Машины для земляных работ
Задание:
1. Просмотреть презентацию и видео
2. Изучить конспект.
Примерно 97 % всех работ при устройстве земляных сооружений комплексно механизированы, т.е. при выполнении процесса полностью исключается ручной труд. Грунт разрабатывается в карьере экскаватором с погрузкой в автосамосвалы, транспортируется, разгружается после подъема кузова, разравнивается бульдозерами и уплотняется катками.
В промышленном и гражданском строительстве наиболее распространены следующие машины для земляных работ:
• землеройные (экскаваторы);
• землеройно-транспортные (бульдозеры, скреперы, грейдеры);
• рыхлительные (бульдозеры-рыхлители, дизель-молоты);
• транспортирующие (автосамосвалы);
• грунтоуплотняющие (катки, вибрационные трамбующие плиты и пр.);
• специальные машины (буровые установки, копры и т.д.).
Одноковшовые экскаваторы
Наибольший объем земляных работ в строительстве (45 %) выполняется одноковшовыми экскаваторами: на пневмоколесном ходу (вместимость стандартного ковша 0,15-0,65 м3), на гусеничном ходу (вместимость стандартного ковша 0,25-2,5, реже до 4 куб.м). Кроме стандартных ковшей при разработке легких грунтов могут устанавливаться ковши повышенной вместимости.
Индекс (марка) отечественного экскаватора, выпущенного до 1968 г., означает вместимость стандартного ковша, например, Э-652А - экскаватор с ковшом вместимостью 0,65 куб.м, модель 2, первая модернизация.
В индексе современного экскаватора содержатся сведения о его основных характеристиках. Например, ЭО-3322 AT - экскаватор одноковшовый, универсальный, третьей размерной группы, на пневмоколесном ходу, с жесткой подвеской оборудования, модель 2, прошедшая первую модернизацию в тропическом исполнении.
Экскаваторы устаревших моделей типа Э, как правило, выпускались с гибкой подвеской и канатным управлением. Современные экскаваторы типа ЭО выпускаются с жесткой подвеской и гидравлическим управлением.
Основным экскаваторным оборудованием является ковш обратной лопаты. К другим видам сменного оборудования относятся прямая лопата, грейфер, драглайн, планировочный и погрузочный ковши.
Рабочую зону экскаватора, включая место стоянки транспортных средств, называют забоем, перемещение экскаватора при разработке грунта - проходкой. Значение перемещения экскаватора при смене смежного места стоянки называется длиной передвижки. Забои бывают лобовыми (при применении обратной лопаты - торцевыми) и боковыми, проходки - продольными и поперечными. В зависимости от количества проходок по высоте выемки различают одно-, двух- и трехъярусную разработку грунта.
Рабочий цикл экскаватора
Рабочий цикл экскаватора имеет пять основных операций:
1. набор грунта,
2. перемещение ковша,
3. разгрузка ковша в отвал или транспортное средство,
4. обратный поворот для набора грунта,
5. опускание ковша для последующего набора грунта.
Для уменьшения времени цикла экскаваторщики при погрузке грунта в транспортное средство обычно совмещают четвертую и пятую операции, при отсыпке грунта в отвал - вторую и третью.
Производительность экскаватора
Производительность экскаватора и других землеройных и землеройно-транспортных машин можно повысить в результате следующих мероприятий:
• сокращения цикла экскавации,
• совмещая рабочие операции,
• уменьшая угол поворота стрелы при разгрузке,
• разрыхляя грунт в период перерывов в подаче транспорта и т.д.;
• увеличения объема грунта, разрабатываемого за один цикл,
• в случае применения ковшей повышенной вместимости, более полного их заполнения ("с шапкой") и т.д.;
• увеличения коэффициента Кв в процессе сокращения простоев (своевременное проведение профилактических работ, представление фронта работ, подвозка горюче-смазочных материалов и пр.).
Драглайн
Драглайн применяют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора, без съезда на дно выемки, поэтому наличие грунтовых вод не влияет на работу машины.
Драглайн используют для рытья сравнительно больших котлованов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.
При применении драглайна выемку грунта можно осуществлять лобовыми или боковыми проходками. Поскольку ковш подвешен на канате, то при загрузке он раскачивается и забрасывается на расстояние, превышающее длину стрелы; часто используют челночные способы работы.
При поперечно-челночном способе самосвал загружается попеременным черпанием ковша с обеих сторон кузова. При продольно-челночном грунт набирается перед задним бортом кузова самосвала. Угол поворота стрелы экскаватора при погрузке по продольно-челночной схеме приближается к 0, а при поперечно-челночной - к 15-20°. Во время разгрузки движение ковша не прекращается, благодаря чему продолжительность цикла экскавации снижается на 20-26 %.
Экскаваторы с телескопической стрелой
Экскаваторы с телескопической стрелой работают так же, как экскаваторы, оборудованные обратной лопатой. Однако кроме обычных экскавационных работ с помощью этого оборудования можно выполнять зачистные и планировочные работы, что является преимуществом при разработке мелких рассредоточенных земляных сооружений. Для увеличения скорости передвижения с объекта на объект существуют экскаваторы на пневмоходу. Механизм втягивания стрелы у них приспособлен для копания грунта, планировки и зачистки поверхностей, погрузки сыпучих материалов и штучных грузов.
Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия
У экскаваторов непрерывного действия все операции по разработке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоковшовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания, у первых направление движения рабочего органа (ротора, ковшовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вторых оно перпендикулярно направлению движения машины. У третьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).
По типу ходового оборудования различают экскаваторы на гусеничном, пневмоколесном и рельсовом ходу.
Цепные экскаваторы продольного копания (непрерывного действия) применяются для отрывки траншей под кабели, трубопроводы и другие коммуникации с небольшим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх, откуда скребками, шнеками и отвальным устройством сдвигается в сторону от траншеи.
Роторные экскаваторы продольного копания имеют по сравнению с цепными более высокую производительность, но и большую массу. Они используются при больших объемах земляных работ и разработке выемок под крупные линейно-протяженные сооружения.
Плужные канавокопатели применяются для отрывки каналов полного профиля при создании оросительных и осушительных сетей.
Экскаваторы поперечного копания выпускаются с цепным рабочим органом и применяются при добыче строительных материалов (песка, глины), мелиоративных и других работах.
Роторные стреловые экскаваторы применяются в промышленном, транспортном и мелиоративном строительстве при разработке крупных котлованов, прокладке каналов, тоннелей, устройстве дамб и плотин, разработке грунта в стесненных условиях. Они имеют небольшие размеры и обладают хорошей маневренностью. Грунт разрабатывается вращающимся ротором при одновременном повороте роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Срезанный грунт через ленточный транспортер перегружается в транспортное средство и отвозится от места разработки.
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами
К основным землеройно-транспортным машинам относятся скреперы, бульдозеры, грейдеры, которые разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.
Скреперы
Скреперы предназначены для послойного копания грунтов в материковом залегании, их транспортирования и отсыпки в земляные сооружения с планированием слоями равномерной толщины. Скреперы применяют для разработки талых грунтов I и II групп, в том числе грунтов с каменистыми включениями.
При работе на непереувлажненных суглинках, лессах, черноземах и почвах с примесями гравия и гальки скреперы загружаются с "шапкой" и разгружаются полностью; эти же грунты, но высохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресву необходимо предварительно разрыхлить плугами или рыхлителями, чтобы обеспечить нормальную загрузку скреперов.
При сухих сыпучих песках скреперы загружаются на 60-70 % геометрической вместимости. На липких и переувлажненных грунтах работа скреперов малопроизводительна вследствие прилипания грунта к днищу и стенкам ковшей. На горизонтах ниже уровня грунтовых вод скреперы неработоспособны.
Применяют прицепные (с объемом ковша 3-10 куб.м), полуприцепные (4,5-5 куб.м) и самоходные (8-25 куб.м) скреперы. Прицепные и полуприцепные скреперы наиболее эффективны при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходные - на расстояние до 3000 м.
Рабочий цикл скрепера состоит из последовательно повторяющихся операций: порожний ход, загрузка ковша, груженый ход и разгрузка.
Скрепер снимает ковшом стружку фунта толщиной 0,12-0,35м.
Набор грунта производят при прямолинейном движении скрепера или движении под уклон. При разработке плотных грунтов для увеличения толщины стружки применяют тракторы-толкачи, число которых зависит от типа скрепера, вместимости ковша и дальности транспортировки (1 толкач на 2-6 скреперов).
Скреперы набирают грунт (в зависимости от его вида) различными способами. Способ набора грунта постоянной толщины:
• тонкой прямой стружкой применяют на связных грунтах при работе под уклон;
• клиновой стружкой (переменной толщины) - при разработке связных грунтов на горизонтальных участках;
• гребенчатой стружкой с переменным заглублением и выглублением ковша - при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках;
• клевковой стружкой (разновидность гребенчатого способа) - при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов.
Бульдозеры
Бульдозеры применяют при перемещении грунта на расстояние 10- 70 м и более при благоприятных условиях (попутных уклонах путей перемещения, легких грунтах). Для уменьшения потерь отвалы могут оборудоваться открылками и козырьками.
В цикл работы бульдозера входят следующие операции: резание и набор грунта методом снятия стружки; перемещение грунта с надвижкой его отвалом; возвратный холостой ход.
Планировка площадок бульдозерами выполняется преимущественно траншейным и послойным способами.
При траншейном способе выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4-0,5м. Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, предварительно разрыхляют на толщину срезаемой стружки. Для рыхления применяют рыхлители, являющиеся прицепным оборудованием к гусеничному трактору или навесным - к бульдозеру. Бульдозеры бывают с неповоротным и поворотным отвалом. Бульдозеры используют для обратной засыпки, сооружения насыпей из грунтов боковых резервов, грубого планирования земляных поверхностей и подготовительных работ, а также для распределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землетраншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы нетронутого грунта шириной 0,4- 0,6 м. Эти валы срезают бульдозерами в последнюю очередь. Траншейный способ исключает значительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производителен.
При послойном способе выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельными его частями. Этот способ прост и используется чаще, чем траншейный.
При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора. При дальности перемещения до 70 м бульдозер возвращается в забой для повторения цикла задним ходом без разворота машины. При работе бульдозера в особо плотных грунтах (выше III группы) грунт предварительно разрыхляют.
Грейдеры
Грейдеры предназначены для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, аэродромов и других линейных и площадных объектов. По трудности разработки грейдерами грунты подразделяют на I, II и III группы. Грейдеры применимы в грунтах с отметкой выше уровня грунтовых вод и неработоспособны на заболоченных землях.
Эффективность работы грейдеров обеспечивается при рабочих ходах протяженностью более 0,5 км.
Грейдер-элеваторы применяются при копании грунта I-III групп в равнинных местностях и отсыпке его в линейно-протяженные земляные сооружения из боковых резервов. Они подразделяются на полуприцепные (к трактору) или навесные (на автогрейдеры).