Учебное пособие по ТВЗ
.pdfдля установки или движения транспортных, землеройных, грузоподъемных и других машин, укладки кавальера от бровки откоса. При глубине выемки на сухих грунтах до 7 м можно принять:
lmin 0,5 1м, |
(23) |
а на увлажненных это расстояние (рис. 8): |
|
lmin H mв m 0,5м 1,5 м , |
(23а) |
где mв = 1,35 – заложение откоса на увлажненном грунте. Расстояние от оси вращения поворотной платформы до бровки
откоса Rст должно быть не меньше, чем:
Rст l0 lmin , |
(24) |
где l0 – расстояние от оси вращения до передней опоры экскаватора.
У гусеничных машин l0 Б2 (0,1 0,15) м у колесных машин l0 Б2 , где Б – продольная база машины.
Тогда наименьший радиус копания по дну проходки Rнmin :
Rmin R |
H m. |
(25) |
|
н |
ст |
|
|
Так как технические характеристики экскаваторов в реальных условиях полностью не реализуются, рабочий радиус копания принимается:
Rp 0,85 0,95 Rк. |
|
(26) |
||
Наибольший радиус копания на глубине H определяется из |
||||
треугольника nop: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
l2 (H h )2 |
r , |
(27) |
|
н |
ш |
ш |
|
21
а)
l
o
hш
p1
rк rш
l0 lmin
Б
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rст |
|
|
|
H m |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rнmin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lп |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Rр |
|
|
б)
n1
H
n
Рис. 8. Продольный разрез забоя экскаватора «обратная лопата: а – схема для расчета забоя; б – определение расстояния от передней опоры до бровки откоса на увлажненных грунтах
при этом из n1op1:
l (R |
r |
)2 h2 . |
(28) |
p |
ш |
ш |
|
Для производительной работы экскаватора шаг его перемеще-
22
ния в забое Lп должен быть не менее рекомендованного (приложение
2):
L R |
Rmin. |
(29) |
п H |
H |
|
Радиус выгрузки в транспортное средство Rвт (рис. 9а):
|
|
|
|
lк |
|
|
||
Rт |
l 2 (hт h |
)2 |
r , |
(30) |
||||
|
||||||||
в |
|
в ш |
2 |
ш |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
hт h |
h , |
|
|
|
|
(31) |
||
в |
т |
з |
|
|
|
|
|
где hвт – необходимая высота выгрузки; hт – высота транспортного средства; lк 3q – длина ковша; q – вместимость ковша; hзт – запас
высоты режущей кромки (зубьев) ковша над призмой грунта в транспорте:
hт h h , |
(31а) |
|
з |
|
|
где h – превышение призмы грунта в транспортном средстве над его бортом, h = 0,3 м; h – запас высоты режущей кромки ковша над призмой грунта; для гидравлических экскаваторов h = 0,1 0,3м; для механических h = 0,3 0,5м.
Расстояние между кузовом экскаватора и транспортным средством должно быть не менее 1 м. (рис. 9, а).
При работе экскаватора навымет необходимые радиус Rвн и высота выгрузки (рис. 9, б) зависят от расположения и размеров кавальера и его формы.
Для кавальера треугольного сечения:
|
|
|
|
lк |
|
|
|
Rн |
l 2 (hн h |
)2 |
r , |
(32) |
|||
|
|||||||
в |
в ш |
2 |
ш |
|
|||
|
|
|
|
а для трапецеидального:
Rнт |
|
|
|
|
|
|
l 2 (h" h |
)2 r , |
(33) |
||
в |
|
в ш |
|
ш |
|
|
23 |
|
|
|
|
hвн hк hз ,
где hз – запас высоты выгрузки над кавальером: для механического экскаватора hз 0,1 0,3м,
для экскаватора с гидроприводом hз l2к 0,1м.
а)
rк rш
1м
hш
Hв
|
|
|
Bб |
|
aз |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Rвт |
|
24
(33)
|
|
|
|
|
|
h |
|
h |
|
||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
||
|
|
|
h |
||
|
|
|
|
б)
l
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aз(bз)/2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
h |
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
h' |
|
|
|
Bк |
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
||||||
|
|
|
|
h' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hк m1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Aк |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A'к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
H m |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rвн
Rвн'
Рис. 9. Поперечный разрез экскаватора «обратная лопата»: а – работа в транспорт; б – работа навымет
План забоя (рис. 10) позволяет определить возможное расположение, наибольшую длину кавальера и расстояние от торцевой бровки до ближайшего препятствия, а также наиболее целесообразную
ширину последующих проходок при известных Rвт и Rвн .
Ширина берм Вб и Вб' зависит от вида грунта и его влажности (см. формулы 23 и 23а).
Угол поворота экскаватора в забое 2γо и положение его первой стоянки в начале работ определяется планом забоя (см. рис. 10).
Для более производительной работы углы поворота на разгрузку γт и γн должны быть выбраны наименьшими из возможных, что достигается рациональным расположением экскаватора относительно кавальера и транспортного средства. При этом трасса его перемещения не обязательно должна совпадать с осью траншеи.
Углы поворота γ нормируются (приложение 2), поэтому при разгрузке на одну сторону он не должен в среднем превышать 135°, а на две стороны 270°. Если угол поворота в забое 2 γо меньше 55°, значит выбран слишком большой экскаватор, в связи, с чем возрастает стоимость работ. Из экономических соображений целесообразно принимать 2 γо в пределах:
25
55 2 0 110 |
(34) |
На основании вышеизложенного при разработке котлована ширина первой проходки по дну ап, обеспечивающая въезд в него, принимается равной 4 м или 7 м, аз с одной стороны (рис. 11):
aз ar 2H m, |
(35) |
но должна быть в пределах:
при разгрузке на одну сторону:
0,8Rp aз 1,6Rp ; |
(36) |
при разгрузке на две стороны:
1,3Rp aз 2Rp |
(37) |
26
Неподвижное препятствие
4,5 м |
|
Я |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lп
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Rв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|||
Lп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О1 |
|
Rст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О3 |
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
з |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rк
D |
|
|
|
Rст |
|
|
|
|
|
rк |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
б |
|||
|
|
|
Rр |
|
||||
|
|
|
|
|
|
B' |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rвт
Рис. 10. План забоя экскаватора с рабочим оборудованием «обратная лопата»
H
n 1:m
|
|
1 |
|
|
|
b |
|
b |
|
|
|
|
|
|
1
Lв
(1 10) – (1 15)
aз |
|
1м |
|
a'п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aп |
|
a'п |
|
|
a'п |
|
a'п |
|
a'п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
Рис. 11. Схема проходок экскаватора при разработке котлована
3.4. Расчет забоя одноковшового экскаватора «драглайн»
Как и «обратная лопата», «драглайн» разрабатывает грунт ниже уровня своей стоянки. Но поскольку его стрела значительно длиннее, а ковш соединяется с ней гибкой связью, имеются некоторые особенности определения его технологических возможностей (см.
рис. 12).
Рекомендованный шаг перемещения в забое у драглайна значи-
тельно больше, чем у «обратной лопаты» (приложение 2), а угол поворота в забое 2γо (см. рис. 10) меньше и, как правило, ограничиваются:
при работе навымет 50°≤ 2γо ≤ 100°; |
(38) |
при работе в транспорт 30°≤ 2γо ≤ 110°. |
(38а) |
Rв
hку
|
|
в |
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
hш
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
rк |
|
|
l0 |
|
|
lmin |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rст |
|
|
|
|
|
|
|
H m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rнmin |
|
|
|
|
|
|
|
Lп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rр=Rн |
|
|
|
|
Рис. 12. Продольный разрез одноковшового экскаватора с рабочим оборудованием «драглайн»
Наименьшая глубина копания, благодаря большой длине забоя, не ограничивается, а наибольшая глубина выемки при лобовой проходке ограничена длиной канатов (приложение 2). При угле наклона
29
стрелы больше 45 , что может быть принято по условию выгрузки ковша, эта характеристика машины рассчитывается экстраполяцией данных о глубине копания при углах наклона в 30…45 .
Расстояние от передней опоры экскаватора до бровки откоса lmin на достаточно устойчивых, сухих грунтах принимается не менее 1,5 м, а на увлажненных грунтах увеличивается до 3–5,5 м в зависимости от вместимости ковша.
Наименьший радиус копания на уровне стоянки Rст определяется так же, как и для «обратной лопаты» (см. формулу 25).
Наибольший радиус копания Rр (см. рис. 12) определяется как:
Rр lc cos (lc sin hш )tg rш , |
(39) |
где – угол наклона стрелы – обычно принимается в диапазоне от 30 до 60 ; lc – длина стрелы – выбирается по справочнику в зависимости от глубины копания и ширины траншеи поверху; β – угол забрасывания ковша – по условию нормальной работы полиспаста β ≤ 10…15 .
Так как наибольший радиус копания по дну траншеи Rн равен Rр, то
L R |
Rmin. |
(40) |
п р |
н |
|
Радиус выгрузки в транспорт и кавальер равны и составляют
R |
r |
l |
|
cos |
hк |
, |
(41) |
c |
|
||||||
в |
ш |
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
где hк – высота ковша драглайна; hк 0,83q .
Наибольшая высота выгрузки hв определяется длиной стрелы и углом ее наклона , а также размерами ковша с упряжью. Для предварительных расчетов можно принять, что высота выгрузки не превышает:
hв (lc sin hш ) lку, |
(42) |
где lку – длина ковша с упряжью; lку 1,83q .
В связи со сложностью регулирования положения ковша при
30