Содержание
-
Лекция 4 (продолжение) 2.6. Механический способ разработки грунта. 2.6.1. Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами (ЭО); 2.6.1.1. Разработка грунта ЭО с прямой лопатой; 2.6.1.2. Разработка грунта ЭО с обратной лопатой; 2.6.1.3. Экскаватор с рабочим оборудованием «драглайн» 2.6.1.4. Экскаватор с рабочим оборудованием «грейфер»
-
Лекция 4 (продолжение)2.6. Механический способ разработки грунта
Основным способом выполнения земляных работ являетсяме-ханизированная переработка грунта. Грунт разрабатывается,пе-ремещается, укладывается, разравнивается, уплотняется с помо-щью землеройных и землеройно-транспортных машин, оснащён-ных соответствующим рабочим оборудованием. Выбор количе-ства, типов и марок машин зависит от пространственной формы и геометрических параметров земляных сооружений, грунтовых и гидрологических условий строительной площадки, проектных сроков производства работ. Производство земляных работ в общем случае состоит из трёх процессов: разработка выемки (является ведущим процессом разработки грунта), транспортирование грунта, отсыпка насыпи. При механическом способе разработки действуют усилия резания или скалывания грунта рабочими органами различных машин. В результате определённые порции грунта отделяются от массива и могут быть перемещены.
-
При разработке способом резания применяют машины землеройно-планировочные прицепные и са-моходныегрейде-ры и бульдозеры предназначены для разработки, пере-мещения и плани-рования грунта. землеройные экскаваторы, канавокопатели отрывают грунт ножом ковша, отсыпают его в отвал или бунке-ры транспорта, располагаемые в непосредствен-ной близости от землеройной ма-шины землеройно-транспортные скреперы и бульдо-зеры предназначены для разработки грунта в выемке, транспорти-рования его и отсыпки в насыпи. Эти маши-ны обеспечивают пол-ную механизацию все-го комплексного про-цесса производства. Рис. 1
-
В зависимости от выполняемых технологических процессов машины для земляных работ можно разделить на следующие группы: машины для транспортировки грунта экскаваторы землеройно-транспортные машины погрузчики машины для уплотнения грунта машины и оборудование для разработки мерзлых грунтов машины и оборудование для подготовительных работ машины и оборудование для бурения скважин машины для гидромеханической разработки грунта Рис. 2
-
Эффективной формой механизированного способа произ-водства земляных работ является комплексная механизация. Основной принцип комплексной механизации заключается в том, что все машины, занятые на выполнении процессов и операций, должны соответствовать друг другу своими тех-нико-экономическими и технологическими параметрами. В этом случае вводится понятие комплекта (системы) машин, а весь производственный процесс называют комплексно-ме-ханизированным технологическим процессом производства земляных работ. Примерно 97 % всех работ при устройстве земляных соо-ружений комплексно механизированы, т. е. при выполнении процесса полностью исключается ручной труд. В качестве примера, на рис. 2 приведены схемы комплексной механиза-ции работ при отсыпке тела земляной плотины.
-
Рис. 3. Схемы комплексной механизации земляных работ: а – разработка и транспортирование; б – разгрузка и разравнивание; в - уплотнение Грунт разрабатывается в карьере экскаватором с погрузкой в автосамосвалы (рис. 3, а),транспортируется на расстоя-ниеL,разгружается после подъёма кузова, разравнивается бульдозерами и уплотняется катками (рис. 3, б, в).
-
2.6.1. Разработка грунта ЭО ЭО относятся к машинам циклического действия. Главный параметр ЭО – вместимость ковша, м3. Основные технологиче-ские параметры: глубина (высота) копания, максимальный ради-ус копания, высота погрузки. В строительстве работают экскава-торы восьми размерных групп, имеющие вместимость ковша 0,15...4,0 м3. Наибольшее распространение находят экскаваторы 4-й и 5-й групп (вместимость ковша 0,65 и 1 м3). Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пне-вмоколёсном ходу. Среди всех типов универсальных экскавато-ров гусеничные машины занимают ведущее место, так как не имеют ограничения по массе по сравнению с колёсными экскава-торами. Большинство ЭО могут быть оснащены различными ви-дами сменного рабочего оборудования (до 40 видов). Наиболее распространёнными видами рабочего оборудова-ния являются прямая и обратная лопаты, грейфер и драглайн (рис. 4, 5, 6, 7).
-
Рис. 4. Схема рабочих параметров гидравлического экскаватора с прямой лопатой и профиля забоя 1 – стрела, 2 – рукоять, 3 – ковш, 4, 5, 6 – гидроцилиндры
-
Рис. 5. Схема рабочих параметров гидравлического экскаватора с обратной лопатой и профиля забоя
-
Рис. 6. Схема рабочих параметров грейфера и профиля забоя
-
Рис. 7. Схема рабочих параметров драглайна и профиля забоя
-
ЭО - машина цикличного действия, процесс разработки грунта при любом виде рабочего оборудования складывается из чередующихся в определённой последовательности операций отдельного цикла: резание грунта и заполнение ковша; подъём ковша с грунтом; поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки; выгрузка грунта из ковша; обратный поворот экскаватора; опускание ковша на грунт и подача его для резания грунта. Основное назначение экскаваторов - разработка выемок, резервов,карье-ров, траншей, котлованов с разгрузкой грунта в отвал или погрузкой в тран-спортные средства. Предельные размеры выемок, которые могут быть разра-ботаны одноковшовым экскаватором с одной стоянки, зависят от его рабочих параметров.Рабочими параметрами одноковшовых экскаваторов при разра-ботке выемок являются (см. рис. 4, 5, 6, 7): максимально возможная высота копания + Н (для экскаватора прямая лопата рис.4) - знак + показывает, что экскаватор копает выше своей стоянки;глубина копания (резания) - Н (знак минус для других типов экскаваторов);наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора и ; радиус выгрузки ; вы-сотавыгрузки .
-
Разработку грунта экскаватором ведут позиционно. Рабочая площадка эк-скаватора называется забоем. Забой - рабочая зона экскаватора, включающая площадку, где расположен экскаватор; часть разрабатываемого массива грунта; места установки транс-портных средств; площадку для укладки разрабатываемого грунта (при работе в отвал). По окончании разработки грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию. Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены в забое таким образом, чтобы среднее значение угла поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки было минимальным, так как поворот стрелы осуществляется дважды - с грузом до транспортного средства и после выгрузки, то время поворота в среднем составляет до 70% рабочего времени одного цикла экскаватора. В зависимости от условий строительной площадки выбор экскаватора начинают с определения наиболее целесообразных вместимости ковша и типа экскаватора, а также требуемых параметров - длины стрелы, радиуса резания, выгрузки и др. Выбор сменного оборудования экскаватора зависит от уровня грунтовых вод и характера разрабатываемой выемки (траншеи, узкий или широкий котлован).
-
-
Карьерный экскаватор
-
Экскаваторс прямой лопатой используют для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, преимущественно с погрузкой на транспорт. Его широко применяют в карьерах, в строи-тельстве используют для погрузки в транспортные средства ранее соб-ранного в кучи (сгуртованного) грунта или для отрывки котлованов. Прямая лопатапредставляет собой открытый сверху ковш с режу-щим передним краем. Конструкция экскаватора позволяет ковшу ко-пать ниже уровня своей стоянки не более чем на 10...20 см, норматив-ная производительность может быть достигнута при высоте забоя не менее 1,5 м. Опорожняется ковш путём открытия егоднища. Процесс выемки грунта осуществляется лобовыми и боковымизабоями. В лобовом забоеэкскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскавато-ру по дну забоя. В зависимости от ширины проходки лобовые забои подразделяют на узкие (ширина проходки менее 1,5 размера опти-мального радиуса резания ; нормальные и уширенные .
-
а б Рис. 8. Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «прямая лопата»: а – лобовая проходка; б – то же, с двусторонним расположением транспорта; 1 – экскаватор, 2 самосвал При узких забоях (рис. 8, а)самосвалы подают с одной стороны сзади экскаватора, а принормальных (рис. 8, б) с обеих сторон экскаватора попеременно, что исключает простои экскаватора при смене транспортных единиц. Экскаватор перемещается прямолинейно по оси забоя.
-
Применяют разработку грунта уширеннымзабоемс перемещением экска-ватора по зигзагу (рис. 9).При этом способе сокращаются холостые проходы экскаватора и облегчаются условия маневрирования автосамосвалов. Рис. 9. Схема уширенной проходки экскаватора с рабочим оборудованием «прямая лопата» по зигзагу: 1 – экскаватор, 2 самосвал Ширина лобовых проходок: для лобовой прямолинейной для зигзагообразной где оптимальный радиус резания экскавато-ра; lП длина рабочей передвижки экскаватора (разность между максимальным и минимальным радиусами резания); радиус резания на уро-вне стоянки. Разработка выемок способом лобового забояза-трудняет работу транспорта. Кроме того, средний угол поворота платформы экскаватора для погруз-ки грунта в транспортные средства, особенно при работе в узких забоях, может достичь 180°, что увеличивает время рабочего цикла и снижает производительность экскаватора. Поэтому способ лобового забоя используют ограниченно.
-
Более эффективным является разработка грунта способом боко-вого забоя (рис. 10), когда экскаватор черпает грунт преимущест-венно с одной стороны перемещения и частично впереди себя. Рис. 10. Схема боковой проходки экскаватора с рабочим оборудованием «прямая лопата»: 1 – экскаватор, 2 самосвал По этой схеме транспорт по-даётся под погрузку сбоку вы-работки, чем достигается зна-чительное уменьшение угла поворота стрелы экскаватора при погрузке грунта в тран-спортные средства. В боковых забоях транспортные пути проходят параллельно оси пе-ремещения экскаватора и, как правило, на уровне его стоян-ки. Ширина боковой проходки
-
Выемки, глубина которых превышает максимальную высоту забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов (рис. 11). Рис. 11. Схема разработки котлована по ярусам экскаватором с рабочим оборудованием «прямая лопата»: I, II, III, IV – ярусы разработки; 1 – экскаватор, 2 самосвал
-
Экскаватор «обратная лопата» применяют при разработке грунтов ниже уровня стоянки экскаватора, в основном при отрывке котлованов глубиной до 6 м и траншей при глубине до 7,6 м. Затраты времени на один цикл экскаватора с обратной ло-патой на 10...15% больше, чем у прямой лопаты. Поярусная разработка выемок при этом виде оборудования не практикуется. Обратная лопата - это открытый снизу ковш с режущим пе-редним краем, шарнирно соединённый с рукоятью, которая, в свою очередь, шарнирно соединена со стрелой. По мере протяги-вания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгру-жают путём подъёма с одновременным опрокидыванием. Разработку грунта экскаватором «обратная лопата» произво-дят боковым и лобовым забоями с погрузкой грунта в транспорт или в отвал (рис. 12). 2.6.1.2. Разработка грунта одноковшовым экскаватором с обратной лопатой
-
Рис. 12. Технологическая схема разработки выемок обратной лопатой
-
-
-
2.6.1.3. Экскаватор с рабочим оборудованием «драглайн» Применяют для разработки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскава-тора: для рытья глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разра-ботки грунта из-под воды и т. п. Их применяют также для отделочных земляных работ при планировке площадей и зачистке откосов. Преимуществами драглайна являются большие радиусы действия (10 м) и глубина копания (12 м). Особенно эффективно разрабатывать драглайном мягкие и плотные грунты, в том числе обводнённые. Разработку грунта драглайном осуществляют лобовыми и боковыми проходкамианалогично экскаватору «обратная лопата». Драглайн обычно передвигается между очередными стоянками на 1/5 длины стрелы. В зависимости от ширины выемки, спо-соба разгрузки грунта (в отвал или в транспортные средства) и особенностей земля-ного сооружения в практике используют разнообразные схемы лобового и бокового способов разработки грунта. Так как ковш драглайна гибко подвешен, весьма эффективными являются челноч-ные способы работы поперечно-челночный и продольно-челночный (рис. 13). При поперечно-челночном способеавтосамосвал по дну выемки подходит к месту загрузки и загружается попеременным черпанием ковша по обе стороны от кузова. При про-дольно-челночном способегрунт набирают перед задней стенкой кузова автосамосва-ла и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. Угол поворота экскаватора при погруз-ке по продольно-челноч-ной схеме приближается к 0°, а при поперечно-челночной к 15... 20°.
-
Рис. 13. Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «драглайн»: а боковая проходка с разработкой грунта поперечно-челночным способом; б лобовая проходка с разработкой грунта продольно-челночным способом; 1 окончание набора и подъём ковша; 2 опускание ковша и набор грунта; 3 разгрузка ковша; 4 автосамосвал а б
-
-
-
Грейфер используют в сугубо специфических случаях для отрывки узких глубоких котлованов, траншей, колодцев, при разработке грунта ниже уровня грунтовых вод. Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или в последнее время стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер навешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Погружение в грунт осуществляется только за счёт собственной массы и принудительного опускания стойки, поэтому можно разрабатывать грунты малой и высокой плотности, в том числе и находящиеся под водой. Строительные экскаваторы «грейфер» применяют с ковшом вместимостью 0,35...2,5 м3. 2.6.1.4. Экскаватор с рабочим оборудованием «грейфер»
-
-
-
Гидравлические экскаваторы имеют следующие основные преимущества: существенное увеличение производительности новых машин по сравнению с машинами, имеющими механический (канатный) привод; снижение удельной материалоемкости и удельной энергоемкости машин; расширение универсальности гидравлических экскаваторов за счет сменного оборудования и рабочих органов до 40 наименований; автоматизация рабочего процесса; коренное усовершенствование систем управления и создание комфортных условий для работы машиниста; улучшение эстетического вида машин; кардинальное повышение ходовых качеств гусеничных машин.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.