4.Копание и резание грунтов.

Резание – процесс отделения грунта от массива. Копание – совокупность процессов, включающая в себя кроме резания грунта, перемещение его перед рабочим органом, по рабочему органу (для машины с отвальным рабочим органом) либо внутри рабочего органа (для машины с ковшовым рабочим органом).

Внедряясь в грунт, режущий клин отделяет его часть, называемую стружкой.

1 – передняя грань; 2 – режущая кромка; 3 – задняя грань. Параметрами режущего клина служат: угол заострения v, угол резания  и зад­ний угол . Рисунок 10.2 – Параметры режущего клина

Сопротивление грунта резанию характеризуется удельным сопротивлением резанию, т.е. усилием, отнесенным к единице площади поперечного сечения вырезаемой стружки:

где– удельное сопротивление резанию кН/м²;– сила сопротивлению резанию,кН;– площадь вырезаемой стружки, м².

Таким же образом можно характеризовать и сопротивление копанию: где –удельное сопротивление копанию, кН/м²;

– сила сопротивления копанию, кН.

Величины и изменяются в больших пределах, т.к. зависят от режима работы, параметров и типа рабочего органа, категории грунта.

5.Машины для подготовительных работ.

Строит-е пл-ки должны быть подготовлены для развертыв-я на них строит-х работ, поэтому на этих пл-х производят подгот-е работы:выкарчовывание пней; очистка от кустарников; удаление валунов; рыхление. Подгот-е работы осущ-ся машинами, кот-е в завис-ти от назнач-я раздел-ся на:рыхлители;корчеватели;корчеватели-собиратели;кусторезы. Рыхлители рыхлят грунт на больших площадях или полосах, служат для выламывания старого покрытия, разруш-я мерзлого грунта. Рыхлители изгот-ся только навесными как правило на гусенич-м ходу. Рыхл-ли рыхлят грунт на глубину 0,4-1,5м, число зубьев рыхл-ля 1-5, обычно нечет-е число. Сущ-т 2 основ-х способа установки рыхлит-го оборуд-я: 1) с выполн-м жесткого подвеса; 2) параллелограмная подвеска.

Корчеватели служат для корчовки пней до 50см, расчистки уч-в от корней, круп-х камней, удаления сваленых деревьев и кустарника.

Корчеватели-собиратели имеют аналогич-е корчевателю оборуд-е, но с более мелкими зубьями. У некот-х моделей отвал имеет возмож-ть поворач-ся в вертик-й пл-ти. Выкарчовыв-е пней диам-м до 30см.

Кусторезы служат для срезки кустарников и деревьев диам-м до 20-30см. это навесное оборуд-е в виде отвала, кот-й в нижней части имеет пилообраз-й нож, а впереди имеет колун.

Рыхлитель:2-рыхлительное оборудование

Корчевальная машина К-1Л: 1 — лебедка, 2 – стойка, 3, 4 и 7 — блок:!, 5 — канат подъема корчевального устройства, 6 — канат поворота клыков, 8 — беговая‘дорожка, 9 — упорный ролик, 10— неподвижная ось клыка корчевателя, 11 — ось клыка собирателя, 12 — клык-собиратель, 13 — двуплечий рычаг, 14 — есь двуплечего рычага механизма возврата клыков, 15 — двуплечий рычаг механизма возврата клыков, 16 — рама. 17 — ось блока

13. Землеройно-транспорт-ные машины:

1.Общие сведения. Землеройно-транспортные машины предназначены для послойного отделения грунта от массива и транспортирования его к месту укладки, а также для выполнения планировочных работ. К этой группе машин от носятся бульдозеры, скреперы, грейдеры, автогрейдеры, грейдер-элеваторы и струги. ДОСТОИНСТВА «+» :наличие одного водителя,работают без специального транспорта,меньшая удельная масса и энергоемкость,меньше расход энергии,имеют высокую пр-ть.НЕДОСТАТКИ «-»:трудность работы в мерзлых грунтах,в тяжелых грунтах, в болотистой местности.

2.Классификация; 1.Ножевые ЗТМ(грейдер,бульд) - рабочий орган либо отвал либо нож; 2.Ковшовые ЗТМ-раб.орган-ковш; 3. С дополнительным транспортирующим раб.органом ЗТМ(грейдер, элеваторы, стругель). Машины для земляных работ делятся на следующие группы: 1)землеройные - экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, осуществляющие разработку грунта и погрузку его в транспортные средства или отсыпку в отвал;

2)землеройно-транспортные машины, разрабатывающие и перемещающие грунт при поступательном движении машины. К таким машинам относятся: скреперы,бульдозеры,грейдеры,грейдер-элеваторы. 3)грунтоуплотняющие     машины — катки,  трамбовки,  виброуплотнители; 4)бурильные - для бурения скважин.

5)оборудование гидромеханизации - для разработки грунтов с использованием скоростного напора струи воды или водяного потока 3.Бульдозеры; Бульдозер является землеройно-транспортной машиной, предназначенной для послойного копания и перемещения на расстояния до 60...150 м грунтов и сыпучих материалов, а также для проведения планировочных работ. Бульдозерами можно выполнять много других видов работ: засыпку траншей, очистку территории от пней и кустов, валку леса, очистку от снега.Различают бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалом. У первых отвал расположен перпендикулярно продольной оси машины, у вторых можно менять положение отвала в горизонтальной плоскости.

1 – отвал; 2 – брус толкающий; 3 – раскос; 4 – гидроцилиндр подъема отвала; 5 – трактор; 6 – нож .Рисунок 8.1 – Бульдозер с неповоротным отвалом

1 – отвал; 2 – пята шаровая; 3 – рама толкающая; 4 – упор; 5 – проушина; 6 – гидроцилиндр подъема отвала; 7 – трактор. Рисунок 8.2 – Бульдозер с поворотным отвалом

а – на неповоротном отвале; б – на поворотном отвале.Рисунок 8.4 – Схемы формирования призмы волочения

Основ-м методом управл-я отвала явл-ся гидравлич-й способ. Использ-е гидроцил-ра для управл-я отвалом позволяет передать часть массы тр-ра на усилие заглуб-я.

Соврем-е бульдозеры имеют оборуд-е в виде универс-й рамы, кот-я позволяет отвалу поворач-ся в плане и в вертик-й пл-ти.

Технич-я производ-ть бульдозера: П_т=3600V_пр/ t_цk_р, V_пр=в*н²*к_пр-объем призмы волочения; t_ц =t₁+t₂+t₃– время цикла(время вырезания+время перемещения+время возврата); kр-коэфф-т разрых-я грунта.

Для увелич-я объема перемещ-го грунта отвалы бульдозера конструктив-но могут быть:с боковыми откосами; сферич-й формы

Тяговый баланс бульдозера:W=Wрез+Wперем+Wотв+Wтр±Wукл;

Wрез-сопротивление резанию;Wперем-сопротивление перемещению машины в виде тележки;Wотв- сопрот связанное с перемещением грунта вверх по отвалу.

4.Скреперы; Скреперы предназначены для послойной разработки грунта, его транспортирования до 5км и укладки слоем определённой толщины, а также для частичного уплотнения уложенного грунта.Основное оборудование скрепера-КОВШ

Наибольшее распространение получили прицепные и автоскреперы. Автоскрепер представляет собой шарнирно-сочленённую машину, состоящую из одноосного тягача и ковша, соединенных между собой седельно-сцепым устройством и тяговой рамой. На тягаче размещен двигатель и трансмиссия, предназначенная для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Рабочим органом скрепера служит ковш 4, ограниченный днищем, боковыми и задней стенками и оснащенный ножами.Спереди ковш закрыт заслонкой , соединенной с ним шарнирно. Скреперы, выполненные по схемам (рисунок 8.8, б, в), называют полуприцепными одноосными, а по схеме (рисунок 8.8, г)  при­цепными двухосными. По прицепной схе­ме соединяют с тягачами также одноос­ные скреперы, у которых ось колес распо­ложена над центром масс груженого ков­ша (рисунок 8.8, д). В качестве тягача при­цепного скрепера обычно применяют трак­тор, чаще всего гусеничный, а полупри­цепные скреперы агрегатируют с двух­осными (рисунок 8.8, б) или одноосными (рисунок 8.8, в) тягачами. Последние назы­вают также самоходными. Самоходные скреперы обладают высокой маневрен­ностью и способны развивать транспорт­ные скорости до 45...60 км/ч. Дальнейшее увеличение скорости этих машин неже­лательно из-за вертикальных колебаний в системе тягач  скрепер. Скреперы с двухосными тягачами не имеют этого не­достатка, их скорости доходят до 65...70 км/ч, но по маневренности они усту­пают самоходным.

Для управления скре­пером тягач оборудуют гидравлической насосной установкой или канатной лебед­кой, от которых движение передается исполнительным механизмам (гидроци­линдрам или полиспастам). Современные скреперы оборудуют в основном гидравли­ческими силовыми системами. Полиспастные системы сохранились лишь у отдель­ных моделей прицепных скреперов.

а – общий вид; б…д – схемы соединения с тягачом; е – скрепер с принудительной загрузкой ковша скребковым элеватором; 1 – ножи; 2 – боковые балки; 3 – упряжные шарниры; 4 – ковш; 5 – гидроцилиндр подъема передней заслонки; 6 – ось задних колес; 7 – задняя стенка; 8 – передняя заслонка; 9 – гидроцилиндры подъема ковша; 10 – ССУ; 11 – шарнир; 12 – тягач. Рисунок 8.8 – Автоскрепер

Технич-я производ-ть бульдозера: П_т=3600V_пр/ t_цk_р, V_пр=в*н²*к_пр-объем призмы волочения; t_ц =t₁+t₂+t₃– время цикла(время вырезания+время перемещения+время возврата); kр-коэфф-т разрых-я грунта.

Для увелич-я объема перемещ-го грунта отвалы бульдозера конструктив-но могут быть:с боковыми откосами; сферич-й формы

Тяговый баланс бульдозера:W=Wрез+Wперем+Wотв+Wтр±Wукл;

Wрез-сопротивление резанию;Wперем-сопротивление перемещению машины в виде тележки;Wотв- сопрот связанное с перемещением грунта вверх по отвалу.

5.Грейдер-элеваторы; Грейдер-элеваторы предназначены для копания немерзлых грунтов в материковом залегании на горизонтах выше уровня грунтовых вод и отсыпки его в насыпи, отвалы или в транспортные средства. Их используют для возведения насыпей из боковых резервов, образования продольных выемок, устройства каналов в полувыемках-полунасыпях и других подобных сооружений.

Грейдер-элеваторы выполняют как по­луприцепные машины-орудия, агрегатируемые с тракторами (гусеничными или ко­лесными) или одноосными тягачами. Реже их выполняют как сменное навесное обо­рудование на автогрейдере. У полуприцеп­ных грейдер-элеваторов основная рама 1 (рисунок 8.7) опирается на два пневмоколеса 10. Передней частью основная рама соединена с тягачом по схеме универсального шарнира сцепным устройством 6. Рабочий орган в виде дискового плуга 8 подвешен на кронштейне 9 к плужной балке 7. Он ориентирован так, что при движении машины вперед вырезает из грунта стружку с поперечным сечением в форме эллиптического сегмента. Отделенный от массива грунт, поднявшись по внутренней сферической поверхности плуга, отваливается на ленточный конвейер 5, расположенный поперек основной рамы, которым он отсыпается в насыпь, отвал или транспортное средство. В зависимости от прочности разрабатываемых грунтов глубину стружки регулируют подъемом-опусканием плужной рамы с помощью гидроцилиндра 3. Угол наклона ленточного конвейера и, следовательно, высоту подъема грунта для разгрузки регулируют гидроцилиндром 4. Для перемещения грунта на большие расстояния ленточный конвейер наращивают вставками Для снижения непроизводительных затрат времени на поворотные движения грейдер-элеваторы целесообразно применять на участках протяженностью 200...500 м и более.

1  дисковый плуг; 2  ленточный конвейер; 3 – двигатель; 4  основная рама; 5  пневмоколеса; 6  кронштейн; 7  плужная балка; 8  сцепное устройство; 9, 10  гидроцилиндры; Рисунок 8.7 – Грейдер-элеватор

Основная задача автогрейдера-планировка

П=(L*B*Kв)/(t_ц*n);где L-длина,В-ширина,t-время цикла,п-число проходок,Кв-коэффициент использования машины по времени.

4.Современный уровень развития землеройно-транспортных машин. Явл-ся достаточно отработ-ми конструкциями, имеют широкий охват по выполн-м ф-циям, технологии производимых работ, имеют высокую надеж-ть и долговеч-ть, выс-я степень электронизации. В этом оборуд-и использ-ся новые достиж-я двигателестроения и т.д., использ-е космич-х технологий для управл-я.

14. ОДНОКОВШОВЫЕ ЭКСКОВАТОРЫ: Одноковшовыми экскаваторами называют позиционные землеройные машины цикличного действия, оборудованные ковшовым рабочим органом. Рабочий цикл О.Э. состоит из последовательно выполняемых операций копания грунта, его перемещения в ковше к месту отсыпки, разгрузки ковша с отсыпкой грунта в отвал или транспортное средство и возвращения ковша на позицию начала следующего рабочего цикла. После отработки элемента забоя экскаватор перемещают на новую позицию. О.Э.классифицируют:

1-по назначению: строительные, строительно-карьерные, карьерные, вскрышные, туннельные, шахтные;

2-по виду рабочего оборудования: прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер, планировщик;

3-по исполнению рабочего оборудования: канатные, гидравлические, мех-е

4-по виду ходовых устройств: пневмоколесные (автомобильные и тракторные базы), гусеничные, шагающие;

5-по возможности вращения поворотной части: полноповоротные и неполноповоротные;

6- по числу установленных двигателей: одно- и многомоторные.

7- по исполн-ю раб-го оборуд-я: с гибкой(канатной), жесткой, телескопической подвеской. 8- по массе и мощности делят на размерные группы, каждой из кот-х соот-т набор ковшей соот-й емк В соответствии с принятой в 1968 г. си­стемой индексации одноковшовые стро­ительные экскаваторы обозначают индек­сами, состоящими из двух заглавных букв ЭО (экскаватор одноковшовый универ­сальный) и через дефис обязательных четырех цифр, которые соответственно определяют: размерную группу экскавато­ра, тип ходового устройства, конструктив­ное исполнение рабочего оборудования, порядковый номер модели данного типа и исполнения.

Произ-ть: - теор-я П_т =qn=3600q/t_ц , м³/ч ;где q-емкость ковша, м³, n- число циклов, t_ц-время цикла, t_ц=Ʃ t_наб+ t_{пов,перем}+ t_выгр+ t_{возв.в исх.пол}

-эксплуатац-я: П_э= qnК_разр.