5.4.2 Плетевозы

Плетевозом называется автопоезд, предназначенный для тран­спортировки плетей. Плетевозы перевозят плети от трубосварочных баз до строительной полосы и раскладывают их вдоль трассы будущего трубопровода. Они передвигаются в пло­хих дорожных условиях, а иногда и по бездорожью. Различают ав­томобильные и тракторные плетевозы. Плетевоз первого типа со­стоит из тягового автомобиля и роспуска (рис. 9, а). Устройство тягового автомобиля принципиально не отличается от устройства тягового автомобиля трубовоза. В качестве его базы стремятся ис­пользовать автомобиль повышенной грузоподъемности и проходи­мости. Роспуск плетевоза отличается от роспуска трубовоза нали­чием двух жестко закрепленных (неповоротных) коников и корот­кого дышла, оборудованного откидной стойкой. Такое конструктив­ное отличие объясняется тем, что передача тягового усилия на рос­пуск осуществляется непосредственно перевозимыми трубами, ко­торые прочно увязываются канатами на кониках тягового автомо­биля и роспуска. Однако для того, чтобы при езде по неровной до­роге роспуск не сместился к заднему концу труб, его соединяют с тяговым автомобилем страховым канатом соответствующей длины, который крепится одним концом к конику тягового авто­мобиля, а другим — к дышлу роспуска. Дышло служит для непо­средственной сцепки роспуска с автомобилем во время порожних рейсов. Трубовоз всегда готов под загрузку, так как его роспуск фиксирован дышлом на определенном расстоянии от тягового автомобиля. Машинист же плетевоза, подъехав к месту разгрузки, должен отсоединить дышло от тягового автомобиля и, выставив роспуск на откидную стойку, отвести от него автомобиль на необ­ходимое расстояние в зависимости от длины погружаемых плетей. Только после этого можно производить погрузку.

Рис. 9. Схемы плетевозов:

а-автомобильный автопоезд; б, в-тракторный автопоезд

В труднопроходимых для автомобильного транспорта местно­стях применяются тракторные плетевозы, состоящие из тягового трактора и двух прицепов: переднего и заднего (рис. 9, б, в). Пе­редний прицеп оснащен двумя кониками поворотного типа (ось по­ворота общая) и дышлом, посредством которого прицеп крепится к трактору. Задний прицеп оснащен двумя кониками неповорот­ного типа и коротким дышлом, служащим для сцепления с перед­ним прицепом при порожних рейсах. Тяговое усилие заднему при­цепу передается через перевозимые трубы. В нагруженном состоя­нии прицепы соединяются также страховыми канатами.

Коники прицепов оснащены канатными стопорными устрой­ствами, удерживающими трубы от сползания вперед или назад. Увязка труб на кониках производится лебедкой, вмонтированной в одну из стоек каждого коника.

Для унификации выпускают поезда, выполненные только по схеме плетевоза, и комплектуют их страховыми канатами разной длины. Роспуски плетевозов оборудуют необходимыми световыми приборами, а в случае плетевозов грузоподъемностью 30 т и более — тормозами.

Технические характеристики применяемых в строительстве плетевозов приведены в таблице 15.

5.5 Машины для подготовительных работ

5.5.1 Бульдозеры

Бульдозер — основная машина при выполнении подготовитель­ных работ (рис. 10). Он применяется для планировки местности, срезки бугров, засыпки ям и траншей, перемещения грунта на небольшие расстояния (до 100 м) и т. д. Бульдозер может быть использован для валки леса с корнями, корчевания пней и ку­старников. В зимнее время его применяют для расчистки дорог и площадок от снега.

Рис. 10. Бульдозер ДЗ-27С (а) с гидравлической системой управления отвалом (б):

1-отвал; 2 - подкос; 3 - гидроцилиндр; 4 - толкающая балка; 5 - базовый трактор; 6 -проушина для крепления подкоса; 7 - кронштейн для крепления штока гидроцилиндра; 8 - проушина для крепления толкающей балки; 9 - нож средний; 10 - нож боковой; 11 и 12 — соответственно болт и гайка крепления ножа

Бульдозер состоит из базовой машины (трактора) и специального навесного рабочего оборудования (отвала с рамой или толкающими балками).

По способу установки отвала относительно оси трактора раз­личают бульдозеры неповоротные и универсальные (поворотные). Неповоротными называются бульдозеры, у которых отвал распо­лагается только перпендикулярно к оси трактора, а универсаль­ными— когда отвал может быть установлен как перпендикулярно к оси трактора, так и под углом к ней, а также повернут в верти­кальной плоскости под углом 5—6° (изменение угла резания).

Отвал бульдозера представляет собой металлический вогнутый скребок сложного профиля, расположенный впереди трактора. Нижняя часть скребка плоская, сопрягается с верхней в виде во­гнутого участка цилиндрической формы. Вогнутая форма отвала опрокидывает поднимающийся по нему грунт вперед, не допуская переваливания через отвал.

Отвал состоит из передней стенки, изготовляемой из листовой стали, верхней и нижней балок, придающих ему необходимую же­сткость, и боковых стенок или щек. В некоторых конструкциях от­валов щеки несколько выступают вперед за переднюю стенку. К нижней части отвала болтами с потайными головками крепятся ножи. Их, как правило, три: два боковых и средний. Ножи изго­товляют из высококачественной полосовой стали, они имеют в большинстве случаев двустороннюю заточку. По притуплении одной режущей кромки нож переворачивают для работы другой режущей кромкой.

К верхней части отвала часто приваривают козырек, усилен­ный ребрами жесткости, а к боковым щекам прикрепляют уширители. Козырек служит для предотвращения переваливания грунта через отвал. Совместно с уширителями он увеличивает объем грунта, перемещаемого бульдозером.

Отвал неповоротного типа (рис. 11, а) крепится к двум тол­кающим балкам при помощи раскосов и подкосов, образуя с ними жесткую пространственную конструкцию. Свободные концы тол­кающих балок шарнирно крепятся к рамам гусеничных тележек трактора, обеспечивая тем самым вертикальные перемещения от­вала при сохранении прямого угла между ними и осью трактора.

Отвал поворотного типа (рис. 11,б) устанавливается шарнирно к универсальной толкающей раме и двум толкателям. Сво­бодные концы брусьев толкающей рамы крепятся, как и в первом случае, к рамам гусеничных тележек.

Рис. 11. Конструкция отвала бульдозера:

а - неповоротного типа; б - универсального (поворотного) типа

Передний конец толкающей рамы снабжен оголовком с шаровой опорой, входящей в шаровое гнездо, расположенное в центре нижней балки отвала. Полученный таким образом шаровой шар­нир позволяет устанавливать отвал под различным углом к оси трактора. Необходимое положение отвала относительно толкаю­щей рамы фиксируется толкателями. Они представляют собой ре­гулируемые кронштейны, шарнирно крепящиеся к боковым щекам отвала и брусьям толкающей рамы. На каждом брусе предусмот­рено несколько положений крепления каждого толкателя, что обеспечивает изменение угла установки отвала от прямого (90°) до острого (60—62°) вправо или влево, а также наклон отвала в вертикальной плоскости на 5—6°.

В процессе работы бульдозер, двигаясь вперед, опускает от­вал, ножи которого, врезаясь в грунт, срезают его поверхностный слой. Разрушенный грунт поднимается по отвалу и перемещается перед ним в виде призмы волочения. Набрав определенное коли­чество грунта, бульдозер приподнимает отвал, прекращая тем са­мым процесс резания, и толкает перед собой срезанный ранее грунт до места разгрузки. Затем он останавливается и начинает движение назад с поднятым отвалом, оставив грунт. При необхо­димости разровнять транспортируемый грунт бульдозер продолжает двигаться вперед с приподнятым на некоторую высоту отва­лом, разглаживая доставленный грунт, затем возвращается для повторения цикла.

Технические характеристики наиболее часто применяемых бульдозеров в строительных работах приведены в таблице 16.

5.6 Машины циклического действия для разработки траншей и

котлованов

5.6.1 Универсальные одноковшовые экскаваторы

Одноковшовые экскаваторы представляют собой машины, пред­назначенные для разработки траншей и котлованов. Одноковшовые экскаваторы — машины обще­строительного назначения. Они широко применяются при строи­тельстве магистральных трубопроводов.

Рабочий процесс экскаватора состоит из следующих операций: рабочего хода (копания) ковша, поворота стрелы и выгрузки ковша, холостого (обратного) хода ковша и перемещения самого экскаватора по мере разработки траншеи. Рабочее, силовое и вспомогательное оборудование, основная часть трансмиссии, меха­низмы управления, а также кузов экскаватора расположены на платформе, которая опирается на ходовую часть экскаватора при помощи опорно-поворотного устройства и может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Большинство одноковшовых экскава­торов выпускается полноповоротными. В последнее время полу­чили широкое применение также неполноповоротные экскаваторы малой мощности выполненные как оборудование с гидравличе­ским приводом на гусеничных и колесных тракторах.

По конструкции ходового оборудования экскаваторы подразделяются на гусеничные и пневмоколесные, по силовому оборудова­нию— на дизельные и комбинированные: дизель-электрические и дизель-гидравлические. Главным параметром экскаватора принята вместимость его ковша. На строительстве трубопроводов в основ­ном получили распространение экскаваторы вместимостью ковша от 0,1 до 2 м³.

Одноковшовые экскаваторы общестроительного назначения по­лучили название универсальных. Кроме рытья траншей и котлова­нов ими выполняют погрузочно-разгрузочные и монтажные работы, забивку свай, корчевку леса, рыхление мерзлоты, трамбовку, пла­нировку и многие другие работы. Для этого одноковшовые строи­тельные экскаваторы снабжаются соответствующим сменным ра­бочим оборудованием.

Современные универсальные одноковшовые экскаваторы имеют до 15 видов сменного оборудования (рис. 12). Для экскаваторов вместимостью ковша более 0,5 м³ основной вид рабочего оборудо­вания— прямая лопата. Экскаватор, оборудованный прямой лопа­той, ведет разработку забоя выше уровня опорной поверхности. Ковш при этом совершает движения снизу вверх «от себя». Такой экскаватор применяется для работы в карьерах. Для экскаваторов вместимостью ковша до 0,5 м³ основной вид рабочего оборудова­ния— обратная лопата. Экскаватор, оборудованный обратной ло­патой, предназначен для рытья траншей и небольших котлованов. Он разрабатывает грунт ниже уровня своей опорной поверхности, при этом ковш совершает движение снизу вверх «на себя». Экска­ватор, снабженный рабочим оборудованием драглайна, применя­ется для разработки траншей и каналов, отрытия больших и глу­боких котлованов, отсыпки насыпей, возведения плотин и дамб, производства вскрышных работ. При использовании экскаватора на погрузочно-разгрузочных и монтажных работах применяют крановое оборудование, снабженное крюком или грейфером. Экс­каватор, оборудованный грейфером, применяется для рытья неши­роких, но глубоких котлованов, для работ под водой и при по­грузке или разгрузке сыпучих материалов. Экскаватор, оборудо­ванный стругом или скребковым засыпателем, используется для планировочных работ и засыпки траншей. Экскаватор с оборудо­ванием копра применяется для забивки свай и шпунта. При ис­пользовании экскаватора на монтаже сооружений из сборных кон­струкций его снабжают оборудованием башенного крана. Обору­дование бокового (косого) драглайна используется для очистки траншей от снега или обвалившегося грунта. Экскаватор, обору­дованный клин-бабой и дизель-молотом с клином, применяется для рыхления мерзлого грунта при земляных работах в зимнее время. Экскаватор с оборудованием планировщика откосов

Рис. 12. Виды навесного оборудования одноковшового универсального экска­ватора с канатной системой управления:

а — прямая лопата; б — обратная лопата; в — драглайн; г — кран; д — грейфер; е — струг; ж — копер; е — башенный кран; и — боковой драглайн; к — клин-баба; л — планировщик откосов; м — корчеватель

предназначен для планировки откосов насыпей автомобильных и железных до­рог. Экскаватор, оборудованный корчевателем, используется для корчевки пней при подготовительных работах по подготовке строительной полосы.

Таким образом, область возможного применения одноковшовых универсальных экскаваторов выходит далеко за пределы чисто земляных работ. Рабочее оборудование прямой лопаты, драглайна, обратной лопаты, грейфера и крана считается основным.

При строительстве трубопроводов прямая лопата используется редко. Применение остальных (неосновных) типов рабочего оборудования целесообразно только при небольшом объеме выпол­няемых работ, когда доставка для этой цели специализированной машины нерентабельна.

Рабочее оборудование полноповоротных экскаваторов подраз­деляется на оборудование с жесткой и гибкой подвеской рабочего органа. В свою очередь оборудование с жесткой подвеской может быть шарнирно-сочлененным или телескопическим.

Гидравлические экскаваторы в большинстве своем имеют шарнирно-сочлененное рабочее оборудование, позволяющее при незна­чительном переоборудовании или замене рабочего органа выпол­нять разнообразные экскавационные и погрузочные работы.

В отличие от экскаваторов с механической трансмиссией и канатоблочной системой управления (рис. 13, б), в которых при переходе к дру­гому виду рабочего оборудования требуется замена стрелы, ру­коятки и других узлов, у экскаваторов с гидравлическим приводом (рис. 13, а) заменяется только ковш и переустанавливаются штоки гидроцилиндров.

Рис. 13. Одноковшовый экскаватор:

а – экскаватор с гидравлической системой управления:

1-гидроцилиндры (рукояти, ковша, стрелы), 2 - гидроразводка, 3 - стрела, 4 - рукоять, 6 - рычаг, 7 - тяга, 8 - ковш, 10 - поворотная платформа;

б – экскаватор с канатоблочной системой управления:

1 - пята стрелы, 2 - напорный барабан, 3 - поворотная платформа, 4 - стойка поворотной платформы, 5 - подъемный барабан главной лебедки, 6 - барабан стреловой лебедки, 7 - двуногая стойка, 8 - подъемный канат, 9 - канат подвески стрелы, 10 - седловой подшип­ник, 11 - возвратный канат, 12 – стрела, 13 - блок подвески стрелы, 14 - головные блоки, 15 – рукоять, 16 - ковш

Высокая маневренность и приспособляемость к меняющимся условиям работы — главное преимущество одноковшовых экскава­торов, определившее их широкое применение в строительных ра­ботах. Благодаря этим качествам экскаваторы способны разраба­тывать разнообразные, в том числе плотные и неоднородные, а также взорванные скальные грунты.

Основной недостаток универсальных одноковшовых экскавато­ров, с точки зрения их применения при строительстве магистраль­ных трубопроводов,— недостаточная производительность, являю­щаяся следствием циклического рабочего процесса, трудности ав­томатизации, а также повышенной утомляемости машиниста при производстве линейных работ.

Работа механизмов экскаваторов этого типа отличается ярко выраженным динамическим характером приложения нагрузок к его деталям и узлам. Например, если встреча рабочего органа любой другой землеройной машины с непреодолимым препятствием яв­ляется аварийным состоянием, то внезапное стопорение ковша универсального экскаватора при разработке неоднородных и взорванных скальных грунтов — один из нормальных расчетных режимов его работы.

В таблице 17 приведены модели и технические характеристики наиболее часто применяемых в строительстве экскаваторов.