Билет 11

1. К группе карьерных экскаваторов непрерывного действия •относятся экскаваторы ЭМ. и ЭР, чаще всего выполняемые € ковшовым рабочим органом.

Цепные экскаваторы поперечного копания, применяемые для добычи глины, песка и щебня, планировки откосов или про­кладки каналов малых сечений, выполняют в основном на рель­совом ходу и имеют электрический многомоторный привод всех механизмов.

Экскаватор ЭМ-201А (рис. 2.2.8, а)—самоходная машина на рельсовом ходу с ковшами вместимостью 20 л. Он может раз­рабатывать грунты I...III категорий с включениями размером не более 100 мм ниже уровня стояния на глубину до 7 м или выше его на высоту до б м. Угол откоса в забое составляет 45°.

Основная ковшовая рама 2 имеет П-образное сечение, на­правляющие для перемещения ковшовой цепи и поддерживаю­щие ролики. К ней шарнирно присоединены нижнее 1 и верх­нее 3 планирующие звенья. К последнему шарнирно крепится неподвижная дополнительная ковшовая рама 5, установленная на ходовое оборудование 9, перемещаемое по рельсам. На ра­ме 5 укреплена стойка 4, в верхней части которой имеются бло­ки канатно-блочной системы управления. Стойка фиксируется растяжками 10, а рама 2 удерживается качающейся направля­ющей.

Ковшовая цепь в забое может быть установлена для нижнего (рис. 2.2.8, б) и верхнего (рис. 2.2.8, в) копания. Нижнее плани­рующее звено, параллельное раме 2, увеличивает глубину копа­ния, при отклонении звена его можно использовать для зачист­ки дна забоя. Верхнее планирующее звено зачищает бровку при верхнем копании.

Если поворот рамы 2 с планирующим звеном 1 выполняет­ся только одним полиспастом при неподвижной точке //, то та­кое копание называют веерным (толщина стружки по длине переменная). Если одновременно работают два полиспаста и точки I и II перемещаются параллельно первоначальному по­ложению (точка III), то копание происходит при постоянной стружке и носит название параллельного копания.

Рис. 2.2.8. Многоковшовый экскаватор поперечного копания ЭМ-201А: а — общий вид; б, в — схемы разработки забоя соответственно при нижнем и верхнем копании; /, 3 — нижнее и верхнее планирующие звенья; 2 и 5 — основная и дополни­тельная ковшовые р^мы; 4 — стойка; 6 — привод ковшовой цепи; 7 — бункер; 8 — двухба-рабанная лебедка; 9 — ходовое оборудование; 10 — растяжки; /, //, III — шарниры под­вески и соединения верхнего планирующего звена с рамами 2 к 5

Ковшовая цепь при переходе через верхний турасный вал выгружает грунт в бункер 7, откуда грунт может подаваться на транспортные средства.

Кинематическая схема экскаватора ЭМ-201А представлена на рисунке 86 й выполнена в виде отдельных трех приводов: механизма подъема ковшовых рам и привода ковшовой цепи, а также механизма передвижения. В последних конструкциях привод хода изменен. На выходных валах трехступенчатого червячно-цилиндрического редуктора установлена цилиндрическая шестерня привода ведущей оси хода, а цепная передача ис­пользована для привода кабельного барабана с токоприемни­ком, автоматически наматывающего или сматывающего элект­рический кабель.

Аналогичное устройство имеет экскаватор ЭМ-251 с ковшами вместимостью 30 л, отличительная особенность — возможность установки отвального конвейера длиной 20 м и дополнительно­го противовеса.

После выработки уступа экскаватор передвигают по отноше­нию к забою с одновременным смещением рельсовых путей на шаг передвижки: 0,8... 1,0 м (ЭМ-201А) и 1,5...2,0 (ЭМ-251). Производительность экскаваторов при скорости ковшовой це­пи 0,6 и 0,5 м/с составляет 36 м³/ч (ЭМ-201А) и 60 м³/ч (ЭМ-251). Масса экскаваторов соответственно 11 и 13 т.

2. Параметры грунтовых насосов

Грунтовые насосы (землесосы) служат для перекачивания пульпы и представляют собой центробежные одноступенчатые консольные насосы одностороннего всасывания, которые отли­чаются от аналогичных водяных центробежных насосов: по­вышенным зазором между рабочим колесом (3...6 лопасти) и корпусом для пропуска крупных включений; меньшим КПД, равным 0,65...0,70, частотой вращения рабочего колеса, не пре­вышающей 1...3 с^-1 при скорости в каналах грунтового насоса до 30 м/с, высотой всасывания (в 1,2...1,5 раза).

Корпус и рабочее колесо грунтовых насосов изготавливают из износостойких материалов. Кроме того, чтобы предохранить корпус от истирания и кавитации, устанавливают сменные бро­невые листы внутри камеры, используют резиновую футеровку рабочего колеса и камеры. Для очистки камеры в корпусе имеются специальные люки.

Грунтовые насосы выпускают на подачу 27...12 500 м/ч и напор 9...100 м трех типов: Гр — с нормальным сечением про­точной части; ГрУ — с увеличенным на 25% размером сечения проточной части; ГрО — с уменьшенным на 15% размером се­чения проточной части. Их могут изготавливать однокорпусными и двухкорпусными.

Эффективность работы грунтового насоса зависит от всасы­вающей способности (грунтозабора) и гидротранспорта грунта (грунтоотвода).

На рисунке 112 показан грунтовой насос ГрУ 4000/71, при­меняемый в мелиоративном строительстве и имеющий подачу 4000 м³/ч при напоре 71 м. Его привод осуществляется асин­хронным электродвигателем мощностью 1250 кВт, установлен­ным на фундаменте и соединенным с насосом поперечно-свертнои муфртой.

Всасывающая способность грунтовых насосов оценивается геометрической и вакуумметрической высотой всасывания. Геометрическая высота всасывания — разность отметок от оси горизонтального вала насоса до поверхности воды. Вакуумметрическая высота (м) всасывания оценивается разностью давлений: атмосферного на свободную поверхность воды и дав­лением у входа в рабочее колесо. Допускаемая вакуумметрическая высота (м) всасывания не превышает 6...8 м:

где — геометрическая высота всасывания, м; - гидравлические потери в проточной части насоса, м; — суммарные потери во всасывающей ли­нии, м;, — скорость пульпы во всасывающей линии, м/с; = 9,81 м/с².

Рис. 2.7.3. Грунтовой насос ГрУ 4000/71:

1 — корпус; 2 — крышка; 3, 5 — бронедиски; 4 — рабочее колесо; 6 — сальник; 7—ста­нина кронштейна;

8 — крышка

Напор (м), развиваемый грунтовым насосом, должен быть

где — сумма гидравлических потерь во всасывающих и напорных пуль­поводах, м; — сумма геометрических потерь (разность отметок водоема и карты намыва), м.

Мощность (кВт), потребляемая землесосом,

где =9,81 м/с²; — плотность пульпы, кг/м³; — производительность, м³/ч; — развиваемый напор при заданной производительности, м.

Для грунтовых насосов справедливы законы подобия, и ими пользуются при переходе от одних параметров к другим, соблюдая соотношения

где «н» и «м» индексы натурного и модельного образцов; , , , , — напор (м), расход (м³/ч), мощность (кВт), частота вращения ( ) и диа­метр рабочего колеса (м).

Минимальная (критическая) скорость движения пульпы, за­висящая от расхода и диаметра пульповода, должна исключать заиление в нем:

Диаметр пульповода, мм 250 350 450 500 600

Скорость, м/с 1,7 2,1 2,3 2,5 2,7

Расход, л/с 80 200 375 490 760

3. Трубоукладчики

Трубоукладчики находят распространение не только на строительстве нефтегазопроводов, водоводов оросительных систем, но и на различных монтажных работах в промышленном и гражданском строительстве. Высо­кая маневренность, неприхотливость к дорожным условиям за счет низкого давления на грунт, возможность работы с грузами большой массы и уни­версальность способствуют широкому применению их в народном хозяйст­ве.

В современном строительстве магистральных трубопроводов трубо­укладчик является наиболее универсальной машиной и используется прак­тически на всех видах работ: в составе изоляционно-укладочной колонны, на укладке трубопровода в траншею, на сварочно-монтажных работах, на транспортировании, погрузке и разгрузке труб и плетей, а также на монта­же и других подъемно-транспортных операциях.

Параметры трубоукладчиков должны соответствовать типоразмерному ряду (табл. 1), который разработан с учетом вписываемости машины в технологический цикл укладки трубопровода определенного диаметра и увязан с типоразмерным рядом гусеничных тракторов.

Индексы гусеничных трубоукладчиков состоят из двух букв ТГ (трубоукладчик гусеничный) и цифровой части. Первые цифры обозначают

Показатель	ТГ-6	ТТ-12	ТГ-20	ТГ-32	ТГ-50	ТГ-80
Грузоподъемность, т Момент грузовой устойчивости	6,3 16	12,5 30	20 50	32 80	50 125	80 160
Мощность двигателя, кВт,	51,5	74	103	132	183	240
Тяговое усилие, кН	85	155	220	320	500	750
Давление на грунт, МПа Конструктивная масса, т	0,2 12,5	0,25 22	0,25 28	0,25 38	0,3 55	0,35 80

1. Характеристика типоразмерного ряда трубоукладчиков

типоразмер и соответствуют грузоподъемности трубоукладчика (в тоннах), последняя цифра указывает порядковый номер модели. После цифр в ин­дексе могут стоять буквы, обозначающие очередную модернизацию (А, Б, В ...) и климатическое исполнение (для районов с холодным климатом — ХЛ, с тропическим — Т). Например, индексом ТГ-502АХЛ обозначен трубо­укладчик грузоподъемностью 50 т второй модели, модернизированный, в исполнении ХЛ типоразмер и соответствуют грузоподъемности трубоукладчика (в тоннах), последняя цифра указывает порядковый номер модели. После цифр в ин­дексе могут стоять буквы, обозначающие очередную модернизацию (А, Б, В ...) и климатическое исполнение (для районов с холодным климатом — ХЛ, с тропическим — Т). Например, индексом ТГ-502АХЛ обозначен трубо­укладчик грузоподъемностью 50 т второй модели, модернизированный, в исполнении ХЛ.

При строительстве магистральных трубопроводов трубоукладчики ши­роко применяют для транспортирования секций труб на трубосварочной базе, удержания конца трубопровода во время приваривания стыков секции труб, укладке пригрузов, монтаже оборудования компрессорных станций и других погрузочно-разгрузочных работах.

Широкое применение находят трубоукладчики в промышленном, граж­данском и мелиоративном строительстве (рис. 4.10.). Они транспортируют и укладывают в траншею железобетонные и металлические трубы, их используют зуют при монтаже бетонных и металлических балок, металлоконструкций, погрузке и выгрузке труб, строительных материалов и др.

Трубоукладчик состоит из базовой машины, навесного обору­дования, системы управления и приборов безопасности.

Отечественная промышленность выпускает два вида трубоукладчиков с гидроприводом навесного оборудования: с жесткой связью стрелы, вы­полненной в виде гидроцилиндра изменения вылета стрелы, и гибкой -в виде троса.

Гидросистема трубоукладчика включает в себя гидронасосы, гидро­моторы, гидрораспределители и другие гидроагрегаты. Гидронасосы и гид­ромоторы обеспечивают необходимую мощность грузоподъемного и стрелоподъемного механизмов лебедки. Гидромоторы позволяют плавно включать механизмы лебедки. Этим достигается точное центрирование трубы при монтаже магистральных трубопроводов. Для предотвращения самопроизвольного опускания груза и стрелы конструкция гидросисте­мы обеспечивает одновременное включение гидромоторов привода лебедки и гидроцилиндров тормозов.

При подъеме и опускании стрелы вращение от гидромотора посред­ством шестерен редуктора передается грузовому барабану. Одновременно с подачей под давлением рабочей жидкости к гидромотору гидроцилиндром тормоза растормаживается стреловой барабан. В момент прекращения по­дачи рабочей жидкости к гидромотору и гидроцилиндру автоматически сра­батывает тормоз стрелоподъемного механизма лебедки и прекращается подъем или опускание стрелы.

Привод грузового барабана работает аналогично.

Все передачи навесного грузоподъемного оборудования заключены в масляные ванны, а муфты и тормоза лебедки защищены быстросъемными кожухами.

Повышенное тяговое усилие, широкая колея, удлиненная продольная база и рациональное расположение механизмов навесного грузоподъемного оборудования обеспечивают повышенную продольную и поперечную устой­чивость, низкое давление на грунт, высокую проходимость и хорошую ма­невренность трубоукладчика.

Для обеспечения безопасной эксплуатации трубоукладчик оборудован следующими приборами безопасности: ограничителем грузового момента; автоматическим гидравлическим выключателем подъема стрелы; указате­лем грузподъемности и вылета крана; сиреной; устройством освобождения лебедки от нагрузки.

Билет 12

1 . Экскаваторами непрерывного действия называют самоход­ные землеройные машины с активными рабочими органами, ко­торые одновременно и непрерывно копают, транспортируют и разгружают грунт при движении всей машины. Благодаря прин­ципу непрерывности рабочего процесса и использованию всего рабочего времени на экскавацию грунта эти экскаваторы по сравнению с одноковшовыми обеспечивают более высокую про­изводительность и лучшие удельные показатели.

Производительность экскаваторов непрерывного действия (ЭНД).

Для ЭНД с ковшовым рабочим органом эксплуатационная производи­тельность (м³/ч)

(1)

k_В- коэффициент использования машины по времени: непрерывного действия k_В=0,85…0,9; k_Н- коэффициент наполнения ковша; k_Р- коэффициент разрыхления грунта; q- объём ковша; n – число разгрузок ковшей в ед. времени n=v/l, где v и l – скорость (м/с) и шаг ковшей (м). Для многоковшовых цепных экскаваторов принимают n =0,33…0,66 c^-1 , для роторных карьерных – 1…2 c^-1, для роторных траншейных – 2,7…2,9 c^-1.

грунт	1	2	3	4
Kн	0,9…1,2	0,8…1,1	0,75…1,00	0,9…0,9
Kр	1,08…1,17	1,14…1,28	1,24…1,3	1,26…1,32

Для скребковых траншеекопателей, транспортирующих грунт в виде призмы волочения, теоретическая производитель­ность (м³/ч)

(2)

где b_c, h_c — ширина и высота транспортного скребка, м; v_ц— скорость скреб­ковой цепи, м/с; v_ц =1,5 ... 2,5 м/с; — коэффициент, учитывающий степень заполнения межскребкового пространства грунтом;

Из анализа коэффициента , видно, что наибольшее значе­ние он приобретает при α_р.₀< _г ( =1), но при этом с увеличением глубины траншеи h_T значительно возрастают консольный вылет рабочего органа и габариты машины. При = 0,5 нерациональ­но используется выносная способность скребков, то есть теоре­тическая производительность снижается более чем в 2 раза. Обычно α_р.₀ не превышает 55... 60° при расчетной глубине ко­пания траншеи.

α_р.₀ – угол наклона скребковой цепи к горизонту; _г = 30…45⁰ – угол естественного откоса грунта в движении. (принимать =0,5…1).

Техническая производительность (м³/ч)

, (3)

где , — ширина и глубина траншеи, м; v_p — рабочая скорость передви­жения траншеекопателя, м/с; — коэффициент, учитывающий потери грунта на раструску (пересыпание через скребок и обратное падение в траншею); =0,92 при v_ц =1 м/с; =0,75 при v_ц =2 м/с; =0,5 при v_ц =3...4 м/с, в последнем случае почти 50% грунта вновь сбрасывается в траншею, из­лишне измельчаясь. k_Р- коэффициент разрыхления грунта;

Баланс мощности экскаваторов непрерывного действия.

Его определяют для того, чтобы установить режим работы на ра­бочих скоростях и назначить максимальную транспортную ско­рость.

Для цепных траншеекопателей

Nдвиг = Nцепи + Nпер + N_TР +N _нас (4)

где Nдвиг, Nцепи, Nпep, N_TР, N_наc— мощности, расходуемые соответственно дви­гателем, на привод цепного рабочего органа, передвижение экскаватора с ра­бочей скоростью, привод отвальных конвейеров и системы управления экска­ватором (гидронасосы, механические лебедки), кВт.

Мощность (кВт), расходуемая на привод цепного рабочего органа,

Nцепи = (Nкоп + Nпод) /η_прив (5)

где Nкоп, Nпод — мощность, расходуемая соответственно на копание грунта и его подъем из забоя до высоты выгрузки, кВт; η_прив — механический КПД привода от двигателя до турасного вала включительно.

Мощность (кВт), расходуемая на копание грунта,

Nкоп = k_копП_т/ (3600 • 10³η_Ц) (6)

где Nкоп — удельное сопротивление копанию, Н/м²; k_КОП=100 000, 200 000, 300 000 и 400 000 Н/м² для грунтов I, II, III и IV категорий; k_КОП =2(10⁶... 10⁷) Н/м² для мерзлых грунтов всех категорий; П_т — техническая производи­тельность, м³/ч; П_т=b_тh_тv_р; b_Т и h_т— в м; v_Р — в м/ч; η_Ц — КПД рабочей цепи; η_Ц =0,60... 0,65 для свободно провисающей ковшовой цепи; η_Ц=0,40 ... 0,45 для скребковой цепи.

Эта же мощность (кВт)

N_К0П= (7)

где ∑R_к — суммарная касательная составляющая реакция грунта на рабочий орган, Н; ∑R_k=R_k1+R_k2+R_k3+ ... +R_ki; R_kI — касательные реакции, дейст­вующие на каждый ковш, определяемые по формулам взаимодействия рабо­чих органов машины с грунтом, Н; и_ц — в м/с.

Мощность (кВт), затрачиваемая на подъем грунта ковшо­вым рабочим органом,

Nпод=γП_т(Н'₀+0,5h_т)/(3600• 10³η_Ц) (8)

где γ — (=0,8…2•10⁴)удельный вес грунта ненарушенной структуры, Н/м³; П_Т — в м³/ч; Н'_О — высота подъема грунта, м; h_Т — глубина копания,в м.

Мощность (кВт), затрачиваемая на подъем грунта скребко­вым рабочим органом,

Nпод = γП_т(Н'₀ + 0,5h_т) (l+f_rctgβ)/(3600• 10³η_Ц) (9)

где f_r — коэффициент трения грунта о грунт(в зависимости от состояния,вида грунта 0,3-0,7); β — угол наклона (град) траек­тории движения скребка к горизонту [50-75⁰]; остальные параметры по формуле (8).

Мощность (кВт), расходуемая на передвижение экскавато­ра с рабочей скоростью,

Nпер=Fv_р/(10³η_пер) (10)

где F — суммарное сопротивление передвижению экскаватора с учетом реак­ций со стороны грунта на рабочий орган и уклона поверхности движения, Н; v_P — в м/с; η_пер — КПД передач, включая потери на трение в движителе.

( , где b_Т – ширина траншеи, h_Т –глубина траншеи, м )

Величина

F=F₁+F₂ (11)

где F_t—сопротивление передвижению экскаватора, Н; F₁=(mg+∑R_B+R_HOЖ.В)(fo±i), Н; т—масса экскаватора, кг; g=9,81 м/с²; ∑R_B — верти­кальная реакция со стороны грунта на рабочий орган, Н; R_HOЖ.В — верти­кальная реакция со стороны грунта на зачистной нож, Н; когда нож отсут­ствует, R_HOЖ.В =0; f₀ — сопротивление передвижению, Н; i — уклон поверхно­сти движения; F₂ — суммарная реакция со стороны внешней среды на рабо­чее оборудование в направлении вектора v_Р, Н; F2=∑R_Г+ R_HOЖ.Г; ∑R_Г — гори­зонтальная реакция со стороны грунта на рабочий орган, Н; R_HOЖ.Г — гори­зонтальная реакция со стороны грунта на зачистной нож, Н.

Силы F₁ и F₂ определены из условия выполнения экскавато­ра по навесной системе; когда в конструкции имеются допол­нительные опорные устройства (опорные колеса, лыжи и др.), то в формуле (8) необходимо учитывать дополнительные со­противления от работы этих устройств.

Реакции (Н)

R_HOЖ.Г ⁼ k_копb_тС₁ и Rнож.в= ψRнож.г, (12)

где k_коп — удельное сопротивление грунта копанию зачистным ножом, Н/м²; b_т—ширина траншеи, м; с₁ — толщина неровностей на дне траншеи, образуе­мых вследствие особенностей кинематики движения рабочих органов; c₁= 0,02 ... 0,04 м; ψ — коэффициент; ψ=0,2 ... 0,4. В случае если зачистной нож на дне траншеи одновременно прорезает лунку под укладку подземных коммуникаций, то реакцию Rнож.г определяют с учетом площади разрабаты­ваемого сечения.

Вертикальные и горизонтальные реакции (Н) со стороны грунта на рабочий орган

(13)

(14)

где ∑R_к — суммарная касательная реакция со стороны грунта на рабочий орган, Н; β — см. формулу (209); ψ — коэффициент; ψ=0,15 ... 0,45 для ков­шей цепных экскаваторов; ψ=0,8 ... 1,0 для скребковых и дискофрезерных рабочих органов; ψ=0,4 ... 1,0 для ковшей роторных экскаваторов.

Суммарная касательная реакция (Н) со стороны грунта на рабочий орган:

Ковшовый:

∑R_к =103N_КОП/v_Ц; (15)

скребковый

∑R_к (16)

где Nкоп — в кВт; v_Ц — в м/с.

Мощность (кВт) на привод отвальных конвейеров опреде­ляют по упрощенной формуле

N_TP=П_Tk₁ (17)

где Пт — в м³/ч; k₁ — удельная мощность, расходуемая на еди­ницу объема транспортируемого грунта, кВт-ч/м³; k₁=0,03 кВт-ч/м³ для ленточных отвальных конвейеров при их длине L=3 ... 5 м; k₁=0,012 кВт-ч/м³ для двухсторонних шнековых отвалообразователей при L=0,3... 0,5 м.

Мощность (кВ) на привод системы управления

Nнас =F_гv_шт/(10³η_сум) (18)

где F_r — усилие в штоке подъемного гидроцилиндра, Н; определяется для трех расчетных положений рассмотрением условий равновесия рабочего орга­на относительно оси крепления к основной раме (I — копание грунта на рас­четной глубине, II — подъем рабочего оборудования, III — рабочий орган в горизонтальном положении); v_шт — скорость штока рабочего силового ци­линдра; v_шт=0,05. ..0,10 м/с; η_сум — суммарный КПД привода.

Для роторных траншейных эксковаторов в формулу (4) вместо Nцепи подставляют Nрот – мощность (кВт), расходуемая на привод ротора:

Nрот=(Nкоп+Nпод+Nин)/η_прив (19)

Где Nин – дополнительная мощность (кВт), затрачиваемая на сообщение частицамгрунта кинетической энергии,

Nин=γП_Тv²_ОКР/(3600• 10³2η_Р); (20)

Где γ – в Н/м³; П_Т – в м³/ч; v_ОКР – в м/с, скорость резания v_ОКР =1,6…2,7 м/с; g=9,8 м/с²; η_Р – кпд ротора, η_Р=0,7…0,8; Nкоп и Nпод определяют по формулам (6)-(8), подставляя вместо η_Ц в знаменатель η_Р.

2. Мелиоративные земснаряды

Рис. 2.7.4. Принципиальные схемы работы земснаряда (а), свободно всасываю­щего наконечника (б), грунтоприемника с гидромонитором (в), грунтоприемника с фрезерным рыхлителем (г), гидроэжекторного грунтоприемника (д), многосоплового гидравлического рыхлителя с грунтоприемником (е), фрезерно-гидравлического рыхлителя с грунтоприемником (ж), винтового (з), рота­ционного (и) и роторно-ковшового рыхлителя (к):

1 — грунтоприемник; 2 — всасывающая линия; 3 — землесос; 4 — двигатель; 5 — нагнета­тельный пульповод; 5—ллав^чиД пульповод на понтонах; 7 — свайный ход

Земснаряд (рис. 113, о; 114) представляет собой плавучую землесосную установку, предназначенную для всасывания грун­та из-под воды (иногда с предварительным его разрыхлением) и транспортирования его по пульповоду к месту укладки.

Грунтоприемник со всасывающей линией устанавливается на стреле, шарнирно прикрепленной к корпусу земснаряда. Подъем и опускание их осуществляется электролебедкой через полиспаст. Всасывающая линия соединена с землесосом, при­водимым в движение либо электродвигателем, либо двигателем внутреннего сгорания. Нагнетательный пульповод в виде от­дельных секций монтируют на понтонах, он транспортирует пульпу к месту укладки.

Землесосные снаряды разрабатывают грунт путем размыва его потоком воды, поступающей с достаточной для этого ско­ростью \во всасывающую трубу. Размыв начинается около сте­нок наконечника и быстро увеличивается вглубь, образуя во­ронку всасывания. Грунт в виде вихревых потоков засасывает­ся в трубу.

Для всасывания частиц грунта необходимо преодолеть со­противления сил тяжести частиц грунта и сил зажатия их со­седними частицами. Свободно всасывающие наконечники (рис. 113,6) могут разрабатывать только несвязные грунты.

На твердых связных грунтах для облегчения его размыва применяют рыхлительные устройства, образующие со всасыва­ющим наконечником земснаряда грунтоприемник. В качестве рыхлителей используют гидромониторы (рис. 113,в), фрезер­ные (рис. 113, г), фрезер но-гидр авлические (рис. 113, ж), ро-торно-ковшовые (рис. 113, к), ротоционные (рис. 113, и), вин­товые (рис. 113, з), черпаковые, гидравлические (рис.113, е), гидроэжекторные (рис. 113,5) и др.

Поступательное и поперечное перемещение земснаряда в процессе разработки забоя называется папильонированием. В начале работы земснаряд имеет поперечное перемещение в одном направлении, потом осуществляется подача вперед, пос­ле чего он изменяет направление поперечного перемещения.

Для рабочего перемещения по забою земснаряды оборудо­ваны папильонажными лебедками и свайным ходом. Свайный ход современных земснарядов бывает двух типов: простой и роторно-напорный (рис. 115).

В некоторых конструкциях земснарядов применяют тросо­вое папильонирование по траншейной, параллельной, багермейстерской, крестовой и другим схемам. Современные земсна­ряды различают также по часовой производительности по грунту (м³/ч): особо малые (до 50), малые (50..200), средние (200...500), крупные (500...1000), особо крупные (более 1000).

Мелиоративные земснаряды относятся к самоходным плаву­чим землеройно-транспортным машинам непрерывного дейст­вия, комплексно механизирующих весь цикл земляных работ (табл. 32).

Рис. 115. Схемы папильонирования земснаряда: а — простри свайный ход; б — роторно-напорный свай­ный ход; в — троссовое папильонирование

3.

Билет 13

1. Землеройно-фрезерные машины

Землеройно-фрезерные машины (ЗФМ)—самоходные ма­шины непрерывного действия. Они предназначены для послой­ной разработки непереувлажненных грунтов I... IV категорий без крупных каменистых включений с перегрузкой в отвал или транспортные средства при строительстве магистральных ороси­тельных каналов, возведении плотин и дамб, подготовке ложа водохранилищ, рытье котлованов и для других земляных работ больших объемов.

Поперечное сечение выемки разрабатывается за несколько проходов. Ширина захвата 3 м, высота забоя до 2 м.

Непрерывность процесса разработки грунта, разделение функции копания и транспортирования между отдельными ра­бочими органами, а также эффект обрушения грунта позволя­ют резко повысить производительность при одновременном сни­жении удельной материало- и энергоемкости машины. Произ­водительность ЗФМ-3000 и ЗФМ-2 составляет 1000.. .3000м³/ч при удельной энергоемкости 0,15...0,37 кВт-ч/м³ и удельной материалоемкости 0,02... 0,10 т-ч/м³.

Диаметр фрезы назначают в зависимости от высоты Н раз­рабатываемого за один проход забоя (H = 0,8D); окружная скорость фрезы, равная 1,5...,2,0 м/с, должна обеспечивать транспорт грунта в поперечном и продольном направлениях при максимальной толщине разрабатываемой стружки. Ширина за­хвата должна быть больше ширины гусеничного хода. Расстоя­ние между соседними ножами фрезы выбирают из условия наименьшего расхода энергии в пределах (2,5... 4,0) b, где Ъ — ширина режущей кромки ножа. Баланс мощности (кВт) ЗФМ

где N₁ — мощность, расходуемая на копание грунта, кВт; N₂, N₃ — мощность, необходимая на привод приемного и отвального конвейеров, кВт; N₄ — мощ­ность, затрачиваемая на передвижение машины с рабочей скоростью, кВт; N₅ — мощность, расходуемая на работу вспомогательных механизмов, кВт; N₅= (0,05...0,07)N.

В последние годы в строительное производство внедряются ЗФМ, выполненные в виде сменного навесного оборудования на серийных тракторах тягового класса 5... 15 и предназначенные для разрушения прочных и мерзлых грунтов и старых дорож­ных покрытий.

2. Гидроэлеваторы

Рис. 2.7.6. Схема гидроэлеватора:

1 — напорный водовод; 2 — насадок; 3 — всасывающая труба; 4 — приемная камера; 5 - смесительная камера;

6 -диффузор; 7-пульповод

Гидроэлеваторы (рис. 2.7.6) применяют для перекачивания пульпы и загрязненных жидкостей небольших объемов в стес­ненных условиях, при противодавлении менее 10 м. Они работают по принципу водоструйных насосов — передача энергии; ОТ одного потока (с большим значением) к другому (с мень­шим значением).

Высокая надежность гидроэлеваторов определяется отсутст­вием подвижных частей, их можно изготовить в любых мастерских. При засасывании воздуха не происходит срыва вакуума.. Однако их КПД не превышает 30%. Они плохо работают при перекачке густых пульп с каменистыми включениями.

3. Транспортные и труботранспортные машины

3.3.1. Типы, область применения и классификация

Трубы и плети в процессе строительства магистральных трубо­проводов перевозятся специальными автомобилями и тракторными поездами, которые в зависимости от длины транспортируемых труб делятся на трубовозы и плетевозы В качестве трубовозов в основ­ном применяются автопоезда, а в качестве плетевозов — как авто­мобильные, так и тракторные поезда.

Трубовозы

Трубовозом называется автопоезд, предназначенный для пере­возки труб длиной до 12м. Трубовозы в основном перевозят трубы от мест их разгрузки из железнодорожного или водного транспорта до механизированных трубосварочных баз, где отдельные трубы свариваются в плети длиной до 48м. Дорожные условия в этих случаях, как правило, лучше, чем на последующем этапе — перевозке плетей от сварочной базы до строительной полосы, совер­шаемой плетевозами. Поэтому трубовозы могут передвигаться с большими скоростями, чем плетевозы, должны быть более маневренны в нагруженном состоянии и занимать меньшую полосу движения, чтобы не затруднять движение встречного транспорта.

Трубовоз состоит из тягового автомобиля / и роспуска 6, сое­диненных дышлом 7 и канатами крестовой сцепки 8 (рис 3.4.1). На раме тягового автомобиля вместо кузова укреплено специальное навесное оборудование Оно включает в себя сварной подрамник 3 с предохранительным щитом 2 в передней части, защищающим ка­бину водителя от повреждения трубами 4. Надрамник крепится к лонжеронам рамы автомобиля стремянками (равномерное каждой стороны) В местах их установки для предохранения рамы автомобиля от смятия расположены деревянные бруски. Аналогич­ные бруски имеются также между лонжеронами рамы и продоль­ными швеллерами надрамника. Между кабиной и предохранитель­ным щитом установлен кронштейн с запасными колесами На надрамнике укреплен поворотный коник 5, представляющий собой вращающуюся на вертикатьной оси горизонтальную балку с дере­вянным брусом, на который укладывают перевозимые трубы. На балке коника устанавливаются и закрепляются - упорные стоики 9, удерживающие трубы от скатывания с коника. В зависимости от числа и размеров перевозимых труб стойки могут переставляться в различные положения, в которых фиксируются патьцами, для чего в балке коника и ребордах стоек имеются отверстия. Чтобы предотвратить сползание труб вперед, в отверстиях балки коника устанавливаются строповые приспособления, крепящиеся другим концом к торцу каждой трубы. Во избежание боковых перемещений трубы увязываются канатом 10 при помощи ручной лебедки 11, вмонтированной в одни из стоек коника. На конце рамы автомобиля закреплена балка крестовой сцепки. Роспуском - называется транспортная тележка, предназначенная для перевозки длинномерного груза, вес которого передается на грунт частично через колеса тягового автомобиля, а частично — через колеса этой тележки. Подвеска роспуска по своей конструкции и основным деталям аналогична задней подвеске тягового автомобиля. Колеса роспуска и автомобиля взаимозаменяемы. На раме роспуска установлен полноповоротный коник, конструктивно не (уличающийся от коника тягового автомобиля). Сползание труб назад и боковой люфт устраняются теми же мероприятиями, что и на тяговом автомобиле. Роспуск соединен с автомобилем дыш­лом и канатами крестовой сцепки (см рис 3.4.1.). Назначение дышла — передача на роспуск тягового усилия и обеспечение не­обходимого интервала. Крестовая сцепка состоит из двух регули­руемых по длине перекрещивающихся канатов, каждый из кото­рых по длине перекрещивающихся канатов, каждый из которых крепится передним концом к балке автомобиля, а задним — к про­тивоположной балке роспуска. Назначение крестовой сцепки — обеспечить совпадение колеи роспуска и базового автомобиля при поворотах. Для регулировки крестовой сцепки в балках имеется несколько отверстий, а канаты укомплектованы винтовыми стяж­ками. Наличие поворотных коников на базовой машине и на рос­пуске позволяет трубе избежать возникновения изгибающих мо­ментов при повороте автопоезда..

Рисунок 3.4.1.- Схема трубовоза.