7.4.2. Многочерпаковые снаряды

Многочерпаковые снаряды эффективно используются при разработке связных и несвязных грунтов (глины, суглинки, песок с включениями камней). Они являются снарядами с механическим способом отделения и подъема грунта. Отделение грунта от дна и его подъем у этих земснарядов осуществляется бесконечной черпаковой цепью, состоящей из соединенных между собой черпаков. У большинства речных многочерпаковых снарядов, извлеченный грунт транспортируется к месту отвала в грунтоотвозных шаландах. Реже грунт удаляется в отвал по длинному лотку-лонгкулуару.

Многочерпаковый шаландовый снаряд состоит из корпуса, рабочего органа, энергетической установки и вспомогательных судовых устройств (рис. 7.15, 7.16).

Рис. 7.15. Схема многочерпакового снаряда: а – продольный разрез; б – поперечный разрез; 1 – черпаковая цепь; 2 – черпак; 3 – верхний барабан; 4 – нижний барабан; 5 – черпаковая рама; 6 – черпаковая башня; 7 – подшипник подвеса; 8 – рамоподъемный трос; 9 – рамоподъемная лебедка; 10 – роликовый скат; 11 – черпаковый привод; 12 – грунтовый колодец; 13 – распределительный клапан; 14 – грун-товый лоток; 15 – подъемная станина (копер); 16 – кран; 17 – пост управления; 18 – кран-балка; 19 – шаланда

Основным рабочим органом снаряда является черпаковая цепь, которая размещается в передней части корпуса в его рамной прорези. Черпаковая цепь огибает два барабана – верхний и нижний. Верхний барабан

Рис. 7.16. Общий вид:

а – многочерпаковый снаряд; б, в – шаланда; г – погрузка грунта в шаланду

является ведущим, а нижний – направляющим. Черпаковая цепь приводится в движение верхним барабаном, при этом нижний барабан вращается вхолостую и служит для направления движения черпаковой цепи. Верхний барабан приводится во вращение электродвигателем при помощи черпакового привода, который представляет собой комплекс зубчатых передач. Вращение верхнему барабану от электродвигателя через редуктор передается посредством больших зубчатых колес, посаженых на консольных частях вала барабана. Черпаковый привод размещен на площадке черпаковой башни.

Нижний барабан укреплен на нижнем конце черпаковой рамы. Для размещения барабана конец рамы выполнен в виде развилки, подкрепленной для прочности листами.

Верхний конец черпаковой рамы заканчивается отверстием через которое проходит и закрепляется ось подвеса рамы. На этой оси рама подвешивается к черпаковой башне. Нижний конец рамы на тросах подвешен к рамоподъемной станине и может быть поднят или опущен при помощи рамоподъемной лебедки. Рама снабжена роликовыми скатами, которые поддерживают от провисания поднимающуюся часть цепи с черпаками, наполненными грунтом. Благодаря их наличию уменьшается трение цепи, так как она движется по каткам, вращающимся в подшипниках роликового ската.

Резанье черпаком грунта и его заполнение происходит при вращении черпака относительно оси нижнего барабана. При определенных условиях резание грунта может происходить и черпаками, идущими в нижней части бухты черпаковой цепи, которые врезаются в грунт под собственным весом.

Черпаки, заполненные грунтом, поднимаются до верхнего барабана, поворачиваются вместе с ним и при опрокидывании опорожняются в грунтовый колодец, расположенный внутри черпаковой башни. В зависимости от положения распределительного клапана, грунт из колодца направляется в лоток правого или левого борта снаряда. По лотку грунт скатывается в трюм грунтоотвозной шаланды, учаленной к борту снаряда.

Обычно загрузку шаланд ведут поочередно с обоих бортов снаряда и их смену осуществляют без прекращения работы снаряда.

Производительность многочерпакового снаряда по грунту, м³/ч, определяется по формуле

, (7.3)

где: W_ч – емкость черпака, м³;

n_ч – число черпаков, проходящих через верхний барабан за минуту;

к_н – коэффициент наполнения черпаков грунтом;

к_р – коэффициент разрыхления грунта после заполнения им черпака.

Коэффициент разрыхления грунта в черпаках – это коэффициент увеличения объема грунта, взрыхляющегося при заполнении черпаков. Он представляет собой отношение объема грунта в разрыхленном состоянии (в черпаке) к объему грунта ненарушенной структуры (на дне). Значения коэффициента зависят от рода грунта: к_р = 1,08÷1,28 для песка; 1,24÷1,30 –галька; 1,08÷1,17 – супесь; 1,30÷1,45 – глина.

Коэффициент наполнения к_н представляет собой отношение объема грунта в черпаке к полной геометрической емкости черпака. Среднее значение коэффициента составляет 0,65÷0,80. При работе на липких глинах наполнение черпаков может снижаться до 0,4–0,6 их полной геометрической вместимости.

Речные многочерпаковые снаряды имеют производительность по грунту от 100 до 500 м³/ч и по численности составляют около половины всего дноуглубительного флота. Они являются незаменимыми при разработке каменистых и засоренных грунтов или необходимости укладки отвала грунта на большие расстояния.