Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник

.pdf
Скачиваний:
66
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
36.51 Mб
Скачать

В диаметральной плоскости судна от передней до задней стенки ко­ лодца проходит сварная балка 4 таврового поперечного сечения. Па­ раллельно ей у бортовых стенок установлены балки 2, расположенные ниже балки 4 на величину, необходимую для получения нужного угла наклона днища.

боковой Вид

Вид с кормы

Рис. 72. Рамоподъемная башня

Балки 4 и 2 своими концами приварены к передней и задней стен­ кам грунтового колодца и дополнительно опираются на угольники /, приваренные к тем же стенкам. Между продольными балками установ­ лены поперечные балки 3 из угольника.

Продольные и поперечные балки соединены сваркой, усиленной кницами 5 и 6. На продольные и поперечные балки сверху уложены

130

и приварены к ним стальные листы толщиной 16 мм, образующие дно колодца. Эти листы предохраняются от износа накладными листами толщиной 8—10 мм, прикрепленными к дну болтами с потайными го­ ловками.

Рамоподъемная башня (рис. 72) устанавливается в конце черпако­ вой прорези. На ней размещаются оборудование рамоподъемного ус­ тройства — рамоподъемная лебедка, верхняя часть рамоподъемного полиспаста, а также монтажный кран и багермейстерская рубка.

Высота рамоподъемной башни устанавливается такой, чтобы в по­ ложении по-походному нижний черпаковый барабан с черпаками был расположен выше ватерлинии.

Рамоподъемная башня состоит из двух сварных ферм, установлен­ ных по сторонам черпаковой прорези. Ферма состоит из трех колонн: одной вертикальной 2 и двух наклонных / и 4. В нижней части они прочно соединены с набором корпуса, а в верхней — соединены меж­ ду собой горизонтальной балкой 3. Колонны имеют коробчатое попе­ речное сечение и состоят из стальных листов толщиной 6 и 10 мм.

Фермы в верхней части соединены между собой поперечными бал­ ками 5, на которые уложен настил, образующий площадку 6 для уста­ новки монтажного крана. Поперечные балки выполняются из сталь­ ных листов толщиной 6 и 8 мм и имеют подкрепления для установки блоков рамоподъемного полиспаста.

§ 40. Технические характеристики

Основными техническими характеристиками многочерпакового сна­

ряда

являются: часовая

производительность

и максимальная глубина

черпания.

 

 

 

 

 

 

При

грунтозаборе грунт

разрыхляется и его объем увеличивается

по сравнению с объемом грунта в состоянии

естественной

плотности,

поэтому

между производительностью

снаряда

Q r p и видимой произ­

водительностью черпаковой

цепи Qrpm a x может быть записано следую­

щее равенство:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q r P m a x = S r p Q r p ^ 3 / 4 ;

 

 

( 7 0 )

где

б г р — коэффициент

разрыхления

грунта,

зависящий

от рода

 

 

грунта и от плотности залегания

(табл. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

 

Род грунта

Коэффициент

Род

грунта

Коэффициент

 

разрыхления

разрыхления

 

 

 

 

 

 

Песок

мелкий

1,08—1,17

 

 

 

1,08—1,17

Песок

крупный или сред-

 

Глина

 

 

1,30—1,45

 

 

 

1,14—1,28 Скала

 

 

1,30—1,45

Галька,

щебень . . . .

1,24—1,30

 

 

 

 

5*

 

 

 

 

 

 

 

131

Под максимальной производительностью черпаковой цепи пони­ мается количество разрыхленного грунта, поднятого в час черпаковой цепью при 100%-ном заполнении каждого черпака. Она может быть определена по формуле:

 

 

О

-

W n 4

60 = О.ОбИРл,

м*1ч,

 

 

 

 

 

 

 

(71)

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

где W

емкость черпака,

л;

 

 

 

 

 

1 мин

 

 

 

 

 

 

 

число черпаков,

опоражнивающихся

за

 

 

на

верхнем

 

черпаковом барабане.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При эксплуатации добиться 100%-ного заполнения

грунтом

 

всех

черпаков, движущихся

на

рабочем участке черпаковой цепи, практи­

 

 

 

 

 

 

чески

нельзя,

так

 

как из-

 

 

 

 

 

 

за неровности

поверхности

 

 

 

 

 

 

разрабатываемого дна одни

 

 

 

 

 

 

черпаки заполняются

грун­

 

 

 

 

 

 

том частично, а другие за­

 

 

 

 

 

 

полняются

только

 

водой.

 

 

 

 

 

 

При

 

разработке

 

липких

 

 

 

 

 

 

грунтов

черпак

заполняет­

 

 

 

 

 

 

ся на 100%, но при

пе­

 

 

 

 

 

 

реходе

 

 

через

верхний

чер-

 

 

 

 

 

 

паковый

барабан

 

часть

 

 

 

 

 

 

грунта

 

 

прилипает

 

к

внут­

 

 

 

 

 

 

ренней

 

поверхности

и

ем­

 

 

 

 

 

 

кость

 

черпака

в

 

данном

 

 

 

 

 

 

случае

 

 

тоже

не

 

исполь­

 

 

 

 

 

 

зуется

 

полностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

разработке

 

песча­

 

 

 

 

 

 

ных

грунтов

часть

грунта

 

 

 

 

 

 

вымывается

из черпака те­

 

 

 

 

 

 

чением,

часть

 

грунта

мо­

 

 

 

 

 

 

жет выпасть из черпаков и

 

 

 

 

 

 

при

движении

 

черпаковой

 

 

 

 

 

 

цепи

 

по

роульсам

 

из-за

 

 

 

 

 

 

тряски.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение глубины чер­

 

 

 

 

 

 

пания

также

влияет на за­

 

 

 

 

 

 

полнение

черпаков

 

грун­

 

 

 

 

 

 

том.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

опускании

 

черпа­

 

 

 

 

 

 

ковой рамы черпаки прини­

Рис. 73.

Схема

наполнения

черпаков

мают

соответствующее

ра­

ме положение. Только при

 

разных

глубинах

черпания

 

угле

наклона

 

черпаковой

 

 

 

 

 

 

 

рамы, равном

45° (рис. 73), плоскости

зевов

черпаков

от

нижнего

до верхнего барабана будут иметь горизонтальное положение

и

поэто­

му объем

черпака в этом положении может быть полностью

заполнен

грунтом,

особенно жидким. При других углах наклона, например в 30

132

и 60°, часть грунта будет вываливаться в воду через переднюю или заднюю кромку зева черпаков.

Таким образом, для определения реальной производительности сна­

ряда в формулу (71) надо ввести коэффициент к,

одновременно

учиты­

вающий наполнение черпаков и разрыхление

грунта при

резании

QTJ>=--0,06kWn4 м*1ч.

 

(72)

Из этой формулы можно определить емкость черпака для заданной

производительности снаряда

 

 

0,06 пч k

Коэффициент к в формулах (72) и (73) при проектировании снарядов

принимается в среднем равным 0,7—0,75.

Количество

черпаков,

опоражнивающихся за каждую минуту

(пч), в основном

зависит

от рода разрабатываемого грунта. Отечест­

венные снаряды имеют пч

= 12-=-18 черп/мин; благодаря усовершенст­

вованию черпакового привода и черпаковой цепи в настоящее время максимальное значение пч достигает 26—28 черп/мин, а на некоторых снарядах до 30—36 черп/мин.

Наиболее распространены многочерпаковые снаряды производи­ тельностью 400—750 м3/ч, снаряды производительностью свыше 1000 м3проектируются и строятся чрезвычайно редко.

Максимальная глубина черпания у большинства снарядов не пре­ вышает 20 м; снаряды для добычи полезных ископаемых нередко име­ ют максимальную глубину черпания более 30 и даже 41 м.

§ 41. Черпаковое устройство

Черпаковое или рабочее устройство многочерпакового снаряда (рис. 74) состоит из бесконечной черпаковой цепи 3, охватывающей верхний черпаковый барабан 4 и черпаковую раму 2 с нижним черпаковым барабаном 8. Рабочий участок черпаковой цепи (верхняя часть) лежит на установленных на черпаковой раме роульсах /, а нижняя часть цепи свободно провисает между верхним и нижним барабанами.

При свободном провисании нижней части черпаковой цепи сопри­ косновение черпаков с грунтом происходит раньше, чем черпак под­ ходит к нижнему черпаковому барабану. Часть черпаковой цепи, кото­ рая находится перед нижним барабаном и на которой черпаки соприка­ саются с грунтом, называется ш л е й ф о м черпаковой цепи. Вели­ чина шлейфа зависит от глубины опускания черпаковой рамы и величин зазоров в соединительных деталях черпаковой цепи. Она увеличивается по мере износа соединительных деталей и уменьшения глубины черпа­ ния. При большой величине шлейфа черпаковая цепь может сойти с нижнего черпакового барабана. Во избежание этого величину шлейфа периодически регулируют натягиванием черпаковой цепи. Нри этом применяют специальное устройство, позволяющее перемещать под­ шипники 7 подвеса верхнего конца черпаковой рамы, или уменьшают

133

длину черпаковой цепи — заменяют черпак с маионом'соединительным вильчатым звеном. На некоторых снарядах между верхним черпаковым барабаном и черпаковой рамой на оси 5 подвешивается вспомога­ тельная рама 6, называемая н а д р а м н и к о м.

Ч е р п а к— грунтозаборный орган многочерпакового снаряда — состоит из следующих основных частей (рис. 75): каретки 6 — являю­ щейся основанием черпака, спинки 7, шинельного листа 3, донышка 2

и резака 4. Шинельный'лист и донышко примыкают к каретке, а резак соединяется с кромкой шинельного листа, предохраняя ее от быстрого износа.

В каретке черпака имеются отверстия, через которые проходят черпаковые штыри 8 (пальцы), соединяющие черпак с майоном / для образования черпаковой цепи.

Расстояние между центрами отверстий в каретке равно расстоянию между центрами отверстий в майоне. Сумма этих расстояний состав­ ляет шаг черпаковой цепи tn.

На емкость и работоспособность черпака оказывают влияние следую­ щие характеристики: а — вылет черпака; b — ширина черпака; г — глубина черпака; zx и г2 — глубины соответственно закрытой и откры­ той частей черпака; у — угол наклона режущей кромки шинельного листа к спинке черпака; бх — угол резания грунта; 62 — угол, характеризующий конусность черпака.

В современных конструкциях черпаков принимают: угол у равным углу наклона черпаковой рамы при извлечении грунта с наиболее

134

часто встречающейся

глубины

для

данного

снаряда (не более 45°);

угол бх = 40-ь50°; угол

б 3

=

15-^20°.

 

Размеры черпака

a, b,

z,

zx

и г2

принимают

в зависимости от за­

данной емкости черпака.

 

 

 

 

 

Конструкция черпака зависит от того, для какого грунта он пред­ назначается. Для песчаных грунтов раньше применяли клепаные чер-

Рис. 75. Сварной черпак

паки из стальных листов, а сейчас — сварные. Для извлечения тяже­ лых грунтов применяют черпаки литосварной или цельнолитой конст­ рукции.

Литосварной

черпак (рис. 76) состоит из литой стальной каретки

3, приваренного

к ней шинельного листа 2 и резака /, приваренного

к шинельному листу. Каретка состоит из полозков черпака 6 с отвер­ стиями 5 для прохода черпаковых штырей и донышка 4.

Цельнолитой черпак представляет собой монолитную стальную отливку из стали марок 35Л или износоустойчивой стали марки Г-13.

Шинельный лист сварных и литосварных черпаков изготавливают путем гибки из листовой стали марки Ст. 3 или Ст. 30.

Наибольшему износу у черпака подвергается резак, поэтому его изготавливают из износоустойчивой высокомарганцовистой стали

135

марки Г-13 или ЭИ-256. Иногда резак выполняется из обычной полосо­ вой стали марки Ст. 3, но в этом случае его режущая кромка наплав­ ляется износоустойчивым сплавом электродами марок Т-520, Т-590 или 12АН (ЛИВТ).

Резак приваривают к шинельному листу таким образом, чтобы он частично заходил во внутреннее пространство черпака (см. рис. 76). Такой способ установки резака, как показал опыт, значительно умень­ шает прилипание глинистого грунта к внутренней поверхности шинель­ ного листа и донышка.

Резак из марганцовистой стали приклепывают заклепками к ши­ нельному листу.

При разработке каменистых грунтов к резаку приваривают или прикрепляют на болтах разрыхляющие зубья 5 (см. рис. 75). Эти зубья

1 tl

!

\^___^v --; ; -> ^-^''^ Рис. 76. Литосварной черпак

удобны и при разработке глинистых грунтов, так как хорошо удержи­ вают дополнительный объем грунта, захватываемый ими.

Большие трудности возникают при работе на липких грунтах из-за трудности опоражнивания черпаков на верхнем барабане. Рассмотрим наиболее интересную конструкцию, способствующую опорожнению черпаков, предложенную инженером Г. А. Орловым и проверенную в работе на снаряде «Каспийское море».

Черпак конструкции Г. А. Орлова (рис. 77) имеет подвижное до­ нышко 2, которое при помощи шарнира / соединено с кареткой чер­ пака. Форма черпака позволяет при повороте донышка вокруг оси шар­ нира вытеснять грунт из черпака. Для того чтобы донышко черпака повернулось над верхним черпаковым барабаном, оно снабжено выс­ тупом 3, который при проходе черпака находит на ролик толкателя.

136

Для размещения толкателя / (рис. 78) верхний черпаковый барабан 5 изготавливают из двух катушек, сидящих на валу и соединенных между собой цилиндрической трубой 3. Она служит опорой отжимного устройства, являющегося составным бугелем 4. Одно плечо бугеля соединено через амортизатор 8 с прочной балкой 7, установленной на черпаковой башне 6, а другое служит опорой отжимного ролика / .

Для прохода выступов толкателей нижний черпаковый барабан должен иметь вырезы или состоять, подобно верхнему черпаковому барабану, из двух катушек.

Чтобы лучше использовать емкости черпаков на различных глу­ бинах, применяют черпаки равного наполнения, которые одинаково заполняются грунтом при различных углах наклона черпаковой рамы

В конструктивном отношении черпак равного наполнения (рис. 79)

отличается от

обыкновенного

только

тем,

что его режущая

кромка

расположена

не в одной

плоскости.

Передняя часть кромки в этом

случае размещается в плоскости / — / , а задняя в плоскости

/ / — / / ,

определяющей

наполнение черпака

при

наименьшей глубине чер­

пания.

 

/ — I

 

 

 

 

Положение

плоскости

выбирается таким образом, чтобы она

при максимальной глубине черпания была параллельной плоскости

дна, а плоскости

/ / — / / — параллельной плоскости дна при мини­

мальной глубине

черпания.

137

У этих черпаков при уменьшении угла наклона черпаковой рамы

заполняется

часть объема между плоскостями I — / и / / — / / у задней

кромки зева,

а при увеличении угла — передней.

Применение черпаков равного наполнения позволяет снаряду ра­ ботать с более постоянной производительностью и одинаковой нагруз­ кой черпакового двигателя при изменяющейся глубине черпания.

К недостаткам этих черпаков следует отнести то, что емкость чер­ пака никогда не используется полностью.

П р о м е ж у т о ч н ы е з в е н ь я (майоны), служащие для сое­ динения черпаков, представляют собой стальную поковку (см. рис. 75)

 

 

 

или

 

отливку

прямо­

 

 

 

угольного

либо

двутав­

 

 

 

рового

 

поперечного

се­

 

 

 

чения

(рис. 80).

В про­

 

 

 

межуточном

звене

 

име­

 

 

 

ются два

отверстия

для

 

 

 

прохода

штырей.

 

Рас­

 

 

 

стояние

между

центра­

 

 

 

ми

отверстий

равно

по­

 

 

 

ловине шага

черпаковой

 

 

. цепи.

Концы

звена

за-

 

 

1 круглены, причем

центр

 

 

/ радиуса

 

закругления

 

 

 

иногда

 

находится

не в

 

 

I

центре отверстия, а сме-

 

 

щается в сторону от кон-

 

 

I

ца

для

 

усиления

сече­

 

 

 

ния

звена между отвер­

 

 

 

стием и

концом.

 

 

 

 

 

 

Промежуточные

 

зве­

Рис.

78. Схема

разгрузки черпаков с принуди

нья

прямоугольного

се­

 

тельным выталкиванием грунта

чения

 

изготавливаются

 

 

путем

 

ковки,

поэтому

они

прочнее

литых — двутаврового сечения,

но имеют больший вес.

Для изготовления облегченных промежуточных звеньев применя­

ются

сварные

звенья. Сварное промежуточное звено состоит из

двух

кованых планок, соединенных между собой на сварке с помощью го­ ризонтальных листов, образующих коробчатое поперечное сечение звена.

Ш т ы р ь (палец) черпаковой цепи (рис. 81) применяется в ка­ честве оси шарнирного соединения черпаков с промежуточными звеньями. Он представляет собой цилиндрический стержень, с одного конца имеющий головку, а с другого — прямоугольное отверстие для прохода чеки. Штырь изготавливается из износоустойчивой высо­ комарганцовистой стали марки ЭИ-256 (Г13) методом ковки. Головка штыря может быть круглой, прямоугольной или квадратной.

У штыря с круглой головкой подголовок выполняется

квадратного

сечения. Подголовок

вставляется в квадратное гнездо,

имеющееся

в отверстии у литой

каретки. Благодаря этому штырь не

проворачи-

138

Рис. 81. Штырь черпаковой цепи

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ