78. Конструкция катков для уплотнения грунтов, тяговый расчет, производительность.

Катки являются наиболее распространенными, простыми и экономичными грунтоуплотняющими машинами. Их классифицируют по массе, контактной (линейной) нагрузке (кН/м), числу вальцов и взаимному их расположению, типу привода вальцов и конструкции вальцов.

Вальцы выполняют в виде гладких цилиндрических барабанов, кулачковыми, решетчатыми, с плитками по поверхности обода, в виде набора на оси колес с пневматическими шинами, дисков и сегментов, а также копмакторными и специальной формы.

Гладкие вальцы представляют собой барабан цилиндрической формы. Их уплотняющее воздействие обеспечивается собственным весом, который модно увеличить дополнительным балластом

Гладкие катки уплотняют грунт слоями 0,15-0,2 м без разрыхления его поверхности или с незначительным разрыхлением на глубину 1-3 мм (в несвязных грунтах). Их применяют преимущественно для прикатки в один-два прохода поверхностей, уплотненных другими катками.

Наибольшее распространение получили катки с независимой подвеской отдельных колес, что обеспечивает равномерное уплотнение грунта, а при неровной поверхности предохраняет шины от перегрузки.

Катки на пневматических шинах бывают прицепными, полуприцепными и самоходными. Полуприцепной пневмоколесный каток показан на рис. 13.3.

Рис. 13.3 Полуприцепной пневмоколесный каток: 1 – дышло; 2 – рама; 3 – бункер для загрузки балласта; 4 – пневмоколесо; 5 - механизм стопорения секций; 6 – секции катка; 7 - тягач

Тяговое усилие для передвижения катка:

;

где М – масса катка с балластом; f – сопротивление перекатыванию

Тяговый класс тягача для прицепных катков назначают на 10-20% выше тягового усилия полученного по формуле.

Требуемая мощность двигателя самоходных катков:

;

где V_min – минимальная скорость передвижения катка при максимальном значении Т; η- КПД привода катка.

При расчете технической производительности (м³/ч) учитывают перекрытие катком следа предыдущего прохода (b_п≈0,2 м):

;

где L- длина укатываемого участка, м; В – ширина вальца; V_ср –средняя рабочая скорость передвижения, м/ч; t_п– продолжительность одного разворота, с.

Техническая производительность (м³/ч) трамбовочной машины:

;

где n_у – частота ударов одной трамбующей плиты, мин ^–1; z – число трамбующих плит; a – размер опорной поверхности (сторона квадрата или диаметр); b_п – ширина перекрытия смежных контактных площадок,

Мощность привода (кВт) трамбовочной машины реализуется на ее передвижение и подъем трамбующих плит на высоту падения Н. Ее среднее значение определяют по формуле:

;

где Т – тяговое усилие; m - масса одной трамбующей плиты; η_х, η_т –КПД соответственно трансмиссии ходового устройства и привода подъемной лебедки.

79. Машины и оборудование для гидромеханизации. Гидромониторы, землесосы.

Гидромеханизация – особый способ производства земляных работ, при котором разработка, транспортирование и укладка грунта осуществляются при помощи воды. Гидромеханизация основана на свойстве быстродвижущейся воды размывать грунт и переносить его во взвешенном состоянии к месту укладки, где вследствие уменьшения скорости вода теряет несущую способность и частицы грунта оседают.

Этим способом в гидротехническом строительстве возводят платины, дамбы и насыпи, разрабатывают котлованы под различные гидромеханические сооружения, каналы, углубляют водоемы, добывают песчано - гравийные материалы.

Рис.12.1 Общая схема гидромониторной разработки грунта: 1 – источник водоснабжения; 2 – водозаборное устройство; 3 – насосная станция; 4 – напорный водопровод; 5 – гидромонитор; 6 – забой; 7 – размытый грунт (пульпа); 8 – зумпф (колодец для сбора пульпы); 9 – пульповсасывающее устройство; 10 – грунтовой насос; 11 – пульповод; 12 – участок укладки пульпы (карта); 13 – осевший грунт; 14 – осветленная вода; 15 – шандорный колодец для отвода осветленной воды; 16 – лоток для сброса осветленной воды.

Различают два способа гидромеханизации земляных работ: гидромониторный и землесосный. При гидромониторном способе разработка грунта осуществляется его размывом высоконапорной струей воды, формируемой и направляемой в забой 6 гидромонитором 5 (рис. 12.1). При землесосном способе разработки подводных грунтов применяют плавучие, землесосные установки (землеснаряды). Плотные подводные грунты в забое 1 разрабатывают механическим способом с применением рыхлителей 2, а их транспортирование по всасывающему трубопроводу 3, напорному пульпопроводу 8 и сухопутной части пульпопровода 11, осуществляют грунтовым насосом 6, приводимым двигателем 7, расположенным на понтоне 5.

Гидромеханический способ разработки грунтов отличается высокой эффективностью и производительностью, особенно при массовых объемах земляных работ. Однако для его реализации требуется большое количество воды, в связи с чем он применим для разработки грунтов вблизи водоемов, с береговых урезов и со дна водоемов. Кроме того, способ гидромеханизации применим не для всех грунтов. Плохо поддаются такой разработке грунты, содержащие большое количество камней, а также плотные глинистые.

Гидромониторы – устройства, предназначенные для формирования высоконапорной водяной струи. Они превращают потенциальную энергию воды, подаваемой по напорному трубопроводу, в кинетическую энергию струи и направляют ее в нужную точку забоя.

Землесосные установки бывают передвижными: сухопутными (на санях, гусеничном, шагающем и железнодорожном ходу) и плавучими (на понтонах) и реже стационарными.

Плавучая землесосная установка, оборудованная рядом специальных устройств, называется земснарядом. Она предназначена для извлечения грунта из-под воды и перекачивания его в смеси с водой к месту укладки.

Земснаряды оборудованы устройствами грунтозабора и транспортирования пульпы. В состав грунтозаборных устройств входят рыхлители (гидромониторы или механические рыхлители); двигатель рыхлителя ; всасывающий патрубок ; грунтовый насос и двигатель грунтового насоса .

В качестве рыхлителей наибольшее распространение получили фрезерные рыхлители вращательного действия и сходные с ними отвальные и плужные фрезы. Производительность земснаряда по пульпе определяют по подаче Q_н грунтового насоса, а для ее перевода в производительность по грунту, приведенному в состояние естественного залегания, пользуются формулой:

;

где к – коэффициент, учитывающий консистенцию «с» пульпы. Последнюю определяют отношением грунта объема грунта, приведенного к естественному состоянию, к объему воды в определенном объеме пульпы ..