dorozhnostroit

редвижения по нему машин и подготовки устойчивого основания для их работы.

Отделение грунта от массива - разрушение - является основной операцией процесса его разработки. Наибольшее распространение в строительстве (около 85 % от общего объема земляных работ) получил механический способ разрушения грунтов, при котором грунт отделяется от массива вследствие контактного силового воздействия на него землеройного рабочего органа. Энергоемкость этого способа составляет 0,05- 0,6 кВт.ч/м3 . Прочные грунты и горные породы разрушают взрывом с использованием взрывчатых веществ, которым закладывают в специально пробуренные скважины. Этот способ наиболее дорогой, но позволяет существенно сократить сроки производства работ. Около 12% грунтов разрабатывают гидромеханическим способом путем отделения грунта от массива струей воды под высоким давлением или в сочетании с механическим способом. Энергоемкость процесса составляет 0,15 - 2 кВт.ч/м3 .

Рабочие органы машин, предназначенные только для отделения грунта от массива механическим способом, используют лишь в случае разработки весьма прочных грунтов на стадии их предварительного разрыхления. Большей частью рабочие органы также перемещают и отсыпают грунт в отвалы, насыпи или транспортные средства, выполняя эти операции после отделения грунта от массива и его захвата или совмещая полностью или частично перечисленные операции во времени. Грунт может перемещаться к месту отсыпки только за счет движений рабочего органа или за счет перемещения всей машины. В конст-

втирующий орган, например типа ленточного конвейера. Отсыпают грунт

^меняют специальные рабочие органы или машины. Уплотнение грунта

•140

уплотняться также перемещающимися по его поверхности транспортными средствами.

В общем комплексе работ на строительном объекте земляные работы чаще всего выполняют раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строительной площадки: удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т. п. Большую часть этих работ выполняют землеройными машинами, оборудованными специальными рабочими органами. В связи с этим машины для подготовительных работ рассматривают вместе с машинами для земляных работ. К подготовительным работам также относят предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов.

Машины для земляных работ классифицируют по назначению, режиму работы, степени подвижности и другим признакам. Классификация по назначению условна, поскольку приводы, ходовые устройства и другие структурные элементы современных машин позволяют использовать одну и ту же их базовую часть для работы с различными видами сменного рабочего оборудования, нередко различного по назначению. Универсальность машин существенно расширяет область их применения, способствует их лучшему использованию по времени, особенно в условиях небольших объемов однотипных работ, выполняемых строительной организацией, более эффективной организации технического обслуживания. Универсальные машины классифицируют по основным видам выполняемых ими работ, определяемым по технико-эксплуатаци- онным, экономическим и другим соображениям. Различают землеройные машины для отрывки и перемещения грунта в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования (одно- и многоковшовые экскаваторы), землеройно-транспортные машины для послойной разработки грунта и перемещения его на большие расстояния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы), машины для подготовительных работ, машины и оборудование для уплотнения грунтов, для бурения скважин, в том числе в прочных и мерзлых грунтах при их разрушении взрывом, оборудование для гидромеханической разработки, а также машины и оборудование для разработки грунта в особых условиях. Машины для планировочных работ относятся к группе землеройно-транспортных машин и частично к экскаваторам (экскаваторы-планировщики).

По режиму работы рассматриваемые машины бывают цикличного и непрерывного действия. К последним относятся многоковшовые экскаваторы, некоторые виды землеройно-транспортных машин, оборудование для гидромеханической разработки грунтов, а также некоторые виды

141

машин для работы и особых условиях. Остальные машины работают в цикличном режиме, выполняя операции рабочего цикла последовательно или с их частичным совмещением во времени.

По степени подвижности машины для земляных работ относятся большей частью к передвижным самоходным или прицепным, за исключением некоторых видов оборудования для уплотнения грунтов, бурения скважин под взрыв, оборудования гидромеханизации, а также некоторых машин и оборудования для работы в особых условиях. Эти машины длительное время работают на одной строительной площадке, они не имеют собственных ходовых устройств и по этим признакам относятся к полустационарным. По другим признакам на машины для земляных работ распространяются положения, приведенные ранее в общей классификации строительных машин.

142

Рабочие органы, с помощью которых грунт отделяется от массива (зубья ковшей, бульдозерных отвалов, рыхлителей - рис. 7.1), называют землеройными. В конструкциях землеройных и землеройно-транспорт- ных машин, рабочий процесс которых состоит из последовательно выполняемых операций отделения грунты от массива, его перемещения и отсыпки, землеройные рабочие органы совмещают с транспортирующими - ковшами (экскаваторы, скреперы) или отвалами (бульдозеры, грейдеры), называя первые ковшовыми, а вторые - отвальными. Ковшовый рабочий орган представляет собой емкость с режущей кромкой, оснащенной зубьями (рис. 7.1, б—г, е) или без них (рис. 7.1, д, ж, з). Ковши с режущими кромками без зубьев чаще применяют для разработки малосвязных песков и супесей, а ковши с зубьями - в основном для разработки суглинков, глин и прочных скальных грунтов. В режиме разработки грунта ковш перемещается так, что его режущая кромка или зубья внедряются в грунт, отделяя его от массива. Разрыхленный грунт поступает в ковш для последующего перемещения в нем к месту разгрузки. Отвальные рабочие органы оборудуют в нижней части ножами (рис. 7.1, и), в этом случае их называют ножевыми. Для разрушения более прочных грунтов на ножи дополнительно устанавливают зубья. Рабочий процесс отвального рабочего органа аналогичен описанному выше.

Кусторезы . Кусторезы предназначаются для расчистки строительных участков от кустарника и мелколесья. Их используют в автодорожном и железнодорожном строительстве при прокладке трассы дороги, а также при устройстве просек в лесных массивах, освоении новых земель и мелиоративных работах в сельском хозяйстве. Зимой кусторезы могут быть использованы для очистки дорог и строительных участков от снега, а также для снегозадержания.

Устройство. Кусторез является передним навесным оборудованием гусеничного трактора. Оборудование кустореза состоит из универсальной рамы, рабочего органа, ограждения трактора (рис. 7.2). Срезание кустарника и деревьев производится ножами, которые болтами прикреплены к нижним кромкам рамы рабочего органа. В передней части рамы приварен носовой лист для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев.

Универсальная рама используется при навеске на трактор как отвала кустореза, так и другого оборудования (корчевателя, граблей, бульдозера, снегоочистителя и др.). В целях смягчения ударов отвала о толкаю-

143

щую раму и ограничения поворота его на шаровой головке с правой и левой сторон каркаса отвала установлены два амортизатора из листовой резины. Для защиты кабины трактора от падающих деревьев и сучьев кусторез оборудован ограждением, сваренным из труб и покрытым над кабиной стальным листом.

g Для измельчения кустарника и мелколесья применяются рубильные ма-

^вание, навешиваемое на гусеничный трактор. По характеру установки на

•144

ка отвала на толкающей раме бывает двоякого типа: жесткая и с возможностью поворота относительно рамы в вертикальной плоскости. В пос-

помощью поворота отвала. Конструкция корчевателя с передней навеской рабочего органа показана на рис. 7.3.

У корчевателей с задней навеской рабочего органа последний устанавливается на заднем мосту трактора и состоит из вертикальной стойки, трапециевидной толкающей рамы и двух массивных двуплечих рычагов (клыков). Клыки жестко связаны между собой и установлены на общей оси толкающей рамы, относительно которой они могут поворачиваться при помощи канатного или гидравлического привода, производя таким образом корчевку. Работа трактора при этом осуществляется задним ходом.

145

Р ы х л и т е л и . Рыхлитель (рис.7.4) предназначен для рыхления прочных и мерзлых грунтов и представляет собой навесное или прицепное оборудование к гусеничным тракторам или базовым тягачам различной мощности и с разным тяговым усилием.

Рис. 7.4. Общий вид рыхлителя: 1 - тягач; 2 - амортизатор; 3 - вертикальная стойка; 4 - рама; 5 - упор; б - зуб; 7 - наконечник; 8 - накладка; 9 - тяга; 10 - гидроцилиндр подъема рабочего оборудования

Рыхлители классифицируют по главному параметру - максимальной силе тяги по сцеплению Т базового трактора:

Если тяговое усилие равно 30 - 100 кН, рыхлители считают легкими, 100-150 кН - средними, 250 кН - тяжелыми и 500 кН - сверхтяжелыми.

Помимо классификации по тяговому усилию рыхлители подразделяют по мощности двигателя базовой машины (кВт): легкие - меньше 120, средние - 120-250, тяжелые - 300-500 и сверхтяжелые - 550-1000.

Рыхлителями эффективно разрабатываются мерзлые и многие крепкие грунты. Разработка ими этих грунтов с транспортированием их на расстояние менее 4 км мощными скреперами с усиленными ковшами в 3 - 4 раза дешевле, чем рыхление взрывом и погрузка экскаватором с отвозкой в автосамосвалах, в 2 - 3 раза дешевле, чем при использовании погрузчиков, и в 8~10 раз дешевле, чем с использованием при рыхлении клин-бабы. Производительность труда по сравнению с рыхлением взрывом и экскаваторной погрузкой возрастает с 78 - 80 м3 /чел.смен до 220 - 300 м3 /чел.смен.

146

Схемы рыхлителей. Применяют три основные схемы навесных устройств рыхлителей, которые отличаются механизмами опускания зубьев при заглублении и их подъеме (выглублении): 1) радиальная (трехзвенная), 2) параллелограммная (четырехзвенная), 3) параллелограммная регулируемая. Особенностью каждой из этих схем является то, что траектория движения режущей части рабочего органа различна.

По радиальной схеме (рис. 7.5, а) острие наконечника зуба перемещается при подъеме и опускании рамы по дуге. Угол рыхления (резания) изменяется от 60 до 80", вследствие чего требуется большое усилие при заглублении. При наибольшей глубине рыхления рама занимает горизонтальное положение. Угол рыхления должен иметь возможность изменяться при рыхлении в пределах 30-60", что при радиальной схеме требует перестановки зуба, для чего изменяется вылет зуба относительно поперечной балки, а следовательно, меняется и глубина. Схема рабочего оборудования рыхлителя с параллелограммной схемой приведена на рис. 7.5, г. В этом рыхлителе поперечная балка, в которой устанавливается зуб, крепится к четырехточечной подвеске, представляющей собой параллелограмм.

Процесс работы рыхлителей. Вначале одновременно с перемещением машины зубья заглубляются в грунт. После заглубления их на глубину, обеспечивающую движение трактора на оптимальной скорости, машина продолжает перемещаться с сохранением этой глубины, затем зубья выглубляются до выхода из грунта. После проходки участка определенной длины рыхлитель поворачивают и повторяют процесс в обратном направлении. При небольшой длине участка работу осуществляют без разворота трактора. Длину каждой проходки выбирают в зависимости от условий работы и от того, в сочетании с какими машинами

147 •

148

Величина knep зависит от физико-механических свойств грунта; обычно k = 0,75. При параллельных проходах k = 1, при перекрестных kn = 2.

Эксплуатационная производительность П , зависит от использования машины по времени (К = 0,75) с учетом времени подготовки машины к работе, ее осмотра и техобслуживания. Рабочая средняя скорость в этом случае уменьшается на 20% для учета случайных задержек. При этом

Если скорость рыхления меньше указанной, необходимо увеличить типоразмер трактора или снизить глубину рыхления. Увеличить силу тяги, если она должна быть больше 80%, можно применением толкача или жесткой тандемной сцепки тракторов с навеской рыхлителя на заднем тракторе. Для увеличения силы тяги до 5 0 - 8 0 % лучше применить гусеничный толкач, если меньше 50% - колесный.

7.3.Бульдозеры

Общие сведения. Бульдозером называется машина состоящая из гусеничного ИЛИ колесного трактора, оборудованного отвалом. Отвал может устанавливаться перпендикулярно к продольной оси трактора или под углом <р' ((,р' - угол поворота отвала в плане, т. е. угол между продольной осью трактора и режущим лезвием отвала), что дает возможность перемещать грунт в сторону. В последнем случае машина называется бульдозером с поворотным отвалом. Кроме того, отвал иногда может поворачиваться в поперечной вертикальной плоскости и наклоняться, изменяя угол резания.

При установке отвала перпендикулярно продольной оси трактора бульдозер с поворотным отвалом работает как бульдозер с неповоротным отвалом. В зависимости от выполняемой работы на раму бульдозера как с поворотным, так и с неповоротным отвалом навешивают рыхлители, кусторезы, канавокопатели, корчеватели и другое сменное рабочее оборудование.

Различают бульдозеры с размещением рабочего органа на передней и задней части машины.

По роду привода механизма подъема бульдозеры разделяются на гидравлические и канатные.

Бульдозерами можно выполнять следующие работы:

1) разрабатывать выемки и полувыемки на косогорах, а также выемки с перемещением грунта в насыпь у нулевых отметок в горной местности;

149