dorozhnostroit

кой и соединяют с ней в передней части универсальным шарниром, а в задней с помощью гидравлических цилиндров, подвешенных к хребтовой балке. Два гидравлических цилиндра, работающих независимо один от другого, обеспечивают подъем передней части тяговой рамы и ее перекос, а гидроцилиндр выноса - ее вынос в сторону от продольной оси автогрейдера. Вращением поворотного круга автогрейдера с жестко закрепленными кронштейнами обеспечивается установка отвала в плане. Благодаря такой подвеске отвал может быть установлен горизонтально или наклонно к вертикальной плоскости, под любым углом наклона в плане, располагаться в полосе колеи машины или быть вынесенным за ее пределы, быть опущенным ниже уровня поверхности, по которой перемещается машина, или поднятым над ней.

Производительность автогрейдеров

Автогрейдеры используются в дорожном строительстве для выполнения планировочных работ, нарезания кюветов, приготовления путем смешивания на полотне дороги асфальтобетонных смесей, вырезания и перемещения грунта.

Эксплуатационная производительность автогрейдера при вырезании и перемещении грунта, смешивании материала на полотне дороги опре-

170

расчета машины сумма всех сопротивлений при работе автогрейдера, за исключением сопротивления движению, приравнивается свободной силе тяги и полученное уравнение решается относительно h.

Ширина вырезаемой стружки определяется с учетом угла установки отвала в плане относительно продольной оси машины. Угол установки отвала в плане принимают равным 60". Ширина резания тогда будет

b = В • sin а,

где В - ширина отвала.

При этом должна учитываться и ширина перекрытия, которая равна 20 - 30 см.

Рабочая скорость V движения машины определяется с учетом технической характеристики машины и для различных видов работ прини-

Число проходов по одному и тому же месту п зависит от вида выполняемых работ, например, при очистке дороги от снега п = 1.

При нарезании кюветов число проходов зависит от площади профиля кювета, при этом после одного прохода по вырезанию грунта из кювета второй должен быть по перемещению этого грунта на полотно дороги.

В среднем при планировке строящейся дороги п = 3 - 4 .

Значение коэффициента использования машины по времени приведено в таблице 7.6.

Следует отметить что, если автогрейдер работает очень часто в комплекте с другими машинами, например бульдозерами, самосвалами, катками, то его производительность через коэффициент использования машины по времени зависит от производительности всего комплекта.

Пример расчета. Исходные данные: строится дорога, на которую завозится автосамосвалами песок. Он должен быть уложен на толщину в 30 см за два прохода, затем спрофилирован за три прохода. Для этой цели используется автогрейдер с мощностью двигателя 135 кВт и отвалом длиной 3,66 м.

Ширина полосы b = 3,66 • sin60' - 0,20 = 2,97 м.

171

Толщина слоя распределения в разрыхленном состоянии 30 см, в

7.6.Грейдер-элеваторы

Грейдер-элеватор (рис. 7.11) разрабатывает (срезает) грунт послойно и отсыпает его в отвал или в транспортные средства.

Принципиальной особенностью этой машины является то, что грунт, отделяемый от массива, попадает на транспортирующее устройство - конвейер, при помощи которого он подается в транспортные средства или в отвал. Это выгодно отличает грейдер-элеваторы от других землеройно-транспортных машин, так как расход энергии на транспортирование грунта конвейером значительно меньше, чем на заполнение грунтом скрепера и бульдозера, где в процессе перемещения грунта значительное количество энергии расходуется на трение грунта о грунт.

Грейдер-элеватор состоит из ходовой части, основной рамы, плужной балки, рабочего органа, ленточного конвейера, трансмиссии, привода конвейера, силовой установки и механизмов управления.

По типу рабочего органа грейдер-элеваторы разделяют на машины с дисковыми ножами, которые могут быть поворотными или неповоротными, с прямыми ножами и с криволинейными (струги). Диаметры таких ножей составляют от 600 до 1000 мм.

По расположению конвейера грейдер-элеваторы разделяют на машины с поперечным или диагональным расположением конвейера, с одним или двумя поворотными конвейерами и с грунтометателем.

172

Рис. 7.11. Общий вид грейдер-элеватора.

В зависимости от ходового оборудования и тягового средства грей- дер-элеваторы могут быть прицепные (на пневматическом ходу), полуприцепные к гусеничным тракторам, навесные в виде сменного оборудования к автогрейдерам и самоходные (с собственной ходовой частью с использованием одноосных тягачей).

Грейдер-элеваторы применяют при строительстве дорог, постройке оросительных каналов, возведении дамб, валов, земляных плотин, разработке карьеров в равнинной местности и грунтов без значительных включений. При использовании транспорта с помощью таких машин устраивают высокие насыпи с выемкой грунта из боковых резервов или карьеров, разрабатывают глубокие и широкие выемки.

Наиболее эффективно используют грейдер-элеваторы при разработке связных грунтов.

На сыпучих и сырых (с влажностью более 25%) грунтах производительность их невысокая.

Грунты I—III категорий грейдер-элеватор разрабатывает без предварительного рыхления, грунты IV категории должны предварительно разрыхляться. Мерзлые грунты, глубина промерзания которых больше 0.15 м, должны предварительно разрыхляться на всю глубину. При работе на неразрыхленном грунте производительность грейдер-элеватора падает вследствие ухудшения подачи кусков грунта на конвейер.

Для производительной работы грейдер-элеваторов требуется, чтобы поперечный уклон не превышал 18'.

173

Грейдер-элеватор состоит из ходовой части, основной рамы, плужной балки,рабочего органа, ленточного конвейера, трансмиссии, привода конвейера, силовой установки и механизмов управления.

Ввиду отмеченных значительных ограничений применения этих машин, широкого распространения они не получили.

7.7. Экскаваторы одноковшовые

7.7.1. Назначение и общее устройство экскаваторов

Назначение. Экскаватор (от лат. excavo - долблю, выдалбливаю) - основной тип выемочно-погрузочных машин, применяемых для производства земляных работ и добычи полезных ископаемых при открытой разработке месторождений.

Все экскаваторы разделяются на две группы: одноковшовые периодического или цикличного действия и многоковшовые - непрерывного действия. Обе эти группы экскаваторов широко применяются и в мелиорации.

Одноковшовый экскаватор (рис. 7.12) состоит из трех основных частей: ходового устройства, поворотной платформы и рабочего оборудования.

Ш174

Ходовое устройство предназначено для передвижения экскаватора и бывает гусеничным, пневмоколесным, шагающим. В мелиорации наибольшее распространение получили экскаваторы на гусеничном ходу, при котором обеспечивается большая проходимость и устойчивость машины.

Экскаваторы на пневмоколесном ходу более подвижны, чем гусеничные, и используются для обслуживания небольших строительных объектов, при частой смене места работы.

Для рытья больших каналов, а также на вскрышных работах при добыче полезных ископаемых используются экскаваторы с шагающим ходовым устройством.

Поворотная платформа представляет собой раму большой жесткости и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. На ней крепятся основные механизмы экскаватора, силовая установка (двигатель) и рабочее оборудование. Если вращение поворотной платформы не ограничено в обе

экскаватор называется неполноповоротным. У таких экскаваторов поворачивается только рабочее оборудование, поворотной платформы у них нет.

Рабочим оборудованием называется часть экскаватора, предназначенная для выполнения определенной работы: копания грунта, подъема и переноски грузов или сыпучих материалов, забивки свай, планировки и т. д. Основные части рабочего оборудования (рис. 7.14): рабочий орган, стрела, система канатов у канатно-блочных или гидросистема у гидравлических экскаваторов. Рабочий орган (ковш, крюк, гидромолот и др.) - это часть рабочего оборудования, с помощью которой непосредственно выполняется работа.

Если один и тот же экскаватор в зависимости от рода выполняемой работы может использоваться с различными видами рабочего оборудования (рис. 7.17), его называют универсальным. Прямая лопата, обратная лопата, драглайн и кран (рис. 7.17, а, б, в, г) считается основным оборудованием, так как используются наиболее часто. При выполнении мелиоративных работ в основном применяется драглайн и обратная лопата.

175

оверсальных экскаваторов (ЭО) посредством четырех цифр индекса клас-

а.

осифицирует экскаваторы по размерным группам (первая цифра), типам

(=С

176

ходового устройства (вторая цифра) и исполнению рабочего оборудования (третья цифра). Четвертая цифра - порядковый номер модели. Буквы (А, Б, В, ..., Е) обозначают очередную модернизацию, а специальное климатическое исполнение машины обозначается: XJ1 - северное исполнение, Т - тропическое, ТВ - для влажных тропиков. Например, ЭО3311Г - экскаватор одноковшовый 3-й размерной группы, вместимость ковша 0,4-1,0 м3 (в зависимости от грунта и вида рабочего оборудования), на пневмоколесном ходу с канатной подвеской рабочего оборудования, первой модели,четвертой модернизации.

В настоящее время наряду с новыми продолжают оставаться в эксплуатации некоторые экскаваторы с прежними индексами.

7.7.3. Одноковшовые экскаваторы с гибкой подвеской ковша.

У экскаваторов с гибкой подвеской ковша привод рабочего оборудования осуществляется с использованием канатно-блочной системы управления.

Рабочее оборудование экскаваторов с прямой и обратной лопатой состоит из рабочего органа, стрелы и рукояти. Рабочее оборудование экскаваторов с драглайном и грейфером не имеет рукояти, а ковш подвешивается к стреле на канате при помощи специальной упряжи. К рабочему оборудованию относятся также блоки, направляющие устройства и канаты, которые передают движение различным элементам рабочего оборудования.

Одноковшовые экскаваторы снабжаются сменным рабочим оборудованием, которое может быть использовано не только для выполнения земляных работ, но и при вспомогательных и подготовительных: валке и корчевке леса, забивке свай, уплотнения дорожных покрытий, монтаже и погрузочно-разгрузочных работах.

Если на экскаваторе может быть установлено хотя бы три вида сменного оборудования - прямая лопата, обратная лопата и драглайн, то такие экскаваторы можно снабжать и другими видами рабочего оборудования и их называют универсальными. Чаще других в комплект сменного рабочего оборудования входят прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер, кран. Привод рабочего оборудования осуществляется при помощи лебедок через канатно-блочную систему.

Различные виды сменного рабочего оборудования показаны на рис. 7.17.

Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, наиболее распространены. Они работают на одном месте и разрабатывают последовательно

177

забой выше уровня стояния машины по всей высоте забоя, поворачиваясь вокруг своей оси и разгружая грунт в транспорт или в отвал.

На рис. 7.14 приводится общая схема экскаватора, оборудованного прямой лопатой. Ковш внедряется в грунт на определенную глубину и отделяет грунт от массива. При этом ковшу необходимо задать нормальное и касательное движение относительно профиля забоя. Ковш крепится жестко на рукояти. Рукоять закреплена на стреле таким образом, что ее можно легко поворачивать вместе с ковшом вокруг оси как по часовой, так и против часовой стрелки. Эта ось называется осью

та вокруг оси рукоять может перемещаться возвратно-поступательно вдоль своей оси для внедрения в грунт и для установки рукояти с ковшом в исходное положение. Это достигается специальными напорными механизмами.

178

Напорные механизмы в экскаваторах выполняются по различным схемам зависимого, независимого и комбинированного механизма. По способу передачи движения на рукоять их подразделяют на зубчато-реечные и канатные. В зубчато-реечных механизмах передача движения рукояти осуществляется шестерней, закрепленной на валу седлового подшипника, установленного на стреле. Шестерня находится в зацеплении с зубчатой рейкой, приваренной или прикрепленной болтами к рукояти.

Процесс работы экскаватора с прямой лопатой происходит следующим образом. При одновременном действии механизмов подъема и напора ковш, перемещаясь из положения I в положение IV, срезает стружку грунта и наполняется, после чего рукоять втягивается и одновременно стрела поворачивается на выгрузку. Во время поворота совместным движением подъема и напора ковш занимает положение, отвечающее месту выгрузки. Операция копания занимает в среднем 25 - 30% всей продолжительности цикла. Толщина срезаемой стружки регулируется напорным механизмом так, чтобы можно было вести работу на наиболее выгодном режиме с использованием всей мощности двигателя механизма подъема. При правильной работе ковш врезается в грунт «с ходу», а траектория в первой части II-III забоя почти горизонтальна. В начале копания скорость имеет наибольшее значение, по мере наполнения ковша и не позднее, чем по достижении зубьями высоты, равной высоте напорного вала (положение IV), она снижается до нуля. В целях уменьшения сопротивления копанию в связных плотных грунтах каждая последующая стружка снимается так, чтобы ковш на 8 - 1 5 см перекрывал след от ранее снятой. При этом одна из боковых стенок ковша исключается из процесса копания, т. е. происходит полублокированное резание.

179 •