stroitelnye_mashiny_Vakhrushev

в плане вид треугольника, установлен носовой лист для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев. Производительность кусторезов с пассивным рабочим органом 11 000…14 000 м2/ч при средней скорости движения машины 3…4 км/ч.

а

б

в

Рис. 83. Машины для подготовительных работ: а – кусторез; б – корчевательсобиратель; в – рыхлитель; 1 – носовой лист; 2 – клинообразный отвал; 3 – защитное ограждение; 4, 9–11, 14, 17 – гидроцилиндры; 5 – универсальная подковообразная толкающая рама; 6 – гладкие или пилообразные ножи; 7 – задний корчеватель; 8 – балка подвески; 12 – износостойкие сменные зубья; 13 – толкающая рама; 15 – бульдозерное оборудование; 16 – гидроцилиндр бульдозера; 18 – тяга; 19 – рабочая

балка; 20 – наконечник; 21 – сменный зуб; 22 – нижняя рама

111

Корчеватели-собиратели (рис. 83, б) применяют для извлече-

ния (корчевания) из грунта камней массой до 3 т, пней диаметром до 0,45 м, корневых систем, сплошной корчевки кустарника и мелколесья, транспортирования на близкое расстояние толканием пней, камней, кустарника и поваленных деревьев, а также погрузки камней и крупных пней на транспортные средства. Корчеватели-собира- тели навешивают на гусеничные тракторы мощностью 50…390 кВт. Часовая производительность при корчевании пней составляет до 45…55 шт. срезанных деревьев, выкорчеванных пней и кустарника – до 2500…4000 м2.

Рыхлители (рис. 83, в) оснащаются одно- и трехзубовым навесным рыхлительным оборудованием заднего расположения с гидравлическим управлением.

Главным параметром бульдозеров-рыхлителей является тяговый класс базового трактора (10, 25, 35, 50 и 75) мощностью 118…636 кВт. Рабочий орган рыхлителя состоит из несущей рамы, зубьев, подвески и гидроцилиндров управления. Наименьшая глубина рыхления за один проход должна на 20…30 % превышать толщину стружки грунта, разрабатываемого землеройно-транспорт- ными машинами, в комплексе с которыми работает рыхлитель.

Эксплуатационная производительность навесного рыхлителя (м3/ч)

Пэ = 3600V Kв ,

Тц

где V – объем грунта, разрыхленного за цикл, м3;

Kв – коэффициент использования машины по времени; Тц – продолжительность цикла, с.

Объем грунта, разрыхленного за цикл (м3),

V = Вhсрl,

где В – средняя ширина полосы рыхления, зависящая от числа, шага и толщины зубьев, угла развала (15…60°) и коэффициента перекры-

тия (0,75…0,8) резов, м;

112

hср – средняя глубина рыхления в данных грунтовых условиях, м; l – длина пути рыхления, м.

При челночной схеме работы рыхлителя

Тц = vВр +vВх +tc +to ,

где vр и vх – скорости движения машины соответственно при рыхлении и холостом (обратном) ходе, м/с;

tc – время на переключение передачи (tc ≈ 5с); tо – время на опускание рыхлителя (tо = 2…3 с).

42. Каковы особенности принципа действия землеройно-транспортных машин?

Землеройно-транспортными называют машины с ножевым рабочим органом, выполняющие одновременно послойное отделение от массива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступательном движении. К этой группе машин относятся: бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдеры.

Бульдозеры представляют собой навесное оборудование (рис. 84, 85) на базовом гусеничном или колесном тракторе, включающее в себя отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и систему управления отвалом.

Главный параметр бульдозеров – тяговый класс базового трактора (тягача). Бульдозеры применяют для послойной разработки и перемещения грунтов I…IV категорий, а также предварительно разрыхленных скальных и мерзлых грунтов. С их помощью производят планировку строительных площадок, возведение насыпей, разработку выемок и котлованов, нарезку террас на косогорах, копание траншей под фундаменты и коммуникации, засыпку рвов и ям.

К основным параметрам бульдозерного оборудования относятся высота без козырька H и длина отвала B, радиус кривизны отвала R, основной угол резания δ, задний угол отвала α, угол заострения ножей β, угол перекоса (крена) отвала ε, угол поворота отвала в плане γ, высота подъема отвала над опорной поверхностью h1 и глубина опускания отвала ниже опорной поверхности h2.

113

б

ав

Рис. 84. Схемы устройств и основные параметры бульдозеров: а – с поворотным отвалом; б – с неповоротным отвалом; в – поперечный перекос отвала; Т – напорное усилие на режущей кромке; Р – вертикальное усилие на режущей кромке; 1 – отвал; 2, 3– гидроцилиндры; 4 – толкающие брусья; 5 – толкающая рама; 6 – боковые толкатели; 7 –

центральный шаровой шарнир

Рис. 85. Сменные рабочие органы бульдозера: 1, 2, 3 – уширители отвала; 4 – задние рыхлительные зубья; 5 – кирка; 6 – ножи для разработки мерзлых грунтов; 7 – надставка для рытья канав; 8 – гидроуправляемый откосник-планировщик; 9 – передние и задние лыжи; 10 – грузовые вилы; 11 – подъемный крюк

114

Эксплуатационная производительность бульдозера при резании

иперемещении грунта (м³/ч)

П= 3600VгрKуKнKв ,

эТц

где Vгр – геометрический объем призмы волочения грунта впереди отвала, м³,

Vгр = ВHϕ2 Kп ,

2tg ·Kp

где В и Н – длина и высота отвала, м;

Kп – коэффициент, учитывающий потери грунта при транспор-

тировке (Kп = 1 – 0,005lп);

φ – угол естественного откоса грунта в движении (φ = 35…45°); Kр – коэффициент разрыхления грунта (Kр = 1,1…1,3);

Kу – коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность (приработе наподъемах от5 до 15° Kу = 0,4…0,67, а при работе на уклонах от 5 до 15° Kу = 1,35…2,25);

Kн – коэффициент наполнения геометрического объема призмы волочения грунтом (Kн = 0,85…1,05);

Kв – коэффициент использования бульдозера по времени (Kв = = 0,8…0,9);

где lр, lп и lо – длины соответственно участков резанья, перемещения грунта и обратного хода бульдозера,

где А – площадь срезаемого слоя грунта, м², А = Bh (h – средняя толщина срезаемого слоя);

115

vр, vп и vо – скорости бульдозера при резании, перемещении грунта и обратном ходе, м/с;

tп – время на переключение передач в течение цикла (tп = = 15…20 с).

Эксплуатационная производительность бульдозера с поворотным отвалом при планировочных работах

где l – длина планируемого участка, м;

γ – угол установки отвала в плане, град; 0,5 – величина перекрытия проходов, м; n – количество проходов по одному месту; v – скорость движения бульдозера, м/с.

Скрепер является самоходной (рис. 86) или прицепной земле- ройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания слоя грунта. Скреперы предназначены для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов I…IV категорий при инженерной подготовке территории под застройку, планировке кварталов, возведении насыпей, разработке широких траншей и выемок под различные сооружения и искусственные водоемы.

Главным параметром скреперов является геометрическая вместимость ковша (м³), на основе которой построен типоразмерный ряд этих машин: до 5, от5 до 15 и свыше 15 м³ вместимости ковша.

Значения удельных сопротивлений резанию σр для машин с ножевым рабочим органом представлены в табл. 3.

Рабочий процесс (рис. 87) скрепера состоит из следующих последовательно выполняемых операций: резание грунта и наполнение ковша, транспортирование грунта в ковше к месту укладки, выгрузка и укладка грунта, обратный (холостой) ход машины в забой.

116

Рис. 86. Самоходный скрепер: 1 – гидроцилиндры; 2 – сменные двухлезвийные ножи; 3 – тяговая П-образная рама; 4 – шарниры; 5 – ковш; 6 – пара гидроцилиндров; 7 – колеса; 8 – буферное устройство; 9 – пара гидроцилиндров; 10 – выдвижная задняя стенка; 11 – заслонка; 12 – пара гидроцилиндров; 13 – хобот; 14 – седельно-сцепное устройство;

15 – одноосный тягач

Таблица 3

Значения удельных сопротивлений грунта резанию в зависимости от характеристик грунта

Экономически эффективна транспортировка грунта самоходными скреперами на расстояние до 5000 м. Чаще всего используют самоходные скреперы с ковшами вместимостью 4,5; 8,3; 15 и 25 м³.

а

б

в

Рис. 87. Операции рабочего цикла самоходного скрепера: а – набор грунта; б – транспортировка грунта; в – разгрузка ковша; 1 – бульдозертолкач; 2 – ковш; 3 – подвижная заслонка; 4 – укладываемый грунт;

5 – задняя стенка ковша

Эксплуатационная производительность скрепера в плотном теле (м³/ч)

П= nqKнKв ,

эKр

где n – число циклов в час ( n = 3600 );

Тц

q – вместимость ковша скрепера, м³;

Kн – коэффициент наполнения ковша грунтом (Kн = 0,6…1,2); Kв – коэффициент использования машины по времени (Kв =

= 0,8…0,9);

Kр – коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера (Kр = = 1,1…1,3).

118

где lз, lт, lрз, lп.х – длины участков соответственно набора грунта (заполнения ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша, порожнего хода скрепера, м;

vз, vт, vрз, vп.х – скорости скрепера соответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, разгрузке и порожнем ходе, м/с;

tп – время на переключение передач тягача;

tпов – время на один поворот (tпов = 15…20 с). Длина участка набора грунта

Lз = qKн ,

Kрbh

где b – ширина срезаемой полосы, м;

h – толщина срезаемого слоя грунта, м.

Набор грунта скрепером производится на участках длиной

5…15 м.

Самоходные грейдеры (автогрейдеры) (рис. 88) представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органом которых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещенный между передним и задним мостами пневмоколесного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт и отвал сдвигает его в сторону.

Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, сооружении невысоких насыпей и профильных выемок, отрыве дорожного корыта и распределении в нем каменных материалов, зачистке дна котлованов, планировке территорий, засыпке траншей, ям, канав, рвов, а также для очистки дорог, строительных площадок, городских магистралей от снега в зимнее время.

119

а

в

бг

Рис. 88. Автогрейдер среднего типа: а – общий вид; б – схема поворота отвала в плане; в – схема бокового наклона колес; г – схема бокового выноса отвала; 1 – кирковщик; 2, 5, 6, 9, 14 – гидроцилиндры; 3 – двигатель; 4 – кабина водителя; 7 – тяговая рама; 8 – основная рама; 10 – бульдозерный отвал; 11 – управляемые пневмоколеса; 12 – поворотный круг; 13 – отвал; 15 – задний четырехколесный мост;

16 – парные колеса

Автогрейдеры используют только на грунтах I…III категорий. Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разравнивание и планировка поверхности сооружения.

Кроме основного рабочего органа автогрейдеры могут быть оснащены дополнительными сменными рабочими органами – бульдозерным отвалом, установленным спереди машины, удлинителем грейдерного отвала для увеличения ширины захвата, откосниками, укрепляемыми на отвале для планирования откосов насыпей, кирковщиком, установленным как спереди, так и сзади машины для взламывания дорожных покрытий и рыхления плотных грунтов.

Эксплуатационная производительность автогрейдера при резании и перемещении грунта (м³/ч)

120