Методическое пособие 827

Рис. 8.5. Грунтовой насос:

1 – лопасти; 2 – всасывающий патрубок; 3, 5 – диски рабочего колеса; 4 – корпус; 6 – трубка для подачи воды; 7 – ступица; 8 – вал; 9 – сальниковое

уплотнение; 10 – крышка корпуса; 11 – отливной канал. Стрелками показаны направления движения пульпы

Рабочие перемещения землесосных снарядов должны обеспечивать дви- жение грунтозаборного устройства в горизонтальной плоскости. При этом дви- жение должно осуществляться по заданным траекториям с регулируемой ско- ростью, без холостых ходов, т. е. движения грунтозаборного устройства по вы- работанным участкам забоя.

Впоследние годы применяют три способа рабочих перемещений земле- сосных снарядов: канатный, свайно-канатный и свайный. Каждый способ мо- жет осуществляться по нескольким схемам в зависимости от характера работ, выполняемых земснарядом. В соответствии с этими схемами земснаряд с грун- тозаборным устройством может перемещаться поступательно вдоль своей про- дольной оси или поперек нее; может совершать веерное движение, поворачива- ясь относительно неподвижной точки или, оставаясь на месте, поворачивать в горизонтальной плоскости грунтозаборное устройство и т. д. Большая часть землесосных снарядов с грунтозаборным устройством в процессе работы дви- жется по дугам окружностей. Их центрами служат сваи, опущенные в грунт.

Всостав свайного устройства входят две сваи, расположенные в кормо- вой части снаряда, и лебедки, с помощью которых он совершает повороты. Сваи поднимают и опускают в грунт попеременно, что дает возможность пово- рачивать землесосный снаряд относительно их поочередно.

51

На рис. 8.6 сплошными линиями показано первоначальное положение снаряда П у правой бровки разрабатываемого участка.

Рис. 8.6. Способ папильонирования с рабочим свайным ходом: а – план; б – положение напорной сваи в прорези корпуса;

П, Л – положение земснаряда соответственно у правой и левой бровок; С – среднее положение снаряда; I … VII – папильонажные ленты;

I …IV – положения напорной сваи; 2В – ширина разрабатываемого участка; 1 – напорная свая; 2 – прикольная свая

Снаряд поворачивается вокруг сваи с помощью натягиваемых тросов, со- единенных с якорями. В это время фреза разрабатывает грунт на площади лен- ты, после чего снаряд переходит в положение Л (у левой бровки). Затем при помощи напорного механизма землесосный снаряд отталкивается от сваи, про-

52

двигается вперед на ширину одной ленты и совершает рабочий ход в обратном направлении. Такие веерные перемещения грунтозаборного устройства или землесосного снаряда называют папильонированием (в переводе с французско- го – порхание бабочки).

Основным оборудованием для выполнения гидромониторных работ слу- жат гидромониторы – устройства, предназначенные для формирования ком- пактной водяной струи. Они превращают потенциальную энергию воды, пода- ваемой по напорному трубопроводу, в кинетическую энергию струи и направ- ляют ее в нужную точку забоя. В результате действия струи грунт разрушается

и, смешиваясь с водой, образует пульпу.

Гидромонитор (рис. 8.7) состоит из неподвижного нижнего колена и верхнего, которое можно поворачивать вокруг вертикальной оси благодаря вер- тикальному шарнирному устройству. Подвижное колено с помощью шарового шарнира соединено со стволом, несущим на конце насадку. Оси шарниров вза- имно перпендикулярны. Шаровой шарнир дает возможность поворачивать ствол гидромонитора в вертикальной плоскости на угол около 25° вниз и около 50° вверх от горизонтального положения. Воду подводят к нижнему колену, из которого она поступает в верхнее колено, а через ствол и насадку в виде ком- пактной струи выбрасывается наружу.

Рис. 8.7. Гидромонитор:

а– общий вид гидромонитора; б – вертикальный шарнир гидромонитора;

1– нижнее колено; 2 – обойма; 3 – шарикоподшипник; 4 – кольцо; 5 – крышка сальника; 6, 9 – стяжные болты; 7 – фланец верхнего колена; 8 – верхнее колено;

10 – шарнирное устройство; 11 – шаровой шарнир; 12 – ствол; 13 – насадка; 14 – сальник

53

Гидромониторы питают водой с помощью насосных установок. Обычно насосную станцию компонуют из двух или больше центробежных насосов. Проточную часть гидромониторов (нижнее и верхнее колена, ствол, насадка) проектируют так, чтобы компактную струю воды можно было создать с наи- меньшими гидравлическими потерями. С этой целью внутренней полости ство- ла придают конусность в 3…5° в направлении движения потока. Кроме того, внутри ствола устанавливают ребра-успокоители параллельные его оси. Эти ребра служат для гашения вращательного движения воды и уменьшения вихре- вых потоков в струе.

Гидромониторы монтируют обычно на металлических салазках (сварных или штампованных) или на самоходных шасси (гусеничных или шагающих). В зависимости от этого их подразделяют на переставные и самоходные. В строи- тельстве наиболее широко используют переставные гидромониторы, которые перемещают в пределах площадки тракторами или переставляют грузоподъем- ными кранами.

Грунт, размытый гидромонитором, может подаваться к месту укладки по канавам и лоткам. Такое безнапорное самотечное транспортирование можно применять лишь в тех случаях, когда местность имеет уклон в сторону нужного направления движения пульпы. Такой способ транспортировки применяется довольно редко.

При напорном транспорте, применяемом наиболее широко, пульпа само- теком поступает в приямок, называемый зумпфом, который устраивают у места стоянки гидромонитора. Из приямка пульпа засасывается грунтовым насосом (землесосом), подается в напорный пульпопровод, по которому транспортиру- ется к месту укладки.

8.3.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

8.3.1.Используя лабораторный практикум, плакаты и кинофильм, изу- чить общее устройство и назначение машин и оборудования для гидромехани- ческой разработки грунтов.

8.3.2.Определить основные параметры и производительность гидромони- тора по исходным данным варианта (табл. П.6), используя выражения (8.1) – (8.4).

Техническая производительность гидромонитора (по воде):

где Q – расход воды через насадку, м3/с; q – удельный расход воды для размы- тия и транспортировки единицы объёма грунта, q = 3…5 – для мелкозернистого песка, q = 10…15 – для жирной глины.

54

где α – коэффициент сжатия струи, α ≈ 1; ϕ – коэффициент скорости, ϕ = 0,94; g – ускорение свободного падения; Н – напор у насадки гидромонитора, м.

8.4. ФОРМА ОТЧЁТА

8.4.1.Цель работы.

8.4.2.Описание назначения, устройства и классификации машин и обору- дования для гидромеханической разработки грунтов.

8.4.3.Определение основных параметров и производительности гидро- монитора по формулам (8.1) – (8.4).

8.4.4.Формулирование кратких выводов по лабораторной работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Поясните особенность гидромеханической разработки грунтов.

2.Из чего состоит землесосный снаряд?

3.Какие функции выполняют грунтовый насос и фрезерный рыхлитель?

4.Поясните устройство и принцип действия гидромонитора.

5.Как определяется техническая производительность гидромонитора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

ИЗУЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ, РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И ОБЩЕГО УСТРОЙСТВА ОДНОКОВШОВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

9.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы заключается в изучении классификационных признаков, рабо- чего процесса и общего устройства одноковшовых строительных экскаваторов, что позволяет сформировать обстоятельное представление о них.

55

9.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Экскаватор – это землеройная машина ковшового типа. Строительные экс- каваторы предназначены для разработки грунтов до IV категории включительно.

9.2.1. Классификационные признаки одноковшовых экскаваторов

Существуют различные подходы к классификации этого типа машин, раз- личающиеся как выбором классификационных признаков (рис. 9.1) так и диапа- зонами их численных значений.

Рис. 9.1. Возможные классификационные признаки одноковшовых экскаваторов

В соответствии со стандартом РФ одноковшовые экскаваторы следует подразделять (табл. 9.1) на группы, различающиеся массой, вместимостью ковша и мощностью двигателя. Термин «гидравлический» означает, что сило- вой привод рабочего оборудования и управление им осуществляется гидравли- ческими исполнительными механизмами.

Термин «навесной» означает, что экскаваторное оборудование с ме- ханизмами управления им навешивается в качестве сменного на другую маши- ну (пневмоколесный бульдозер, пневмоколесный фронтальный погрузчик, ав- тогрейдер и т. д.).

56

Термин «неполноповоротный» означает, что экскаваторное оборудование вращается относительно вертикальной оси менее чем на 360° (обычно на 180°).

Термин «полноповоротный» означает, что экскаваторное оборудование смонтировано на поворотной платформе и вращается вместе с ней относитель- но вертикальной оси в любом направлении более, чем на 360°.

Классификация экскаваторов по типу ходового оборудования представ- лена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Классификация экскаваторов по типу ходового оборудования:

а– гусеничный; б – гусеничный с увеличенной поверхностью гусениц;

в– пневмоколёсный; г – на специальном шасси; д – на базе трактора

Классификация экскаваторов по типу подвески рабочего оборудования представлена на рис. 9.3.

57

Рис. 9.3. Классификация экскаваторов по типу подвески рабочего оборудования:

а – с гибкой подвеской; б – с жёсткой подвеской; 1 – ходовое оборудование; 2 – поворотная платформа; 3 – рабочее оборудование

Маркировка отечественных строительных экскаваторов строится в соот- ветствии со схемой: ЭО-А Б В Г. В ней ЭО расшифровывается как «экскаватор одноковшовый строительный», а возможные значения литер приведены в табл. 9.2.

Более подробная индексация строительных экскаваторов приведена на рис. 9.4.

58

9.2.2. Рабочий процесс одноковшового экскаватора

Спецификой рабочего процесса одноковшового экскаватора является его цикличность. Рабочий цикл состоит из следующих последовательно выполняе- мых основных операций:

1)рыхление грунта и захват его ковшом (копание);

2)перемещение грунта в ковше к месту укладки путем поворотного дви- жения рабочего оборудования;

3)выгрузка грунта из ковша в транспортное средство или в отвал путем его раскрывания, поворота или опрокидывания;

4)возвратное движение рабочего оборудования в зону копания.

У экскаватора с рабочим оборудованием нижнего копания (обратная ло- пата и драглайн) помимо основных операций рабочий цикл включает дополни- тельные, связанные с подъемом рабочего оборудования выше уровня стояния машины перед поворотом его на выгрузку и с опусканием его на дно траншеи или выемки перед началом копания.

Гидравлический стенд для воспроизведения операций рабочего цикла од- ноковшового экскаватора с оборудованием обратная лопата представлен на рис. 9.5.

Рис. 9.5. Гидравлический стенд одноковшового экскаватора с рабочим обору- дованием обратная лопата:

1 – опорно-поворотное устройство (ОПУ); 2 – поворотная платформа; 3 – рабочее оборудование; 4 – пульт управления; 5 – место оператора

60