика видно, что с увеличением диаметра металлического прутка,

который требуется разрезать гидроножницами, необходимо выбирать

гидроножницы с большей массой.

 

 

 

 

 

10000

 

 

 

 

 

 

 

9000

 

 

y = 79,874x - 2359,9

 

 

 

 

 

 

 

8000

 

 

 

R2 = 0,9802

И

7000

 

 

 

 

6000

 

 

 

 

5000

 

 

 

 

4000

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

3000

 

 

 

 

2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

40

60

80

100

120

140

160

Р с. 1.5. Зав с мость массы г Адроножниц от диаметра металлического прутка,

 

разрезаемого гидроножницами

 

 

 

Проект рован е г дравлических ножниц представляет собой ите-

 

б

 

 

 

 

 

рац онный процесс, связанный с последовательным улучшением сис-

темы, пр нят ем уточняющих конструктивных решений с учетом по-

лученных уравнений регрессии (1 – 3). Каждый цикл включает в себя

анализэффективностиобъекта проектирования, влияния на него ха-

рактеристик элементов гидравлических ножниц и ограничений. При

создании гидравлических ножниц необходимо рассматривать боль-

шое число вариантов структур и параметров, изменять, уточнять ма-

Стематическую модель.

 

 

 

 

 

 

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]