Строительные материалы

    Рис.8

    Они предназначены для рытья траншей  прямоугольного и трапецеидального профиля глубиной до 4,0 М, шириной по дну 0,8 и 1,1 ми шириной по верxy до 2,8 м в талых грунтах I...III категорий с каменистыми включениями размером до 200 мм. Двухцепные экскаваторы имеют механический привод рабочего органа, бесступенчатое регулирование скоростей рабочего хода гидромеханическим ходоуменъшителем, гидравлический привод отвального конвейера и механизма подъема-опускания рабочего органа.

    Рабочий орган включает наклонную раму 7 коробчатого сечения, шарнирно прикрепляемую сзади к тягачу, и обегающие раму замкнутые пластинчатые цепи 5, к которым на одинаковом расстоянии друг от друга крепятся ковши или режущие элементы скребкового типа 10 и транспортирующие заслонки 11, образующие подобие ковшей. В передней части рамы смонтирован приводной (турасный) вал с двумя ведущими звездочками 4 цепей и предохранительной муфтой предельного момента, в задней - натяжныe звездочки 8 цепей с винтовым натяжным устройством. На раме установлены также промежуточные ролики 9, поддерживающие рабочие ветви цепей и уменьшающие провисание их холостых ветвей. Для увеличения глубины копания раму рабочего органа удлиняют дополнительной вставкой, увеличивают длину цепей и количество скребков. Скребки на рабочем органе размещены по специальной схеме (рис. 8, в), обеспечивающей наименьшую энергоемкость процесса копания. При движении тягача вперед и одновременном движении скребковой цепи относительно наклонной рамы скребки отделяют грунт от массива, а заслонки поднимают его из траншеи на высоту при водных звездочек цепи, при огибании которых грунт выгружается на поперечный (к продольной оси движения машины) ленточный конвейер 3 и отбрасывается им в сторону от траншеи. Глубина отрываемой траншеи зависит от угла наклона рамы рабочего органа и регулируется механизмом ее подъема; включающим два гидроцилиндра 1 и два рычага 2. При копании траншей с наклонными стенками на рабочем органе устанавливают активные цепные откосообразователи 12. Верхние концы цепей шарнирно прикреплены к качающемуся балансирному рычагу 14 с центральным шарниром, нижние - к эксцентрично установленным пальцам натяжных звездочек 8 рабочего органа, сообщающих откосообразователям возвратно-поступательное движение.

    Грунт, отделяемый цепями от целика, обрушивается на дно траншеи, откуда выносится на поверхность транспортирующими заслонками рабочего органа. Сменное рабочее оборудование экскаватора для разработки мерзлых грунтов, промерзших на глубину до 1,2 м, монтируется на основной раме рабочего органа и представляет собой скребковый рабочий орган, оснащенный зубьями с износостойкой наплавкой.

    Рассмотрим  типовую кинематическую схему двухцепного  ЭТЦ (рис. 9). Вращение приводному (турасному) валу 12 с ведущими звездочками 13 цепей 8 передается от дизеля 1 через муфту сцепления, распределительную коробку 2, редуктор реверса 5, конический редуктор 16, верхний редуктор 11 и пневмокамерную муфту 10 предельного момента. С помощью редуктора реверса можно изменять направление движения цепей рабочего органа. Движение цепным откосообразователям 9 сообщается от натяжных звездочек 7 рабочего органа. Автономный привод ведущих концевых барабанов ленточного кон-

Рис.9

-вейера 14 осуществляется от гидромоторов 15 через встроенный в каждый барабан планетарный редуктор. Питаются гидромоторы конвейера от нерегулируемого насоса 4. Регулируемый насос 3 питает гидромотор 17, который обеспечивает передвижение экскаватора при копании траншей и бесступенчатое регулирование скоростей рабочего хода в диапазоне 5...150 м/ч.

    Для транспортного передвижения используется механическая трансмиссия базового трактора б. Техническая производительность двухцепных траншейных экскаваторов в грунтах 1 категории составляет до 220 м3/ч, мощность силовой установки до 84 кВт, скорость движения скребковой цепи 0,8...1,2 м/с, ленты конвейера 2,5...4,5 м/с, рабочая скорость передвижения машины 5...150 м/ч.

    Основными недостатками ЭТЦ являются довольно высокая энергоемкость процесса копания, низкая долговечность цепей, работающих в абразивной среде, и сравнительно невысокая производительность.

    Эксплуатационная  производительность цепных траншейных экскаваторов со скребковым рабочим органом (м3/ч)

          П_э = 3600b_с h_c ν_ц К_н К_в/К_р , (4.31)

    где b_с - ширина скребка, м; h_c - высота скребка, м; ν_ц - скорость движения скребковой цепи, м/с; К_н - коэффициент заполнения экскавационных емкостей (К_н = 0,35...75), зависит от характера грунта, толщины срезаемой стружки, длины и формы забоя, угла наклона рабочей цепи к горизонту); К_в - коэффициент использования машины по времени (К_в = 0,5...0,65); К_р - коэффициент разрыхления грунта в процессе разработки (К_р = 1,1...1,5). 

    Роторные  траншейные экскаваторы представляют собой навесное или полуприцепное к переоборудованному гусеничному трактору землеройное оборудование и предназначены для разработки траншей прямоугольного и трапецеидального профиля в однородных немерзлых грунтах I...IV категорий, не содержащих крупных каменистых включений (до 300 мм), а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания верхнего слоя до 1,1...1,5 м. Глубина отрываемых ЭТР траншей определяется диаметром ротора. Увеличение глубины копания связано со значительным возрастанием диаметра и массы ротора и поэтому рациональный предел глубины копания для ЭТР не превышает 3 м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Рис.10

    Передача  энергии от дизеля тягача к основным исполнительным механизмам (роторному колесу, отвальному конвейеру, гусеничному движителю) и вспомогательному оборудованию (механизмам подъема рабочего органа и конвейера) осуществляется с помощью механической, гидравлической или электромеханической трансмиссии. Широкое распространение в городских условиях получили ЭТР с одномоторным приводом и механической трансмиссией, конструктивные и кинематические схемы которых имеют мало различий.

    Рассмотрим в качестве примера типовую конструкцию ЭТР с механической трансмиссией, предназначенного для рытья траншей глубиной до 2,0 м, и шириной 1,2 м (рис. 10, а).Экскаватор состоит из гусеничного тягача 1 и навесного рабочего органа для рытья траншей и отброса грунта, шарнирно соединенных между собой в вертикальной плоскости. Рабочий орган машины - опирающийся на четыре пapы роликов 8 жесткий ротор 12 с 14 ковшами 11, внутри которого помещен поперечный двухсекционный ленточный конвейер 7, состоящий из горизонтальной и наклонной (откидной) секций. Позади ротора установлен зачистной башмак 10 для зачистки и сглаживания дна траншей. У тягача уширен и удлинен гусеничный движитель для повышения устойчивости и проходимости машины и исключения возможного обрушения стенок траншеи при движении над ней тягача.

    В трансмиссию тягача включен гидромеханический  ходоуменьшитель для бесступенчатого регулирования рабочих скоростей движения машины при копании траншей. На тягаче установлена дополнительная рама с размещенными на ней механизмами привода и подъема-опускания рабочего органа. Рама имеет две наклонные направляющие, по которым с помощью пары гидроцилиндров 2 и двух пластинчатых цепей 4 гидравлического подъемного механизма перемещаются ползуны переднего конца рамы рабочего органа при переводе его из транспортного положения в рабочее и наоборот. Подъем и опускание задней части рабочего органа (рис. 10, б) осуществляются парой гидроцилиндров 3, штоки которых шарнир но прикреплены к верхней части стоек, связанных с задним концом рамы цепями 5. При копании траншей задняя часть рабочего органа находится в подвешенном состоянии. Установка откидной части ленточного конвейера в наклонное рабочее положение и опускание ее при транспортировке машины производятся гидроцилиндром через полиспаст с траверсой. Изменением угла наклона откидной части конвейера достигается различная дальность отброса грунта в сторону от траншеи. .

    Роторное  колесо состоит из двух кольцевых  обечаек 6 (рис. 11) связанных между собой ковшами 1 и поперечными стяжками З. Каждый ковш открыт с двух сторон и имеет в передней части карманы 4 для крепления сменных зубьев 5, а в задней - цепное днище 2, способствующее лучшей разгрузке ковша, особенно при разработке вязких и увлажненных грунтов. С наружной стороны колец ротора приклепаны секции круговых зубчатых реек 7, находящиеся в постоянном зацеплении с двумя ведущими шестернями 8 механизма привода роторного колеса. В зависимости от грунтовых условий ковши ротора оснащаются сменными зубьями-клыками двух типов: с наплавкой передней режущей грани для разработки немерзлых грунтов и армированных твердосплавными износостойкими пластинами для мерзлых. Специальная расстановка зубьев на ковшах позволяет вести разработку тяжелых и мерзлых грунтов крупным сколом и обеспечивает хорошую наполняемость ковша при работе в легких грунтах.

Рис.11 

    Эксплуатационная  производительность роторных траншейных экскаваторов по выносной способности (м³/ч)

          П_э= 3,6nmqК_н К_в/К_р, (4.32)

    где n - частота вращения ротора, с^-1; m - число ковшей; q - вместимость ковша, л; К_н - коэффициент наполнения (К_н = 0,9...1,1); К_в - коэффициент использования машины по времени (К_в = 0,7...0,85); К_р - коэффициент разрыхления грунта (Кр = 1,1...1,4).  
 

6. Машины и оборудование для гидромеханизации земляных работ

    Гидромеханизацией называют способ механизации земляных и гopных работ, при котором все или основная часть технологических процессов проводятся энергией движущегося потока воды. В строительном оборудовании, реализующем этот способ, используются устройства для разрушения грунтов как струей воды, так и механическим путем с последующим их транспортированием в потоке воды и укладкой в земляные сооружения. При гидравлическом способе разработки грунта требуемое давление потока воды создается водяным насосом, а струя формируется и направляется гидромонитором. В случае механической, обычно  подводной, разработки применяют фрезерные рыхлители.

   Гидромониторы предназначены для создания компактной скоростной струи воды и направления ее на размываемый грунт. Гидромонитор (рис. VIII.1) состоит из неповоротного нижнего колена 3, установленного на салазках 7, поворотного верхнего колена 5, ствола 9, на резьбовой конец которого навинчена сменная насадка 10, и системы управления. Нижнее (входное) колено гидромонитора при помощи фланца соединено с напорным трубопроводом, по которому под давлением подается вода от насосной станции. Энергия напора воды в трубопроводе преобразуется с помощью ствола и насадки в скоростной напор струи, которая имеет определенные размеры и форму. Каждый гидромонитор снабжается комплектом сменных насадок для получения требуемой скорости струи при разработке грунтов различной прочное™. Так, гидромониторы с диаметром входного отверстия 100 и 250 мм комплектуются сменными насадками диаметром соответственно 17—25 мм и 51—125 мм. Скорость струи резко уменьшается по мере удаления ее от насадки гидромонитора. Поэтому расстояние между насадкой гидромонитора и поверхностью размываемого грунта (т. е. дальность полета струи) выбирается таким образом, чтобы разрушающая скорость струи в момент соприкосновения ее с преградой (стенкой забоя) составляла не менее 10—12 м/с для песков, 18—25 м/с для супесей и суглинков и 30—35 м/с для средних и тяжелых глин.

   Рис.12 

   Для направления струи в нужную точку  забоя гидромонитор имеет два шарнира: горизонтальный 4 — между нижним и верхним коленами для по- §• ворота ствола на 360° в горизонтальной плоскости и шаровой 8— между/ верхним коленом и стволом для поворота ствола на 45—75° в вертикальной § плоскости вокруг оси 6. Для облегчения поворота ствола горизонтальный шарнир имеет упорный подшипник качения. Герметичность шарниров создается сальниковыми уплотнениями.

   Управление  поворотами ствола гидромонитора может  быть ручным при помощи уравновешивающего  рычага — водила 2, прикрепленного к верхнему колену и стволу, или при помощи гидроцилиндров работающих от масляного насоса. Дистанционное управление гидроприводом производится с выносного пульта. Оно позволяет повысить эффективность разработки грунта за счет приближения гидромонитора к размываемой поверхности (стенке) забоя и исключает возможность завала грунтом оператора. Для питания гидромониторов водой применяют центробежные (обычно многоступенчатые) насосы с напором 0,6— 1,25 МПа и производительностью от 50 до 1500 м³/ч. Насосы подбирают по заданной производительности гидромонитора.

   Землесосы — центробежные грунтовые насосы — предназначены для всасывания и перемещения под напором по трубам пульпы— смеси воды с грунтом. Могут перекачивать пульпу, содержащую крупные каменистые включения (до 0,28 м в поперечнике).

   Рис.13 
 

    Землесос (рис.   )—одноступенчатый центробежный насос, рабочим органом которого служит колесо 7 с несколькими (тремя-четырьмя) спиральными лопатками, консольно закрепленное на приводном валу 11. Радиальные усилия вала воспринимаются двумя подшипниками 8 и 10, а. осевые — упорным подшипником 9, смонтированными на подшипниковой опоре 13. Приводной вал землесоса соединен с валом электродвигателя эластичной муфтой 12. При вращении рабочего колеса создается разряжение (вакуум) на вводе в насос, в результате чего пульпа засасывается через всасывающий патрубок 1 корпуса 5 и под действием центробежных сил и лопаток колеса отбрасывается в напорный трубопровод. Так как наиболее интенсивному изнашиванию под истирающим и ударным воздействием частиц грунта подвергается корпус насоса, его стенки внутри защищены сменными броневыми дисками 4 и 6 из износостойкой стали. Регулирование уплот-нительных зазоров между "броневыми дисками и рабочим колесом производят двумя кольцами — уплотнительным 2 и установочным 3. Для защиты уплотнительных зазоров от проникновения частиц грунта под броневые диски 4 подводится под давлением вода. Очистку и проверку состояния корпуса и рабочего колеса производят через специальный люк.