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

Учебное пособие по ТВЗ

.pdf
Скачиваний:
308
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
2.25 Mб
Скачать

для 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

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

 

 

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