книги из ГПНТБ / Балбачан, И. П. Рыхление мерзлых грунтов взрывом

Наиболее широко распространены ходоуменьшители с цилиндрическими зубчатыми и червячно-цилиндрическими пере­ дачами. Червячно-цилиндрические передачи обеспечивают зна­ чительные передаточные отношения, но имеют несколько мень­ ший к. п. д., чем цилиндрические зубчатые передачи. Однако конструктивная простота, небольшие размеры и широкий выбор редукции скоростей дают им определенные преимущества.

Храповые и планетарные передачи не получили распростра­ нения ввиду относительной сложности их исполнения. На цент­ ральном валу ходоуменынителя с храповым механизмом конструкции ТПИ [1] смонтировано зубчатое колесо прямей цилиндрической передачи, храповое колесо и кулачковая муфта. Храповое колесо соединено с промежуточным валом посредст­ вом шатунно-кривошипного механизма и собачки. Рабочие скорости включаются посредством кулачковой муфты, входя­ щей в зацепление с храповым колесом. Передаточное отноше­ ние ходоуменынителя меняется путем регулировки радиуса кривошипа в пределах 14—56.

Существующие ходоуменьшители могут встраиваться в ко­ робку перемены передач трактора без ее переделки или выпол­ няться в виде отдельного узла, расположенного между двига­ телем и коробкой перемены передач.

Применение механических ходоуменьшителей обеспечивает определенные рабочие скорости подачи.

Бесступенчатое регулирование скоростей перемещения базо­ вой машины достигается применением гидромеханической

'трансмиссии. Гидромеханический ходоуменьшитель обеспечи­ вает плавную редукцию скоростей в гораздо больших преде­

лах, чем на механических моделях, облегчает автоматизацию рабочего процесса, повышает производительность машины, оптимизируя ее рабочие режимы.

Гидромеханические ходоуменьшители представляют собой гидрообъемную передачу, в которой механизм-гидродвигатель механически соединен с элементами трансмиссии трактора. Гидрообъемная передача может быть выполнена по открытой схеме или замкнутой. Она может быть подключена к гидро­ приводу механизма заглубления или иметь самостоятельный насос.

При замкнутой схеме гидрообъемной tпередачи к гидро­ системе подключают через кран холодильник и подпиточный насос. При такой гидросхеме обеспечивается одновременно охлаждение рабочей жидкости и подпитка.

В качестве приводных применяют нерегулируемые шесте­ ренные насосы НШ-10, НШ-32, НШ-46. Изменение расхода жидкости в них достигается 'при помощи дросселей с регуля­ торами, а изменение крутящего момента — регулировкой давле-

92

ния. Кроме того, перспективны гидронасосы переменной произ­ водительности в сочетании с нерегулируемым гидродвигателем.

Использование в качестве базы баровых машин шасси тран­ шейных экскаваторов (рис. 38) позволяет повысить коэффи­ циент их использования.

Например, ВНИИземмашем на базе шасси дреноукладчика ЭТЦ-202 спроектирована баровая машина — экскаватор

Рис. 38. Баровая машина на базе дреноукладчика ЭТЦ-202:

1 — баровы й р абоч и й орган ; 2 — тр ан см и сси я ; 3 — ги др оп р и в од ; 4 — гр уз; 5 — б а зо в а я

ш асси д р ен о у к л а д ч и к а

ЭТЦ-131, отличительной особенностью которой является воз­ можность регулирования расстояния между барами в преде­ лах 460—760 мм. В трансмиссии привода баров предусмотрена установка муфты предельного момента. Для улучшения раз­ вески оборудования экскаватора и повышения его устойчивой работы при замене скребкового оборудования баровым преду­ смотрена установка в центральной части машины постоянного груза массой 4 т. Среднесменная производительность машины при выборочной проходке щелей составляет 400 м.

Основные недостатки цепных землерезных установок: повы­ шенный износ шарниров и вытяжка цепей, ведущие к измене­ нию шага и повышению биения цепи, а также изменению углов резания зубков.

93

глубиной 0,8 м и шириной 30 мм со скоростью до 60 м/ч. По мере износа зубья наплавляют повторно; срок службы фрезы

40—50 ч.

рабочего оборудования ковшовую раму экскаватора переделы­ вают, добавляют вал фрезы со звездочкой, две плоские диско­ вые фрезы и цепную передачу. Цепь передает вращение фре­ зам от приводного вала рабочего органа экскаватора.

Подъем и опускание фрез в рабочее положение осуществ­ ляется механизмом подъема ковшовой рамы экскаватора. Каждая фреза изготовлена из листовой стали толщиной 30 мм и оснащена 30 резцами по окружности диаметром 2500 мм. Резцы разведены в обе стороны, как на дисковых пилах, обес­ печивая фрезерование щели шириной 100 мм на глубину до 1 м. Эксплуатационная производительность машины при прорезании одновременно двух щелей составила 70 м/ч.

Д и с к о - ф р е зе р н ы е м аш ин ы Д Ф М - Г П И - 5 0 , Д Ф М - Г П И - 5 0 А и

Д Ф М - Г П И -58 А (рис. 40) предназначены для нарезания ще­ лей в мерзлых грунтах до III категории включительно. Земле­ резное оборудование навешивается на гусеничный трактор.

Машина состоит из базового трактора, неподвижной и по­ движной рам, дисковой фрезы с горизонтальной осью вращения, трансмиссии, гидропривода заглубления фрезы и ходоуменьшителя.

Неподвижная рама в виде двух стоек, связанных цилиндри­ ческой траверсой, жестко монтируется на заднем мосту трак­ тора, на месте сцепного устройства. На неподвижной раме установлен редуктор отбора мощности.

Подвижная рама в виде двух лонжеронов и гидроцилиндр заглубления шарнирно смонтированы в подшипниках на непо­ движной раме.

Подвижная рама предназначена для крепления на ней фрезы, сошника-грунтоподборщика и некоторых узлов силовой трансмиссии. На лонжеронах подвижной рамы предусмотрены лыжи, опирающиеся на грунт при фрезеровании щели на мак­ симальную глубину, что позволяет частично разгрузить трактор от вертикальной составляющей силы резания в наиболее тяже­ лом режиме работы и уменьшить вибрацию фрезы.

В задней части подвижной рамы посредством тяг и болтов жестко фиксируется серповидный сошник, предназначенный для зачистки траншеи от разгруженного грунта.

95

двигателя. Путем замены червячной пары с одно- и двухзаходную возможно увеличить скорость подачи в 2 раза. Транспорт­ ные скорости трактора сохраняются. Кроме того, на фазе предусмотрены наклонные лотки, по которым разрушенный - грунт ссыпается по обе стороны щели.

Принудительное заглубление вращающейся фрезы в грунт осуществляется до 7з ее диаметра или до упора на лыжи. Дальнейшая работа предусмотрена в «плавающем» положении ручки гидрораспределителя, в условиях работы типичного при­ цепного оборудования. В транспортном положении фреза под: нимается вместе с подвижной рамой и фиксируется жестко специальным запорным устройством.

В результате модернизации машины ДФМ-Г'ПИ-50 создана модификация ДФМ-ГПИ-50А, в которой вместо несовершенного цепного привода установлены редукторы с муфтами предель­ ного момента.

Как показали испытания машины при проходке щелей в мерзлых грунтах скорость фрезерования траншеи сечением

0,16X1,15 м составляет 180 м/ч.

Недостатком рассмотренных диско-фрезерных машин явля­ ется повышенный абразивный износ зубьев шестерен привода и венцов, смонтированных на ободе фрезы, при работе на мерз­ лых грунтах.

способность оборудования. Компоновка этой машины анало­ гична рассмотренным выше моделям ГПИ. К отличительным признакам диско-фрезерной машины ДФМ-ГГ1И-58А относится компоновка трансмиссии с трехступенчатым односкоростным редуктором отбора мощности. Редуктор приводится во враще­ ние через вал отбора мощности от первичного вала коробки перемены передач трактора. Крутящий момент от входного вала редуктора через коническую пару, подвижную цилиндрическую шестерню включения трансмиссии и дифференциальный меха­ низм подается на правую и левую ветви трансмиссии. Диффе­ ренциал обеспечивает выравнивание нагрузки на трансмиссии при фрезеровании. Третья ступень редуктора выполнена в виде конической пары, конструкция которой при выполнении рабочих операций допускает ее поворот с корпусами шестерен третьей ступени .относительно корпуса редуктора. Редуктор обеспечи­ вает частоту вращения фрезы 22,4 об/мин при передаточном числе 1= 6,06.

Обе ветви силовой трансмиссии включают карданные валы, расположенные внутри лонжеронов, редукторы привода с кони­ ческими шестернями. В трансмиссии предусмотрена многодис­ ковая муфта предельного момента фрикционного типа, предо-

97

храняющая детали трансмиссии и рабочий орган от поломок при упоре фрезы в непреодолимое препятствие.

Крутящий момент обеих ветвей трансмиссии суммируется на планетарном редукторе, имеющем солнечную шестерню, три. сателлита и коронную шестерню с внутренним зацеплением,, набранную из отдельных секторов. Планетарный редуктор рас­ положен в корпусе фрезы, являющемся одновременно масля­ ным резервуаром.

По периметру фрезы смонтировано 24 резцедержателя с дву­ зубыми (шириной 100 мм) и трехзубыми (шириной 170 мм) резцами, поочередно смонтированными на ободе фрезы. Режу­ щие кромки зубьев армированы^ пластинками твердого сплава ВК-8. Диаметр фрезы по резцам составляет 2740 мм.

Управление рабочими операциями (заглублением фрезы и др.) осуществляется из кабины с использованием гидросисте­ мы базового трактора.

Бульдозерное оборудование значительно расширяет пределы применимости машины и улучшает развеску переднего и: заднего оборудования.

Д и с к о - ф р е з е р н ы е м а ш и н ы ДФМ-1М и НО соз­ даны на базе гусеничных тракторов. На машине ДФМ-1М установлены дисковые фрезы для одновременной нарезки двух щелей на глубину 1,0 м. Привод фрезы осуществляется от вала отбора мощности трактора через двухскоростной редуктор,, цепную передачу приводного вала и две ведущих звездочки. Звездочки находятся в постоянном зацеплении с цевками, рас­ положенными по ободу дисков фрез. Цевки выполнены из стали 20Х в виде втулок и смонтированы на пальцах. В конструкции фрезы отсутствует центральный вал [19].

Диски вращаются на подшипниках, смонтированных на подвижной раме оборудования. В подшипниковых опорах, кото­ рые по ширине не выступают за контур щели, обеспечивается свободное прохождение целика грунта между ними. Это позво­ ляет значительно уменьшить диаметр дисков и увеличить зону разработки грунта по сравнению с фрезами, имеющими цент­ ральный вал. По периферии дисков установлено 18 кулачковрезцедержателей с зубками, расположенными по девяти линиям резания. Диаметр дисков фрезы по режущим кромкам зубков составляет 1600 мм. Производительность машины до 300 м двойной щели в смену. На базовом тракторе установлен гидро­ механический ходоуменьшитель. Машина отличается компакт­ ностью, относительно небольшой массой навесного оборудова­ ния (2,8 т), что в конечном итоге предопределяет ее маневрен­ ность и облегчает транспортирование.

Диско-фрезерная машина НО отличается от рассмотренной модели конструкцией привода с карданной трансмиссией, мень­ шим числом зубков и лучшей защитой цевок от попадания в них разрушенного грунта. При заглублении дисков до макси­

98

мальной глубины щели подвижная рама опирается днищем на грунт, снижая перегрузку базового трактора от вертикальной составляющей резания. Заглубление и установка в транспорт­ ном положении производится гидроцилиндром.

К недостаткам названных машин относится невозможность раздельного управления заглублением фрез, что ограничивает их применимость при разработке мерзлых грунтов способом щелевых зарядов.

Роторные фрезерные экскаваторы полуприцепного типа ЭТР-131, ЭТР-132, ЭТР-132А, ЭТР-132Б, общая компоновка которых одинакова, являются наиболее перспективными маши­ нами для нарезания щелей в мерзлых грунтах. Они состоят из базового трактора, сцепного устройства, рамы, левого и правого балансиров, диско-фрезерного ротора, зачистного башмака,

•трансмиссии, гидросистемы и пневмоколесного ходового меха­ низма. Крутящий момент на ротор передается от вала отбора мощности базового трактора через коробку отбора мощности, карданный вал, раздаточный редуктор, два боковых карданных вала и бортовые конические редукторы. Коробка отбора мощ­ ности приводит во вращение два гидронасоса машины и гидро­ насос питания смазкой коробки отбора мощности. Гидросистема экскаватора обеспечивает управление двумя гидроцилиндрами

'осуществляется гидроцилиндрами, а заглубление—под дейст­ вием собственного веса оборудования. Для разгрузки гидро­ цилиндров при транспортировании предусмотрено фиксирующее устройство. На базовом тракторе установлен механический ходоуменьшитель.

Экскаватор ЭТР-132А (ЭТР-132Б) создан как полуприцепкое оборудование к трактору Т-180. Благодаря усовершенство­ ванной конструкции подшипников опорной оси при работе их корпус может находиться ниже уровня грунта. Поэтому при на­ резании щели глубиной порядка 1,3 м диаметр ротора не пре­ вышает 2,6 м.

Приводные звездочки бортовых редукторов и зубчатые венцы отделены от грунта боковыми дисками (кожухом) и по­ мещены в закрытую масляную ванну.

По периметру в ротор вмонтировано 18 зубьев.

На экскаваторе последней модели ЭТР-132Б (рис. 41) уста­ новлен гидромеханический ходоуменьшитель, обеспечивающий наиболее рациональные режимы работы в диапазоне скоростей

10—800 м/ч.

Разгрузка разрушенного грунта смешанная — гравитацион­ ная в передней части и принудительная в задней.

Управление механизмами экскаватора сосредоточено в ка­ бине. Машину обслуживают два механика.

99

СПИСОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы

3.А н а н я н А. А., П о л т е в Н. В. Исследование теплопроводности рых­ лых горных пород. Тезисы докладов Всесоюзного совещания по мерзлотове­ дению 1970 г. Изд-во МГУ, 1970.

4.Б а л б а ч а н И. П. Разработка мерзлого грунта взрывом щелевых за­ рядов.— В кн. «Взрывное дело», 71/28. М., «Недра», 1972.

6. Б а л б а ч а н И. ГГ, Ю р к о А. А. Исследование динамики и характера разрушения твердых сред щелевыми зарядами ВВ с использованием компен­ сирующих щелей. — Реферативный сборник «Межотраслевые вопросы строи­ тельства», вып. 9. ЦИНИС Госстроя СССР, 1972.

15. ' Е в с т р о п о в Н. А. Взрывные работы в строительстве. М., Стройиз дат, 1965.

экранирующими прослойками в горных породах.—В кн. «Использование взрыва

внародном хозяйстве», ч. 3. Киев, «Наукова думка», 1970.

18.И с с л е д о в а н и я параметров прочности мерзлых грунтов, опреде­ ляющих процесс их разрушения землеройными машинами. — Труды IV сове­ щания— семинара по обмену опытом строительства в суровых кламатических

101