close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Макеев В. Н. Дорожные и мелиоративные машины

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
В.Н. Макеев
ДОРОЖНЫЕ И МЕЛИОРАТИВНЫЕ
МАШИНЫ
ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ
Воронеж 2007
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
В.Н. Макеев
ДОРОЖНЫЕ И МЕЛИОРАТИВНЫЕ
МАШИНЫ
ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ
Воронеж 2007
УДК 630* 383.7 + 625.08 (075.8)
М33
Макеев, В. Н. Дорожные и мелиоративные машины [Текст]: тексты
лекций / В. Н. Макеев; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА».
– Воронеж, 2007. – 140 с. – ISBN
Приведены основные виды и происхождение грунтов. Дан зерновой
состав, классификация, физико-механические свойства грунтов и методы
лабораторных испытаний. Рассмотрены рабочие органы дорожных и
гидромелиоративных машин и их взаимодействие с грунтом. Даны
назначение, классификация, конструкция и применение дорожных машин
для подготовительных и земляных работ и машины для уплотнения грунтов,
а также рассмотрены назначение, классификация и конструкция
гидромелиоративных машин. Дан подробный список литературы для
самостоятельной подготовки.
Рекомендуется для студентов специальности 170400 (150405) – Машины
и оборудование лесного комплекса.
Библиогр.: 15 наим. Табл.1. Ил. 54.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензенты: кафедра строительных и дорожных машин ВГАСУ;
1 – й заместитель председателя «Воронежагродорстрой»
Е.И. Сисев
Научный редактор д-р техн. наук, проф. В.К. Курьянов
ISBN
© Макеев В.Н., 2007
© ГОУ ВПО «Воронежская
государственная лесотехническая
академия», 2007
3
ВВЕДЕНИЕ
Для поддержания лесов нашей страны в надлежащем со всех точек
зрения состоянии необходимо ежегодно выполнять огромные объемы работ
по строительству дорог и мелиоративных сооружений различного
назначения.
Только для целей лесозаготовок необходимо ежегодно строить около
7 тыс. км лесных дорог круглогодового действия и более 40 тыс. км
временных дорог.
Общая площадь болот и заболоченных земель, находящихся на
покрытой лесами территории составляет более 150 млн га, а площадь
засушливых и безводных земель почти в два раза больше.
Основным видом строительного материала в условиях лесного
комплекса при строительстве дорог и мелиоративных сооружений
различного назначения являются грунты.
Так, при строительстве лесных дорог средний объем земляных работ на
1 км пути составляет в равнинной местности от 3,0 до 5,0 тыс. км3, а в
холмистой от 4,0 до 6,0 тыс. м3.
В целях повышения продуктивности лесов ежегодно должны
проводиться большие работы по лесогидромелиорации значительных
площадей, покрытых лесами (лесогидромелиоративный фонд лишь в
Европейской части нашей страны составляет более 50 млн га), что также
связано с производством земляных работ значительного объема.
Выполнение такого объема земляных работ возможно при высокой
степени машинизации (механизации) дорожных и гидромелиоративных
работ.
Основным методом дорожного строительства в условиях лесного
комплекса до сих пор является поточный метод строительства лесных дорог
при комплексной механизации всех выполняемых операций.
Одним из прогрессивных гидротехнических методов мелиорации
земель является прокладка открытых каналов, при помощи которых на
заболоченных площадях производится регулирование стока поверхностных и
грунтовых вод, а на засушливых площадях вода доставляется самотеком.
При строительстве и эксплуатации гидромелиоративных сооружений
многие операции и процессы, связанные с разработкой грунтов, не могут
быть выполнены общестроительными машинами (бульдозерами, скреперами,
автогрейдерами и т.д.) или при использовании этих машин значительно
возрастает стоимость и ухудшается качество выполнения работ. К таким
процессам, выполняемым специальной системой машин, относятся:
строительство и очистка от наносов и растительности осушительных и
оросительных каналов глубиной до 3 м, планировка дна и откосов,
разравнивание кавальеров, стабилизация откосов осушительных каналов
различными способами, противофильтрационная облицовка оросительных
4
каналов, устройство температурных швов и уход за облицовкой, уплотнение
грунта на дне и откосах каналов, строительство дренажа, очистка дрен,
удаление растительности различных видов при освоении земель и
проведении лесопосадочных работ, очистка от камней, первичная обработка
мелиоративных земель, планировка и выравнивание отведенных площадей,
подготовка к поливам, устройство и заравнивание оросительной и
осушительной сети, орошение и др.
Эффективное выполнение этих процессов возможно только при
условии применения предусматриваемых системой
специальных
мелиоративных машин.
В целях эффективного использования техники в условиях лесного
комплекса инженеры специальности 170400 (150405) – Машины и
оборудования лесного комплекса должны хорошо знать конструкции и
устройство современных дорожных и гидромелиоративных машин, а также
технологические особенности их эксплуатации.
5
ЛЕКЦИЯ 1
Тема: ГРУНТЫ – ОСНОВНОЙ ВИД СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ ДОРОЖНОГО И МЕЛИОРАТИВНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА В УСЛОВИЯХ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА
1. Основные виды и происхождения грунтов.
2. Зерновой состав грунтов и их классификация.
3. Характеристики и показатели физико – механических свойств
грунтов.
4. Методы лабораторных испытаний грунтов.
5. Физико – механические свойства грунтов.
1 Основные виды и происхождения грунтов
Грунтами называют верхние слои земной коры, подвергшиеся в течение длительного времени воздействию внешних природных факторов: воды,
температуры, ветра, солнца и т.д. Грунты являются основным материалом, из
которого сооружают земляное полотно и дорожную одежду (покрытие) при
строительстве дорог в условиях леса.
В зависимости от происхождения грунтообразующие горные породы
подразделяются на изверженные, метаморфические и осадочные.
К изверженным относятся граниты, сиениты, базальты, диабазы, порфиры и другие породы.
К метаморфическим
породам относятся мраморы, кварцы, гнейсы,
сланцы и др.
Преобладающее значение в образовании поверхностных грунтов имеют
осадочные породы, которые можно разделить на следующие основные
группы: сцементированные осадочные породы - песчаники, мергели, руды,
конгломераты и т.д.; химически осажденные породы - доломиты, гипс, каменная соль, кремнистые руды, опоки и др.; породы органического
происхождения - известняки, торф, сапропели; рыхлые горные породы,
которые в свою очередь подразделяются на несвязные (валуны, галечник,
щебень, гравий, пески) и пластически связные (супеси, суглинки, глина).
Грунты представляют собой сложную дисперсную систему, состоящую
из твердой, жидкой и газообразной фаз.
Твердая фаза (скелет грунта) состоит из минеральных и органических
частиц разнообразной величины и формы.
Жидкая фаза (вода) и газообразная фаза (воздух и пары воды) заполняют промежутки (поры) между твердыми грунтовыми частицами.
Таким образом, грунты представляют собой сложные многокомпонентные среды, трудность разработки которых дорожными машинами зависит в
6
первую очередь от характера структурных связей, происхождения, условий
образования, гранулометрического состава, пластичности, структуры, текстуры, наличия влаги, льда, газов и пр.
В зависимости от степени разрушения горной породы и некоторых
свойств, важных в строительном отношении, грунты подразделяют на следующие основные классы:
1) скальные - изверженные, метаморфические и осадочные породы
с жесткой связью между минералами или зернами, залегающими в
виде сложного массива или трещиноватого слоя;
2) крупнообломочные - несцементированные грунты, содержащие
более 50 % по массе обломков кристаллических или осадочных пород с
размерами частиц более 2 мм (по диаметру);
3) песчаные - сыпучие в сухом состоянии грунты, не обладающие свойством
пластичности
(число
пластичности
меньше
единицы) и
содержащие менее 50 % по массе частиц крупнее 2 мм;
4) глинистые - связные в сухом состоянии тонкозернистые грунты, для
которых число пластичности (интервал влажности между границей текучести
и границей раскатывания) больше единицы.
К глинистым и песчаным грунтам, а иногда и к крупнообломочным
относятся также грунты растительно-наземного происхождения (чернозем,
дерново-подзолистые почвы, солонцы и др.)
В особую группу обычно принято выделять грунты органического
происхождения - торф, трепел.
В зависимости от температуры и наличия льда (очень важно для условий лесопромышленных предприятий северной части России) грунты
подразделяют на немерзлые, морозные (охлажденные) и мерзлые.
Немерзлые грунты не содержат лед и имеют положительную температуру.
Морозные - не содержат лед при отрицательной температуре, и в них
отсутствуют льдоцементные связи.
Мерзлые грунты имеют отрицательную или нулевую температуру и
содержат лед, цементирующий минеральные частицы.
По продолжительности непрерывного пребывания в мерзлом состоянии
эти грунты в свою очередь подразделяют:
кратковременно-мерзлые (часы, сутки);
сезонно-мерзлые (месяцы);
перелетки (от одного до двух лет);
многолетнемерзлые (от трех лет и выше).
В строительстве дорог большое значение имеет трудность разработки
грунтов. В зависимости от этого (трудность разработки) грунты принято
подразделять на одиннадцать основных групп. При этом машинная разработка предусматривается только для первых восьми групп (категорий).
Категории (группы) грунтов в этой системе представляются линейными за-
7
висимостями от плотности грунтов: чем выше плотность грунта, тем выше и
категория его.
1-я группа (категория) - наиболее легко разрабатываемые грунты (легкие).
2-я группа – средние.
3-я – тяжелые.
4-я – скальные, предварительно разрыхляемые и т.д.
9-11 группы – наиболее тяжело разрабатываемые скальные породы
специальными способами и средствами.
2 Зерновой состав грунтов и их классификация
Зерновым (гранулометрическим) составом грунта называют
содержание по массе в грунте частиц различной крупности, выраженное в
процентах по отношению к массе сухой навески, взятой для анализа, или
зерновым составом грунта называют относительное содержание в нем
частиц различного размера, выраженное в процентах от общей массы грунта
в воздушно-сухом состоянии.
Дорожно-строительные качества грунтов во многом зависят от диаметра и формы минеральных частиц, их минералогического состава, от количественных соотношений минеральных частиц, воды и воздуха.
В дорожном строительстве принята следующая классификация частиц
грунта по крупности (по диаметру):
валуны
- более 200 мм;
галька
- 70... 100 мм;
гравий
- 2. . . 70 мм;
песчаные частицы - 0,05. . .2 мм;
пылеватые
- 0,005. . .0,05 мм;
глинистые
- менее 0,005 мм.
Особенно большое влияние на свойства грунта оказывают глинистые
частицы размером менее 0,005 мм. Песчаные частицы образуют основной
скелет грунта и имеют шаровидно-кубовидную форму.
Пылеватые частицы имеют пластинчато-сферическую, сливовидную и
игольчатую формы, не обладают связностью и являются заполнителем
промежутков между песчаными частицами.
Глинистые частицы имеют пластинчато-чешуйчатую форму, играют
роль вяжущего в грунте и придают ему связность и пластичность.
Содержание песчаных и глинистых частиц в процентах к общей массе
грунта положено в основу дорожной классификации грунтов.
Обычные (нескальные) грунты состоят из песчаных, пылеватых и глинистых частиц.
8
При наличии в зерновом составе грунта глинистых частиц до 3 % и
пылеватых меньше, чем песчаных, грунт называют песчаным.
При содержании глинистых частиц от 3 до 12 % грунт называют супесчаным (супесью), от 12 до 30 % - суглинистым (суглинком) и более
30 % - глинистым (глиной).
Таким образом, в дорожном строительстве принято следующие виды
грунтов (ГОСТ 25100-82):
- крупнообломочные:
а) щебенистый (при преобладании окатанных частиц - галечниковый) масса частиц крупнее 10 мм составляет более 50 %;
б) дресвяный (при преобладании окатанных частиц - гравийный) масса
частиц крупнее 2 мм составляет более 50 %;
- песчаные:
а) песок гравелистый - масса частиц крупнее 2 мм составляет более
25 %;
б) песок крупный - масса частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50 %;
в) песок средней крупности - масса частиц крупнее 0,25 мм составляет
более 50 %;
г) песок мелкий - масса частиц крупнее 0,1 мм составляет более 75 %;
д) песок пылеватый - масса частиц крупнее 0,1мм составляет менее
75 %;
- глинистые:
а) супесь легкая включает в себя песчаных частиц (крупнее 0,25 мм)
более 50 %, глинистых от 3 до 6 % (пылеватые частицы отсутствуют);
б) супесь тяжелая включает в себя песчаных частиц (крупнее
0,25 мм) менее 50 %, глинистых от 6 до 10 % (пылеватые частицы отсутствуют);
в) супесь пылеватая включает в себя пылеватых частиц больше, чем
песчаных и глинистых от 3 до 10%;
г) суглинок легкий включает в себя песчаных больше, чем пылеватых, а
глинистых от 10 до 20 %;
д) суглинок тяжелый включает в себя песчаных больше, чем пылеватых, а глинистых от 20 до 30 %;
е) суглинок легкий пылеватый включает в себя пылеватых частиц
больше, чем песчаных, а глинистых от 10 до 20%;
ж) суглинок тяжелый пылеватый - пылеватых частиц больше, чем
песчаных, а глинистых от 20 до 30 %;
з) глина песчаная (тощая) - песчаных частиц больше, чем пылеватых, а
глинистых от 30 до 40 %;
и) глина пылеватая - пылеватых частиц больше, чем песчаных, а глинистых от 30 до 40 %;
к) глина полужирная - глинистых частиц от 40 до 60 %;
л) глина жирная - глинистых частиц более 60 %.
9
3 Характеристики и показатели
грунтов
физико-механических
свойств
Лабораторные испытания грунтов имеют большое значение в дорожном
строительстве. Они проводятся для общей характеристики грунтов при
устройстве земляного полотна или пригодности их для укрепления.
Характеристики грунтов, получаемые в результате лабораторных испытаний,
можно условно разделить на четыре группы: классификационные; расчетные; состава и свойств грунтов, позволяющие косвенным путем судить
о прочности и пригодности для укрепления; физических и механических
свойств укрепленных грунтов.
Вместе с этим, в дорожной практике физико-механические свойства
грунтов выражают следующими показателями:
1.Показатели, характеризующие состав грунта:
1) гранулометрический состав;
2) минералогический состав;
3) химический состав.
2.Показатели, характеризующие свойства и состояние грунта:
а) физические свойства:
1) плотность;
2) объемная масса;
3) пористость, коэффициент пористости;
4) предел текучести;
5) предел пластичности и число пластичности;
б) водные свойства:
1) водоустойчивость (размокание, набухание, усадка);
2) влагоемкость;
3) капиллярность;
4) водопроницаемость;
в) состояние грунта:
1) естественная влажность;
2) коэффициент водонасыщения;
3) степень плотности (песков);
4) естественная уплотняемость (глин);
5) естественная консистенция;
г) механические свойства:
1) максимальная плотность и оптимальная влажность;
2) модуль деформации и модуль упругости;
3) сопротивление сжатию;
4) сопротивление сдвигу.
Показатели, характеризующие состав грунтов, дают представление об
их природе, свойствах и позволяют приближенно судить о возможных
изменениях свойств и состояния грунтов при строительстве различных
10
инженерных сооружений. Так, гранулометрический состав является одной из
важнейших характеристик грунта, имеющей существенное значение для
оценки его дорожно-строительных свойств.
4 Методы лабораторных испытаний грунтов
В зависимости от показателей существуют различные методы определения состава и физико-механических свойств грунтов, которые также
подразделяются на три основные группы:
1. Методы определения гранулометрического состава грунтов;
2. Методы лабораторного определения физических свойств грунтов;
3. Полевые методы определения физико-механических свойств грунтов.
Рассмотрим отдельные (наиболее распространенные) методы первых
двух групп.
Для определения гранулометрического состава грунтов в настоящее
время известны следующие методы:
1) визуальный метод, заключающийся в сравнении (на глаз) изучаемого грунта с эталонами, механический состав которых известен;
2) методы М.М.Филатова, Л.В.Новикова и С.И.Рубковского;
3) ситовый метод - рассеивание грунта на ситах;
4) гидравлические методы, основанные на различных скоростях падения в воде частиц различной крупности;
5) пипеточный метод;
6) ареометрический метод;
7) методы центрифугирования.
В качестве основных методов приняты ситовый, пипеточный и ареометрический.
Ситовый метод применяется при разделении на фракции несвязных,
крупнообломочных и песчаных грунтов, содержащих небольшое количество
пылеватых и глинистых частиц. Определение гранулометрического состава
грунта этим методом производится при помощи специального комплекта сит
с диаметром отверстий 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм.
Пипеточный метод применяют для определения гранулометрического
состава глинистых грунтов. Им определяют содержание в грунте фракций
диаметром 0,25 мм и менее (более крупные фракции выделяют ситовым
методом). Пипеточный метод основан на различной скорости падения
грунтовых частиц в спокойной воде.
Ареометрический метод определения гранулометрического состава
принят как основной для связных грунтов. Он выполняется специальным
прибором - ареометром, устройство которого основано на законе Архимеда:
всякое погруженное в жидкость тело теряет в своем весе столько, сколько
весит вытесненная им жидкость.
11
Для определения основных физико-механических свойств грунтов
применяются следующие методы:
1) определение плотности грунта (удельная масса грунта) пикнометрическим методом;
2) метод режущих цилиндров для определения объемной массы
грунта;
3) метод высушивания проб грунта до постоянной массы для определения влажности и степени водонасыщения его (весовой метод);
4) метод с использованием балансирного конуса Л.М.Васильева для
определения характерных влажности и числа пластичности грунтов;
5) метод непосредственного наблюдения с использованием капилляриметра системы Г.Н. Каменского для определения высоты капиллярного поднятия воды в грунтах;
6) метод с использованием стеклянной трубки Г.Н. Каменского для
определения коэффициента фильтрации песчаных и супесчаных
грунтов;
7) метод определения набухания по приросту объема грунта в процессе
насыщения его водой с помощью прибора конструкции Знаменского
(ПНЗ) и др.
5 Физико-механические свойства грунтов
Основными физическими свойствами грунтов являются удельная и
объемная массы, влажность, пористость, пластичность, липкость, набухание,
усадка, водопроницаемость, коэффициент фильтрации, модуль деформации.
Удельной массой грунта называется отношение массы твердой фазы
грунта к их объему или к массе воды равного объема при температуре 4 °С.
Она служит показателем минералогического состава грунта. Для
большинства грунтов, лишенных органических веществ, удельная масса колеблется от 2,6 до 2,8 г/см3.
Объемная масса грунта представляет собой массу грунта в естественном состоянии, отнесенную к его объему. Различают объемную массу
влажного грунта, равную отношению массы образца грунта к его объему, и
объемную массу скелета грунта, равную отношению массы образца грунта,
высушенного при 100…105 °С до постоянной массы, к его первоначальному
объему (до высушивания). В зависимости от зернового состава объемная
масса грунтов изменяется в пределах от 1,5 до 1,7 г/см3 .
Влажностью грунта называют количество (в %) содержащейся в нем
воды по отношению к его абсолютно сухой массе. Влажность грунта - величина переменная и может колебаться в широких пределах. Влажность
грунта определяют по формуле
12
W =
g1 − g 0
⋅ 100 %,
g0 − g
где W - влажность грунта, % от массы сухого грунта;
g1 - масса бюкса с влажным грунтом, г;
g0 - масса бюкса с высушенным до постоянной массы грунтом, г;
g - масса пустого бюкса, г.
Пористость грунта выражает отношение объема пор в грунте к общему
объему, занимаемому грунтом, и может быть определена по формуле
n = (1 −
где
γ ск
) ⋅ 100 %,
γу
n - пористость, %;
3
γ ск - объемная масса скелета грунта, г/см ;
3
γ у - удельная масса грунта, г/см .
Пластичностью грунта называют способность его деформироваться
под действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения действия деформирующего
усилия. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в
пределах которого грунт находится в пластичном состоянии. Оно определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания
грунта. Число пластичности является важной классификационной характеристикой для глинистых грунтов и по нему определяют виды и разновидности глинистых грунтов.
Липкость - способность связных грунтов прилипать к различным
предметам.
Набухание грунта - увеличение его объема при насыщении водой. Этим
свойством, так же, как и липкостью, обладают только связные грунты
вследствие наличия в их составе глинисто-коллоидных частиц, способных
гидратировать.
Усадка грунтов — свойство, противоположное набуханию.
Водопроницаемостью грунтов называют способность их пропускать
через свою толщу воду, находящуюся под влиянием силы тяжести
или под действием гидростатического напора. Скорость просачивания воды
через толщу грунта в основном зависит от гранулометрического состава и
степени уплотнения грунта, т.е. от величины пор в последнем.
Коэффициент фильтрации измеряется отношением расхода воды в
единицу времени через единицу площади поперечного сечения грунта при
гидравлическом градиенте i =1.
Плотность - свойство грунта оказывать сопротивление при его расчленении. Плотность образца грунта (р, кг/м3) равна отношению массы
частиц образца грунта, высушенного при 100. . . 105 ° С до постоянной массы
к их объему.
Разрыхляемостъ - увеличение объема грунта при нарушении (разра-
13
ботке) его естественного сложения. Коэффициент разрыхления Кр характеризует отношение объема разрыхленного грунта к объему, который он занимал
в естественном залегании.
Модуль деформации грунта характеризует сжимаемость его и представляет коэффициент пропорциональности между приращением давления
на штамп и приращением осадки штампа, отнесенной к его диаметру. Модуль деформации является обобщающей характеристикой, отражающей как
упругие, так и пластические деформации грунта.
Модуль упругости грунтов характеризует сопротивление деформированию под действием нагрузок в стадии обратимых (упругих) деформаций.
Модуль упругости Е определяют по формуле
Е = ρD(1 − μ ) / l ,
где μ - действующая нагрузка МПа;
D- диаметр штампа, м ;
l - величина упругого прогиба, м; коэффициент Пуассона ( μ = 0,27 для
крупно обломочных грунтов, μ = 0,30 -для песков и супесей, μ = 0,42 - для
глин).
ЛЕКЦИЯ 2
Тема: РАБОЧИЕ ОРГАНЫ ДОРОЖНЫХ И
ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ МАШИН И ИХ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ГРУНТОМ
1. Виды, назначение и основные параметры рабочих органов.
2. Взаимодействие рабочих органов с грунтом.
3. Факторы, влияющие на сопротивление резанию грунтов.
1 Виды, назначение и основные параметры рабочих органов
Рабочие органы дорожных и мелиоративных машин предназначены для
резания (копания) грунта и отделения его от основного массива. Во многих
случаях с помощью рабочих органов выполняются операции по
перемещению грунта либо перед собой (бульдозер с неповоротным отвалом),
либо в сторону (бульдозер с поворотным отвалом или автогрейдер), а в
случае транспортирования грунта на незначительные расстояния в пределах
параметров рабочего оборудования (одноковшовые экскаваторы, грейдер –
элеваторы, каналокапатели), и на большие расстояния (скреперы).
Таким образом, резание (копание) грунта при механическом способе его
разработки осуществляется рабочим органом машины, форма и размеры
которого зависят от ее назначения (рис. 1).
14
Зубья (рис.1, а) используют как самостоятельные рабочие органы для
рыхления грунта (с установкой по несколько штук) на рыхлителях,
корчевателях и кирковщиках и как специально рыхлящую поверхность (часть
ковшей экскаваторов и скреперов, отвалов бульдозеров и т.д.). Отвал служит
(рис.1, б) для выравнивания грунта и перемещения его по направлению
движения машины или в сторону (бульдозеры, прицепные грейдеры,
автогрейдеры). Отвал, как правило, выполняется вместе с ножом и является
как бы его продолжением. В этом случае грунт (пласт грунта) движется либо
вверх по отвальной поверхности, либо впереди перед отвалом (призма
волочения), либо вдоль по отвальной поверхности в сторону (призма
волочения).
Дисковый нож (определенная часть сферы) устанавливается на таких
землеройно – транспортных машинах непрерывного действия, как грейдер –
элеватор (рис. 1, в).
Ковш предназначен для копания (резания) грунта и наполнения им
собственной емкости с целью дальнейшего перемещения грунта. Ковши
могут быть с зубьями и криволинейной режущей кромкой (рис. 1, г) и
устанавливаться на экскаваторах, а могут быть с плоскими режущими
ножами и передней заслонкой (рис. 1, д), что часто характерно для
скреперов.
Ротор с зубьями или с лопатками, предназначенный для разрыхления
грунта устанавливается на землеройно – фрезерных машинах (рис. 1, е).
Плужный рабочий орган в виде двухотвального плуга (рис. 1, ж)
устанавливается на каналокопателях
пассивного действия,
а фрезы
различного типа (дисковая, плоская, цилиндрическая и коническая) на
каналокопателях и каналоочистителях активного действия (рис. 1, з).
Многоковшовый цепной (рис. 1, и) и многоковшовый роторный (рис. 1,
к) рабочие органы устанавливаются на многоковшовых экскаваторах
различного назначения и на дреноукладчиках.
Основными параметрами, характеризующими рассмотренные основные
виды рабочих органов дорожных и мелиоративных машин, являются: для
зуба – угол резания δ , угол заострения β , задний угол α , ширина и длина,
расстояние между зубьями; для ножа - угол резания δ , угол заострения β ,
угол зарезания γ , задний угол α , длина Lн, ширина Вн (плоский нож),
диаметр D, радиус кривизны r (дисковый нож); для отвала с ножом –
параметры ножа и, кроме того, угол захвата ϕ , угол опрокидывания ψ ,
центральный угол ω 0 , радиус кривизны r, высота H, длина отвала B; для
ковша - емкость q, ширина В, высота Нк, длина L, профиль ковша; для
ротора – диаметр D, длина Lр, число лопаток или зубьев, ширина лопаток
(зубьев).
15
Рис. 1 Рабочие органы дорожных и мелиоративных машин:
а) зуб; б) отвал с режущим ножом; в) дисковый нож; г) ковш
одноковшового экскаватора с зубьями и с полукруглой режущей
кромкой; д) ковш скрепера; е) рабочий орган землеройно-фрезерной
машины; ж) плужный рабочий орган двухотвального типа; з)
фрезерные рабочие органы; и) многоковшовый цепной; к)
многоковшовый роторный
16
2 Взаимодействие рабочих органов с грунтом
Несмотря на большое многообразие конструкций рабочих органов
основных типов дорожно-строительных машин, большинство из них можно
представить в виде отдельных клиньев или сочетаний клиньев с различными
элементарными профилями. Иными словами, рабочие органы дорожностроительных машин оснащены режущими элементами, действие которых на
грунт аналогично действию простого или косого клина. В зависимости от
типа рабочего органа и характера взаимодействия его с грунтом принято
различать чистое резание и копание.
Чистое резание - это процесс простого отделения грунта от массива,
осуществляемый органами, не предназначенными для транспортирования
грунта в определенных объемах.
Копание - это комплексный процесс, состоящий из отделения грунта от
основного массива и одновременного перемещения вырезанного грунта
впереди или внутри рабочего оборудования (органа).
Отделение грунта от массива при помощи рабочего органа, которое
условно называют резанием, практически в чистом виде не встречается, так
как оно всегда сочетается с подъемом и отодвиганием грунта, формированием из него стружки и перемещением ее по рабочему органу, образованием призмы волочения из грунта, возникновением давления на срезаемый
грунт и т.д.
С целью определения понятия теории резания грунтов и стружкообразования принимаем, что режущий орган имеет форму простого клина ВАС
(рис. 2).
Рис. 2 Схема простого клина
При отделении грунта частицы его перемещаются ⊥ кромке АВ клина
от А до А1. В момент достижения наибольшего смятия грунта, происходит
сдвиг пласта его под углом ψ , величина которого зависит от механических
свойств грунта.
Различают свободное (рис. 3, а), блокированное (рис. 3, б) и полублокированное (рис. 3, в) резание грунта. В первом случае рабочий орган взаимодействует с грунтом только режущей кромкой, передней и задней
17
поверхностью клина. Во втором случае в работе участвуют также и обе
боковые стороны, а в третьем - одна из них.
а)
б)
Рис. 3 Виды резания и стружки
в)
При свободном резании клин сначала уплотняет грунт перед собой, а
при достижении предельного напряженного состояния грунта клин сдвигает
его по поверхности, наклоненной к направлению движению под углом ψ (см.
рис. 2) и перемещает по своей лобовой поверхности, преодолевая при этом не
только сопротивление грунта сдвигу и перемещению по лобовой
поверхности, но также и силы трения, возникающие на задней поверхности
клина из-за остаточных деформаций грунта.
Характер деформации грунта зависит от его связности, влажности и
плотности (рис. 4) . Так, при работе с малым углом резания γ и небольшим
заглублением режущего органа в грунтах средней влажности и связности,
срезанные или отделенные куски имеют форму трапеции, а дно борозды
имеет равную поверхность (рис. 4, а).
Рис. 4 Формы стружек грунта
При резании сухих связных грунтов отделяемый пласт разламывается на
куски неправильной формы, а дно борозды получается с изрытой поверхностью (рис.4, б).
При резании влажных вязких грунтов отделяемый пласт имеет вид
сплошного слоя, а дно гладкую поверхность (рис. 4, в).
18
При разработке малосвязных грунтов они распадаются на отдельные
частицы, сказывающиеся впереди рабочего органа (рис. 4, г).
Во время резания (копания) на рабочий орган со стороны грунта
действует сила сопротивления грунта копанию, которая рассматривается как
сумма реакции грунта на рабочий орган. Величина и направление этой силы
зависит от типа и конструкции рабочего органа, формы и размеров поперечного сечения стружки, типа и состояния грунта.
Наибольшее применение в настоящее время получило определение
действующих сопротивлений на рабочем органе с помощью эмпирических
формул и зависимостей, в которых используются только основные параметры и соотношение размеров рабочих органов, удельные показатели
грунта и условий его разработки.
Сила сопротивления грунта копанию в общем случае складывается из
следующих сил (рис. 5): нормального давления грунта на переднюю грань
режущего органа N, силы трения грунта по передней грани F, реакции грунта
на затупленную площадку лезвия R, которую можно разложить на
горизонтальную и вертикальную составляющие R1 и R2.
Силу сопротивления копанию Р, являющуюся равнодействующей
рассмотренных, можно представить в виде касательной P1, нормальной Р2 и
боковой Р3 составляющих, приложенных условно к лезвию режущего
элемента (ножа). Направление силы P1 противоположно направлению движения клина (машины).
Рис. 5 Схема процесса резания (копания) грунта
Сила Р2 может быть направлена вниз или вверх в зависимости от
соотношения реакции грунта на переднюю грань и на лезвие режущего
органа (ножа). Сила Р3 действует в случае установки рабочего органа под
углом к направлению движения, меньшим 90°, т.е. в случае косого резания, и
является горизонтальной составляющей ⊥ к направлению движения (клина)
машины.
Основной (главной) составляющей силы сопротивления грунта копанию
является касательная сила P1. Определению касательной составляющей
сопротивления копанию Р1 было посвящено значительное число исследований.
19
Впервые формула для определения силы P1, применительно к работе
сельскохозяйственного плуга была предложена акад. В.П. Горячкиным, который является основоположником теории резания грунтов. Эта формула
имеет вид
Р1 = μ ⋅ G + k ⋅ h ⋅ b + ε ⋅ h ⋅ b ⋅ V 2 ,
где
μ - коэффициент трения плуга (клина) о грунт;
G - масса рабочего органа (плуга);
k - удельное сопротивление грунта резанию;
h - глубина резания (толщина стружки);
b - ширина срезаемого слоя грунта (стружки);
ε - коэффициент, учитывающий энергетические потери, возникающие
ввиду движения грунта по поверхности отвала (клина);
V- скорость резания.
Ввиду больших различий в устройстве плуга и рабочих органов
дорожно-строительных машин непосредственное применение к последним
этой формулы приводит к значительным ошибкам. Основываясь на результатах исследований, проф. Н.Г. Домбровский рекомендует для практических
расчетов в применении к дорожно-строительным машинам пользоваться
следующим упрощенным выражением:
P1 = k 0 ⋅ b ⋅ h = k 0 ⋅ F ,
где P1 - касательная составляющая сопротивления грунта резанию;
b - ширина вырезаемой стружки;
h - толщина вырезаемой стружки (глубина резания грунта);
F- площадь поперечного сечения вырезаемой стружки;
k0 - удельное сопротивление грунта резанию или копанию (Н/м2 ).
В дорожно-строительных машинах режущий орган часто поворачивают
на определенный угол относительно вертикальной оси, в результате чего
лезвие клина составляет острый угол с направлением его движения. Режущий
орган получает при этом вид косого клина, состоящий как бы из трех
простых клиньев (рис. 6). Клин, расположенный в плоскости БОВ с углом
резания γ , при поступательном движении поднимает пласт; клин,
расположенный в плоскости АОБ с углом наклона δ , поворачивает пласт в
сторону; клин, расположенный в плоскости АОВ с углом захвата α , отваливает пласт в сторону от линии направления движения клина (за направление движения клина принята ось ОВ по стрелке).
Силы сопротивления резанию, действующие на косой трехгранный
клин, можно получить, если все силы сопротивления на передней грани
свести к равнодействующей нормальных сил N и силе трения μ1 N (где μ1 коэффициент трения между грунтом и клином). Силы сопротивления на
20
нижней грани клина при этом можно не рассматривать, так как они не имеют
принципиальных отличий от сил, действующих на простой клин.
Рис. 6 Схема косого клина
Таким образом, положение косопоставленного клина при копании
определяет угол установки его в вертикальной плоскости γ и угол α в горизонтальной плоскости по отношению к направлению движения ОВ.
3 Факторы, влияющие на сопротивление резанию грунтов
В определении действующих сопротивлений грунта резанию большое
значение имеет величина удельного сопротивления грунта резанию или
копанию (к0). Значение удельного сопротивления грунта резанию (к0) зависит
от вида, свойств и состояния грунта, геометрических размеров режущего
рабочего органа машины, размеров вырезаемой стружки (пласта грунта),
скорости резания, траектории движения рабочего органа и т.д. Рассмотрим
некоторые зависимости удельного сопротивления грунта резанию, наиболее
важные для дорожно-строительных и мелиоративных машин:
удельное сопротивление резанию и копанию повышается с
увеличением содержания в грунте глинистых частиц и понижения его
влажности;
- удельное сопротивление грунта резанию или копанию возрастает с
увеличением угла резания γ ;
- на величину удельного сопротивления грунта резанию или копанию
оказывает влияние форма стружки или виды резания (см. рис. 3).
Установлено, что наибольшее удельное сопротивление имеет место в
случае блокированного резания (блокированной формы стружки), а наименьшее - при деблокированном резании (деблокированная форма стружки),
промежуточное значение удельного сопротивления резанию соответствует
полублокированному резанию (полублокированная форма стружки);
- опытами также установлено, что при одном и том же сечении стружки
21
удельное сопротивление резанию зависит от отношения ширины
стружки «b» к ее толщине (глубине резания) «h», т.е. с увеличением этого
отношения удельное сопротивление резанию падает (снижается);
- менее значительное влияние на
удельное сопротивление
грунта резанию оказывает изменение скорости резания, так, при увеличении
скорости резания в 3…5 раз удельное сопротивление резанию в среднем
повышается только на 30…40 %;
- на удельное сопротивление резанию большое влияние оказывает
износ режущей кромки режущего рабочего органа (ножа), т.е. с затуплением
режущей кромки удельное сопротивление резанию повышается;
- и, наконец, на удельное сопротивление грунта резанию или
копанию оказывает влияние и траектория движения рабочих органов
дорожно – строительных машин.
ЛЕКЦИЯ 3
Тема: КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ
ЧАСТИ ДОРОЖНЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ МАШИН
1. Виды работ, выполняемых при строительстве лесных дорог и
мелиоративных сооружений.
2. Классификация дорожных и мелиоративных машин.
3. Основные конструктивные части дорожных и мелиоративных
машин.
1 Виды работ, выполняемых при строительстве лесных дорог и
мелиоративных сооружений
При строительстве дорог различного назначения и мелиоративных
сооружений в условиях лесного комплекса можно выделить следующие
виды основных работ: подготовительные работы; земляные работы в
дорожном строительстве; земляные работы в мелиоративном строительстве;
работы по строительству дорожных покрытий; работы по строительству
искусственных сооружений; работы, связанные с эксплуатацией и ремонтом
дорог и мелиоративных сооружений.
В состав подготовительных работ, как в дорожном, так и в
мелиоративном строительствах в условиях лесного комплекса входят
следующие операции: корчевка пней большого диаметра или срезка их в
уровень с землей; раскорчевка (вычесывание корневых систем) на участках,
22
подлежащих разработке грунтов; срезка кустарника и подроста с уборкой
валежника; снятие растительного слоя и рыхление грунтов с удалением
камней (валунов) и т.п.
Перед проведением подготовительных работ в действующих
лесопромышленных предприятиях на отведенных площадях, покрытых
лесонасаждениями выполняются лесозаготовительные операции силами
специализированных постоянно действующих бригад, оснащенных
необходимым лесозаготовительным оборудованием.
Земляные работы
на строительстве дорог и мелиоративных
сооружений в условиях лесного комплекса в общем объеме работ занимают
превалирующее значение. По своей специфике и особенностям, безусловно,
земляные работы на строительстве дорог значительно отличаются от
земляных работ на строительстве мелиоративных сооружений.
При строительстве дорог земляные работы подразделяются на линейные
и сосредоточенные. К линейным относятся такие земляные работы, объемы
которых сравнительно равномерно распределены по всей длине строящейся
дороги. К сосредоточенным относятся работы по сооружению высоких
насыпей, разработке глубоких выемок, устройству дамб на подходах к
мостам и прочим сооружениям при пересечении водных преград, объем
которых значительно превышает средний объем линейных работ на единицу
длины дороги.
В комплекс земляных работ по устройству земляного полотна (дороги
грунтового типа) в свою очередь входят подготовительные, основные и
отделочные работы. Подготовительные работы включают в себя:
разбивочные работы; устройство нагорных канав в местах разработки
выемок; устройство осушительных канав на заболоченных участках;
устройство уступов на крутых косогорах. В состав основных земляных работ
входят: разработка грунта в резерве, карьере или выемке и перемещение его в
тело насыпи или в отвал (кавальер); послойное разравнивание и уплотнение
грунта в насыпи. К отделочным работам относятся: планировка верха и
откосов земляного полотна; укрепление дна и откосов резервов (кюветов), а
также откосов земляного полотна при необходимости.
Основными видами земляных работ при строительстве мелиоративных
сооружений являются: планирование площадок и больших территорий, рытье
котлованов, траншей, каналов различного назначения, устройство дамб,
плотин и др.
В зависимости от положения земляных мелиоративных сооружений
относительно первоначальной поверхности, так же как и в дорожном
строительстве, в мелиоративном различают: выемки, насыпи, полунасыпи –
полувыемки.
В выемках сооружают котлованы различного назначения, русла
каналов, в насыпях – дамбы плотины, каналы через впадины, в полувыемкахполунасыпях – каналы на косогорах. При этом выполняются следующие
23
виды земляных работ: отрывка (строительство) осушительных и
оросительных каналов, планировка дна и откосов каналов, отсыпка и
разравнивание кавальеров, уплотнение грунта на дне и откосах каналов,
строительство дренажа различного типа, планировка и выравнивание земель,
устройство и заравнивание оросительной и осушительной сети и др.
Производство земляных работ обычно состоит из трех основных
операций: отделение от массива и захват грунта, его перемещение на
заданное расстояние, а затем укладка (отсыпка) в сооружение с послойным
уплотнением.
Все названные виды земляных работ как в дорожном, так и в
мелиоративном строительствах
выполняются машинным способом.
Машинный способ предусматривает непосредственное взаимодействие
рабочего органа или оборудования дорожных машин с грунтом, в процессе
которого он (грунт) в той или иной степени разрыхляется и перемещается в
нужном направлении. Область применения каждой машины устанавливается
с учетом группы грунтов, особенностей конструкции земляного полотна и
машины,
ее
проходимости,
маневренности,
производительности,
универсальности и других факторов.
Работы по строительству дорожных покрытий, в зависимости от
типа и конструкции последних, могут быть следующих видов: работы по
устройству гравийных и щебеночных одежд; работы по устройству покрытий
из грунтов, укрепленных вяжущими материалами; работы по устройству
покрытий из железобетонных плит и деревянных щитов и т.д. Все виды
работ по устройству различных покрытий лесных дорог выполняются с
использованием необходимых дорожно-строительных машин.
Виды работы по строительству искусственных сооружений зависят,
прежде всего, от типа и конструкции последних, а также от условий места
дороги, где они (сооружения) устанавливаются. К ним могут относиться:
работы по устройству опор мостов, работы по устройству их пролетов;
работы по устройству водопропускных сооружений и укладке железобетонных труб. Выполнение названных работ также производится механизированным способом, т.е. с использованием соответствующих машин и
оборудования.
2 Классификация дорожных и мелиоративных машин
Основным признаком классификации дорожных и мелиоративных
машин является признак их технологического назначения. С учетом
специфики лесного хозяйства и лесной промышленности (лесного
комплекса), а также существующих типов лесных дорог по
технологическому назначению дорожные машины можно подразделить на 10
основных групп.
24
Первая группа – машины для подготовительных работ – корчеватели,
корчеватели-собиратели, кусторезы, рыхлители и дорожно-строительные агрегаты (машины, созданные специально для условий лесного комплекса).
Вторая группа – машины для земляных работ, которые в свою очередь
делятся на две подгруппы: землеройно-транспортные машины - бульдозеры,
бульдозеры-рыхлители, скреперы, прицепные грейдеры, автогрейдеры и
грейдер-элеваторы; землеройные машины - одноковшовые и многоковшовые
экскаваторы и землеройно-фрезерные машины.
Третья группа – машины для уплотнения грунтов земляного полотна и
дорожно-строительных материалов дорожных покрытий. Это катки, вибрационные и трамбующие машины.
Четвертая группа – машины для добычи и переработки каменных
строительных материалов - бурильные машины и перфораторы, дробилки,
грохоты и дробильно-сортировочные, моечно-сортировочные машины (комплексы).
Пятая группа – это машины для строительства дорожных покрытий:
машины для распределения каменных строительных материалов и песка
(распределители), машины для доставки и распределения вяжущих строительных материалов (цементораспределители, цементовозы-распределители,
автобитумовозы, автогудронаторы), машины для смешения дорожностроительных материалов (дорожные фрезы и грунтосмесительные машины).
Шестая группа – машины для. строительства колейных покрытий лесовозных дорог (плитоукладчики, щитоукладчики, укладчики ленточных
деревянных покрытий).
Седьмая группа – машины для строительства лесовозных железных
дорог узкой колеи 750 мм (краны специализированные, путеукладчики,
строительно-ремонтные поезда, балластировочные и путеподъемные машины, а также путевой механизированный инструмент).
Восьмая группа – машины для строительства зимних лесовозных дорог
(водополивочные и снегоуплотняющие машины, колеерезы, колееформирующие орудия).
Девятая группа – машины и механизмы для строительства искусственных сооружений (копры, молоты, вибропогружатели, сваевыдергиватели,
механизированный инструмент).
Десятая группа – машины для содержания и ремонта дорог (косилки,
ямобуры, подметально-уборочные и поливочно-моечные машины, маркировщики, снегоочистители, пескоразбрасыватели, льдоуборочные машины, дорожные ремонтеры, асфальторазогреватели и т.д.).
Важнейшими определяющими признаками мелиоративных машин, в
отличие от дорожных, служат: узкая специфика рабочих органов для
выполнения одного технологического процесса из нескольких операций или
отдельных операций в мелиорации; тесная связь формы и расположения с
видом и профилем разрабатываемого мелиоративного сооружения;
25
возможность применения профиля сооружения путем изменения положения
рабочего органа; возможность использования, как правило, только на
мелиоративных работах; однопроходность в большинстве случаев;
возможность получения за один проход завершенного сооружения или
процесса; в большинстве своем неправильность действия.
Следовательно, мелиоративные машины, так же как и дорожные, по
технологическому назначению можно подразделить на следующие основные
группы:
1) машины для открытой прокладки оросительных или осушительных
каналов
(каналокопатели
плужные,
отвальные,
роторные,
комбинированные и др.);
2) машины для строительства закрытых осушительных систем –
дренажей (траншеедренажные, щеледренажные, кротодренажные,
машины для укладки дренажных труб из различных материалов);
3) машины для содержания и ремонта каналов и закрытых
осушительных систем (каналоочистители и дренопромывочные
машины);
4) машины и установки для орошения (стационарные дождевальные
системы, дождевальные аппараты, дождевальные установки и
машины
позиционного
действия,
дождевальные
машины
работающие в движении и др.).
Кроме того, дорожные и мелиоративные машины могут быть
классифицированы:
а) по характеру исполнения рабочего процесса (машины периодического действия и машины непрерывного действия);
б) по типу силового оборудования (двигателя) и его мощности;
в) по степени мобильности или тяговому признаку (прицепные, навесные, самоходные и стационарные);
г) по системам (конструкции) управления рабочим оборудованием и
т.д.
3 Основные конструктивные части дорожных и мелиоративных
машин
В конструктивном содержании в дорожных и мелиоративных машинах
в зависимости от их типа, принято выделять следующие основные части:
тяговые средства, силовое оборудование, трансмиссии (передачи), ходовое
оборудование, рабочее оборудование и системы управления.
В качестве тяговых средств для дорожных и мелиоративных машин
широко применяют гусеничные и колесные тракторы, специальные унифицированные колесные шасси и шасси грузовых автомобилей.
Значительное
количество дорожных и мелиоративных машин
представляют собой прицепное или навесное оборудование, работающее в
26
сцепе или установленное на базе гусеничных тракторов или колесных
тягачей (тракторов).
Достоинством гусеничных тракторов как общего назначения, так и
промышленных, является малое удельное давление на грунт и, следовательно, высокая проходимость по переувлажненным (заболоченным) грунтам и
пескам. И, самое главное, они имеют более высокий, чем у колесных машин,
коэффициент сцепления с грунтом, что позволяет им развивать более
высокое тяговое усилие.
Колесные тракторы и, особенно, тягачи получают все более широкое
распространение как в дорожном, так и в мелиоративном строительствах, так
как по сравнению с гусеничными машинами имеют следующие
преимущества: высокие транспортные и рабочие скорости, меньшая
металлоемкость, более высокая производительность, значительная
экономичность, более длительные межремонтные циклы.
Колесные специальные унифицированные шасси для дорожных и
мелиоративных машин обладают высокими тяговыми свойствами и маневренностью и являются весьма эффективными средствами механизации дорожного и мелиоративного страительства. В результате мобильности и
маневренности колесного хода производительность скреперов, погрузчиков,
бульдозеров, грейдеров-элеваторов и других самоходных колесных машин в
1,5…2 раза выше, чем у прицепных и навесных машин с гусеничными
тракторами, при одинаковых рабочих параметрах.
Автомобильные шасси широко применяют для монтажа на них различного дорожно-строительного и вспомогательного оборудования: кранов,
экскаваторов, бетономешалок, автобитумовозов, автогудронаторов, цементо и бетоновозов, поливочно-моечных и подметально-уборочных машин, снегоочистителей, ремонтеров и др.
Силовое оборудование - это комплекс, состоящий из двигателя и обслуживающих его систем, предназначенный для превращения какого-либо
вида энергии в механическую работу. Силовое оборудование принято
классифицировать по принципу преобразования энергии. По этому признаку
оно подразделяется на паросиловое (применяемое в первых конструкциях
дорожных и мелиоративных машин), двигатели внутреннего сгорания,
электрическое, гидравлическое и пневматическое.
Наиболее широкое распространение на дорожных и мелиоративных
машинах получили двигатели внутреннего сгорания, в которых
вырабатываемая
при
сгорании
топлива
энергия
преобразуется
непосредственно в механическую работу. Двигатели внутреннего сгорания
разделяют на карбюраторные, работающие на легком жидком топливе
(бензине), и дизельные, работающие на тяжелом жидком топливе (дизельное
топливо).
Трансмиссии (передачи) - это механизмы, предназначенные для передачи энергии от силового оборудования (двигателя) к исполнительным ор-
27
ганам машины. Применяемые в дорожных и мелиоративных машинах
передачи разделяют:
а)
по
принципу
действия: механические, гидравлические,
электрические, пневматические и комбинированные (электромеханические, электрогидравлические и т.д.);
б) по степени разветвления потока энергии: к одному, двум или нескольким исполнительным органам;
в) по
режиму
работы: непрерывно
работающие
и
периодически включенные.
Силовое оборудование (двигатель) и трансмиссия во взаимосвязи
образуют привод машины. Приводы дорожных и мелиоративных машин
подразделяются на те же группы, что и трансмиссии. В данном случае
предпочтение отдается приводам, которые обеспечивают максимальное
использование установленной мощности при высоком КПД, хорошо
воспринимают динамические нагрузки, а также легко и просто управляются
и автоматизируются. Наибольшее распространение, исходя из этого, в
дорожных и мелиоративных машинах получил гидравлический привод.
Ходовое оборудование предназначено для перемещения машин. Оно
состоит из ходового устройства и механизма передвижения. Ходовые устройства (движители) предназначены для передачи нагрузок от машин на
опорную поверхность. Они передвигают машины и изменяют направление их
движения. Механизмы передвижения предназначены для привода ходовых
устройств при рабочем и транспортном передвижении.
Ходовое оборудование подразделяется на рельсовое и безрельсовое. Для
дорожных и мелиоративных машин более характерным является
безрельсовое ходовое оборудование, которое по конструкции делится на два
основных вида: гусеничное и колесное.
Гусеничное ходовое оборудование вследствие большой площади соприкосновения с грунтом может воспринимать значительные нагрузки при
сравнительно низком давлении на грунт (с успехом применяется на слабых и
переувлажненых грунтах), обеспечивает хорошую маневренность и большие
тяговые усилия. По конструкции оно может быть в виде жесткой рамной
многоопорной конструкции или быть гибким безрамным малоопорным. В
первом случае ведомое и ведущее колеса, а также опорные ролики
монтируются на специальной раме, а во втором случае такая рама
отсутствует. Имеется также промежуточный тип гусеницы – полужесткий.
Колесное ходовое оборудование может быть: на металлических колесах
и на колесах с пневматическими шипами. Первого типа (колеса с жестким
металлическим ободом) ходовое колесное оборудование сейчас практически
отсутствует. Колеса на пневматических шинах подразделяются на: высокого
давления, низкого и переменного (регулируемого).
Рабочее оборудование дорожных машин - это конструктивные элементы машины, непосредственно взаимодействующие с рабочей средой при
28
выполнении соответствующих дорожно-строительных работ. Рабочие органы
у дорожных машин весьма разнообразны, например, у землеройных машин это отвал, ковш или зубья; у уплотняющих машин - гладкие и кулачковые
вальцы, пневматические шины, трамбующие плиты и вибраторы; у
сваебойного оборудования – копры, молоты; у мелиоративных машин –
одноотвальные и двухотвальные плуги, фрезы различного типа и т.д. (рис. 1).
Системы управления предназначены для периодического включения и
выключения различных механизмов дорожных машин (муфт, тормозов,
режимов работы двигателя и т.д.).
По назначению системы управления можно разделить на следующие: а)
управление силовым оборудованием; б) управление муфтами и тормозами; в)
рулевое управление; г) управление установкой рабочего оборудования. В
зависимости от конструктивного исполнения системы управления
разделяются на: механические (рычажные, штурвальные и редукторные);
канатно-блочные; гидравлические; электрические; пневматические и
комбинированные
(электрогидравлические,
электропневматические,
гидромеханические и др.).
ЛЕКЦИЯ 4
Тема: МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАСИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ
1. Кусторезы. Назначение, классификация, конструкция.
2. Корчеватели. Назначение, классификация, конструкция.
3. Рыхлители. Назначение, классификация, конструкция.
4. Дорожно-строительные агрегаты. Особенности конструкции.
1 Кусторезы. Назначение, классификация, конструкция
Кусторезы предназначаются для расчистки площадей, отведенных под
строительство, от кустарника и мелколесья.
Их применяют в дорожном и мелиоративном строительстве при
прокладке трассы дорог, а также при устройстве просек в лесных массивах,
освоении новых земель и мелиоративных работах. В зимний период времени
их с успехом используют для очистки дорог от снега, а также для
снегозадержания.
Кусторезы являются навесным оборудованием, смонтированным в основном на гусеничных тракторах. Они классифицируются по двум признакам: 1) по конструкции рабочего органа и способу его навески на базовую
машину (трактор); 2) по конструкции системы управления рабочим оборудованием.
По конструкции рабочего органа кусторезы бывают с пассивным и
29
активным рабочим органом. Пассивным рабочим органом является навешиваемый спереди трактора отвал клинообразной формы. В качестве активных рабочих органов, навешиваемых с правой стороны в задней части
трактора, используют аппараты типа горизонтальных зубчатообразных
ножей или дисковых фрез. Применения такие кусторезы в условиях строительства лесных дорог не нашли. Их используют при строительстве
осушительных каналов на заболоченных участках при срезке кустарника и
мелколесья ограниченного диаметра.
По конструкции системы управления кусторезы подразделяются на
машины с канатно-блочной системой управления и машины с гидравлической системой.
Кусторез с пассивным рабочим органом является передним навесным
оборудованием гусеничного трактора. Оборудование кустореза состоит из
универсальной подковообразной рамы, съемной шаровой головки, рабочего
органа - отвала треугольной формы, его привода, ограждения трактора
каркасного типа, а также заточного приспособления (рис. 7).
Отвал представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую
из: 1) А-образной рамы, сваренной из уголков и усиленной накладками и
раскосами из листовой стали; 2) установленного на ней каркаса, также
сваренного из уголков и обшитого по бокам листовым прокатом. Этот каркас
с обшивкой образует двухотвальную поверхность, которая при движении
кустореза сваливает срезанные кустарники и деревья в валки по обе стороны
машины. Срезание кустарника и деревьев производится ножами, которые с
помощью болтов прикреплены к нижним кромкам отвала. Ножи состоят из
отдельных секций и являются взаимозаменяемыми. Режущие кромки ножей
могут быть гладкими или пилообразными.
Спереди отвала укреплена лыжа, исключающая возможность в процессе
работы заглубления отвала в грунт, а для предохранения ножей от изгиба и
поломок сверху к лыже и раме приварены отбойник и клин. Задние концы
рамы отвала снабжены также лыжами с загнутыми кверху концами, наличие
которых исключает возможность заглубления отвала в грунт при движении
кустореза задним ходом.
В средней части основной рамы в поперечной перемычке приварено
шаровое гнездо, предназначенное для соединения отвала с шаровой головкой
толкающей рамы. Такое соединение дает возможность устанавливать отвал
кустореза в любом положении, приспосабливая его к рельефу местности.
Для защиты кабины и двигателя трактора от падающих деревьев, сучьев
и кустарника кусторез оборудован ограждением, сваренным из труб и
покрытым стальным листом над кабиной.
б)
а - кусторез ДП - 4: 1 - ограждение; 2 - универсальная рама; 3 - съемная головка; 4 - отвал; 5 гидроцилиндр подъема рабочего органа; б - универсальная рама и отвал: 1 - левая полурама; 2 - шаровая
головка; 3 - правая полурама; 4 - проушина для штока гидроцилиндра; 5 - кронштейн; 6 - проушина; 7 проушина для подвижной обоймы блоков; 8 - носовой лист; 9 - ножи; 10 - рама; 11 - шаровое гнездо; 12 каркас; 13 - резиновый амортизатор; 14 - упорная коробка
Рис. 7 Общий вид кустореза ДП-4 с универсальной рамой и отвалом:
а)
30
31
Подъем и опускание отвала может осуществляться канатно-блочной и
гидравлической системами управления. В первом случае подъем и опускание
отвала производится с помощью однобарабанной приводной лебедки,
установленной на заднем мосту трактора. Перед радиатором трактора устанавливается П-образная стойка, на которой монтируется верхняя неподвижная обойма полиспаста, обоймы направляющих блоков и катушка запасного каната. Нижняя подвижная обойма полиспаста крепится к проушине,
имеющейся на толкающей раме позади шаровой головки.
Во втором случае опускание и подъем отвала осуществляется двумя
гидроцилиндрами, приводимыми в действие от гидросистемы трактора и
управляемыми с помощью гидрораспределителя.
На строительстве лесовозных дорог широкое применение нашли кусторезы: ДП-1 на базе гусеничного трактора Т-100М с канатно-блочной
системой управления; ДП-4 на базе трактора Т-100МГП и ДГТ-24 на базе
трактора Т-130Г с гидравлической системой управления.
2 Корчеватели. Назначение, классификация, конструкция
Корчеватели предназначены для корчевки пней, расчистки строительных площадей от корней и камней-валунов, уборки стволов и кустарника, срезанных кусторезом, сгребания валежника и сучьев.
Корчеватель представляет собой оборудование, навешиваемое на гусеничный трактор.
Корчеватели классифицируются по трем признакам: по назначению, по
конструкции и расположению рабочего органа и по конструкции системы
управления рабочим органом. По назначению корчеватели подразделяются
на корчеватели-собиратели, корчеватели-погрузчики и корчевательные
агрегаты.
По конструкции и расположению рабочего органа корчеватели разделяются на два типа: с передней навеской и с задней навеской. По конструкции
системы управления рабочим органом они могут быть с канатно-блочным и
гидравлическим приводами.
Конструкция. Рабочим органом корчевателей, навешиваемых на трактор спереди, является отвал, снабженный изогнутыми зубьями. Отвал монтируется на толкающей универсальной, подковообразной раме охватывающего типа, которая своими задними концами шарнирно крепится к лонжеронам трактора. Установка отвала на толкающей раме бывает двоякого типа:
жесткая и с возможностью поворота относительно рамы в вертикальной
плоскости. В последнем случае корчевка пней и камней может производиться
не только за счет тягового усилия трактора и подъема толкающей рамы, но и
с помощью поворота отвала (рис. 8).
У корчевателей с задней навеской рабочего органа последний уста-
32
навливается 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 (рис. 9).
Из корчевателей с передним расположением рабочего органа в условиях
лесного комплекса получили распространение такие машины, как: ДП-8 на
базе трактора ДТ-75Б, ДП-13 на тракторе Т-4П, ДП-3 на тракторе Т-100МГП,
МП-13 на тракторе Т-130Г и ДП-25 на тракторе Т-130Г с гидравлической
системой управления, ДП-2 на базе трактора Т-100М с канатноблочной системой управления.
Из машин с задним расположением рабочего органа известны два типа:
ДП-20 на базе трактора Т-100М с канатно-блочным приводом и ДП-21 на
базе трактора Т-100МГП с гидравлическим приводом.
3 Рыхлители. Назначение, классификация, конструкция
Рыхлители предназначены для предварительного рыхления тяжелых,
каменистых или слежавшихся, а также мерзлых грунтов для облегчения
последующей работы землеройно-транспортных машин.
Рыхлители используются также для удаления из грунта корней, остатков пней и камней после работы корчевателей и для разрушения
(киркования) старых дорожных покрытий при ремонте дорог.
Современный рыхлитель представляет собой навесное оборудование к
тяжелым гусеничным тракторам и пневмоколесным тягачам с большой
глубиной рыхления.
Рыхлители классифицируют по следующим признакам: по назначению,
по типу движителя базового трактора, по конструкции и способу передвижения, по виду системы управления рабочим оборудованием.
По назначению они подразделяются на две основные группы - рыхлители общего назначения для рыхления на глубину до 1 м и рыхлители
специального назначения для рыхления на глубину от 1 до 2 м.
По типу движителя базового трактора: на гусеничном ходовом оборудовании и на колесном.
По конструкции и способу передвижения они подразделяются на
прицепные машины и навесные. Машины прицепные в настоящее время
серийно не выпускаются.
По виду системы управления они также подразделяются на два вида:
машины с канатно-блочным приводом (прицепные рыхлители) и навесные
рыхлители с гидравлическим приводом.
33
а)
б)
Рис. 8 Корчеватель ДП-8 на тракторе ДТ-75Б с поворачивающимся
отвалом (а) корчеватель ДП-2 на тракторе Т - 100М с канатным приводом (б):
а) 1 – отвал; 2 – зубья; 3 – палец; 4 – толкающая рама; 5 –
гидроцилиндр
поворота отвала; 6 – гидроцилиндр
подъема
толкающей рамы; 7 – задний кронштейн; 8 – гидропроводы ; 9 –
поперечная балка; 10 - кронштейн; 11 – дополнительный масляный
бак; 12 – передний кронштейн; 13 – угловой рычаг; 14 – подъемная
тяга.
б) 1 – приводная лебедка; 2 – передняя стойка; 3 – неподвижная
обойма полиспаста; 4 – канат; 5 – обойма направляющего блока; 6 –
подвижная обойма полиспаста; 7 – отвал с зубьями; 8 – универсальная
рама
34
Рис. 9 Корчеватели с задней навеской рабочего органа:
а - корчеватель ДП - 20 на тракторе Т - 100М с канатным приводом;
б - корчеватель ДП — 21 на тракторе Т - 100МГП с гидравлическим
приводом; 1 - двуплечие рычаги; 2 - зубья-клыки рамы; 3 - рама; 4 сдвоенный угловой рычаг; 5 и 6 - канаты; 7 - гидроцилиндр привода
двуплечих рычагов; 8 - гидроцилиндры подъема рамы; 9 - стойка; 10 двухбарабанная лебедка
35
Конструктивно прицепные рыхлители представляли собой рабочее
оборудование, смонтированное на специальной одноосной тележке, снабженной колесным ходом, вначале представленное на колесах с жестким
металлическим ободом, а затем на колесах с пневматическими шинами (рис.
10).
Основными частями навесного рыхлителя являются: рабочий орган,
состоящий из рамы и зубьев с наконечниками; подвеска, с помощью которой
рабочий орган шарнирно сочленяется с базовым тягачом; привод,
предназначенный для подъема и опускания рабочего органа. Многие рыхлители, кроме того, снабжаются устройством, позволяющим им работать
толкачом (рис. 11).
По конструктивной схеме навесные рыхлители разделяются на рыхлители с трехточечной и четырехточечной (параллелограммной) подвесками
рабочего органа. Каждая из указанных типов подвесок обладает своими
достоинствами и недостатками. Трехточечная подвеска с креплением
рамы рыхлителя к заднему мосту тягача
конструктивно проста и имеет
сравнительно небольшой вес. Однако она снижает поперечную устойчивость
машины и не обеспечивает постоянства угла резания зубьев. Подвеска рамы
рыхлителя к лонжеронам гусеничных тележек тягачей улучшает боковую
устойчивость машины, но при этом увеличивается масса рабочего
оборудования и ухудшается проход разрыхленного грунта под рамой.
Четырехточечная, или параллелограммная подвеска рабочего органа
обеспечивает сохранение постоянства угла резания зубьев как в начале, так и
в конце их заглубления. Это позволяет придать наконечнику зуба
рациональный угол резания, при котором обеспечивается заглубление рабочего органа в грунт, увеличивается срок службы наконечника и снижается
энергоемкость процесса рыхления.
Принятый тип подвески определяет конструкцию рамы рабочего органа, которая может быть внутренней, охватывающей и комбинированной.
Наибольшее распространение получили внутренние рамы, отличающиеся
простотой устройства. Охватывающие рамы более удобны при работе
рыхлителя с толкачом.
Наиболее нагруженным элементом рабочего органа являются зубья,
которые бывают изогнутой или прямой формы. Число зубьев у рыхлителей
колеблется от 5 до 1. Крепление зубьев к раме рыхлителя бывает шарнирным
и жестким. Зубья рыхлителей снабжаются сменными наконечниками,
изготовляемыми из особо износостойких материалов. Обычно наконечники
устанавливаются на посадочных хвостовиках зубьев при помощи
специальных стопорных устройств, позволяющих легко и быстро производить замену наконечников.
Привод рабочего органа у современных рыхлителей выполняется
только гидравлическим, что позволяет обеспечить принудительное заглубление зубьев в грунт. Наибольшее применение в условиях лесного комплекса
36
Рис. 10 Рыхлитель прицепной Д- 162:
1 - тяговая рама; 2 - ручная лебедка; 3 - блоки; 4 - подъемная рама; 5 балластный ящик; 6 - рыхлительные зубья; 7 - колеса; 8 – трактор
Рис. 11 Рыхлитель
трактора ДЭТ - 250М:
ДП - 9С с четырехточечной подвеской на базе
1 - бульдозер; 2 - рама рыхлителя; 3 - тяга; 4 - зуб рыхлителя; 5 гидроцилиндр; 6 - балка рыхлителя; 7 — буферное устройство; 8 –
флюгер
37
нашли такие рыхлители, как ДП-18 на базе трактора Т-4П, ДП-5С на базе
трактора Т-100МГП с трехточечной подвеской и внутренней работой с тремя
зубьями, ДП-22С на базе трактора Т-180С с четырехточечной подвеской,
внутренней рамой и 3-мя зубьями.
В настоящее время серийно выпускаются рыхлители однозубьевые на
базе бульдозеров, такие машины получили название бульдозероврыхлителей. К ним можно отнести такие машины: ДЗ-116 на базе трактора Т130МГ, ДЗ-35Б на базе трактора Т-180КС, ДЗ-126А на базе трактора ДЭТ250М, ДЗ-141ХЛ на базе трактора Т-500.
4 Дорожно-строительные агрегаты. Особенности конструкции
Специально для условий строительства дорог лесного комплекса были
созданы универсальные дорожные машины, имеющие два-три вида рабочего
оборудования, получившие название лесодорожных машин или дорожностроительных агрегатов. В настоящее время широко применяются такие
лесодорожные машины, как ЛД-4, ЛД-35 (ДМ-35), ЛД-30 и ДМ-15.
Агрегат ЛД-4 предназначен для выполнения комплекса подготовительных, земляных и снегоочистительных работ при строительстве и содержании лесовозных дорог. Он состоит из базового трактора Т-130МГ-1 и
рабочего навесного оборудования, включающего универсальный бульдозер и
корчеватель (рис. 12). Универсальный бульдозер (рис. 12, а) ЛД-10 агрегата
может заменить бульдозер с прямым и поворотным отвалом, одноотвальный
канавокопатель, профилировщик и автогрейдер при планировочных работах
и возведении земляного полотна из боковых резервов по продольно-круговой
технологической схеме.
Универсальный бульдозер навешивается спереди базового трактора и
состоит из рамы, бульдозерного отвала и гидрооборудования. Бульдозерный
отвал соединяется с рамой шарнирно-крестовой муфтой и тремя
гидроцилиндрами: гидроцилиндром, изменяющим угол установки отвала в
горизонтальной плоскости, гидроцилиндром для изменения угла установки
отвала в вертикальной плоскости (поперечного перекоса) и гидроцилиндром
изменения угла резания ножа отвала – и может фиксироваться ими в любом
положении.
Корчеватель ЛД-9 агрегата (рис. 12, б) предназначен для сплошной и
выборочной корчевки пней, удаления кустарника и мелколесья, снятия и
перемещения растительного слоя при строительстве лесовозных дорог. Он
состоит из рамы с зубьями, опорной плиты, гидроцилиндров опорной плиты
и гидрооборудования.
Рама сварная, П-образная, к поперечине которой, изготовленной из
толстостенной трубы, приварено 7 зубьев. В передней части рамы имеются
гнезда для монтажа гидроцилиндров опорной плиты и проушины для
38
крепления штоков гидроцилиндров подъема рамы. Опорная плита
предназначена для опоры корчевателя на грунт при корчевке крупных пней.
Она представляет собой сварную конструкцию, состоящую из несущей
трубчатой балки и приваренного к ней оребренного основания. На плите
укреплены проушины для соединения с гидроцилиндрами.
Модернизированный агрегат ЛД-4А
предназначен для разработки
грунта (возведения насыпей земляного полотна поперечным надвиганием по
продольно-круговой технологии, разработки выемок, устройства водоотводных канав), корчевки пней, очистки дорог от снега. Он также состоит из
усовершенствованной конструкции бульдозерного оборудования и корчевателя, но за базовый трактор принят гусеничный трактор Т-170. Для
повышения надежности и снижения трудоемкости изготовления в
конструкцию универсального бульдозера внесены следующие изменения:
-гидроцилиндр установки отвала в плане выполнен телескопическим,
что позволило отказаться от шарнирно-крестовой муфты;
-изменена конструкция основной рамы – поперечная балка сваривается
из двух отрезков труб вместо трех;
-изменена разводка рукавов высокого давления гидросистемы;
-увеличена ширина наплавки ножей отвала твердым сплавом с 40 мм до
80 мм, уменьшено расстояние между балками крепления ножей на отвале с
200 мм до 140 мм, что позволило ставить ножи от неповоротных
бульдозеров.
Увеличение давления в гидросистеме позволило при сохранении тех же
усилий корчевателя (490 кН) уменьшить диаметр гидроцилиндров опорной
плиты с 180 мм до 140 мм.
В результате увеличения давления и уменьшения диаметра
гидроцилиндров возросли скорости подъема и опускания опорной плиты
корчевателя: подъема с 0,25 до 0,41 м/с, опускания с 0,04 до 0,094 м/с, а это
привело к сокращению цикла корчевания пня в целом и повышению
производительности машины.
Агрегат ЛД-35 (ДМ-35) предназначен для строительства временных
дорог (усов): возведения насыпей по продольно-круговой (продольночелночной) технологии в узких просеках, устройства полувыемок (террас) на
горных склонах, прокладки зимников, а также для подготовки освоенных
лесосек под посадку лесных культур, устройства погрузочных площадок и
других работ.
Рабочее оборудование агрегата состоит из универсального бульдозера,
аналогичного ЛД-4А, и рыхлительного трехзубового рабочего оборудования,
навешиваемого на заднем мосту трактора Т-170.01 (рис. 13). Агрегат
выпускается в двух вариантах (имеет различное рыхлительное оборудование)
для работы в равнинных условиях (ЛД-35) и горных (ЛД-35-1).
Рыхлительное оборудование навешивается сзади базового трактора на
специальный кронштейн, устанавливаемый на посадочные места крепления
39
Рис. 12 Дорожно-строительный агрегат ЛД - 4А:
а - универсальный бульдозер ЛД - 10: 1 - отвал; 2 - гидроцилиндр; 3 базовый трактор; 4 - толкающая рама; 5 – шаровой шарнир;
б - корчеватель ЛД - 9:
1- базовый трактор; 2 - толкающая рама; 3 - опорная плита; 4 поперечная балка; 5 - корчующий зуб; 6 - гидроцилиндр опорной
плиты; 7 - гидроцилиндр подъема рамы
40
прицепной скобы. В проушинах кронштейна подвешивается рама рыхлителя,
подъем и опускание ее осуществляется двумя гидроцилиндрами. На раме
рыхлителя закрепляются три зуба со съемными наконечниками или
коронками с открылками, которые полуавтоматически с помощью
фиксаторов и пружин закрепляются в транспортном или рабочем положении.
Подобная конструкция рыхлителя позволяет производить рыхление грунтов
одним, двумя или тремя зубьями в любом сочетании. Наибольшая ширина
полосы рыхления при этом составляет 1,8 м.
В горном исполнении рыхления ЛД-35-1 к кронштейну подвешивается
каждый из трех зубьев с индивидуальной рамой и управляющим гидроцилиндром, что обеспечивает полное независимое управление каждым зубом в
отдельности.
Помимо увеличения производительности и расширения сферы применения, навесное рыхлительное оборудование обоих вариантов способствует
более равномерному нагружению ходового оборудования базового трактора
и увеличению сцепной силы тяги.
Агрегат позволяет работать на склонах 25° в продольном направлении
(спуск или подъем) и до 15° в поперечном.
Управление всеми видами навесного рабочего оборудования
осуществляется оператором из кабины трактора.
Рис. 13 Лесодорожный рыхлительный агрегат ЛД - 35:
1- трактор; 2 - кронштейн; 3 - рама; 4 - гидроцилиндр; 5 рыхлительный зуб
41
Лесодорожная машина ЛД-30 предназначена для расчистки дорожной
полосы от кустарника и растительного слоя, возведения насыпей на сухих
участках местности по продольно-круговой и продольно-челночной
технологическим схемам или поперечным надвиганием грунта, рыхления
плотных и мерзлых грунтов и т.д.
Рабочее оборудование, навешенное на колесном тракторе К-703, состоит из отвала, толкающей рамы, стрелы, рукоятки с опорным колесом,
рыхлителя и гидропривода (рис. 14).
Стрела и толкающая рама с отвалом универсального бульдозера и
рыхлителем установлены шарнирно на задней полураме базового трактора.
Толкающая рама на двух гидроцилиндрах, которые служат для подъема и
опускания отвала, подвешена к стреле.
Вместе с этим, к стреле посредством шарнира и двух гидроцилиндров
присоединена рукоять, на свободном конце которой установлено опорное
колесо. Рукоять с опорным колесом можно поворачивать относительно
стрелы в вертикальной плоскости. В развернутом и зафиксированном
положении стрела и рукоять образуют как бы раму грейдера, вследствие чего
машину иногда называют «грейдером». При этом передний ее конец
опирается на колесо, находящееся при работе перед отвалом.
Перевод рабочего колеса из транспортного положения в рабочее или обратно занимает 10 с. Управление колесом в горизонтальной плоскости
сблокировано с механизмом поворота полурам.
Стрела с рукоятью и опорным колесом может поворачиваться в
горизонтальной плоскости на 23 ° в обе стороны от продольной оси машины,
что позволяет колесу при выполнении планировочных работ, а также
разравнивании при гравийно-песчаной смеси двигаться сбоку от оси машины
по ровной ранее спланированной поверхности.
Отвал соединен с толкающей рамой бульдозера посредством шарнирнокрестовой муфты, смещенной вправо относительно продольной оси машины,
и трех гидроцилиндров.
Однозубный
рыхлитель
со
сменными
наконечниками
и
гидроцилиндром подъема и опускания зуба размещен на поперечной балке
толкающей рамы. Для удобства работы оператора органы управления
машиной перенесены с передней на заднюю панель кабины трактора.
Машина работает в режиме работы автогрейдера, когда опорное колесо
опущено на грунт, и в режиме бульдозера, если опорное колесо поднято в
транспортное положение и закреплено на стреле.
Лесодорожная машина ДМ-15 предназначена для строительства, содержания, ремонта лесовозных снежных и ледяных автомобильных дорог.
Она служит для удаления снега, устройства оснований зимних и простейших
грунтовых дорог, разработки, перемещения и распределения дорожностроительных материалов и древесных отходов. Вместе с этим она может
также использоваться на планировке площадей, профилировании земляного
42
полотна, устройстве и очистке канав и кюветов, рыхлении ремонтируемых
участков покрытий и грунтов III—IV категорий.
Машина состоит из базового колесного трактора К-7ОЗ и навесного
оборудования: универсального, бульдозерного отвала с боковой опорной
плитой и съемными уширителями, толкающей рамы, шарнира, рыхлителя и
гидросистемы (рис. 15).
Конструкция отвала, аналогичная отвалу агрегата ЛД-4, но
дооборудуется с обеих сторон специальными креплениями для установки
съемных уширителей.
Толкающая рама, состоящая из толкающих брусьев и поперечной балки,
проходит внутри между колесами трактора и крепится к задней полураме его
(трактора). А отвал крепится к толкающей раме универсальным шарниром и
тремя гидроцилиндрами, с помощью которых можно изменять и жестко
фиксировать соответственно углы установки отвала в плане, поперечного
перекоса и резания. Управление ими, как и гидроцилиндрами подъема и
опускания отвала, осуществляется из кабины трактора. Особенностью
системы гидравлического управления отвалом является наличие
специального механизма, который придает ему (отвалу) плавающее
положение, подобное положению отвала на гибкой (канатной) подвеске, что
обеспечивает более ровную поверхность дороги после планировки или
снегоочистки. Машина снабжена однозубым -рыхлителем, который крепится
к поперечной балке и управляется также гидроцилиндром из кабины.
Рыхление производится при движении трактора передним ходом.
Рулевое оборудование и сидение оператора переоборудуются для
работы бульдозерным отвалом при движении трактора задним ходом, а,
чтобы сохранить рабочие и транспортные скорости переднего хода, оба
моста трактора перевернуть на 180° (передние скорости стали задними и
наоборот).
Кабина машины облицована шумопоглощающим материалом —
пенополиуретаном и перфорированной винилискожей, благодаря чему
уровень шума снижен до 82 дб. Снижены также до допускаемых значений
усиления на рычагах управления, а рукоятки выведены в оптимальные зоны
досягаемости оператора (водителя).
1 – задняя полурама трактора К-703; 2 – стрела; 3 – гидроцилиндр толкающей рамы; 4 – рукоять
опорного колеса; 5 – опорное колесо; 6 – овал универсального бульдозера; 7 –
гидроуправляемый рыхлительный зуб; 8 – горизонтальная толкающая рама
Рис. 14 Лесодорожная машина ЛД-30:
43
1 – трактор; 2 – гидроцилиндр подъема рамы; 3 – отвал; 4 – рыхлительный зуб; 5 –
толкающая рама; 6 – кронштейн
Рис. 15 Машина для строительства и содержания лесовозных дорог ДМ-15:
44
45
ЛЕКЦИЯ 5
Тема: МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ. НАЗНАЧЕНИЕ,
КЛАССИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ
1.
2.
3.
4.
Назначение и общая классификация машин для земляных работ.
Бульдозеры. Назначение, классификация, конструкция.
Тягово – эксплуатационный расчет бульдозеров.
Скреперы. Назначение, классификация, конструкция. Особенности
тягово-эксплуатационного расчета.
5. Грейдеры. Назначение и общая классификация.
6. Прицепные грейдеры, автогрейдеры. Назначение, классификация,
конструкция.
7. Грейдер – элеваторы. Назначение, классификация, конструкция.
8. Тягово – эксплуатационные расчеты грейдеров.
9. Экскаваторы. Назначение и общая классификация.
10. Одноковшовые экскаваторы. Назначение, классификация,
конструкция.
11. Многоковшовые экскаваторы. Назначение, классификация,
конструкция.
12. Статический расчет одноковшовых экскаваторов и определение
производительности различных машин.
1 Назначение и общая классификация машин для земляных работ
В общем объеме дорожных и мелиоративных работ в условиях лесного
комплекса земляные работы имеют преимущественное значение. Выполняются они, как правило, машинным способом, который предусматривает
взаимодействие рабочего органа и оборудования землеройных машин с
грунтом, в процессе которого он в той или иной степени разрыхляется и
перемещается в нужном направлении.
Машины для земляных работ, в общем, по характеру рабочего процесса
можно разделить на два вида: землеройные машины, которые отделяют грунт
от массива и перемещают его за счет энергии своего силового привода. При
этом расстояние, на которое перемещается грунт, определяется размерами
конструктивных элементов машин. Они также подразделяются по принципу
действия на: машины прерывного (циклического) действия (одноковшовые
экскаваторы) и машины непрерывного действия (многоковшовые
экскаваторы).
Землеройно-транспортные машины, разрабатывающие грунт под действием тягового усилия, т.е. только во время движения. Дальность перемещения грунта при этом не зависит от размеров конструкций машин и
определяется технологическим и технико-экономическим соображениями.
46
Этот вид машин для земляных работ самый многочисленный и распространенный. К нему относятся бульдозеры, скреперы, грейдеры, автогрейдеры, грейдер-элеваторы.
В свою очередь машины этой группы, в общем, подразделяются по
двум признакам: по характеру выполнения технологического процесса и по
способу агрегатирования с тягачом в зависимости от конструкции рабочих
органов.
По характеру выполнения технологического процесса землеройнотранспортные машины делятся на две группы: машины циклического действия и машины непрерывного действия.
По способу агрегатирования с тягачом они разделяются на навесные,
прицепные и самоходные (в том числе полуприцепные или седельные).
В зависимости от конструкции рабочих органов землеройно-транспортные
машины подразделяются на ковшовые (скреперы), ножевые (бульдозеры,
грейдеры и грейдер-элеваторы) и фрезерные (землеройно-фрезерные).
2 Бульдозеры. Назначение, классификация, конструкция
Бульдозеры предназначены для копания (резания) грунта и перемещения его на сравнительно небольшие расстояния (50…100 м максимально
до 150 м). Они применяются для возведения невысоких насыпей, разработки
выемок, разравнивания и грубой планировки грунта и других сыпучих
материалов, засыпки рвов, траншей и ям, подсыпки грунта к искусственным
сооружениям, расчистки территорий от снега, камней, деревьев,
строительного мусора и других работ. Возможность применения бульдозеров
на разнообразных работах является причиной их наиболее широкого
распространения среди землеройно-транспортных машин.
Бульдозеры классифицируются по назначению, по типу ходового оборудования, по номинальному тяговому усилию и мощности, конструкции
отвала и по конструкции системы управления рабочим оборудованием (типу
привода управления).
По назначению бульдозеры разделяются на машины общего назначения,
предназначенные для выполнения различных работ, и машины специального
назначения, выполняющие определенные виды работы, например, работы на
торфяных разработках, работы под землей в шахтах, работы под водой и
т.д.).
По типу ходового устройства базовой машины бульдозеры разделяются на гусеничные и колесные. Основным видом бульдозеров являются
гусеничные машины, как наиболее эффективно развивающие тяговое усилие.
Классификация бульдозеров по номинальному тяговому усилию и
мощности двигателя является условной и будет изменяться с течением
времени в связи с тенденцией повышения единичной мощности машины.
47
По номинальному тяговому усилию гусеничные машины подразделяются на пять классов - сверхтяжелые (свыше 300 кН), тяжелые (200…300
кН), средние (140…200 кН), легкие (30…140 кН) и малогабаритные (менее 30
кН). Колесные бульдозеры подразделяются по мощности двигателя также на
пять классов - сверхтяжелые (более 200 кВт), тяжелые (110…120кВт),
средние (55…110 кВт), легкие (25…55 кВт), малогабаритные (менее 25 кВт).
По конструкции отвала различают бульдозеры с неповоротным и с
поворотным отвалами. Последний тип машин получил название универсальных бульдозеров.
По типу (конструкции) систем управления рабочим оборудованием
бульдозеры различают с канатно-блочным (в настоящее время не выпускаются, т.к. не обеспечивают принудительное заглубление отвала в грунт) и с
гидравлическим управлением.
Конструкция. Основными частями бульдозерного оборудования являются отвал, толкающая рама, передающая усилие тягача на отвал и механизмы привода отвала. Отвал у всех типов бульдозеров выполняется, как
правило, сварным, криволинейного сечения, на нижней его части крепятся
съемные режущие ножи. Посредством толкающей рамы отвал соединяется с
базовым тягачом. У неповоротных бульдозеров соединение отвала с
брусьями рамы бывает жестким или шарнирным. В последнем случае
возможен небольшой поворот отвала в вертикальной плоскости, что
позволяет несколько изменить величину угла резания (рис. 16).
У поворотных (универсальных) бульдозеров толкающая рама выполняется П-образной, охватывающей формы, и ее передняя часть с помощью
шарового соединения соединяется с серединой отвала. Это дает возможность
поворачивать отвал в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Толкающая рама своими задними концами шарнирно соединяется с лонжеронами базового тягача (рис. 17).
Конструктивно отвал бульдозера состоит из лобового изогнутого отвального листа, козырька (для предохранения от пересыпания грунта через
верх отвала), нижней и верхней коробок жесткости, ребер жесткости, боковых стенок, проушин и других крепежных элементов соединения с толкающим устройством и гидроцилиндрами. К лобовому листу внизу крепятся
болтами сменные режущие ножи (обычно два крайних и средний), которые
имеют двустороннюю заточку. На боковых щеках отвала могут
устанавливаться уширители для повышения производительности при разработке легких грунтов.
Основными параметрами отвала бульдозера являются: угол, резания γ ,
который у существующих машин находится в пределах от 40° до 75°, угол
опрокидывания ψ (от 30° до 80°); угол наклона ε (от 70° до 90°); угол
установки козырька (угол опрокидывания грунта) ψ к ; радиус крутизны
отвальной поверхности r; высота отвала Н; высота отвала с козырьком H1 и
длина отвала по режущему ножу L.
48
Главные рабочие движения бульдозера состоят из опускания и подъема
отвала. Эти операции осуществляются при помощи механизмов привода
(системы управления рабочим оборудованием). Наибольшее распространение получил гидравлический привод, при котором подъем и принудительное опускание отвала производится с помощью гидроцилиндров одного или двух, приводимых в действие от гидросистемы базового тягача.
Вместе с этим у бульдозеров старой конструкции еще сохранился и
действует канатный привод. Подъем и опускание отвала у них осуществляют
с помощью канатно-блочной системы, приводимой в действие от однобарабанной лебедки, установленной на заднем мосту трактора. Недостатком канатного привода является невозможность принудительного заглубления отвала в грунт.
На предприятиях лесного комплекса, как в дорожном строительстве, так
и других сферах производства нашли применение следующие бульдозеры: с
неповоротным отвалом - ДС-54С на базе трактора Т-100МГП, ДЗ-27С на
базе трактора Т-130, ДЗ-24 на базе трактора Т-180ГП и ДЗ-35С на базе этого
же трактора; с поворотным отвалом - ДЗ-18 на базе трактора ТД-180ГП, а
также бульдозеры-рыхлители - ДЗ-116В на базе трактора Т-130 МГ, ДЗ-35Б
на базе трактора Т-180 КС, ДЗ-126А на базе трактора ДЭТ-250М, ДЗ141ХЛ на базе трактора Т-500 (рис. 18).
3 Тягово-эксплуатационный расчет бульдозеров
Тяговый расчет дорожно-строителъных машин производится с целью
определения мощности их силового оборудования. Он может выполняться на
стадии проектирования машины и на стадии подбора машины для
конкретных условий ее применения.
Для определения потребной мощности силового оборудования (двигателя) любой дорожно-строительной машины для конкретных условий ее
эксплуатации необходимо знать все действующие сопротивления на рабочее
оборудование этой машины. Рассмотрим тяговый расчет на примере такой
землеройно-транспортной машины, как бульдозер.
Необходимая для работы бульдозера сила тяги (потребная мощность
силового оборудования) расходуется на преодоление следующих сопротивлений:
1) сопротивление резанию грунта - W1;
2) сопротивления перемещению грунта вверх по отвалу – W2;
3) сопротивления перемещению грунта перед отвалом (в призме волочения) – W3;
4) сопротивления перемещению грунта вдоль отвала в сторону
(по косо установленному отвалу) – W4;
5) сопротивления перемещению бульдозера как тележки – W5.
49
б
Рис. 16 Бульдозер с неповоротным отвалом ДЗ - 109 - 1:
а - общий вид машины; б- схема - рисунок: 1 - отвал; 2 - раскос; 3 толкатель; 4 – универсальная рама; 5 – трактор
50
Рис. 17 Бульдозер ДЗ - 25 с поворотным отвалом и гидравлическим
приводом на тракторе Т - 180Г:
1 - отвал; 2 - раскос; 3 - гидроцилиндры поворота отвала в плане;4 шароваяголовка; 5 - толкающая рама; 6 - гидроцилиндры перекоса
отвала; 7 - крышка; 8 - гидроцилиндры подъема и опускания отвала
51
Суммарное сопротивление движению бульдозера с неповоротным отвалом, установленным по углам 90° к продольной оси машины будет
∑W = W
1
+ W2 + W3 + W5 .
Для бульдозера с поворотным отвалом, установленным под каким-то
острым углом к продольной оси машины в ту или иную сторону, будет
∑W = W
1
+ W2 + W3 + W4 + W5 .
Рассмотрим в отдельности каждую составляющую суммарного сопротивления.
1) Сопротивление грунта резанию будет определяться по формуле
W1 = K p ⋅ F ,
где Кр - удельное сопротивление грунта резанию;
F – площадь поперечного сечения вырезаемой стружки, м2.
Для бульдозера с неповоротным отвалом
W1 = K p ⋅ F = K p ⋅ b ⋅ h ,
где b – длина отвала по режущему ножу, м;
h - глубина резания или толщина вырезаемой пласта грунта, м.
Для бульдозера с косо установленным отвалом
W1 = K p ⋅ b ⋅ h ⋅ sin α ,
где α - угол (острый) установки отвала в плане, т.е. по отношению
к продольной оси машины.
2)Сопротивление подъему грунта вверх по отвалу соответственно будет
W2 = G г ⋅ f г ⋅ f с ⋅ sin γ ⋅ cos γ ,
W2 = G г ⋅ f г ⋅ f с ⋅ sin α ⋅ sin γ ⋅ cos γ ,
где Gг - масса грунта, перемещаемого перед отвалом в призме волочения,
зависящая от угла естественного откоса грунта и объемной массы его;
fг - коэффициент трения грунта о грунт;
fс - коэффициент трения грунта о стальную поверхность отвала;
γ - угол резания грунта отвалом.
3) Сопротивление перемещению грунта в призме волочения перед отвалом, соответственно, будет
W3 = Gг ⋅ f г и W3 = G г ⋅ f г ⋅ sin α .
4)Сопротивление перемещению грунта вдоль отвала, т.е. в ту или иную
сторону в зависимости от его установку в плане будет
W4 = G г ⋅ f г ⋅ f с ⋅ sin γ ⋅ sin α .
52
а
б
Рис. 18 Бульдозер – рыхлитель ДЗ - 117А:
а - общий вид; б - схема - рисунок: 1 - отвал с толкателями; 2 универсальная рама;3 - трактор Т - 130МГ-1; 4 - опорная рама; 5, 9 верхняя и нижняя тяги; 6 - гидросистема рыхлительного оборудования;
7 - рабочая балка; 8 – зуб
53
5)Сопротивление от перемещения бульдозера, как тележки зависит от
массы машины в целом (трактор вместе с навесным оборудованием), массы
перемещаемого грунта и от уклона местности. Оно может быть определено
по формуле
W5 = (Gm + G0 ) ⋅ ( f 0 ± i ) ± Gг ⋅ i ,
где ( Gm + G0) - масса машины в целом, т.е. масса базового трактора плюс
навесное рабочее оборудование;
f0 - коэффициент сопротивления передвижению машины, зависящий от
типа движителя;
i - дополнительное сопротивление от уклона местности в
тысячных долях.
Необходимая (потребная) мощность Nn будет определяться по формуле
Nn =
∑W ⋅ V
1000 ⋅ η
(кВт),
где V- рабочая скорость машины, м/с;
η - коэффициент полезного действия силовой передачи машины, принятой равным 0,75...0,90.
Для установления правильности подбора машины необходимо определить коэффициент использования машины по мощности, который определяется по формуле
η=
Nn
N
или η = n ⋅ 100% ,
Ne
Ne
где
Nе - номинальная мощность силового оборудования, принятая
для производства работ машины.
6) Определение производительности бульдозера.
Производительность бульдозера при резании и транспортировании
грунта в зависимости от вида выполняемых работ и от технологической
схемы их производства может быть определена по формулам:
- при резании и перемещении грунта, например, из резерва в насыпь
при отсыпке земляного полотна
Пч =
3600 ⋅ g ⋅ k n ⋅ k b
(м3/ч),
Tц ⋅ k p
- при выполнении планированных работ, например, при разравнивании
отсыпанного грунта в теле насыпи
54
Пч =
3600 ⋅ а( В ⋅ sin α − а) ⋅ k b
(м3/ч)
L
( + 2t ) ⋅ n
V
где g- объем грунта в призме волочения, м3;
kn - коэффициент потерь (0,9-0,95);
kb - коэффициент использования рабочего времени (0,85-0,9);
kp- коэффициент разрыхления грунта (1,1-1,3);
Тц - продолжительность одного рабочего цикла бульдозера, с.
Время одного рабочего цикла может быть определено как
Тц =
lp
Vp
+
ln
l
+ 0 + tn + t0 ,
V n V0
где lp, ln, l0- длина пути резания, перемещение грунта и обратного хода
машины, м;
Vp, Vn и V0 - соответствующие скорости движения машины м/с;
tn - время, затрачиваемое на переключение передач, с ;
t0 - время на опускание отвала в рабочее положение, с;
L - длина планируемого участка (захватки), м;
V- средняя рабочая скорость машины, м/с;
а-величина перекрытия последующих проходов (0,3-0,5 м);
t- время, затрачиваемое на один поворот машины, с;
п- количество проходов по одному следу (1-3).
4 Скреперы. Назначение, классификация, конструкция
особенности тягово-эксплуатационного расчета
и
Скреперы являются ковшовыми землеройно-транспортными машинами, предназначенными для послойного срезания грунта с поверхности разрабатываемой полосы, перемещения его и послойной отсыпки при возведении насыпей, разработке выемок, а также для различных планировочных и
других видов земляных работ.
Скреперы используют в дорожном, промышленном и гидротехническом
строительствах, на вскрышных работах, в карьерах. Для облегчения работы
скреперов в грунтах III и IV категорий (тяжелые грунты) их предварительно
разрыхляют.
Рабочий процесс скрепера состоит из операций копания грунта, во
время которой происходит набор грунта в ковш, транспортирования груженого скрепера, разгрузки грунта из ковша и транспортирования порожнего скрепера назад в забой.
Транспортирование грунта прицепными скреперами целесообразно на
55
расстоянии до 500 м, а самоходными скреперами до 5-8 км.
Операция разгрузки скрепера сочетается с операцией разравнивания
грунта, поэтому применения для разравнивания специальных средств, как
правило, не требуется.
Скреперы принято классифицировать по емкости ковша, способу их
передвижения, способу загрузки, способу разгрузки, схеме подвески ковша,
по количеству осей, по виду заслонки и по конструкции системы управления.
В зависимости от емкости ковша скреперы бывают малой до 5 м3,
средней от 6 до 15 м3 и большой емкости более 15 м3.
По способу передвижения скреперы разделяют на прицепные, полуприцепные и самоходные. Прицепные скреперы чаще всего работают в сцепе
с гусеничными тракторами. Полуприцепные скреперы, как правило,
рассчитываются для работы с одноосными тягачами. В таких машинах часть
нагрузки передается тягачу.
Самоходные скреперы — колесные машины на специальных шасси, в
которых масса самой машины и масса грунта в ковше полностью передаются
на опорную поверхность через колеса машины. Эти скреперы при
одинаковой общей массе имеют большую сцепную массу, чем полуприцепные и прицепные.
По способу загрузки различают скреперы, у которых наполнение ковша
грунтом происходит от силы тяги трактора под давлением срезаемой
стружки, и скреперы с элеваторной загрузкой, когда заполнение ковша
грунтом производится специальным скребковым конвейером, установленным в передней части ковша.
По способу разгрузки скреперы разделяются на машины с принудительной, полупринудительной и свободной разгрузкой ковша. В первом
случае грунт выталкивается перемещающейся задней стенкой ковша, что
обеспечивает наилучшую очистку его. При полупринудительной разгрузке
днище ковша вместе с задней стенкой поворачивается вокруг своей передней
части, что обеспечивает хорошую очистку боковых стенок ковша, но само
днище и задняя стенка при связных грунтах очищается неудовлетворительно.
В связи с этим, если первый тип машины рекомендуется для разработки
связных грунтов, то второй малосвязных. При свободной разгрузке ковш
скрепера шарнирно укрепляется к раме и разгружается от грунта путем
опрокидывания вперед (или назад). Такого типа машины применяются при
разработке несвязных грунтов.
По схеме подвески ковша различают скреперы рамной и безрамной
конструкции. У первых ковш шарнирно подвешен к специальной раме, у
вторых рамой, опирающейся на ось ходового оборудования, является сам
ковш.
По количеству осей ходового оборудования скреперы могут быть одноосными и двухосными.
Прицепные скреперы, работающие с гусеничными или двухосными
56
тракторами, как правило, являются двухосными машинами (очень в редких
случаях одноосными).
Полуприцепные скреперы обычно устраиваются одноосными и рассчитываются в основном на работу с одноосными тягачами, хотя в отдельных
случаях для этой цели могут применяться также и двухосные тягачи.
Самоходные скреперы - это преимущественно двухосные колесные
машины, в них тяговое и рабочее оборудование представляет собой одну
машину и поэтому в отличие от прицепных тягач (базовое шасси) отдельно
использован быть не может.
По виду (конструкции) заслонки ковша скреперы могут быть двух
видов: машины с плавающей, самооткрывающейся заслонкой ковша и машины с управляемой заслонкой ковша. Самооткрывающаяся заслонка устроена и подвешена к ковшу так, что она самопроизвольно поднимается под
влиянием усилия, действующего на нее со стороны призмы волочения
грунта.
Подъем и фиксирование в определенном положении управляемой заслонки производится при помощи специального механизма с гидравлическим или канатно-блочным приводом.
По системе управления различают скреперы с канатно-блочным и
гидравлическим управлениями рабочим оборудованием. При канатноблочном управлении подъем ковша осуществляется натяжением каната, а его
опускание и заглубление ножа в грунт осуществляется за счет соответственной массы. Гидравлическое управление позволяет осуществлять
принудительное заглубление ковша в грунт, что улучшает работу скрепера на
твердых грунтах и сокращает путь и время загрузки его.
Основными частями скрепера являются тяговая рама с хоботной
балкой, ковш с передней заслонкой, задняя рама, колесный ход и привод
ковша и заслонки.
Посредством тяговой рамы, представляющей собой сварную конструкцию коробчатого сечения, тяговое усилие тягача передается на нож
ковша. Ковши скреперов изготовляются сварными, их конструкция зависит
от способа разгрузки грунта.
У скреперов со свободной разгрузкой ковш крепится к задней раме при
помощи шарниров, что позволяет ему поворачиваться относительно рамы и
таким образом разгружаться.
У скреперов с полупринудительной разгрузкой боковые стенки ковша
жестко соединяются заодно, а к ним днище с задней стенкой крепится
шарнирно. Разгрузка ковша здесь осуществляется при повороте днища с
задней стенкой вперед по ходу движения. При этом грунт разгружается перед
подножевой плитой или в щель, образующуюся за ней.
У скреперов с принудительной разгрузкой боковые стенки и днище
ковша выполняются заодно с рамой, а подвижной частью является задняя
стенка. При разгрузке она перемещается по направляющим ковша (на бо-
57
ковых стенках) и выталкивает из него грунт.
Днища ковшей скреперов в передней части оснащаются сменными
режущими ножами, которые имеют двухстороннюю заточку и состоят из
нескольких секций.
В передней части ковша устанавливается заслонка, препятствующая
выпадению грунта из ковша во время его транспортировки. При загрузке и
выгрузке грунта заслонка поднимается.
У скреперов с механической загрузкой вместо заслонки устанавливается ковшовый (скребковый) элеватор с механическим или гидравлическим
приводом (рис. 19).
Привод ковша заслонки, а также задней стенки может быть гидравлическим или канатно-блочным. Узлы привода монтируются на основной
раме.
Пневмоколесный ход скрепера бывает одно- и двухосным. В первом
случае тяговая рама скрепера своей передней частью (хоботом) опирается
на сцепное устройство тягача, во втором случае - сочленяется с ним при
помощи дышла.
Большинство конструкций скреперов имеет буферное устройство,
монтируемое на задней раме и позволяющее скреперу работать с толкачом, в
качестве которого, как правило, используется бульдозер.
Управление скрепером при его работе состоит в опускании и поднимании ковша и, соответственно, открытии и закрытии заслонки, а также
приведения в движение механизма разгрузки ковша. Эти операции осуществляются гидравлическим или канатно-блочным приводом, в первом
случае с помощью гидроцилиндров, приводимых в действие от гидросистемы тягача, во втором случае - посредством канатно-блочной системы, которая приводится в действие от специальной двухбарабанной лебедки, устанавливаемой, как правило, на заднем мосту трактора-тягача (рис. 20).
Самоходный скрепер представляет собой машину, состоящую из тягача
и рабочего оборудования, соединенных между собой в единое целое
седельносцепным устройством и тяговой рамой (рис. 21).
Основными узлами и системами тягача являются силовая установка,
трансмиссия, ходовая часть, рулевое управление, кабина и седелъно-сцепное
устройство.
К рабочему оборудованию относятся тяговая рама, ковш, механизмы
загрузки и разгрузки, передняя заслонка и привод управления ковшом и
механизмами машины.
Наибольшее распространение в дорожном строительстве в условиях
лесного комплекса нашли скреперы:
Прицепные - ДЗ-33 с емкостью ковша 3 м3 , ДЗ-20 с емкостью ковша 7
м3 , ДЗ- 12с емкостью ковша 8 м3 и ДЗ-46 с емкостью ковша 10 м3.
Самоходные - ДЗ-11 на базе одноосного тягача МАЗ-529М с емкостью
58
Рис. 19 Прицепной скрепер ДЗ - 49 с элеваторной загрузкой ковша:
1 - гидросистема; 2 - сцепное устройство; 3 - вертикальная ось; 4 –
тяговая рама; 5 - гидроцилиндр подъема; 6 - отжимное устройство; 7 элеватор;8 - ковш; 9 - силовая рама; 10 - гидроцилиндр ковша
59
ковша 15 (18) м3 , ДЗ-13 на базе одноосного ковша БелАЗ-531 с емкостью
ковша 15(18) м3.
Сопротивления, возникающие при работе скрепера, в сильной степени
зависят от той операции, которую выполняет машина.
Максимальное сопротивление развивается в момент наполнения ковша
грунтом и, особенно, в конце процесса наполнения, а минимальное сопротивление обычно соответствует перемещению машины в порожняковом
состоянии.
Если мощность силового оборудования (двигателя) скрепера выбирать
для максимального значения суммарной составляющей всех сопротивлений,
т.е. для операции резания грунта и набора им ковша, то остальные операции
будут выполняться машиной с большим недоиспользованием этой мощности,
что является очень невыгодным.
Поэтому для преодоления развивающихся в момент наполнения ковша,
хотя и очень больших, но кратковременных сопротивлений, рекомендуется
применение специальных тракторов-толкачей или устанавливать
дополнительный двигатель, воздействующий на заднюю ось скрепера.
Данная специфическая особенность работы скрепера сказывается на
выделении двух режимов его работы (транспортного и рабочего), для которых и производят раздельное определение суммарной составляющей всех
сопротивлений, а затем и потребной мощности силового оборудования.
Сопротивление перемещению груженого скрепера (транспортный режим) может быть определено по формуле
Wm = (Gc + G г ) ⋅ ( f ± i ) ,
где Gс - масса скрепера, кг;
Gг - масса грунта находящегося в ковше скрепера, кг;
f- коэффициент перемещению скрепера;
i- уклон местности по которой движется машина.
Масса грунта в ковше скрепера определяется по формуле
Gг = q ⋅ k н ⋅ γ г ,
где q - геометрическая емкость ковша, принимаемая по технической
характеристике, м3 ;
kн - коэффициент наполнения ковша скрепера, который принимается
равным 0,8-1,0 ;
γ г - объемная масса грунта, разрабатываемого машиной, принимается
1300-1600 кг/м3.
1 - промышленный трактор Т-500; 2 - сцепка; 3 - упор; 4 - передняя рама; 5 - шкворень; 6 - указатель
глубины копания; 7 - колесо; 8 - тяговая рама; 9 - гидросистема; 10 - заслонка; 11 - ковш; 12 - задняя
стенка; 13 – задняя рама; 14-электрооборудование; 15 –бампер
Рис. 20 Прицепной скрепер ДЗ - 137:
60
61
Сопротивление, возникающее при рабочем режиме , определяется как
суммарное значение всех действующих сопротивлений, т.е.
∑W = W
1
+ W2 + W3 + W4 + W5
где W1 - сопротивление грунта резанию, определяемое по формуле
W1 = k 0 ⋅ b ⋅ h ,
как и для бульдозера;
W2 - сопротивление силы тяжести пласта грунта проникающего в ковш,
определяемое по формуле
W2 = b ⋅ h ⋅ H ⋅γ г ,
где Н - высота наполнения или высота ковша, м.
W3 — сопротивление грунта, находящегося в ковше, проникновению в
ковш пласта грунта, или сопротивление преодоления сил трения между
пластом грунта движущемся вверх, и грунтом, находящимся по обе стороны
его в ковше
W3 = 2 Р ⋅ f г = х ⋅ Н 2 ⋅ γ г
где 2Р — давление боковых призм, располагающихся по обе стороны
вклинивающегося пласта грунта, кг;
fг- коэффициент трения грунта о грунт;
х - переменная экспериментальная величина, достигающая максимума в
момент, когда наклон поверхности грунта в ковше достигает величины угла
внутреннего трения и зависит от вида грунта (для глины она принимается от
0,25 до 0,30, для суглинков от 0,35 до 0,45 и для супесей и песков от 0,45 до
0,50.
W4 - сопротивление перемещению призмы волочения перед режущим ножом ковша, определяемое по формуле
W4 = m ⋅ Vn ⋅ γ г ⋅ f г ,
где Vn - объем грунта в призме волочения, м ;
m - коэффициент, определяющий объем призмы волочения в долях от
общей емкости ковша, принимаемый равным: 0,2-0,3 для несвязных грунтов
и 0,1 для связных;
W5 - сопротивление перемещению скрепера как тележки определяется
как W5=Wm.
Потребная мощность силового оборудования скрепера принимается
между двумя значениями потребной мощности с учетом мощности толкача.
Определения производительности скрепера. Часовая производительность скрепера может быть определена по формуле
Пч =
60 ⋅ g ⋅ k n ⋅ k b
(м3/ч),
Tц ⋅ k p
62
Рис. 20 Скрепер самоходный ДЗ – 11П:
1 - одноосный тягач МАЗ-529Е; 2 - седельно-сцепное устройство; 3 рама скрепера; 4 - гидравлические цилиндры подъема и опускания
ковша; 5 - заслонка ковша; 7 - задняя стенка ковша; 8 - гидравлические
цилиндры подъема заслонки; 9-задние колеса; 10 гидравлические
цилиндры задней стенки ковша
где g - геометрическая емкость ковша машины, м3;
kn - коэффициент наполнения, 0,8-1,0;
kb - коэффициент использования рабочего времени 0,85-0,9;
kp - коэффициент разрыхления грунта;
Тц - продолжительность
рабочего
цикла,
зависящая
технологической схемы производства работ
Тц =
от
l
l1
l
l
+ 2 + 3 + 4 + t n + t nb , (мин)
V1 V2 V3 V4
где l1, l2, l3, l 4- длины
путей
заполнения
ковша
грунтом, транспортирование грунта к месту отсыпки, разгрузки (отсыпки) грунта и
перемещения машины в забой , м;
V1, V2 ,V3,V4 - соответствующие скорости движения машины м/мин;
tn - время, затрачиваемое на переключение скорости движения, мин;
tnb- время, затрачиваемое на повороты машины, мин.
63
5 Грейдеры. Назначение и общая классификация
Грейдеры - это универсальные, землеройно-транспортные, дорожностроительные машины.
Грейдеры предназначены главным образом для профилирования и
отделки земляного дорожного полотна. Кроме того, их применяют для
возведения невысоких насыпей из боковых резервов, устройства террас на
косогорах, устройства корыта в дорожном полотне, срезки и планировки
откосов выемок и насыпей, общей планировки участка, перемешивания
гравия (щебня) с вяжущими материалами при строительстве дорожных покрытий.
Наконец, грейдеры находят широкое применение при летнем содержании и ремонте грунтовых и гравийных дорог, а в зимнее время используются для расчистки дорог и строительных участков от снега.
Грейдеры, в общем, классифицируются по двум признакам: по принципу действия и по способу передвижения в процессе выполнения работ.
По принципу действия они подразделяются на машины циклического
действия - это прицепные грейдеры и автогрейдеры (самоходные машины) и
машины непрерывного действия – грейдер-элеваторы.
По способу передвижения в процессе выполнения рабочих операций
они подразделяются на прицепные машины - это прицепные грейдеры и
некоторые типы грейдер-элеваторов; самоходные машины - это автогрейдеры
и грейдер-элеваторы.
6 Прицепные грейдеры, автогрейдеры. Назначение,
классификация, конструкция
Прицепные грейдеры работают в комплекте с гусеничными или колесными тракторами. Эти машины в настоящее время практически вытеснены самоходными грейдерами - автогрейдерами.
Прицепные грейдеры принято классифицировать: по длине рабочего
органа (длине отвала по режущему ножу) и по конструкции системы
управления рабочим оборудованием.
По первому признаку они разделяются: на легкие машины с длиной
отвала по режущему ножу от 2500 до 3100 мм без удлинителя и от 3300 до
3700 мм с удлинителем и на тяжелые машины с длиной отвала по режущему
ножу от 3500 до 4000 мм без удлинителя и от 4300 до 5300 с удлинителем.
По второму признаку (по конструкции системы управления рабочим
оборудованием) они разделяются на три типа машин: грейдеры с ручным
управлением - сейчас таких машин практически нет; грейдеры с механической
системой управления и грейдеры с гидравлической системой управления
рабочим оборудованием.
В конструктивном отношении прицепной грейдер состоит из сле-
64
дующих основных конструктивных элементов: основной рамы, тяговой рамы, рабочего органа - отвала с режущим ножом, механизма поворота отвала
в горизонтальной плоскости, ходовой части, состоящей из передней и задней
оси с колесами с жестким металлическим ободом или на пневмошинах,
механизмов наклона передних и задних колес, механизма выноса отвала в
сторону, дышла, площадки грейдериста с органами управления рабочим
оборудованием.
Основная рама сварной конструкции состоит из двух продольных
изогнутых балок швеллерного проката, соединенных под острым углом в
передней части. Основная рама несет на себе рабочее оборудование: отвал с
ножом , поворотный круг, тяговую раму, площадку грейдериста и механизмы
управления. Отвал с ножом при помощи двух кронштейнов подвешен к
поворотному кругу (полукругу), прикрепленному к тяговой раме.
Тяговая рама спереди соединена с передней осью шарнирным звеном, а
сзади подвешена с помощью двух телескопических тяг к рычагам механизма
подъема. Такая конструкция позволяет менять положение отвала в
вертикальной и горизонтальной плоскостях и, кроме того, благодаря
специальному механизму, выдвигать отвал в сторону и выносить его за раму.
Ходовое оборудование такой машины состоит из передней и задней
осей, на которых на роликовых подшипниках установлены металлические
колеса с гладкими ободами (устаревшая конструкция) или колеса на
пневмошинах. При отсутствии передней оси прицепной грейдер может быть
превращен в полуприцепной, в таком случае передняя часть основной рамы
будет опираться на специальное устройство заднего моста тягового трактора.
К наиболее известным в лесном комплексе можно отнести прицепные
грейдеры таких типов, как ДЗ-6 - легкая машина с длиной отвала 3057 мм,
работающая в сцепе с трактором Т-74; ДЗ-1-тяжелая машина с длиной отвала
3616 мм, работающая в сцепе с трактором Т-100м, и ДЗ-58 новая
модификация этой машины, имеющая гидравлическую систему управления и
колеса на пневмошинах (рис. 22).
Автогрейдеры принято классифицировать по трем основным признакам: по массе и мощности силового оборудования; по ходовому оборудованию (колесной формуле); по конструкции системы управления рабочим
оборудованием.
По первому признаку они подразделяются на:
1) легкие машины с общей массой до 9 т и мощностью 37…55 кВт
(50…75 л.с);
2) средние машины с общей массой от 13 до 15т и мощностью 66…92
кВт (90…125 л.с);
3) тяжелые с массой от 13 до 15 т и мощностью 110…185 кВт
(150…250 л.с);
4) сверхтяжелые с массой от 17 до 26 т и мощностью 177…260 кВт
(240…350 л.с).
65
По колесной формуле, которая записывается как АхБхВ, где А -число
осей с управляемыми колесами; Б - число осей с ведущими колесами и В общее число осей машины. По этому признаку они подразделяются также на
четыре вида:
а) легкие машины с колесной формулой 1x2x3 и 1x2x2;
б) средние машины- 1x2x3 и 2x2x2;
в) тяжелые и свертяжелые-1x2x3, 1x3x3 и 3x3x3.
По системе управления рабочим оборудованием они могут быть:
а) с механическим приводом;
б) с гидравлическим приводом;
в) с комбинированным приводом.
Рис. 22 Прицепной грейдер ДЗ - 6:
1 - механизм наклона колес; 2 - механизм подъема и опускания отвала;
3 - штурвал механизма управления дышлом;
4 - основная рама; 5 - тяговая рама; 6 - механизм наклона передних
колес; 7 - механизм управления дышлом;
8 - дышло; 9 - передние колеса; 10 - отвал с ножом; 11 - поворотный
круг; 12 - механизм выноса ножа в сторону;
13 - задние колеса; 14 - механизм выноса тяговой рамы в сторону; 15 амортизаторы механизма подъема отвала
66
Автогрейдеры имеют сходную с прицепными грейдерами конструкцию
и представляют собой самоходную с однодвигательным приводом машину,
состоящую из следующих главных частей: основной рамы, являющейся
основой машины и несущей на себе все остальные ее узлы, тяговой рамы со
смонтированным на ней поворотным кругом, отвала с ножом,
дополнительного рабочего оборудования, двигателя внутреннего сгорания,
пневмоколесной ходовой части, механизмов трансмиссии и управления,
кабины автогрейдериста с системами, обеспечивающими комфортные
условия работы.
С целью обеспечения возможности выполнения автогрейдером различных работ подвеска основного рабочего органа отвала осуществлена так,
что возможны самые разнообразные его установки как в вертикальной, так и
в горизонтальной плоскостях. Обеспечивается также его вынос в стороны.
Изменение положения отвала в горизонтальной плоскости осуществляется поворотом (вращением) поворотного круга вокруг его вертикальной
оси, а в вертикальной плоскости - подъемом или опусканием правого или
левого краев тяговой рамы.
У автогрейдеров с ведомыми колесами последние обычно снабжаются
механизмом наклона колес, при помощи которого они могут устанавливаться
под углом к вертикали, что увеличивает боковую устойчивость машины.
У автогрейдеров со всеми ведущими колесами механизма наклона колес
обычно не предусматривают, и поперечная устойчивость машины здесь
достигается за счет поворота колес относительно оси автогрейдера.
Управления рабочими органами автогрейдеров осуществляется посредством механической или гидравлической системы управления. Для
обеспечения работы автогрейдериста в некоторых машинах органы управления снабжаются пневматическими сервомеханизмами.
В условиях дорожного строительства на предприятиях лесного комплекса широкое распространение получили автогрейдеры: из машин легкого
типа ДЗ-40 и ДЗ-40Б с мощностью двигателя 75 л.с. и колесной формулой
1x2x3 и с гидравлическим приводом; из машин среднего типа ДЗ-99-1-4
мощностью 66 кВт, ДЗ-122А мощностью 99 кВт и ДЗ-143-1 мощностью 100
кВт; из машин тяжелого типа - ДЗ-14 и ДЗ-14С мощностью 165 л.с. и из
машин сверхтяжелого типа - ДЗ-98Б мощностью 184 кВт и ДЗ-140
мощностью 185 кВт (рис. 23).
7 Грейдер-элеваторы. Назначение, классификация, конструкция
Грейдер-элеватор представляет собой землеройно-транспортную машину непрерывного действия. Рабочими органами грейдер-элеватора являются нож, вырезающий грунт и ленточный транспортер, перемещающий этот
грунт в отвал или в транспортные средства. Вырезание грунта и его
67
транспортирование производятся непрерывно и одновременно при непрерывном же поступательном движении самой машины.
Грейдер-элеваторы классифицируются по следующим признакам:
а) по способу агрегатирования с тягачом;
б) по конструкции режущего рабочего органа;
в) по конструкции и расположению транспортирующего рабочего
органа;
г) по приводу транспортирующего рабочего органа;
д) по типу (конструкции) системы управления.
По способу агрегатирования с тягачом грейдер-элеватор разделяют на
прицепные (устаревшая конструкция), полуприцепные и самоходные.
По типу (конструкции) режущего рабочего органа на машины с
дисковыми ножами и машины с системой прямых и полукруглых ножей.
По расположению и конструкции транспортирующего рабочего органа
они подразделяются на машины поперечным расположением транспорта;
машины с диагональным расположением его и машины с поворотным
транспортирующим рабочим органом.
По приводу транспортера: машины с приводом от заднего колеса
(устаревшая конструкция), машины с приводом от вала отбора мощности
тягача и машины с собственным двигателем внутреннего сгорания.
По типу привода управления они подразделяются на машины: с механическим, гидравлическим и комбинированным (электрогидравлическим)
приводом рабочих органов.
Конструкция. Основными узлами современного грейдера-элеватора
являются несущая рама, плужная балка с режущими рабочим органом,
транспортирующий рабочий орган, силовая установка, механизмы трансмиссии, ходовая часть, сцепное устройство, гидропривод, электро- и пневмооборудование.
Рама служит для установки всех узлов грейдер-элеватора и представляет собой сварную, сложной конфигурации конструкцию коробчатого
сечения. Передней частью рама при помощи опорно-сцепного устройства
сочленяется с базовым тягачом, а задней частью опирается на полуоси
ходовых пневмошинных колес. В средней части рамы монтируются рабочие
органы машины - плужная балка с дисковым или совковым ножом и
ленточный транспортер плоский или желобковый. Установка рабочих органов грейдер-элеватора в рабочее и транспортное положение осуществляется при помощи гидроцилиндров двойного действия, работающих либо от
гидросистемы базового тягача, либо от гидросистемы, установленной на
самой машине.
Привод в движение транспорта, его очистных устройств, а также питателя на грейдер-элеваторе обеспечивается с помощью механической
трансмиссии, состоящей из редукторов и карданных передач и работающей
1 - рыхлитель-кирковщик; 2 - подмоторная рама; 3,16- кронштейн фар; 4 - гидробак; 5 - крыло; 6 - капот;7 аккумуляторный ящик; 8 - задний мост; 9 - топливный бак; 10 - кабина; 11 - механизм фиксации рычага;
12 - гидроцилиндр выноса тяговой рамы; 13 - гидроцилиндр подъема отвала; 14 - тяговая рама; 15 хребтовая балка;17 - бульдозерное оборудование; 18 - передний мост; 19 - поворотный круг; 20 грейдерный отвал;21 – гидроцилиндр изменения угла резания отвала; 22 - подножка; 23 - коробка передач;
24 - карданный вал
Рис. 23 Автогрейдер ДЗ - 143:
68
Рис. 24 Самоходный грейдер - элеватор ДЗ - 503:
1 - одноосный тягач БелАЗ - 531 мощностью 375 л.с; 2 - несущая рама; 3-трансмиссия; 4-плужная балка;
5 – ходовые колеса; 6 - гидроцилиндры подъема плужной балки; 7 - питатель; 8 - гидроцилиндр выдвижения
колеса; 9 - пневмооборудование; 10 - совковый нож; 11 - гидроцилиндры подъема транспортера; 12 –
трехсекционный ленточный желобчатый транспортер
69
70
или от двигателя базового тягача или от отдельных двигателей, устанавливаемых на грейдер-элеваторе.
При строительстве лесных дорог различного назначения находят
применение грейдер-элеваторы полуприцепного типа: ДЗ-501 с базовым тягачом Т-100М, дисковым режущим рабочим органом и ленточным плоским
транспортером и электрогидравлической системой управления ими, с
собственным двигателем внутреннего сгорания; ДЗ-502 с базовым тягачом Т180ГП, дисковым ножом, ленточным транспортером желобкового типа и
электрогидравлической системой управления ими (рис. 24).
8. Тягово-эксплуатационные расчеты грейдеров
Тяговый расчет автогрейдера. При работе автогрейдера по вырезанию
и одновременному перемещению грунта необходимая сила тяги может быть
найдена как суммарное значение всех сопротивлений
∑W = W
1
+ W2 + W3 + W4 + W5 + W6 ,
где W1 - сопротивление грунта резанию (см. бульдозер);
W2 - сопротивление перемещению призмы волочения перед отвалом
(см. там же);
W3 - сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу, которое
может быть определено по формуле
W3 = G г ⋅ f с ⋅ sin α ⋅ cos 2 γ ,
где Gг - масса грунта в призме волочения перед отвалом;
fг - коэффициент трения грунта о сталь;
γ - угол резания грунта;
α - угол установки отвала в плане;
W4 - сопротивление от перемещения грунта вдоль отвала находится по
формуле
W4 = G г ⋅ f г ⋅ f с ⋅ cos α ,
W5-сопротивление перемещению автогрейдера, как тележки находится
по формуле
W5=Gа(f±i).
W6 - сопротивление сил инерции при трогании с места определяется
W6 = x ⋅
где Gа - масса машины;
Ga V
⋅ ,
g t
71
V - скорость машины (автогрейдера) рабочая;
t- время разгона машины до данной скорости;
х - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс трансмиссии и двигателя.
Для обеспечения работы машины необходимо, чтобы сила тяги на
ведущих колесах превышала общее сопротивление, т.е.
Рк ≥ ∑ W .
Для реализации этого тягового усилия должно соблюдаться неравенство
Рк < Gц ⋅ ϕ су ,
где Gц - масса автогрейдера, т.е. Gц= Gа.
ϕ су - коэффициент сцепления движителя машины (колес).
Производительность автогрейдера на возведении земляного полотна
дороги определяется по формуле
П см =
Т ⋅ L ⋅ Fн ⋅k b
(м3/см),
2t
2 L n p nn n0
( +
+ ) + nb (n p + nn + n0 )
1000 V p Vn V0
60
где Т - продолжительность смены в часах;
L - длина участка производства работ ( длина захватки), м;
Fн - поперечное сечение насыпи, м2;
kb - коэффициент использования рабочего времени машины;
np - число проходов по резанию грунта;
nn - число проходов по перемещению грунта;
n0 - число проходов по отделке земляного полотна;
Vp,Vn, V0 - соответствующие скорости движения машины км/ч;
tnb- время , затрачиваемое на один поворот машины, мин.
Часовая
эксплуатационная производительность грейдер-элеватора
при работе в отвал из двухсторонних резервов
Пэ =
60 ⋅ L ⋅ b ⋅ h ⋅ k n ⋅ k ф ⋅ k b
(м3/г),
L
+ t nb
V
где L - длина разрабатываемого участка (длина захватки);
b-ширина полосы резания грунта;
h - глубина резания;
72
V- средняя рабочая скорость;
kn- коэффициент потери грунта;
kф - коэффициент поправочный на формулу вырезаемой стружки;
kb - коэффициент использования рабочего времени машины.
9 Экскаваторы. Назначение и общая классификация
Экскаватором называется землеройная машина. Экскаваторы предназначены для разработки грунтов при сосредоточенных объемах земляных
работ с перемещением грунта в отвал или транспортные средства, разработки
котлованов, траншей, канав и каналов, планировки откосов насыпей
(высоких), выемок и выполнения других работ в промышленном,
гидротехническом, транспортном и гражданском строительстве.
На строительстве дорог в условиях лесного комплекса применяются
одномоторные с дизельным двигателем полноповоротные экскаваторы с
гибкой подвеской рабочего органа и гидравлические экскаваторы на
пневмоколесном и гусеничном ходу.
Общая классификация экскаваторов производится по принципу
действия. В зависимости от этого экскаваторы подразделяются на две
группы: первая - машины прерывного (циклического) действия - все виды
одноковшовых экскаваторов; вторая - машины непрерывного действия многоковшовые экскаваторы, а также машины с рабочим органом специальной конструкции (землеройные, фрезерные машины и др.).
Характерным для работы одноковшовых экскаваторов является
последовательная сменяемость отдельных операций за цикл. За рабочим
ходом ковша (его наполнением) следует подъем и горизонтальное перемещение наполненного ковша к месту разгрузки, разгрузка ковша, горизонтальное перемещение порожнего ковша в исходное положение для
следующего цикла.
У экскаваторов непрерывного действия все операции по резанию
(копанию) грунта и его перемещению непрерывны. В связи с этим производительность экскаваторов циклического действия значительно ниже, а
удельный расход энергии на 1 м3 выемки на 20…40 % выше, чем у машин
непрерывного действия. Но, несмотря на это, область их применения в
строительном производстве ограничена работами линейного характера
(траншеи, канавы и т.д.) при однородных грунтах без крупных каменистых
включений.
Одноковшовые экскаваторы копают стоя на месте, тогда как
многоковшовые работают только в процессе непрерывного передвижения.
73
10
Одноковшовые экскаваторы. Назначение, классификация,
конструкция
Одноковшовый экскаватор - это самоходная землеройная машина с
рабочим органом в виде ковша. Их относят к числу наиболее распространенных (после бульдозера) дорожно-строительных машин.
Одноковшовые экскаваторы можно классифицировать по следующим
признакам: по назначению и емкости ковша, по степени универсальности, по
типу силовой установки, по виду ходового оборудования, по исполнению
опорно-поворотных устройств и по системам управления.
По назначению и емкости ковша экскаваторы можно разделить на
следующие группы: а) строительные экскаваторы с ковшами емкостью от
0,25 до 4,0 м3; б) карьерные экскаваторы с ковшами емкостью от 4 до 8 м3; в)
вскрышные экскаваторы с ковшами емкостью от 4 до 10 м3; г) шагающие экскаваторы - драглайны с ковшами емкостью от 4 до 100 м3.
По степени универсальности или по количеству видов рабочего
оборудования экскаваторы подразделяются на следующие виды: неуниверсальные машины, имеющие, как правило, один вид рабочего оборудования; полууниверсальные, имеющие два-три вида рабочего оборудования
и универсальные машины, имеющие более трех видов рабочего оборудования.
По роду (типу) силовой установки одноковшовые экскаваторы могут
быть: с дизельным приводом (двигатель внутреннего сгорания с
электрическим приводом от внешней сети и с дизель-электрическим.
По виду ходового оборудования различают экскаваторы на гусеничном,
пневмоколесном, шагающем и специальном ходу.
По исполнению опорно-поворотных устройств одноковшовые экскаваторы подразделяются на полноповоротные и неповоротные. Полноповоротными являются те экскаваторы, у которых рабочее оборудование
крепят к поворотным платформам, имеющими возможность поворачиваться
на 360°. Неполноповоротные такой возможности не имеют.
По системам управления
различают экскаваторы с рычажномеханическим, пневматическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным (электропневматическим, электрогидравлическим) управлением.
Конструкция. Конструктивно одноковшовый экскаватор состоит из
следующих основных частей: рабочего оборудования (ковш, стрела и рукоять для прямой и обратной лопат и ковш и стрела для драглайна), силовой
установки (силового оборудования), поворотной платформы с установленными на ней механизмами и кабиной экскаваторщика, опорной (нижней)
рамы, воспринимающей массу поворотной платформы с механизмами,
силовым оборудованием, кабиной и рабочим оборудованием и ходового
оборудования на гусеничном, пневмоколесном или шагающем ходу.
74
По характеру связи ковша со стрелой можно выделить две группы
рабочего оборудования: ковш с жесткой связью (прямая и обратная лопаты,
струг, планировщик и т.п.) и ковш с гибкой связью (драглайн, грейфер, кран и
т.п.).
Основным видом рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов
является оборудование - прямая лопата. В таком случае ковш закрепляется
на рукояти, которая обеспечивает его перемещения по забою при разработке
грунта. Рукоять может быть однобалочной и двухбалочной. Рукоять с
ковшом монтируется на стреле, которая при однобалочной рукояти имеет
двухбалочную конструкцию, а при двухбалочной рукояти однобалочную.
Стрелы экскаваторов выполняются сварными коробчатого сечения из
листовой стали или штампованных и гнутых профилей, а также сварными
решетчатыми из профильного проката.
Ковши экскаваторов изготовляются сварные, сварно-литые или
комбинированные. Наибольшее распространение получили сварные ковши
со сменными козырьками, которые изготовляют из высокомарганцевой
стали.
Рабочее оборудование экскаваторов размещается на поворотной
платформе в передней ее части. Платформы изготовляют сварными или
сварно-литыми, они должны обладать высокой прочностью, так как на них
действуют значительные переменные по величине и направлению нагрузки.
Поворотная платформа вращается относительно вертикальной оси
с
помощью ведущей шестерни, установленной на ней. При этом
шестерня защепляется с венцом, закрепленным на раме ходового оборудования. Венцы, замкнутые по кругу, изготовляют с наружными и внутренним зацеплением.
При строительстве лесных дорог и других объектов в обычных
грунтовых условиях лесного комплекса нашли применение также полууниверсальные экскаваторы с канатно-блочной системой управления: ЭО3211Е-1 (мощность двигателя 44,4 кВт и вместимость ковша 0,45 м), ЭО-33
ИГ (соответственно 37 кВт и 0,4 м3), ЭО-4111Г (60 кВт, 0,65 м3) и ЭО-5111Б
(103 кВт, 1,0 м3) и универсальные гидравлические экскаваторы: ЭО-3221 на
гусеничном ходовом оборудовании, мощностью 55 кВт и вместимостью
ковша 0,63 м3, ЭО-4321Б на пневмоколесном ходу, мощностью 73,6 кВт и
вместимостью 0,8 м3 и другие машины (рис. 25).
При строительстве дорог на сырых и заболоченных участках, а также
при сочетании строительства дорог с устройством мелиоративной сети
используются экскаваторы с уширенно-удлиненной гусеничной ходовой
частью, такие, как МТП-71 (мощность силового оборудования 95 кВт и
вместимостью основного ковша 1,0 м3) и МТП-72 (соответственно 95,6 кВт и
0,65; 1,0; 1,25 м3).
75
Рис. 25 Экскаваторы одноковшовые:
а - экскаватор Э-10011Д: 1 - гусеничный ход; 2 - поворотная
платформа; 3 - кузов с кабиной; 4 - рукоять; 5 - ковш; 6 - стрела; 7 опорно-поворотное устройство;
б - экскаватор ЭО-4121: 1-гусеничный ход; 2 - противовес; 3 - силовая
установка; 4 - капот; 5 - поворотная платформа; 6 - кабина; 7 - базовая
часть стрелы; 8 - верхняя часть стрелы; 9, 11 и 13 - гидроцилиндры; 10 рукоять; 12 - ковш; 14 - опорно-поворотное устройств
76
11 Многоковшовые экскаваторы. Назначение, классификация,
конструкция
Многоковшовые экскаваторы принято классифицировать по следующим признакам:
— по конструкции рабочего оборудования они разделяются на цепные с многоковшовой цепью, на которой с определенным интервалом
расставлены ковши, и роторные, у которых ковши через определенный шаг
закреплены на колесе (роторе) большого диаметра;
— по способу разработки грунта они разделяются на машины
продольного копания (траншейные экскаваторы), которые копание грунта
производят вдоль или параллельно продольной оси машины, и машины
поперечного копания, которые копание грунта производят в плоскости
перпендикулярной продольной оси машины;
— по типу привода: с двигателями внутреннего сгорания и механической трансмиссией; с электродвигателями, питаемыми от сети, и с
дизельэлектрической силовой установкой;
— по типу ходового оборудования: на гусеничном, пневмоколесном,
рельсовом и специальном ходу;
— по размерам траншейные экскаваторы различают по глубине
траншеи, карьерные цепные - по емкости ковшей и роторные - по часовой
производительности.
Конструкция. Цепные многоковшовые экскаваторы могут быть с
наклонной или вертикальной ковшовой рамой. Рабочее оборудование вместе
с рамой монтируется на модернизированном гусеничном или колесном
тракторе и представляет собой сварную раму решетчатой конструкции. Цепи
с ковшами огибают поддерживающие ролики, натяжные колеса и ведущие
звездочки, установленные на ковшовой раме. При этом нижняя ветвь цепей
является рабочей. Она может двигаться по жестким направляющим или
свободно провисать. Рабочее оборудование цепных экскаваторов
выполняется или в виде закрепленных на цепях ковшей или в виде
закрепленных ножей и скребков.
В машинах продольного копания рабочий орган располагается либо по
центральной оси, либо параллельно ей сбоку машины, а в некоторых даже
может перемещаться поперек траншей.
В машинах поперечного копания рабочий орган монтируется в
плоскости, перпендикулярной продольной оси машины, и может быть
поворотным и неповоротным.
К цепным многоковшовым экскаваторам, нашедшим применение в
лесной промышленности и лесном хозяйстве, можно отнести такие машины,
как БТМ-ТМГ-2 - траншейный экскаватор, ЭТУ-3 54 и ЭТЦ-402-траншейные
машины и ЭМ-201А-карьерный цепной экскаватор (рис.26).
Роторные многоковшовые экскаваторы конструктивно представляют
77
собой рабочее оборудование в виде ротора (большое колесо), к наружным
граням которого жестко прикреплены ковши с зубьями, смонтированное как
навесное на модернизированном гусеничном или колесном тракторе (тягаче).
В роторном экскаваторе помимо ротора с ковшовыми имеется
транспортирующий рабочий орган (транспортер), который может быть
двухсторонний и односторонний. Резание грунта и подъем его из траншеи
производится ковшами ротора, а из ковшей грунт пересыпается на
поперечный ленточный транспортер, который выносит грунт в отвал или в
транспортные средства. Такие многоковшовые экскаваторы устраиваются
преимущественно продольного копания, почему они получили название
траншейных. Из таких машин в условиях лесного комплекса можно
встретить: ЭТР-132А, ЭТР-133, ЭТР-161 и БТМ-ТМГ (рис. 27).
Рис. 26 Экскаватор ЭТУ-354А:
I-гусеничный ход; 2- лебедка; 3 - коробка передач; 4 - двигатель; 5 кабина; 6 - турасный вал; 7-откосообразователи; 8 -рабочий орган; 9 верхняя рама; 10 – конвейер
1-тягач; 2 и 3-механизмы подъема задней и передней частей рабочего оборудования; 4-рама тягача; 5шарнирная цепная передача; 6-привод конвейера; 7-конвейер; 8-рама рабочего оборудования; 9поддерживающий ролик; 10-рама ротора; 11-зачистное устройство; 12-направляющий ролик; 13-ротор;
14-ковш; 15-вал привода ротора; 16-редуктор привода ротора; 17-муфта предельного момента; 18раздаточный редуктор; 19-бортовой редуктор; 20-ведущая звездочка
Рис. 27 Экскаватор ЭТР-204:
78
79
12 Статический расчет одноковшовых экскаваторов и определение
производительности различных машин
Целью статического расчета одноковшового экскаватора является
определение условий уравновешивания поворотной платформы, проверка
устойчивости машин и определение реакций опорных катков, катковзахватов и центрирующей цапфы.
Для уравновешивания поворотной платформы служит противовес,
который выбирают из условия, согласно которому равнодействующая всех
сил, действующих со стороны ее, не должна выходить за пределы опорноповоротного круга. Однако полностью уравновесить поворотную платформу
нельзя, поэтому предполагается, что неуравновешенная часть нагрузки будет
восприниматься катками-захватами. Руководствуясь этим соображением,
массу противовеса следует выбирать по условным расчетным схемам,
отражающим реальное условия работы экскаватора. Как правило, масса
противовеса рассчитывается для прямой лопаты и проверяется для других
видов рабочего оборудования (обратная лопата, драглайн). При этом
определяют два значения силы тяжести противовеса: одно соответствует
возможности опрокидывания поворотной платформы вперед, т.е. в сторону
рабочего оборудования, а другое значение определяется исходя из
возможности опрокидывания поворотной платформы назад, т.е. в сторону
противовеса.
Выбранная сила тяжести противовеса не должна быть меньше того
значения, которое соответствует опрокидыванию платформы вперед и вместе
с тем не должна превышать того значения, которое соответствует
опрокидыванию ее назад.
При оборудовании «прямой лопаты» сила тяжести противовеса при
опрокидывании поворотной платформы «вперед» определяется при
наклоне стрелы, равном 35-40°. При этом предполагается, что ковш груженый, рукоять горизонтальна и выдвинута на 2/3 своего хода в случае
малых и средних машин (рис. 28) и полностью выдвинута в случае
машин большой мощности. Сопротивление грунта копанию не учитывается,
так как предполагается, что оно воспринимается роликами-захватами.
Масса противовеса в этом случае найдется из уравнения равновесия
относительно переднего катка (точка В) нагруженного экскаватора, как
Gn1 =
Gк + г (rк + Г − a ) + G p (rp − a) + Gc (rc − a ) − Ga (ra + a)
rn + a
,
где Gк+г- масса ковша с грунтом;
Gр - масса рукояти;
Gс - масса стрелы;
Gа - масса всех агрегатов, находящихся на поворотной платформе;
80
rк + Г , rp , rc , ra , rn - расстояние до оси вращения центров тяжести ковша с
грунтом, рукояти,
соответственно.
стрелы,
поворотной
платформы
и
противовеса
Рис. 28 К расчету массы противовеса при опрокидывании «вперед»
Расчетная схема для определения силы тяжести противовеса при
опрокидывании поворотной платформы назад принимается, когда стрела
расположена под углом к горизонту 55…600 , ковш разгружен, оперт на
грунт и находится у пяты стрелы (см. рис. 29).
Сила тяжести противовеса из уравнения моментов всех сил относительно заднего опорного катка (точка А)
Gn 2 =
Gc (rc + a ) − Ga (ra − a )
.
rn + a
Если в результате окажется, что Gn2>Gn1, то силу тяжести противовеса
следует выбирать между этими значениями, поближе к Gn1. Соответственно
определяется сила тяжести противовеса при оборудовании экскаватора
ковшом обратная лопата и драглайн, но с учетом их конструктивных
особенностей.
Устойчивость экскаватора характеризуется коэффициентом устойчивости Ку, который определяется по следующей формуле
Ку =
Му
М0
,
где Му - момент сил, удерживающих экскаваторов от опрокидывания;
М0 - момент сил, способствующий опрокидыванию экскаватора.
81
Рис. 29 К расчету массы противовеса при опрокидывании «назад»
Нормальная устойчивость экскаватора характеризуется, когда Ку=1,1…
1,2. Если же этот коэффициент имеет меньшее значение - это указывает на
возможность опрокидывания экскаватора, а больше этого значения - на
имеющие место недоиспользуемые резервы устойчивости при проектировании рабочего оборудования.
Различают два вида устойчивости экскаватора —это: а) устойчивость в
направлении рабочего оборудования; б) собственная устойчивость или
устойчивость в направлении противовеса. Как правило, устойчивость в
рабочем положении определяется для случая, когда рабочее оборудование
располагается поперек к гусеничному ходу.
Устойчивость в транспортном положении проверяется на максимальных уклоне и подъеме, которые определяются тяговым расчетом.
Определение производительности экскаваторов.
Одноковшовые экскаваторы. Эксплуатационная производительность
одноковшовых экскаваторов с учетом реальных грунтовых условий может
быть определена по формуле
П э = q ⋅ n ⋅ kн
1
3
⋅ kT ⋅ kb , м /ч,
kp
где q- емкость ковша в м3;
п - число рабочих циклов в течение часа, выполненное экскаватором,
n=
3600
,
Тц
где Тц= tк + tn + t'nb + tp+ t "nb+t0 (с);
tк - время копания и набора грунта в ковш, с;
tn - время подъема ковша из забоя, с;
t'nb - время поворота груженного ковша, с;
tp - время разгрузки грунта из ковша, с;
82
t "nb - время поворота порожнего ковша к забою, с;
t0 - время опускания ковша в забой;
кн- коэффициент наполнения ковша;
кр- коэффициент разрыхления грунта;
kТ - коэффициент влияния трудности разработки;
кb - коэффициент использования экскаватора по времени;
кн,, кр,, kТ - коэффициенты, учитывающие конкретные грунтовые условия, т.е. их можно заменить коэффициентом грунта k г = k н
1
⋅ k T , который
kp
принимается для грунтов I категории равным k г = 1,0, для II категории k г =0,9, для III категории k г = 0,7 и для грунтов IV категории k г =0,5.
Эксплуатационная производительность многоковшовых экскаваторов определяется по формуле
3
П э = 0,06q ⋅ z ⋅ k г ⋅ k в м /ч,
где q - емкость единичного ковша в л;
z - число разгружений ковша в 1 мин, которое зависит от скорости
движения ковша Vк и шага их расположения Т и определяется по формуле
z=
60 ⋅V k
;
T
k г - коэффициент грунта, так же, как и для одноковшовых экскаваторов
принимаемый для грунтов I категории k г =0,9, П категории k г =0,8, для
грунтов III категории k г =0,6 и для IV категории k г =0,45;
kв- коэффициент использования рабочего времени.
ЛЕКЦИЯ 6
Тема:
МАШИНЫ
ДЛЯ
УПЛОТНЕНИЯ
ГРУНТОВ.
НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ
1. Процесс уплотнения, способы уплотнения. Назначение и общая
классификация уплотняющих машин.
2. Катки. Назначение, классификация, конструкция.
3. Трамбующие машины. Назначение, классификация, конструкция.
4. Вибрационные машины. Назначение, классификация, конструкция.
5. Технология производства работ и определение производительности
катков.
83
1 Процесс уплотнения, способы уплотнения. Назначение и общая
классификация
Уплотнение является важнейшей операцией технологического процесса
при строительстве лесовозных дорог. От качества выполнения работ по
уплотнению земляного полотна зависит устройство и долговечность дороги в
целом.
Уплотнение грунта (или материалов покрытия) заключается в давлении
на него и манипулировании им с целью вытеснения воздуха или избыточной
влаги и заполнении пустот соседними частицами грунта, сдавленными до
состояния близкого контакта.
Уплотнение увеличивает несущую способность, понижает проницаемость и сводит к минимуму усадку, набухание, дальнейшую осадку и
эрозию.
Уплотнение производится следующими способами: укаткой, трамбованием, вибрированием.
Уплотнение укаткой происходит в результате давления, создаваемого вальцами или колесами, перекатывающимися по поверхности грунта
( рис. 30).
Рис. 30 Способ укатки
Уплотнение трамбованием осуществляется ударом рабочих органов
трамбующей машины (см. рис.31).
Рис. 31 Способ трамбования
Уплотнение вибрированием осуществляется путем передачи грунту
колебательных движений вибратора, в результате которых происходит
взаимное перемещение твердых частиц и уплотнение грунта (рис.32).
84
Рис. 32 Способ вибрации
В зависимости от этого уплотняющие машины, в общем, принято
классифицировать по принципу действия на катки, уплотняющие грунт и
строительные материалы укаткой; трамбующие машины, осуществляющие
ударное уплотнение; вибрационные машины, осуществляющие уплотнение
вибрацией рабочего органа, находящегося в непосредственном контакте с
уплотняемым материалом; комбинированные уплотняющие машины, сочетающие в себе два способа уплотнения (вибрационные катки).
Вместе с этим уплотняющие машины в общем можно разделять по роду
используемой энергии: с двигателями внутреннего сгорания, электрического
и взрывного действия.
2 Катки. Назначение, классификация, конструкция
Катки являются наиболее распространенными и простыми уплотняющими машинами. По сравнению с другими машинами, служащими для
уплотнения грунтов и строительных материалов, катки являются не только
наиболее простыми, но и наиболее производительными и экономичными.
Поэтому они получили весьма широкое применение как в строительстве
лесовозных дорог, так и вообще в дорожном строительстве.
Катки как основной вид уплотняющих машин принято подразделять: 1)
по массе и удельному давлению; 2) по способу передвижения; 3) по виду и
конструкции уплотняющего рабочего органа.
По массе и удельному давлению катки разделяются:
Таблица
Катки на пневмошинах Самоходные
Кулачковые катки
катки с
Тип Катков (ребристые, решетприцепные самоходные
гладкими
чатые)
вальцами
Легкие
Средние
тяжелые
8…9т
16…18 т
28…30 т
4…12,5
8…25
16…50
10
20
30
0,6…4
6…8
10…18
По способу передвижения катки бывают: прицепные, полуприцепные и
самоходные.
85
По виду и конструкции уплотняющего рабочего органа они бывают: а) с
кулачковым ребристым и решетчатым вальцом; б) с вальцами, имеющими
гладкую поверхность; в) катки на пневматических колесах.
Вместе с этим катки прицепные могут буксироваться тракторами на
гусеничном и колесном ходовом оборудовании. Самоходные катки с
гладкими вальцами, кроме того, различают по числу вальцов и их взаимному
расположению.
Прицепные катки. Прицепные катки могут быть с гладкой поверхностью вальца, кулачковые, решетчатые и ребристые, а также и пневмоколесные.
Прицепные катки с гладкими вальцами малоэффективны, и в настоящее
время промышленность их не выпускает.
Кулачковые катки предназначены для послойного уплотнения связных
грунтов при сооружении насыпей, плотин, дамб, земляного полотна,
оснований автомобильных и железных дорог. Решетчатые катки особенно
эффективны при уплотнении комковатых грунтов.
Пневмоколесные катки применяют для окончательного уплотнения
свежеотсыпаемого грунта после предварительного уплотнения кулачковыми
или решетчатыми катками, а также для самостоятельного послойного
уплотнения дорожных оснований и покрытий, сооружаемых методом
смешивания грунта или каменных материалов с вяжущими материалами.
Пневмоколесные катки хорошо уплотняют как связные, так и несвязные
грунты.
Конструктивно прицепной кулачковый каток состоит из рамы с
очистительными устройствами, вальца с кулачками и двух дышл со
сцепными устройствами. К наружной поверхности обечайки вальца в
шахматном порядке приварены стальные кулачки, имеющие форму усеченного конуса. Внутренняя полость вальца заполнена балластом (песком)
через имеющиеся овальные люки с литыми крышками, выполненные в
боковых стенках вальца. Ось вальца смонтирована в ступицах в центре
боковых стенок и зафиксирована винтами. Концы оси установлены на
роликоподшипниках в специальных корпусах, закрепленных болтами на
планках, приваренных к продольным балкам рамы (рис. 33).
К поперечным балкам рамы приварены гребенки-очистители, предназначенные для очистки кулачков и вальца от налипающего грунта. Для
реверсирования работы катки имеют по два дышла, которые снабжены
вращающимися сцепными серьгами и прикреплены к раме с помощью
болтов. На каждом дышле приварена монтажная проушина.
Пневмоколесные прицепные катки выпускаются четырех типов: легкие,
средние, тяжелые и особо тяжелые. По способу подвески прицепные
пневмоколесные катки разделены на катки с жесткой и независимой
(свободной) подвеской колес.
Пневмоколесный каток с жесткой подвеской колес имеет шесть
86
пневматических колес, установленных попарно в один ряд. На раме катка
установлена для балласта металлическая платформа с откидными бортами. К
продольным брусьям рамы прикреплены оси спаренных колес. Для
устойчивости катка в отцепленном состоянии, а также для монтажа шин
каток имеет откидные домкраты. Основным недостатком катков такой
конструкции является перегрузка отдельных колес при движении катка по
неровной поверхности, вследствие чего укатываемая полоса уплотняется по
ширине неравномерно.
При независимой подвеске каждое колесо имеет собственную
качающуюся балластную секцию, обеспечивающую свободное перемещение
колеса в вертикальной плоскости, что устраняет возможность его перегрузки
и создает равномерное уплотнение грунта всеми колесами. В настоящее
время выпускаются легкие и средние прицепные пневмоколесные катки
только с независимой подвеской. Такой каток состоит из пяти балластных
секций - бункеров, дышла с передней балкой, задней балки с механизмом
стопорения средних бункеров и электрического оборудования. Крайние
секции с помощью балок передней и задней соединены между собой, образуя
жесткую раму. Внутри рамы к передней балке шарнирно прикреплены три
средние секции, благодаря чему имеют возможность независимо
перемещаться в вертикальной плоскости. Направляющие задней балки
входят в пазы средних секций для их фиксации от бокового смещения.
Бункер каждой секции имеет сверху и снизу люки с крышками для загрузки и
выгрузки балласта. К нижним швеллерам каркасов секций приварены
кронштейны, в которых с помощью рычагов закреплены оси колес. Крайние
колеса оборудованы пневматическими тормозами, необходимыми для
безопасного транспортирования катка. В систему электрооборудования катка
входит световая сигнализация - указатели поворотов, стоп-сигнал и
габаритные огни. Наиболее известны такие пневмоколесные прицепные
катки с независимой подвеской, как ДУ-30 легкий к колесному трактору Т150К и ДУ-39А средний к гусеничному трактору класса и колесному К-700А
(рис. 34).
Полуприцепные (седельные) и самоходные пневмоколесные катки
отличаются хорошей маневренностью и транспортабельностью, обеспечивают высокое качество уплотнения и большую производительность.
Полуприцепные катки по конструкции полностью унифицированы с
прицепными катками соответствующего типоразмерного ряда. В прицепном
варианте их оборудуют дышлами со сцепным устройством, в полуприцепном
варианте - хребтовой балкой, опирающейся на седельное сцепное устройство
тягача. К полуприцепным каткам, наиболее часто встречающимся в условиях
строительства лесовозных дорог, относятся: легкий каток ДУ-37Б к
колесному трактору Т-15 ОК; средний - ДУ-16В к одноосному колесному
тягачу МоАЗ-546П и тяжелый Д-599 к одноосному тягачу БелАЗ-531, (рис.
35).
87
а
б
Рис. 33 Каток прицепной кулачковый ДУ – 26:
а – общий вид катка; б – чертеж катка: 1 – валец с кулачками; 2 рама; 3 – заднее дышло; 4 – переднее дышло
88
а
б
Рис. 34 Каток пневмоколесный прицепной ДУ-39А:
а - общий вид катка; б - чертеж катка: 1 - дышло; 2 - левый бункер; 3 средний бункер; 4 - правый бункер; 5 - задняя балка; 6 электрооборудование; 7 - колеса; 8 - пневмосистема
89
Самоходный пневмоколесный каток состоит из рамы, силовой установки,
трансмиссии, ходовой части, кабины, пневмосистемы, электрооборудования,
смачивающей системы и системы управления. Каток имеет металлический
балласт и ящик для песка. Нагрузка на колеса от всей массы распределена
равномерно. Подвеска колес независимая, колеса в плане расположены в
шахматном порядке, обеспечивая полное перекрытие уплотняемой полосы.
Наибольшее распространение получили самоходные пневмоколесные катки:
ДУ-31А среднего типа и ДУ-29 тяжелого типа (рис. 36).
Основным направлением в развитии прогрессивных универсальных
самоходных катков явилось создание гаммы комбинированных катков
специальной конструкции. Комбинированные катки с различными уплотняющими органами могут быть использованы для уплотнения связных,
несвязных, комковатых грунтов, дорожных оснований, гравийнощебеночных, облегченных и асфальтобетонных покрытий. В настоящее
время наибольшее распространение получили комбинированные самоходные
катки: ДУ-57-1 с гладким вибровальцом; ДУ-57-2 с кулачковым вальцом и
ДУ-57-3 с решетчатым вальцом.
Для уплотнения различных дорожных оснований и покрытий применяют самоходные катки с гладкими вальцами.
По числу вальцов, их взаимному расположению к приводу различают о
дно-двух — и многовальцовые катки.
По виду двигателя катки разделяют на карбюраторные и дизельные.
Рис. 35 Каток полуприцепной на пневматических шинах ДУ-16В:
1 - тягач; 2 - дышло; 3 - левый бункер; 4 - средний бункер; 5 - правый
бункер; 6 - электрооборудование; 7 - задняя балка; 8 - колеса;9 пневмосистема
90
Рис. 36 Каток самоходный статический на пневматических шинах
ДУ-31 А:
1-рама;2-двигатель;3-повышающий редуктор;4,14-карданный вал; 5гидравлический привод; 6-кабина;7-электрооборудование; 8-рулевой
привод; 9-тормозной привод; 10 - капот; 11-смачивающая система; 12передний мост; 13-коробкапередач;15-раздаточный редуктор; 16нижний карданный вал;17-задний мост; 18-пневмооборудование
Самоходные катки с гладкими вальцами (статические и вибрационные)
предусматривают трех типов: тип I - легкие вибрационные массой 0,6; 1,5 и 4
т; тип II-средние вибрационные и статические массой 6…8 т; тип III-тяжелые
статические массой 10…12 и 15…18 т.
Конструктивно такие катки имеют следующие основные узлы и
механизмы: рамы, силовое оборудование (двигатели), муфты сцепления,
механическая или гидромеханическая трансмиссия, коробок передачи
обычно с реверсивными механизмами фрикционного типа, ведущие и
ведомые вальцы, а также кабина оператора с элементами системы
управления, электрооборудования и пр. Наибольшее распространение в
дорожном строительстве получили катки: двухвальцовые - двухосные ДУ-54,
ДУ-47 с механической трансмиссией; трехвальцовые - двухосные ДУ-50, ДУ48Б первый с механической, второй .с гидромеханической трансмиссией и
трехвальцовый - трехосный ДУ -49ДА гидромеханической трансмиссией
(рис. 37). Перспективными в настоящее время являются катки комбинированного типа пневмоколесно-гладковальцовые с вибрационным
механизмом основного рабочего оборудования (гладкого вальца). Это: ДУ57А масса 20,5 т ширина уплотняемой полосы 2400 мм; ДУ-62 -масса 13 т
ширина уплотняемой полосы 2200 мм.
91
б
Рис. 37 Каток самоходный трехвальцовый статический ДУ-49А:
1 - рама; 2 - устройство для очистки и смачивания вальцов; 3 гидроцилиндр; 4 - топливный бак; 5 - сигнал; 6 - тент; 7 - рычаг
управления катком; 8 - двигатель; 9 -подмоторная рама; 10 - коробка
передач; 11 - редуктор; 12 - задний валец; 13 - передний валец; 14 дополнительный валец
3 Трамбующие машины. Назначение, классификация, конструкция
Трамбующие машины, в отличии от катков и в особенности на
строительстве дорог в условиях лесного комплекса, получили
незначительное применение. Такие машины предназначены для уплотнения
насыпных связных грунтов, отсыпаемых слоями значительной толщины
(0,8…1,5 м) и грунтов с ненарушенной поверхностью на дне и откосах
каналов и открытых водоемах (прудов, водохранилищах).
По конструкции трамбующие машины можно разделять на две группы:
трамбующие плиты и грузы на экскаваторах и навесные на тракторах;
многосекционные и самоходные трамбующие машины.
Трамбующие машины на экскаваторах применяют с узким фронтом
работ (сосредоточенные земляные работы при отсыпке земляного полотна
дорог, пазухи насыпей в мелиоративном строительстве после обратной
засыпке у оснований мелиоративных сооружений), а цилиндрические грузы
(вальцовые трамбовки) – для уплотнения откосов с ненарушенной
92
структурой грунта на дне и откосах осушительных каналов.
Плиты могут быть чугунными и железобетонными массой 0,8…1,5 т и
более с ударной поверхностью, имеющей форму круга или квадрата.
Цилиндрические грузы изготавливают массой 1,5…2,5 т при наружном
диаметре цилиндра 0,6…1,0 м. Они подвешиваются к подъемному канату на
трех – четырех цепях и на вспомогательном канате с легким оттяжным
грузом для предотвращения поворота и закручивания подъемного каната.
Для нанесения удара плита (цилиндрический груз) поднимается
лебедкой экскаватора на высоту 0,8…2,0 м, а затем свободно падает под
действием собственной массы. Высоту подъема плиты (груза) принимают
такой, чтобы необходимая плотность уплотняемого грунта достигалась за
3…6 ударов.
Многосекционные трамбующие машины (рис. 38) предназначены для
послойного уплотнения тяжелых связных и несвязных грунтов слоями
толщиной до 1,2 м на горизонтальных участках земляных сооружений.
Рис. 38 Трамбующая машина:
1 - редуктор; 2 - кривошип; 3 - полиспаст; 4 - пружинным
компенсатор; 5 - рама: 6 - канат; 7 - направляющая; 8 - рабочий
орган; 9 - крюк
Рабочий орган 8 имеет от двух до шести трамбующих плит,
расположенных в ряд поперек (перпендикулярно) продольной оси базового
шасси (трактора). Каждая плита подвешена на канате 6, огибающем
направляющие блоки рамы 5, запасованном в полиспаст 3 и закрепленном в
93
пружинном компенсаторе 4. Блоки подвижных полиспастов смонтированы в
обоймах кривошипов 2, присоединенных обгонными муфтами к консолям
ведомого вала редуктора 1. Последний приводится во вращение от
коленчатого вала двигателя трактора. При вращении кривошипа 2 в период
удлинения ветвей полиспастов 3 плита поднимается, а в период ускорения
опускается. Уплотнение грунтов ведется при медленном движении машины
(на первой передачи) поочередными ударами плит, которые поднимаются
канатами 6 и свободно сбрасываются на уплотняемую поверхность. От
боковых и продольных смещений при подъеме и опускании каждая плита
удерживается трубчатыми направляющими 7. При перемещении машины с
одного объекта на другой уплотняющие плиты подвешиваются на крюках 9.
4
Вибрационные
конструкция
машины.
Назначение,
классификация,
Вибрационные машины предназначены, так же как и трамбующие,
для послойного уплотнения несвязных песчаных и галечных грунтов, гравия
и щебня на незначительных площадях по протяженности. По конструкции
рабочего оборудования их принято подразделять на: вибрационные
прицепные и самоходные катки (катки комбинированного действия), которые
были рассмотрены ранее; вибрационные плиты; многосекционные
виброуплотнители и глубинные вибраторы.
Вибрационные
плиты,
в
свою
очередь,
могут
быть
самопередвигающиеся, прицепные, крановые, ручные. Они предназначены
для уплотнения слабосвязных и несвязных грунтов, отсыпаемых толщиной
1,2…2,0 м.
Самоходная плита (рис. 39) имеет нижнюю вибрирующую и верхнюю
подрессоренную часть. Вибрирующая часть – плита 9 с двухдебалансовым
вибратором 8 является рабочим органом машины. Вибратор укреплен на
плите шарнирно и в рабочем положении колебание его происходит строго в
вертикальной плоскости. Для самопередвижения машины вибратор
наклоняется, создавая колебания под углом к вертикали. Под действием
наклонно направленных колебаний виброплита перемещается на новую
позицию, где вибратор снова устанавливается в рабочее положение. В
передней части плиты 9 установлен кабестан 1 для самовытаскивания
машины при помощи каната, закрепляемого на якорь. Транспортируют вибро
плиту на двух пневмоколесах, смонтированных на специальных
кронштейнах плиты 9 путем присоединения к буксирному крюку тяговой
единицы (автомобиля или трактора).
Прицепные и крановые виброплиты имеют принципиально такую же
конструкцию, как и самоходные, а отличаются от последних тем, что
вибратор создает направленные колебания только в вертикальной плоскости.
94
Такие вибро плиты перемещаются с одной позиции на другую с помощью
трактора или крана (экскаватора).
Рис. 39 Самоходная вибрационная плита:
1 - кабестан; 2 - пружинная подвеска; 3 - двигатель; 4 - шкив; 5 - рама;
6 - аккумулятор; 7 - бак для топлива; 8 - вибратор; 9 - литая плита
Виброуплотнитель (вибрационный многосекционный уплотнитель)
представляет собой самоходное шасси с подвешенными тремя вибро
плитами, расположенными в ряд перпендикулярно его продольной оси.
Предназначен такой виброуплотнитель для послойного уплотнения
гравийных и щебеночных материалов, а также несвязных грунтов на глубину
до 0,6 м. Принцип работы такой же, как и самоходной виброционной плиты.
Виброуплотнители глубинные предназначены для уплотнения
несвязных грунтов на глубину до 10 м в насыпях и под водой гидровибрационным методом (сочетанием работы водной струи, подаваемой под
давлением, с вибрацией).
Для уплотнения дна и откосов оросительных каналов глубиной до 3 м,
шириной по верху до 7,5 м и по дну 1,2…2,5 м с заложением откосов от 1:1
до 1:1,5 применяют машину на специальном гусеничном шасси или на базе
модифицированного
гусеничного
трактора
с
виброударным
(вибротрамбующим) рабочим органом. Рабочий орган представляет собой
плиту с установленными на ней двумя электродвигателями в виброударном
95
исполнении, которая подвешивается к рукояти. При помощи тяговых канатов
и
гидроцилиндров
стрелы
и
самой
рукояти
(расположенных
перпендикулярно продольной оси машины) рабочий орган машины
устанавливается на уплотняемую поверхность (дна или откоса канала). В
процессе уплотнения машина перемещается на одной из берм вдоль оси
канала, уплотняя полосу шириной до 1,5 м по поверхности откосов и дна.
5 Технология производства работ и определение
производительности катков
Работу по уплотнению грунта желательно производить в период, когда
естественная влажность грунта приближается к оптимальной. В противном
случае уплотнять грунт трудно, а иногда и невозможно. Грунт надо
уплотнять сразу вслед за его отсыпкой слоями заданной толщины.
Уплотнение свежеотсыпанной насыпи следует осуществлять вдоль оси
дороги от края насыпи к середине во избежание сдвига грунта в сторону
откосов. Для предотвращения обрушения откосов и сползания катков под
откос во время их прохода кромка вальца не должна быть ближе 0,3 м от
бровки земляного полотна.
При укатке земляного полотна шириной 8-10 м катками на пневмоколесном ходу первый и второй проходы катка следует выполнять на
расстоянии 2-2,5 м от бровки насыпи, а затем, смещая ходы на 1/3-1/4
ширины катка в сторону бровки, уплотняют края насыпи. После этого укатку
продолжают круговыми проходами от края к середине насыпи с таким же
перекрытием каждого прохода катка.
Для достижения большей равномерности уплотнения грунта давление в
шинах катка должно быть одинаковым во всех колесах. Наиболее
равномерное уплотнение грунта обеспечивается секционными катками с
независимой подвеской колес. Рекомендуется следующее давление в шинах
катков на пневмоколесном ходу: для песков - 0,2, супесей - 0,3…0,4,
суглинков и глин - 0,5…0,6 МПа.
Скорости движения катка по ходам различны, причем первый и два
последних хода совершаются на малых скоростях (0,4...0,7 м/с), а все
остальные (промежуточные) ходы - на больших (2,2...3,0 м/с). При таком
скоростном режиме производительность катков увеличивается в 2 раза, а
стоимость работ сокращается до 50 %.
Число проходов пневмоколесных катков при уплотнении связных
грунтов обычно составляет 6...8, а для несвязных грунтов 3...4.
Глубину активной зоны уплотнения можно определить по формуле
h0 = 1,8
ωф
ω0
Gk Pb
,
1− ε
96
где
ω ф , ω 0 - фактическая и оптимальная влажность грунта, %;
Gк - масса приходящаяся на колеса катка, кг;
Рb - давление воздуха в шинах, МПа;
ε - коэффициент жесткости шины, который изменяется в зависимости
от давления воздуха в шинах:
Рb - 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
ε - 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,15
К преимуществам пневмоколесных катков по сравнению с гладкими и
кулачковыми катками относятся:
а) большая продолжительность времени действия нагрузки вследствие
эффекта сжатия шин;
б) большие площади контакта шин с грунтом, обеспечивающие
уплотнения грунта на большую глубину;
в) возможность регулирования передаваемого на грунт напряжения
путем изменения давления воздуха в шинах;
г) они не подвергают дроблению такие строительные материала как
щебень и гравий и не ухудшают качество слоя покрытия.
Производительность катков (м2/ч), рассчитывают по формуле
Пч =
3600 ⋅ L( В − а) ⋅ H 0 ⋅ k b
(
L
+ t nb ) ⋅ n
V
где L - длина укатываемого участка ( длина захватки), м;
В - ширина укатываемой полосы, м;
а - величина перекрытия, м ( а = 0,2 м);
Н0— оптимальная толщина грунта в плотном теле, м;
kb - коэффициент использования рабочего времени (Кb =0,85);
V - рабочая скорость катка, м/с;
tnb - время, затрачиваемое на поворот катка в конце участка, с
(tnb=0...50c);
n - необходимое число проходов катка по одному и тому же месту.
97
ЛЕКЦИЯ 7
Тема:
МЕЛИОРАТИВНЫЕ
МАШИНЫ.
КЛАССИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ
НАЗНАЧЕНИЕ,
1. Общие сведения о мелиоративных машинах и их классификация.
2. Машины для прокладки открытых каналов. Каналокопатели.
Назначение, классификация, конструкция.
3. Машины для устройства закрытого горизонтального дренажа.
Назначение, классификация, конструкция.
4. Машины для содержания и ремонта каналов (каналоочистители) и
дренажных систем. Назначение, классификация, конструкция.
5. Машины для установки и орошения земель. Назначение,
классификация, конструкция.
1 Общие сведения о мелиоративных машинах и их классификация
Мелиоративной машиной принято называть такую машину, рабочее
оборудование которой приспособлено для выполнения одной или нескольких
операций,
составляющих
технологический
процесс
производства
мелиоративных работ.
Основными признаками, определяющими мелиоративную машину, как
было сказано ранее, являются: специализация рабочих органов для
выполнения технологического процесса, состоящего из одной или
нескольких операций; тесная связь формы и расположения рабочих органов с
видом и профилем разрабатываемого мелиоративного сооружения; в
большинстве случаев – непрерывность
действий и однопроходность;
использование, как правило, только на мелиоративных работах.
Разница между мелиоративными и дорожными машинами заключается
в принципиальных конструктивных особенностях их рабочих органов (рис.
1), в то время, как базовое шасси (трактора), силовое и ходовое
оборудование, трансмиссии (передачи) и системы управления могут быть
одинаковыми.
Мелиоративные машины должны отвечать следующим требованиям:
обладать высокой производительностью и проходимостью, иметь малую
металлоемкость и энергоемкость, создавать минимальное тяговое
сопротивление и обладать возможностью выполнять заданный профиль
мелиоративного сооружения без каких-либо доработок.
По технологическому назначению и характеру выполняемых операций
мелиоративные машины принято подразделять на следующие: машины для
прокладки (копание, вырезки сечения) открытых осушительных и
оросительных каналов; машины для разравнивания кавальеров; машины для
98
планировки дна и откосов каналов и стабилизации последних (откосов);
машины для устройства антифильтрационных экранов; машины для
содержания и ремонта открытых каналов; машины для устройства закрытого
горизонтального дренажа и трубопроводов; машины для подготовки к
освоению земель и проведения лесопосадочных (культуротехнических)
работ; машины для подготовки площадей к поливу и, наконец, машины для
орошения площадей под лесопосадками.
Все машины названных видов в свою очередь можно разделить: по
принципу действия на машины непрерывного и циклического действия; по
способу использования энергии силового оборудования основным рабочим
органом – на машины с пассивными, активными и активно-пассивными
(комбинированными) рабочими органами; по способу передвижения в
процессе выполнения работ – на прицепные, полуприцепные (навесные) и
самоходные и т.п. Более подробно данные признаки классификации будут
рассмотрены при изучении мелиоративных машин названных видов.
Мелиоративные машины различного назначения и в различных
условиях работы лесного комплекса должны перемещаться по самым
разнообразным грунтам, в том числе разрыхленным, переувлажненным, а
порой и по заболоченным.
Для работы на болотно-торфяных и минеральных заболоченных грунтах
в качестве базового шасси и тяговых средств для мелиоративных машин
используются специальные (болотные) тракторы с удлиненными и
уширенными гусеницами. Для выполнения работ прицепными и навесными
мелиоративными машинами в труднопроходимых местах применяются
специальные якорные тракторы, оборудованные тяговыми лебедками.
Якорное устройство представляет собой навесную опорную раму с упором,
навешиваемую сзади или спереди трактора. В транспортном положении раму
поднимают лебедкой или гидроманипулятором. В труднопроходимых местах
прицепная или полуприцепная (навесная) мелиоративная машина
отцепляется, трактор без нагрузки перемещается на расстояние до 500
метров, упор опускается в грунт и мелиоративная машина передвигается
тяговым канатом при помощи тракторной лебедки.
В настоящее время на мелиоративных работах применяются
специальные модифицированные тракторы, которые отличаются тем, что
имеют блоки-противовесы, т.е. удлиненные передвижные рамы, на которых,
кроме противовеса установлены двигатель, раздаточная коробка и некоторые
другие узлы. Передвигая блок-противовес с помощью рамы, можно добиться
равномерного распределения давления по опорной поверхности гусениц при
навеске любого рабочего органа спереди, сзади или сбоку, тем самым
значительно повысить проходимость машины и обеспечить ее необходимую
устойчивость.
99
2 Машины для прокладки открытых каналов. Каналокопатели.
Назначение, классификация, конструкция.
Для прокладки открытых осушительных и оросительных каналов в
мелиоративном строительстве применяются каналокопатели различных
конструкций.
Каналокопатели разрабатывают грунт в выемках или насыпях для
образования канала, перемещают грунт в сторону с образованием дамб,
кавальеров и разрабатывают его по прилегающей к каналу площади с обеих и
с одной стороны по отношению к каналу.
Каналокопатели для прокладки оросительных каналов могут отрывать
канал заданного проектного сечения в насыпи, полунасыпи, в выемке и
полувыемке, планировать дно и откосы его, формировать дамбы, укладывать
кавальеры или очищать бермы без осыпания разработанного грунта на дно и
откосы и выдерживать проектный уклон дна канала.
Каналокопатели для прокладки осушительных каналов могут
разрабатывать канал заданного сечения с ровными откосами и дном,
разрезать погруженные в грунт растительные остатки и дернину,
разбрасывать грунт вынутый из канала, слоем определенной толщины и
глубины, имея при этом надежную проходимость по неосушенным болотноторфяным грунтам.
Каналокопатели принято классифицировать по следующим основным
признакам: по принципу действия, по конструкции рабочего органа, по
конструкции ходового оборудования, по способу передвижения в процессе
выполнения рабочих операций и по конструкции системы управления
рабочим оборудованием.
По первому признаку каналокопатели подразделяются на: машины
непрерывного и машины прерывного (циклического) действия. По
конструкции рабочего органа они бывают: с пассивным рабочим органам –
плужные и отвальные; с активным – ротационные (двухфрезерные,
двухроторные, с копирующей фрезой); с комбинированным –
шнекороторные,
многоковшово-шнековые,
многоковшово-ножевые,
роторно-отвальные, ротороно-плужные, плужно-фрезерные. По конструкции
ходового оборудования машины каналокопатели различают на гусеничном и
колесном ходу. По способу передвижения в процессе выполнения рабочих
операций они могут прицепными, полуприцепными, самоходными. И,
наконец, по конструкции системы управления рабочим оборудованием их
подразделяют на машины с механической, гидравлической и
комбинированной (электрогидравлической) системой управления.
100
2.1 Каналокопатели с пассивными рабочими органами (плужные и
отвальные)
Плужные и отвальные каналокопатели имеют пассивные рабочие
органы в виде плуга или отвала. Плужные каналокопатели предназначены
для прокладки (копания) каналов за счет тягового усилия одного или
нескольких, как правило, гусеничных тракторов обычно за один проход.
Отвальные каналокопатели предназначены для послойного копания
(прокладки) канала за несколько проходов по одному и тому же месту.
Различают прицепные и навесные каналокопатели с канатно-блочным и
гидравлическим приводом управления рабочим оборудованием. Плужные
каналокопатели отличаются простотой конструкции, сравнительно
небольшой металлоемкостью и высокой производительностью. Наибольшую
известность в условиях лесного комплекса получил прицепной плужный
каналокопатель КМ – 1400М, предназначенный для прокладки (рытья)
каналов в торфяных и заболоченных минеральных грунтах. Общий вид
каналокопателя показан на рисунке 40. Конструктивно он состоит из
следующих основных частей: тяговой (основной) рамы, рабочего органа,
ходовой рамы, ходового оборудования, черенкового ножа и заднего опорного
колеса.
Рама в передней части имеет сцепное устройство для присоединения к
тяговому трактору. На задней части рамы монтируется рабочий орган
плужного типа. Рама опирается на ходовое оборудование, которое
выполнено в одноосном исполнении на двух колесах с жестким
металлическим ободом (первые конструкции) или на пневматических шинах
(последующие конструкции).
Плужный рабочий орган представляет собой двухотвальный корпус
сварной конструкции. Он состоит из двух нижних отвалов (6) с подрезными
ножами, двух верхних вертикальных отвалов (5), двух открылков (4) и двух
бермоочистителей (3). К нижней части рабочего органа , крепится при
помощи болтового соединения плоский лемех (20), подрезающий грунт на
дне и нижней части откосов. Плоскость лемеха соизмеряется с
криволинейными подъемно-отвальными поверхностями (6), поднимающими
пласт грунта с поворотом его на обе бермы канала. В верхней части эти
поверхности плавно переходят в плоскости верхних отвалов (5),
отвалообразователи, образующие клин для раздвигания грунта в стороны.
Отвалообразователи
дополняются
либо
бермоочистителями
(для
осушительных каналов), либо открылками для формирования дамб (для
оросительных каналов).
Для уменьшения давления на ходовые колеса предусматривается
установка на нижних отвалах опорных плоскостей скольжения небольшой
ширины, с заостренным передним краем. Применение их значительно
улучшает качество отрываемого канала и стабилизирует ход каналокопателя.
101
Тяговая рама коробчатого сечения сварной конструкции жестко соединена с
плужным рабочим органом. Ходовая рама опирается на два колеса и на
опорную лыжу сварной конструкции при работе на грунтах с низкой
несущей способностью.
Рис. 40 Общий вид плужного прицепного каналокопателя КМ-1400М:
I — транспортное положение; II —рабочее положение; 1— заднее
колесо; 2— опорные плоскости скольжения; 3— бермоочиститель; 4—
открылка; 5 — верхний отвал; 6 — нижний отвал (подъемно-отвальная
поверхность); 7 — подвижный' блок полиспаста; 8—неподвижный
блок полиспаста; 9— ходовая рама: 10—канат выглубления; 11—
флюгерная колонка; 12— тяговая рама; 13— нажимной рычаг; 14 —
лебедка Д-269; 15 — механизм управления лебедкой; 16 — тяговый
канат к переднему трактору; 17 — тяговая серьга; 18 — лыжи; 19 —
нож; 20 — лемех.
В процессе резания и поступательного перемещения каналокопателя
грунт со дна канала и нижней части откосов скользит по плоской
поверхности лемеха, затем поднимается по нижним отвалам (подъемноотвальным поверхностям) на некоторую высоту и укладывается в виде
пласта на бровках канала.
Прицепные плужные каналокопатели позволяют за один проход
сооружать каналы глубиной до 1,2 м, шириной по дну до 1 м и с
коэффициентом заложения откосов 1:1 и 1:1,5.
Навесные плужные каналокопатели более маневренны и имеют
значительно большую проходимость по сравнению с прицепными.
Конструктивно навеска рабочего оборудования осуществляется либо с
помощью специальной рамы, либо сзади на раму или задний мост базового
шасси (гусеничного трактора).
102
Управление рабочим оборудованием таких каналокопателей, как
правило, гидравлическая. Конструкция самого рабочего органа не имеет
особых принципиальных отличий от рабочих органов прицепных плужных
каналокопателей.
Большое распространение на мелиоративных работах в условиях
лесного комплекса получил навесной одноотвальный каналокопатель НОК –
800 на базе трактора ДЭТ – 250 (рис. 41). Данный каналокопатель
предназначен для прокладки каналов при строительстве лесовозных дорог, а
также может быть использован для нужд лесного хозяйства. Пассивный
рабочий орган представляет собой режущий периметр шнекового типа с
прямолинейными ножами, бермоочиститель плоский, перемещающийся по
направляющим корпуса каналокопателя. Подъем и опускание рабочего
оборудования осуществляется с помощью электрогидравлической системы
управления.
Каналы, сооружаемые навесными каналокопателями, имеют несколько
меньшие размеры в поперечном сечении, так как в этом случае работает
лишь одна тяговая машина (базовая шасси), а не несколько тяговых единиц в
суете. Глубина каналов обычно не превышает 0,8 м.
Отвальные каналокопатели имеют рабочий орган в виде двух
симметрично соединенных под углом друг к другу отвалов грейдерного типа
и выполняются в виде прицепных (старая конструкция) или полуприцепных
(навесных) агрегатов.
Навесной плужный двухотвальный каналокопатель Д-716 (рис. 42)
предназначен для прокладки временных оросительных каналов глубиной в
пределах 0,5 м.
Рабочее оборудование этого каналокопателя навешивается на
гусеничный трактор Т – 100МГП по технологической схеме таким образом,
чтобы цепные растяжки навесного устройства были установлены по
диагонали между концами нижних ведущих тяг навесного устройства
трактора.
Конструктивно навесное оборудование каналокопателя состоит из
стойки, сменного лемеха, отвалов, опорной лыжи и уплотнителей откосов.
Лемех крепится четырьмя потайными болтами к подлемешному листу,
приваренному к нижней части стойки. Отвалы приварены к стойке при
помощи косынок, ребер и раскосов. Опорная лыжа устанавливается при
помощи шарнирного соединения поводка лыжи и регулировочного винта к
нижней части стойки.
Положение уплотнителей берм, шарнирно закрепленных на нижних
кромках отвалов, фиксируется двумя винтовыми распорками.
При заглублении рабочего органа параллельность верхних кромок
отвалов достигается регулировкой длины верхней тяги навесного устройства
трактора, глубина отрываемого канала определяется перемещением в
вертикальной плоскости лыжи при помощи регулировочного винта.
103
Рис. 41 Общий вид каналокопателя НОК-800:
1 —трактор ДЭТ-250; 2 — электрооборудование;
механическая блокировка; 5 — гидросистема;
боковой
лыжи;
7 — установка
нижней
бермоочиститель; 9 — отвал
3 — рама; 4 —
6 — установка
лыжи;
8 —
Основными недостатками каналокопателей с пассивными рабочими
органами являются: большое тяговое сопротивление, порой требующее
применения нескольких тягачей; невысокое качество обрабатываемых
поверхностей канала (дна и откосов) и небольшая глубина прокладываемых
каналов. Поэтому в последнее время применение их как в условиях лесного
комплекса, так и вообще значительно ограничено.
2.2 Каналокопатели с активными (ротационными) рабочими
органами
Рабочие органы таких каналокопателей представляют собой фрезы и
роторы различной формы. В результате сложения двух движений
(поступательного и вращательного) рабочий копает грунт, поднимает и
удаляет его за пределы сечения канала как вырезанный, так и обрушившийся
(грунт).
Фрезы имеют форму дисков или пологих усеченных конусов с
установленными по окружности ножами для резания (копания) грунта и
лопатками на боковой поверхности для отбрасывания вырезанного грунта.
Фрезы работают с высокой скоростью резания, обуславливаемой
значительной окружной скоростью (до 30 м/с). При этом грунт срезается
1 – стойка; 2 – уплотнитель откоса; 3 – регулировочный винт; 4 – опорная лыжа; 5 – поводок лыжи;
6 – двухотвальный корпус; 7 – сменный лемех
Рис. 42 Отвальный каналокопатель Д-716:
104
105
ножами тонкой стружкой, измельчивается ими и под действием сил инерции
отбрасывается лопатками на значительное расстояние от 5 до 20 м.
Роторы с инерционной разгрузкой имеют такой же принцип действия,
что и фрезы, но окружная скорость их значительно ниже и не превышает 8
м/с.
Роторы с гравитационной разгрузкой представляют собой диски с
установленными по окружности ковшами с зубьями которые копают грунт и
перемещают его в пределах поперечного сечения канала. Окружная скорость
роторов с гравитационной разгрузкой не превышает 4 м/с.
Для каналокопателей с ротационными рабочими органами форма и
размеры поперечного сечения разрабатываемых каналов зависят от формы
рабочих органов, углов установки их по отношению к оси разрабатываемого
канала и горизонту, а также от их числа и размеров. По первым двум
признакам ротационные рабочие органы таких каналокопателей можно
подразделить на три типа:
- фрезы и роторы с осью вращения перпендикулярной откосам канала;
- фрезы и роторы с осью вращения в плоскости перпендикулярной оси
канала и направлению перемещения машины;
- фрезы и роторы с осью вращения, наклонной к оси канала и горизонту.
Наибольшее распространение в условиях мелиоративных работ лесного
комплекса получили такие каналокопатели с активным рабочим органом, как
КФН – 1200А, ЭТР – 171, ЭТР – 122.
Каналокопатель КФН – 1200 А (рис.43) предназначен для прокладки
осушительных каналов в торфяных и торфо-минеральных грунтах с
каменистыми включениями не более 80 мм.
Каналокопатель выполнен на базе серийно выпускаемого гусеничного
трактора в болотном исполнении Т – 100 МБГС-1 с ходоуменьшителем,
оборудованным гидросистемой и механизмом задней навески. На сварной
раме монтируются узлы рабочего оборудования – отвал и симметрично
расположенные по его бокам две фрезы. Рабочее оборудование
уравновешивается противовесом, установленной в передней части трактора.
Рабочий орган (обычно навесного типа) представляет собой две
дисково-конусные фрезы с режущими ножами по окружности для разработки
грунта и с лопатками на внутренней поверхности для его (грунта)
инерционного отбрасывания.
Рама каналокопателя при помощи проушин шарнирно крепится к
механизму навески трактора.
Основным рабочим органом машины являются фрезы, оси которых
перпендикулярны откосам канала. Они вращаются в одном направлении –
«снизу-вверх» и разрабатывают узкие прорезы в грунте, образуя поперечный
профиль канала. Между фрезами установлен сварной конструкции
двухсторонний отвал, который огибает их и выступает клином вперед. Клин
передней частью делит подрезанный массив грунта, способствуя более
106
равномерному его обрушению и распределению между фрезами. Задней
частью отвал защищает дно и откосы канала и защищает открытый канал для
забрасывания его грунтом.
Данный каналокопатель оборудован системой гидравлического
управления и механизмами выдерживания заданного уклона дна
отрываемого канала независимо от микрорельефа поверхности. Глубина
отрываемого канала до 1,2 м. Производительность на торфяных грунтах при
непрерывной работе до 240 м3/ч.
Каналокопатель – экскаватор ЭТР – 171 представляет собой машину
конструктивно подобную детально рассмотренной. Точно также разработка
грунта при прокладке осушительных каналов производится двухфрезерным
рабочим органом в инерционном режиме.
В отличии от КФН – 1200А привод каждой фрезы осуществляется от
гидромотора через двухступенчатый редуктор.
Применение гидродинамической трансмиссии позволяет производить
более равномерную загрузку двигателя, снижать динамические нагрузки в
пределах рабочих органов, автоматически менять величину крутящего
момента.
Каналокопатель двухроторный ЭТР – 122 (рис. 44), предназначен для
прокладки (отрывки) оросительных каналов в минеральных грунтах I…III
категорий с каменистыми включениями размером не более 300 мм.
Базой машины является трактор Т – 180 ГП в специальном исполнении
с выдвинутыми вперед кабиной и двигателем. Разработка грунта
производиться двухроторным рабочим в гравитационном режиме. За один
проход каналокопатель отрывает канал полного профиля и формирует
отвалы.
Рабочий орган каналокопателя конструктивно представляет собой
дисковые роторы, имеющие девять или десять «Г» - образных зубьев-ковшей
без боковых стенок. На внутренних торцах роторов устанавливаются
специальные рушители грунта. Между роторами на специальной раме
устанавливается зачистной отвал. Роторы при окружной скорости 2,5…3,6
м/с осуществляют гравитационную разгрузку грунта на берму канала.
Рабочий орган данной конструкции навешивается на базовое шасси
(модифицированный трактор) при помощи треугольной фермы-стрелы на
шарнирах.
Крутящий момент от ходоуменьшителя до планетарных передач
роторов рабочего оборудования передается через конические поворотные
редукторы и раздаточный редуктор. Все редукторы, образующие
трансмиссию двухроторного рабочего органа, соединены друг с другом
карданными валами. Телескопические карданные валы между раздаточным
редуктором и планетарными передачами позволяют устанавливать на
требуемое заложение откосов и раздвигать их на необходимую ширину дна
отрываемого канала. Управление установкой рабочего органа в рабочее
Рис. 43
Каналокопатель КФН – 1200 А
107
108
положение и транспортное осуществляется с помощью гидравлической
системы базового трактора.
Рис. 44 – Двухроторный экскаватор каналокопатель ЭТР-122
Высокая эффективность работы двухроторного рабочего органа
достигается благодаря использованию эффекта обрушения средней части
вырезаемого профиля канала. Рабочий орган такого типа не требует
дополнительных устройств в виде ленточных транспортеров или метателей
для укладки грунта в отвалы. Производительность каналокопателя при
непрерывной работе и максимальном поперечном сечении канала до 530
м3/ч. Максимальная глубина отрываемого канала 1,2 м.
2.3 Каналокопатели с комбинированным рабочими органами
Такие каналокопатели могут выполняться как с активными, так и с
активно-пассивными рабочими органами. Характерным для всех таких
каналокопателей является наличие вертикально установленного ротора с
осью вращения перпендикулярной оси канала.
Среди большого разнообразия комбинаций рабочих органов можно
выделить три основных, которые нашли наиболее широкое распространение.
Это:
- отвально-роторные или плужно-роторные;
- шнеко-роторные или многоковшово-шнековые;
109
- роторно-ножевые или многоковшово-ножевые.
Широкое распространение в условиях лесного комплекса получили
такие каналокопатели как МК – 17, ЭТР – 201Б и ЭТР – 301.
Плужно-роторный каналокопатель МК-17 (рис.45) предназначен для
отрывки оросительных каналов глубиной 0,5 м на предварительно
спланированной поверхности в грунтах I…III групп с отдельными
каменистыми включениями размером не более 80 мм.
Каналокопатель является навесным оборудованием к гусеничному
трактору ДТ – 75Б, оборудованному гидросистемой и механизмом задней
навески. Машина состоит из базового шасси, рамы с отвалом блока
трансмиссии с ротором, кожуха противовеса, фиксирующего устройства,
указателя глубины канала и гидросистемы.
Рама с отвалом шарнирно крепится к механизму навески трактора с
помощью нижних проушин, верхняя проушина служит для крепления
гидроцилиндра поворота. В нижней части рамы смонтирован отвал,
выполненный из листового стального проката толщиной 8 мм в виде
полуцилиндра.
Блок трансмиссии с ротором шарнирно крепится к раме и удерживается
под углом 450 к горизонту стяжкой ротора. Он (блок трансмиссии) состоит из
двух редукторов – конического и планетарного, соединенных плавающим
валом. Ротор сварной конструкции смонтирован при помощи фланцевого
болтового соединения на ступице. На наружной поверхности ротора
приварены выбросные лопатки, опоры ножей и кронштейны для крепления
рушителей. Кожух предназначен для регулирования положения отвала и
разбрасывания грунта за бровкой канала. Он представляет собой сварную
конструкцию из листовой стали, которая крепится к раме с отвалом с
помощью петель.
Фиксирующее устройство предназначено для закрепления навесного
оборудования каналокопателя в транспортном положении и состоит из двух
полухомутов, скобы, тяги и оси с фиксатором. Фиксирующее устройство
установлено между проушинами рамы навесного оборудования и верхней
осью механизма навески трактора. Перевод рабочего оборудования в
транспортное положение и наоборот производится с помощью
гидросистемы.
Экскаватор – каналокопатель ЭТР – 201Б (рис. 46) предназначен для
прокладки оросительных каналов глубиной до 2 м в грунтах I…III групп без
крупных каменистых включений.
Шнеко-роторный экскаватор-каналокопатель является самоходной
землеройной машиной непрерывного действия на гусеничном ходовом
оборудовании. Конструктивно он состоит из базового трактора Т – 100МГП
и рабочего оборудования, которое состоит из ротора, двух шнеков, двух
транспортеров, зачистного устройства (за ротором и шнеками), опорного
заднего колеса и поддерживающих роликов.
110
Ротор предназначен для разработки прямоугольной части профиля
канала и выноса грунта. Он оборудован семью ковшами со съемными
зубьями и с цепными днищами. Ковши крепятся на боковых дисках ротора с
помощью болтов. Сам ротор крепится к раме, состоящей из двух частей:
верхней и нижней. К раме крепятся также редуктора, шнеки транспортеры и
ролики.
Передняя часть рамы шарнирно связана с ползунами подъемного
механизма, установленного на раме базового трактора. Задняя часть рамы
опирается на поворотное опорное колесо. Привод ротора осуществляется от
вала отбора мощности через цилиндрическо-конический редуктор.
Ленточные конические шнеки служат для разработки откосов канала и
перемещения грунта к ковшам ротора. На спирали шнеков привариваются
специальные кронштейны, на которые с помощью болтов устанавливаются
режущие элементы (ножи). Одним концом (нижним) шнек опирается на
шаровую опору, позволяющую изменять угол наклона образующей шнека.
Другим концом шнеки соединяются через зубчатую муфту с редуктором
привода шнеков. Рама шнеков сварной конструкции, имеет телескопическую
часть, которая обеспечивает разработку каналов с различным заложением
откосов и шириной по дну.
Ленточные транспортеры, смонтированные на специальной раме
сварной конструкции, служат для выгрузки разработанного грунта в отвал по
обе стороны отвала. Подвеска транспортеров осуществляется в двух точках к
основной раме. Угол наклона их к горизонту составляет 18 0.
Зачистное устройство, расположенное за ротором, состоит из рамы,
левого и правого щитов, механизма подъема, лыжи и бортов. Рама сварной
конструкции навешена на раму задней опоры рабочего органа. К раме
крепятся щиты, которые раздвигаются в зависимости от профиля канала.
Внизу к щитам крепятся пяти, а также шарнирно щитки, служащие для
очистки откосов канала. Настройка зачистного устройства на различную
ширину дна канала и заложения откосов производится с помощью винтовых
тяг и штанг.
Основная рама рабочего оборудования сзади имеет кронштейн, с
помощью которого она опирается на два пневмоколеса. Для получения
гладкого и чистого дна канала при работе на вязких грунтах экскаватор –
каналокопатель снабжен специальной заглаживающей лыжей.
Для подъема и опускания рабочего оборудования, а также для
выдерживания заданного уклона дна канала машина имеет гидравлическую
систему управления, включенную в гидросистему базового трактора.
Шнеко-роторный экскаватор ЭТР-301, предназначен для прокладки
оросительных каналов значительно большей глубины (до 3 м) в грунтах
I…III групп, конструктивно практически мало чем отличается от
рассмотренного каналокопателя ЭТР – 201Б, за исключением того, что
1 – противовес; 2 – визир; 3 – трактор; 4 – указатель глубины канала; 5 – редуктор отбора мощности; 6
– гидросистема; 7 – фиксирующее устройство; 8 – рама с отвалом; 9 – кожух; 10 – блок трансмиссии с
ротором
Рис. 45 Плужно – роторный каналокопатель МК-17:
6000
111
112
Рис. 46 Общий вид экскаватора-каналокопателя ЭТР-201Б:
1 – тягач ; 2 — гидравлическое оборудование подъемного
механизма; 3 — электрооборудование; 4 — рабочий орган
базовым шасси этой машины является более
модифицированный, гусеничный трактор Т – 180ГП.
мощный,
также
3 Машины для устройства закрытого горизонтального дренажа.
Назначение, классификация, конструкция
Наряду с открытыми каналами для осушения и орошения земель в
настоящее время широко применяются закрытые мелиоративные системы.
Причем в будущем доля последних будет расти и вытеснять первые по
причине значительных преимуществ. Эти преимущества заключаются в
следующем: устраняются потери полезной площади; обеспечиваются
условия значительно более широкой механизации и автоматизации
мелиоративных работ; резко снижаются потери воды на фильтрацию и
испарение; требуется значительно меньшее количество трудозатрат в общем
случае.
Для устройства закрытого дренажа и трубопроводов требуются
специальные машины, к которым предъявляются следующие требования:
прокладка дренажа должна производиться с заданным уклоном при любом
рельефе поверхности с минимальным искривлением дренажной линии в
плане и отсутствием обратных уклонов; строительство дренажа должно
выполняться при высоком уровне грунтовых вод в обрушивающихся,
113
неустойчивых, липких и мерзлых грунтах, а также в грунтах с низкой
несущей способностью, с большим содержанием древесных и каменных
включений; прокладка дрен должна производиться на расчетную глубину,
требуемого диаметра и из различных материалов; должно выполняться
правильное сопряжение дренажных труб между собой, и дренажной линии с
закрытыми и открытыми коллекторами; должна быть обеспечена сплошная
защита или обсыпка труб фильтрирующими материалами; должен
осуществляться постоянный контроль за качеством укладки дренажной
линии; должна соблюдаться по возможности полная механизация все
производственных процессов.
В мелиоративном строительстве лесного комплекса различают
следующие виды дренажа: из труб заводского изготовления (керамических,
асбоцементных, керамзитобетонных, пластмассовых и др.); из пористых
материалов (фашины, терди, щебень, шлак и др.); в виде воздушных
полостей со стенками из уплотненного или укрепленного грунта; в виде
щелей – дрен непосредственно в грунте на определенной глубине различной
формы, закрытый поверху (на поверхности грунта).
В зависимости от вида дренажа машины для его устройства
подразделяются на следующие группы: для устройства материального
дренажа из труб заводского изготовления – траншейные дренажные
трубоукладочные машины; машины для устройства дренажа из пористых
материалов; машины для устройства кротового дренажа в торфяных и
минеральных грунтах в виде воздушных полостей; машины для устройства
щелевого дренажа в илистых торфяных грунтах в виде щелевых дрен
треугольного и прямоугольного сечения.
В свою очередь машины для устройства трубчатого дренажа по типу
укладываемых труб можно подразделить на следующие подгруппы: для
последовательной укладки встык или в раструб труб из различных
материалов заводского изготовления; для формирования труб из ленты
одновременно с укладкой; для изготовления трубы в кротовой дрене.
По характеру выполняемого технологического процесса эти машины
делятся на траншейные, узкотраншейные и бестраншейные.
По принципу действия траншейные дренажные трубоукладочные
машины подразделяются на два вида: машины с активным рабочим органом
и машины с пассивным рабочим органом.
3.1 Дренажные трубоукладочные машины с активным рабочим
органом
Дренажные трубоукладочные машины с активным рабочим органом в
общем виде представляют собой экскаваторы-дреноукладчики. Их
114
землеройный рабочий орган в зависимости от конструктивного исполнения
может быть многоковшовым цепным или многоковшовым роторным, или,
наконец, скребковым цепным, узкороторным и шнековым.
Многоковшовый рабочий орган выгружает разработанный грунт на
ленточный транспортер. Скребковый и шнековый рабочие органы
транспортируют грунт только до поверхности, где он сдвигается в сторону от
бровки траншеи горизонтальными отвалами или шнеками.
Помимо землеройного рабочего органа в дренажных машинах
траншейного типа характерным является наличие специального
трубоукладчика, следующего непосредственно за землеройным рабочим
органом в траншее. Трубоукладчики осуществляют подачу и укладку
дренажных труб, а также защитных и фильтрирующих материалов.
Применяемые для последовательной укладки труб (дрен) машины в
зависимости от способа укладки и типа трубоукладчика подразделяются на
три вида: 1) с ручной загрузкой и свободной укладкой труб под действием
сил тяжести; 2) с ручной загрузкой и принудительной подачей и
уплотнением стыков; 3) с автоматической загрузкой и принудительной
подачей и уплотнением стыков.
Многоковшовая цепная трубоукладочная машина (экскаватор –
дреноукладчик ЭТЦ – 202А). Экскаватор – дреноукладчик ЭТЦ – 202А
(рис. 47) предназначен для рытья траншей прямоугольного сечения глубиной
до 2,3 м в талых грунтах до III категории включительно с содержанием
камней размерами не более 35 см с выдерживанием уклона дна по копирному
тросу и полумеханизированной укладки керамических и пластмассовых
дренажных труб с одновременной обкладкой их ленточным фильтрующим
материалом.
Рис. 47
Экскаватор-дреноукладчик ЭТЦ-202А
115
Конструктивно машина состоит из рамы, силового оборудования
(двигателя), ходовой части, многоковшового цепного землеройного рабочего
органа, ленточного транспортера, приспособления для укладки труб,
установки направляющей проволоки, гидросистемы, следящей системы и
электрооборудования.
Трубоукладчик устанавливается на верхней раме многоковшового
цепного рабочего органа. Он представляет собой плоский высокий ящик с
двумя продольными стенками из листовой стали, скрепленными между собой
поперечными траверсами. Стенки трубоукладчика препятствуют обрушению
грунта во время укладки труб. Между боковыми стенками внизу
вмонтирован наклонный желоб полукруглого сечения на который дренажные
трубы укладываются вручную в один ряд. При движении машины трубы под
действием массы (веса) всего ряда их, находящихся в желобе, выдавливаются
и ложатся на дно траншеи прижимаясь стыками друг к другу или выходя в
раструб соседней трубы.
Подъем и опускание, а также установка на заданную глубину рабочего
органа вместе с трубоукладчиком производится с помощью двух
гидроцилиндров гидросистемы управления машины. Если требуется закрыть
уложенные дренажные трубы защитным или фильтрирующем материалом,
то на трубоукладчиках (сверху) сверху устанавливается катушка с лентой
таких материалов. Лента пропускается под трубами по желобу, и ее конец
закрепляется в начале дренажной трассы. При движении машины лента
свободно сматывается с барабана и укладывается на дно траншеи.
Регулировка глубины копания – ручная или автоматическая. При
автоматической регулировке управление гидроцилиндрами подъема и
опускания рабочего оборудования производится электрогидравлической
системой по сигналам датчика. Усовершенствованная оригинальная
электрогидравлическая автоматическая следящая система обеспечивает
высокую точность выдерживания глубины и уклона дна траншеи как на
ровной местности, так и на подъемах и спусках с уклоном до 100 и на
косогорах с наклоном до 5 0.
Роторная трубоукладочная машина с принудительной укладкой
отличается конструктивно от рассмотренной (предыдущей) не только
землеройным рабочим органом, но и главное наличием гидроплунжера в
трубоукладчике предназначенного для досылки и прижимания труб стыками
друг к другу. В таких машинах дополнительно производится обсыпка труб
фильтрующим материалом и последующая засыпка с грунтом с помощью
следующего за трубоукладчиком отвалом. Фильтрующий материал
размещается в специальном бункере над трубоукладчиком.
3.2 Дренажные трубоукладочные машины с пассивным (ножевым)
116
рабочим органом
Такие машины предназначены для устройства дренажа бестраншейным
способом. Бестраншейный способ позволяет полностью механизировать
процесс укладки пластмассовой дрены в любых гидрологических условиях,
почти в 10 раз увеличивает производительность и снижает стоимость
строительства более чем в 2…3 раза. Он основан на применении
бестраншейных дреноукладчиков, имеющих пассивный рабочий орган в
виде ножа различной формы, который служит как для прорезания в грунте
щели на необходимую глубину, так и укладки на ее дно дренажной трубы и
фильтрирующего материала.
Такие машины имеют землеройный рабочий орган в виде склоненного
или полого ножа, прорезающего в грунте щель шириной до 20 см под
действием тягового усилия базового шасси машины. Ножевые
трубоукладочные машины обычно укладывают готовую пластмассовую
трубу из бухты, устанавливаемой на самой машине, обычно выше рабочего
оборудования.
Бестраншейные (ножевые) машины бывают навесные на гусеничном
модифицированном тракторе, на специальном тягаче (возможно с
дополнительной якорно-лебедочной тягой) или на прямой тяге специально
созданного тягача.
В условиях лесного комплекса наибольшее распространение получил
дреноукладчик бестраншейный МД – 4 с тягачом-модифицированным
трактором Т – 130 ГП (рис. 48).
Дреноукладчик МД – 4 предназначен для бестраншейного
строительства закрытого дренажа из пластмассовых труб диаметром до 90
см на глубину до 1,8 м в талых грунтах III категории включительно, не
содержащих крупных (размером более 300 мм) каменистых включений и не
разлажившейся погребенной древесины. Укладка труб производится в щель,
прорезаемую пассивным рабочим органом (ножом).
Дреноукладчик состоит из тягача, на котором с помощью специального
консольного рычага смонтировано навесное рабочее оборудование,
включающее нож и трубоукладчик. На раме тягача шарнирно закреплен
дернорез. Консольный рычаг связан с тягачом шарнирным соединением,
допускающим повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях. К
консольному рычагу шарнирно присоединено коромысло, на котором также
шарнирно закреплен нож. С ножом шарнирно соединен сам трубоукладчик,
внутри которого расположен направляющий желоб, через который
пластмассовая труба с катушки поступает на дно щели. Дернорез служит для
прорезания дернового слоя перед ножом и состоит также из рычага и ножа.
Для выдерживания заданного уклона дреноукладчик оборудован
автоматической и полуавтоматической системами управления.
117
3.3 Машины для кротового дренажа (дренажно-кротовые машины
– кротователи)
Кротовые дрены прокладываются в минеральных и торфяных грунтах.
Кротодренажные машины подразделяются на прицепные (устаревшая
конструкция) и навесные на гусеничных тракторах.
Рабочее оборудование навесной кротодренажной машины состоит из
навесной рамы рабочего органа, глубиномера и системы управления.
Навесная рама служит для закрепления на ней рабочего органа, который
состоит из ножа и дренера, который крепится к ножу на гибкой тяге или
непосредственно к нижней части ножа. Дренер цилиндрической формы
имеет переднюю коническую часть, которая раздвигает и уплотняет грунт.
Средняя часть – цилиндрическая стабилизирует движение и дополнительно
уплотняет поверхность кротовой дрены. Задняя часть дренера – усеченный
конус, предназначенный для сглаживания упругих деформаций возникающих
в прокладываемой дрене после прохода цилиндрической части дренера. Нож
крепиться к раме шарнирно, что предохраняет его от поломок во время
поворота машины.
Указатель глубины прокладки дрены представляет собой прибор с
подвижной стрелкой, которая тросиком связана с валом гидронавесной
системы трактора. При заглублении или выглублении дренера с ножом
тросик наматывается на барабан стрелки, поворачивая ее на определенный
угол, тем самым указывая глубину погружения.
Наибольшее распространение в условиях лесного комплекса получила
кротодренажная машина Д – 657 (рис. 49).
Кротодренажная Д – 657 предназначена для прокладки кротового
дренажа в торфяных грунтах с целью их осушения, а также для кротования
минеральных грунтов с целью их осушения и аэрации.
Рабочее оборудование кротодренажной машины монтируется на
тракторе ДТ – 75 БС-4 и состоит из рамы, ножа, набора дренеров,
транспортной цепи, указателя глубины и гидросистемы управления. Рама
служит для установки и крепления ножа и гидроцилиндров системы
управления. Резание минеральных и торфяных грунтов осуществляется
ножом, нижняя режущая кромка которого расположена под углом 550 к
поверхности грунта, а верхняя режущая кромка под углом 370. Нож крепится
к раме машины шарнирно во избежание поломок при повороте.
Навесное оборудование в транспортном положении удерживается
специальной цепью. Указатель глубины представляет собой прибор с
подвижной стрелкой, которая тросиком связана с валом гидронавесной
системы базового шасси. Принцип работы указателя глубины был описан
ранее. Гидравлическая система машины предназначена для опускания,
подъема и поворота рабочего органа и подключена к гидросистеме трактора.
1— канат; 2 — тягач; 3 — катушка для труб; 4 — гидроцилиидры подъема рабочего оборудования; 5 —
маятниковый датчик; 6 — рама; 7 — нож; 8 — трубоукладчик; 9 — шуповый датчик; 10 — дернорез
Рис. 48 – Общий вид дреноукладчика МД-4:
118
119
Рис. 49 Кротодренажная машина Д-657
Кротовые дрены (кротовины) прокладываются дренерами диаметром
250; 200; 100 и 80 мм на глубине 0,5…1,2 м. Производительность в км/ч для
торфяных грунтов до 1,5 , а для минеральных грунтов до 1,36.
Кротователь МД-6, предназначенный для тех же целей является
навесным оборудованием к более мощному трактору Т – 100МБГС. Рабочее
оборудование в отличии от предыдущего состоит из следующих основных
узлов: рамы, представляющей собой поперечную балку коробчатого сечения,
рабочего органа – двух ножей с дренерами, глубиномера и гидросистемы.
Ножи, служащие для предварительного формирования кротовой дрены,
в зависимости от типа грунтов и глубины резания могут работать одним или
двумя с дренерами различных диаметров (таких же как и в предыдущей
машине).
Глубиномер в отличие от рассмотренного представляет собой линейку с
нанесенными делениями, которая крепится к головке штока гидроцилиндра
поворота рабочего органа и перемещается в направляющей, расположенной
на корпусе гидроцилиндра. В результате одновременной прокладке двух
дрен сразу, производительность этой машины значительно выше, а именно:
на торфяных грунтах 5,08 км/ч, на минеральных – 7,8 км/ч.
3.4 Машины для щелевого дренажа (дренажно-щелевые)
Дренажно-щелевые машины, как правило имеют активные рабочие
органы, работающие с высокой скоростью резания и малой поступательной
скоростью. Благодаря этому они способны перерезать находящуюся в грунте
древесину в виде пней, корней, стволов, веток и т.п., что необходимо при
прокладке дрен в лесистой местности. Данные машины по конструкции
120
рабочего органа принято подразделять на: дренажно-дисковые, дренажнобуровые и дренажно-винтовые. Наибольшее применение в условиях лесного
комплекса получили дренажно-дисковые машины. Это машины с
ротационным рабочим органом. Дисковая фреза имеет вставные зубья,
закрепленные по окружности фрезы, которые прорезают грунт и древесину
боковыми и наружными режущими гранями. Особенностью машины
является сложное движение фрезы, которое складывается из трех простых
движений: поступательного перемещения вместе с машиной, вращательного
вокруг оси и качательного вместе с осью. В результате такого движения
дрена получается расширенной к низу и имеет поперечное сечение в виде
удлиненной и уширенной к низу трапеции.
Фреза устанавливается на качающейся раме, которая в свою очередь
устанавливается на основную раму. Привод вращения фрезы осуществляется
от вала отбора мощности базового трактора. Привод управления рабочим
оборудованием машины, а именно подъемом и опусканием (заглублением)
фрезы может быть канатно-блочный (устаревшая конструкция) или
гидравлический. Сзади машины навешивается закрывающий аппарат,
предназначенный для закрытия прорезанной дрены сверху. Аппарат состоит
из двух режущих дисков, которые прорезают дерновой покров и сдвигают
его к средине дрены, закрывая ее сверху «крышей». Наибольшее
распространение в мелиорации земель получила дренажно-дисковая машина
(рис. 50).
13
Рис. 50 Дренажно-щелевая дисковая машина:
4 — нижние рычаги навесной системы трактора; 7 — гидроцилиндр
установки ножа в вертикальной плоскости; 10 — рама рабочего органа;
11— карданный вал; 12 — редуктор фрезы; 13 — фреза; 14 — кожух
121
У такой машины основными частями являются роторный рабочий орган
– дисковая фреза 13 с ножом для обрывки узкой щели, редуктор фрезы 12 и
рама 10, на которой они смонтированы. Рама 10 соединена с механизмом
навески трактора. Привод редуктора 12 имеет механизм качания, с помощью
которого фреза 13 прокладывает щелевую дрену наиболее выгодного
поперечного сечения, расширяющаяся к низу. Узкая прорезь вверху
торфяника легко смыкается, образуя закрытую полость щелевой дрены.
Грунт, вынимаемый из щели, отбрасывается кожухом 14.
4 Машины для содержания и ремонта каналов (каналоочистители)
и дренажных систем. Назначение, классификация, конструкция
Каналоочистители предназначены для удаления из каналов
растительности, наносов, исправления деформированных сечений каналов,
распределения и разбрасывания по прилегающей площади с обеих сторон
канала удаленных наносов и растительности. К каналоочистителям в
процессе эксплуатации предъявляются следующие требования:
- прежде всего они должны обладать высокой производительностью;
- они должны иметь достаточную проходимость по бермам или дну
каналов;
- они должны иметь возможность восстановления проектных размеров
поперечного сечения каналов;
- они должны обеспечить достаточно полную очистку каналов
различной глубины и с разной величиной заложения откосов, а также
очистку каналов в торфяных и минеральных грунтах с водой и без воды и
при наличии древесных остатков и каменистых включений;
- они должны иметь возможность быстрой переброски своим ходом с
одного канала на другой и т.п.
Различают каналоочистители непрерывного действия, которые
разбрасывают и транспортируют наносы и срезанную растительность в
процессе движения вдоль очищаемого канала и машины циклического
действия, которые разрабатывают и транспортируют определенный объем
наносов и растительности за каждый цикл. В настоящее время наибольшее
распространение получили каналоочистители непрерывного действия с
активными рабочими органами.
Каналоочистители непрерывного действия могут иметь рабочий орган
следующих типов: многоковшовый, скребковый, ротационный, отвальнофрезерный, ножевой, сегментный, огневой и трубчатый, а также
землесосный.
Каналоочистители
циклического
действия
выполняются
в
одноковшовом исполнении со специальной конструкцией ковшей
(решетчатые,
грейферного
типа,
профильные
по
профилю
канала,
122
уширенные и др.).
Каналоочистители выполняют навесными на тракторы, прицепными,
самоходными на гусеничном ходу, пневмоколесном ходу, на лыжах и
плавучие. По способу перемещения вдоль трассы канала делятся на:
1)береговые – перемещающиеся по берме или дамбе с рабочим органом
консольной конструкции; 2) внутриканальные – перемещающиеся в пределах
площади поперечного сечения канала; 3) седлающие – перемещающиеся по
обеим бермам или дамбам над каналом.
4.1 Каналоочистители непрерывного действия
Многоковшовые каналоочистители различают по плоскости движения
относительно оси канала. Рабочие органы могут быть цепные и роторные.
Такие каналоочистители в большинстве случаев работают по принципу
многоковшовых экскаваторов поперечного копания. Ковши очищают от
наносов один откос и часть дна, иногда и часть противоположного откоса.
Ковшовая рама имеет раздвижную (телескопическую) конструкцию, что дает
возможность очищать каналы различной глубины. Примером такого
каналоочистителя может служить каналоочиститель ЭМ-202 (см. рис. 51).
Этот каналоочиститель предназначен для очистки каналов мелкой и средней
осушительной и оросительной сети, не имеющих на одной из берм
насаждений, валунов, пней, глубоких ям и других препятствий. Машина
служит для очистки каналов, проложенных в грунтах I и II групп.
Каналоочиститель выполнен на базе мелиоративного экскаватора ЭМ-152Б
на гусеничном ходовом оборудовании.
Машина может работать с расположением гусеничных тележек как на
одной, так и на обеих сторонах канала (седлающий тип) в пределах
возможности их раздвигания. Конструктивно каналоочиститель состоит из
рамы экскаватора, основной и вспомогательной гусениц, ковшовой рамы,
дискового метателя и гидросистемы. Основной гусеничный ход соединен с
рамой машины неподвижно, а вспомогательный с приводной головкой – при
помощи телескопической рамы, позволяющей изменять расстояние между
осями гусениц в пределах 2…5,5 м. Ковшовая рама состоит из ковшовой
цепи с приводом и планирующего звена и вместе с дисковым метателем
подвешена к пилону, установленному на раме машины. С помощью
гидроцилиндров, установленных на пилоне производится наклон ковшовой
рамы в зависимости от заложения откосов канала. Дисковый метатель
служит для удаления грунта из канала. Производительность машины с
ковшами емкостью 13 л – 57 м3/ч, а емкостью 8 л – 40 м3/ч.
Фрезерные каналоочистители с ротационными (фрезерными)
рабочими органами вырезают наносы и растительность фрезами,
установленными различно по отношению к оси канала и поверхности
откосов. Наиболее распространены три вида установки фрезерного рабочего
123
органа: 1 – ось вращения фрезы параллельна оси канала; 2 – ось вращения
фрезы перпендикулярна откосу канала; 3 – ось вращения фрезы наклонена к
оси канала и горизонту.
Фрезерный рабочий орган навешивается на гусеничные или колесные
трактора при помощи боковой консольной навески с гидравлическим
управлением. Привод фрезы может быть гидравлическим или механическим
от вала отбора мощности базовой машины (трактора).
Наибольшее применение в условиях лесного комплекса из машин
данного типа нашел каналоочиститель МР-2А, предназначенный для очистки
от наносов и растительности каналов глубиной до 1,5 м и восстановления
профиля канала. Применяется на торфяных и минеральных грунтах I, II
групп при отсутствии на бермах каналов отвала грунта кавальеров высотой
более 0,4 м.
Оборудование каналоочистителя навешивается на гусеничный трактор
болотного исполнения Т-100МБГС-1, снабженный ходоуменьшителем.
Общий вид каналоочистителя представлен на рис. 52. Оборудование машины
включает в себя основную и поворотную рамы, фрезерный рабочий орган,
транспортную тягу, противовес, редуктор привода гидронасосов и
гидросистему.
Рабочий орган фрезерно-плужного типа навешен на базовую машину
консольно с правой стороны и крепится при помощи пальцев к поворотной
раме. Он состоит из фрезы и зачистного отвала с плужком. Фреза служит для
очистки откоса и дна канала и выброса грунта на боковую прилегающую к
каналу поверхность. Фреза представляет собой сварной диск коробчатого
сечения с наружным и внутренним конусами. На наружном конусе
приварены радиально шесть лопастей со сменными ножами, а на внутренней
шесть лопаток.
Зачистной отвал с плужком предназначен для подчистки дна и откоса
канала и подачи грунта к фрезе, а также для защиты очищенного канала от
попадания в него грунта. Он представляет собой сварную конструкцию из
листовой стали, усиленную балками коробчатого сечения и уголками.
Поворот рабочего органа осуществляется гидроцилиндром. Фреза
приводится во вращение от гидромотора через двухступенчатый
цилиндрический редуктор.
Для удержания рабочего органа в транспортном положении служит
транспортная тяга, которая крепится к проушине рамы. Эксплуатационная
производительность машины до 110 м3/ч. Рассмотренные каналоочистители
непрерывного действия относятся к береговым и седлающим. Однако в
условиях лесного комплекса широко используются
внутриканальные
каналоочистители, которые перемещаются в пределах площади поперечного
сечения канала и не требуют, чтобы прилегающие к каналу по обе стороны
площади были ничем не заняты (грунт, растущие насаждения и т.п.).
124
Рис. 51 Общий вид каналоочистителя ЭМ-202:
1 — ковшовая рама; 2 — метатель; 3 — пилон; 4 — механизм
подъема ковшозой рамы; 5 — противовес; 6 — телескопическая
рама; 7 — кабина; 8 — капот; 9 — гусеничный ход; 10 —
направляющая укосина ковшовой рамы
К таким каналоочистителям прежде всего можно отнести
внутриканальный каналоочиститель ВК-1,2, который предназначен для
очистки от наносов и растительности оросительных каналов глубиной до 1,2
м, обсаженных с одной или двух сторон деревьями или не имеющих
проезжей части вдоль бермы.
Оборудование каналоочистителя навешивается на трактор Т-54В-С1
(рис. 53) и состоит из двух отвалов, закрепленных с помощью рам на
рукоятках с левой и правой сторон трактора и очистителя дна.
Отвалы служат для очистки откосов канала от наносов и
растительности и профилировки откосов. Каждый отвал состоит из корпуса и
закрепленного на нем ножа, который имеет двустороннюю заточку. Рукояти
служат для подъема и опускания отвалов с целью получения определенной
глубины срезания наносов и для подъема отвалов в транспортное положение.
Подъем и опускание рукоятей осуществляется с помощью гидроцилиндров.
Положение отвалов можно регулировать в горизонтальной и вертикальной
плоскостях. Очиститель дна служит для очистки от наносов и растительности
125
дна каналов, а также для их удаления из канала.
Очиститель дна состоит из лемеха, ротора-метателя, лыжи и
механизмов привода. Ротор-метатель состоит из корпуса, к которому
крепятся лыжи. Привод ротор-метателя осуществляется от вала отбора
мощности трактора. Управление подъемом и опусканием очистителя дна
осуществляется
от
гидросистемы
трактора.
Эксплуатационная
производительность каналоочистителя находится в пределах 62…84 м3/ч.
Помимо рассмотренных каналоочистителей непрерывного действия
известны скребковые каналоочистители (подобные многоковшовым),
шнековые (шнековый рабочий орган) и скомбинированными рабочими
органами.
4.2. Каналоочистители циклического действия
К таким каналоочистителям прежде всего относятся одноковшовые
каналоочистители, которые представляют собой колесные или гусеничные
тракторы с навесным одноковшовым оборудованием или прицепы, на
которых смонтировано такое же оборудование со специальными ковшами
обратной лопаты для очистки каналов.
Навесные каналоочистители представляют собой колесные трактора с
навесным оборудованием трех основных видов: с задней поворотной
стрелой; с передней и задней неповоротной стрелой, расположенной в
плоскости движения трактора; с боковой неповоротной стрелой,
перпендикулярной плоскости движения трактора. В комплект оборудования
таких каналоочистителей входят стрела, рукоять, ковш обратной лопаты и
механизм привода и управления, как правило гидравлический.
Навесные каналоочистители с поворотной стрелой на колесных
тракторах имеют поворотную стрелу и рукоять, на которой шарнирно
смонтирован поворотный уширенный ковш обратной лопаты или грейфера.
У каналоочистителей такого типа иногда ставят сзади дополнительные
опорные плиты с гидроцилиндрами, что повышает устойчивость машины.
Навесные каналоочистители с передней или задней неповоротной
стрелой имеют такую особенность, что неповоротная стрела (в
горизонтальной плоскости) может поворачиваться в вертикальной плоскости
вместе с шарнирно смонтированным на конце ее ковшом обратная лопата.
Каналоочиститель
передвигается
передним
или
задним
ходом
перпендикулярно оси канала. При остановке машины у бровки или дамбы
стрела с ковшом опускается на дно канала или на противоположный откос и
трактор, двигаясь в обратном направлении, заполняет ковш наносами и
срезанной растительностью. Удаленные из канала наносы и сорная
растительность выгружается на берму поворотом ковша с одновременным
их разравниванием самим ковшом. При каждом цикле необходимо
возвратно-поступательное движение машины на полосе шириной 10…15 м.
1- рама; 2 – гидросистема; 3 – поворотная рама; 4 – транспортная тяга; 5- рабочий орган
Рис. 52 Каналоочиститель МР-2А:
126
127
Рис. 53 Общий вид каналоочистителя ВК-1,2:
1, 2 — правая и левая рамы рукояти; 3 — рычаг; 4 —трактор; 5 —
головка; 6 —очиститель дна; 7, 8 — отвалы; 9 — рама отвала;10 —
тяга;11 — рукоять
Каналоочистители с боковой неповоротной стрелой для поперечной
очистки поверхности канала имеют рабочее оборудование состоящее из
стрелы, рукояти и ковша. Управление осуществляется специальными
гидроцилиндрами. Очищается поверхность канала поперечным движением
ковша с выгрузкой грунта на берму вблизи от бровки канала.
Каналоочистители на базе гусеничных тракторов или шасси с
поворотной стрелой в современном исполнении имеют рабочее
оборудование, смонтированное на поворотной платформе (рис. 54). Очистка
поверхности каналов производится поворотным уширенным ковшом 5 с
отверстиями, который устанавливается в заданное место канала стрелой 2 и
рукоятью 3 при помощи гидроцилиндров 6 и 7. Для набора наносов и
разгрузки ковш 5 может поворачиваться гидроцилиндром 4. Поворот
платформы 14 с рабочим оборудованием осуществляется гидромотором 12
через редуктор 13, или подвижным гидроцилиндром, имеющим на себе
зубчатую рейку, которой он соединен с шестерней, закрепленной на
поворотном устройстве.
Каналоочиститель (экскаватор) может быть оборудован удлиненной
рукоятью с дополнительным шарниром, вокруг которого поворачивается
удлиненная часть рукояти при помощи гидроцилиндра.
128
Рис. 54 Каналоочиститель на базе гусеничного трактора с поворотной
стрелой:
1 — трактор; 2 — стрела; 3 — рукоять; 4 — гидроцилиндр ковша; 5 —
ковш; 6, 7 — гидроцилиндры рукояти и стрелы; 8 — опорная плита; 9
— гидроцилиндры задней опоры; 10, 14 — поворотные колонка и
платформа; 11 — противовес; 12 — гидромотор поворота; 13—
редуктор; 15 — рычаги поворота ковша
4.3 Машины для промывки трубчатых дрен
Рабочим органом для промывки заиленных дрен служит наконечник,
диаметр которого на 5…10 мм меньше внутреннего диаметра промываемой
трубы.
Наконечник подсоединяется к напорному шлангу намотанному на
катушку. Диаметр (внешний) наконечника зависит от диаметра промываемой
трубы. Внутри наконечника сделаны каналы для подачи воды в переднее
отверстие и в 2…6 задних отверстий, расположенных равномерно по
окружности. При подаче воды под давлением в наконечник передняя
промывочная струя размывает наносы в дрене, а задние струи своим
129
реактивным действием двигают наконечник вперед вместе со шлангом и
вымывают наносы из дрен (труб). Вода закачивается насосом из специальной
емкости и подается в шланг к наконечнику под давлением от 15 до 100 атм.
Длина промывочного шланга до 150 м, а ход наконечника до 125 м в
пределах расстояния между смотровыми колодцами. Наносы, вымываемые
из дрены, в виде пульпа стекают в коллектор или смотровой колодец дрены.
Пульпу из смотрового колодца откачивают одновременно с промывкой
дрены специальным насосом.
Широко известна машина для очистки гончарных дрен Д-910 (рис. 54)
диаметром не менее 30 мм от ила и наносов.
Она выполнена прицепной к колесному или гусеничному трактору,
смонтирована на одноосном прицепе и состоит из следующих основных
узлов: шасси, двигателя, редуктора, насоса и барабана для намотки напорных
полиэтиленовых шлангов двух типоразмеров (длиной до 120 м) с головками
(наконечниками) для промывки дрен и коллекторов. Промывочные
наконечники в нерабочем положении со шлангом фиксируются на барабане,
который снабжен фрикционным тормозом для предотвращения
самопроизвольного вращения.
Для забора воды из емкости или водоема насос снабжен
гофрированным шлангом длиной 8 м. Привод насоса осуществляется от
двигателя
при помощи
специальных
кулачковых муфт
через
одноступенчатый цилиндрический редуктор. Насос подает воду под
давлением через ось барабана в один из шлангов с промывочным
наконечником, осуществляя промывку дрены.
Машины комплектуются двумя емкостями вместимостью по 1800 л.
Водяная система машины снабжена предохранительным клапаном, не
позволяющим увеличивать давление свыше положенной нормы, и краном
для переключения подачи воды из одного шланга в другой.
Перед началом работы нагнетательный шланг разматывают вдоль
предназначенной для промывки дрены. При помощи щупа находят дрену и
на 0,5 м глубже нее отрывают шурф. Заборный шланг машины помещают в
цистерну с водой, промывочную головку (наконечник) вставляют в дрену и
включают насос. Под действием сил реакции вылетающих назад струй воды
наконечник со шлангом втягивается в дрену. Фронтальная струя размывает
наносы, которые в виде пульпы удаляются из дрены. Эксплуатационная
производительность промывки дрен до 100 м/ч.
5 Машины и установки для орошения земель. Назначение,
классификация, конструкция
Машины и установки для орошения земель предназначены для подачи
оросительной воды в корнеобитаемый слой грунта (почвы) и к наземной
130
части лесных культур для создания необходимой влажности и микроклимата,
обеспечивающих повышение их приживаемости.
Данные машины и установки принято, прежде всего, классифицировать
по способу орошения на дождевальные, поливочные (для поверхностного
полива) и машины для внутрипочвенного орошения. Вместе с этим они
могут быть подразделены на стационарные, переносные, позиционного
действия (машина периодически перемещается и орошает с каждой позиции
определенную площадь) и работающие в движении (в пределах орошаемой
площади, определяемой позицией водозаборного устройства).
Машины и установки для орошения должны обеспечивать подачу воды
в определенные (установленные) сроки и в необходимом количестве к
растениям (культурам) при минимальных потерях воды.
Поливы культур должны быть механизированы, то есть
подготовительные и вспомогательные ручные операции ограничены только
присоединением машины к гидрантам или установкой всасывающих
устройств. Машины и установки для орошения земель должны обеспечивать
минимальные энергоемкость и трудоемкость поливов.
5.1 Дождевальные установки и машины
Машины и установки для орошения комплектуются дождевальными
насадками или аппаратами, образующими искусственный дождь.
Дождевальные насадки выполняются только короткоструйными. Они
образуют круговой (зонтичный) или направленный дождь в радиусе 5…12 м.
Насадки работают при давлении
воды 0,1…0,2 МПа, причем вода
разбивается на капли непосредственно на выходе из насадки.
Дождевальные аппараты подразделяются на среднеструйные и
дальнеструйные. К среднеструйным относят аппараты с дальностью полета
струи до 35 м и работающие при давлении воды 0,15…0,5 МПа.
Дальнеструйные аппараты работают при давлении 0,4…1,0 МПа и дальности
полета струи до 60 м и более.
По типу привода дождевальные аппараты делятся на коромысловые с
качающейся лопаткой или подвижным дефлектором, реактивные или
турбинные с шестерными и червячными редукторами.
В случае агрегатирования дождевальных аппаратов с самоходными
машинами (тракторами) поворот ствола, может осуществлятся от
механической трансмиссии.
Дальнеструйный дождевальный аппарат с механическим приводом
выбрасывает две струи через большое и малое конические сопла. Для
уничтожения турбулентности водяного потока и увеличения дальности
выброса струи в большом стволе имеется выпрямитель, составленный из
радиальных перегородок, параллельных оси ствола и иногда в колене ставят
два направляющих ножа. Большой ствол орошает внешнюю часть круга или
131
сектора, а малое сопло – внутреннюю часть. Для разбивания малой струи на
капли ставят рассекатель (лопатку).
Привод поворота ствола осуществляют от вала отбора мощности
трактора через карданный вал, шестеренный и червячный редукторы или
через червячный редуктор и храповой механизм, состоящий из храпового
колеса, надетого на корпус, и собачки на рычаге, совершающем качательные
движения от эксцентрика.
Среднеструйный дождевальный аппарат с реактивной лопаткой
кругового действия имеет одну или две насадки – сопла. Одна из струй
ударяет в криволинейную реактивную лопатку, вставленную в коромысло,
надетое на ось. Боковое усиление на лопатку, создаваемое энергией струи,
заставляет коромысло повернуться вокруг оси, закручивая специальную
пружину. Под действием этой (закрученной) пружины коромысло повернется
обратно и ударит по корпусу, повернув его на небольшой угол вокруг оси. В
этот момент реактивная лопатка вновь попадет в струю и цикл повторится.
Для лучшего разбрызгивания в некоторых аппаратах ставят винты –
рассекатели струи с пружинами. К водоисточнику такой аппарат
монтируется с помощью специального штуцера. Некоторые среднеструйные
аппараты снабжаются качающимся клиновидным дефлектором.
Дефлекторные кротоструйные насадки имеют конусообразный корпус.
Вода проходит сквозь отверстие диафрагмы корпуса в часть насадки,
имеющей форму воронки. Здесь на диаметральной планке укреплен
дефлектор в виде конуса, который, рассекая струю, придает ей коническую
форму с углом наклона образующей к горизонтали около 300 и заставляет
распадаться на капли.
5.2 Стационарные дождевальные системы (машины и установки)
Дождевальные системы (машины и установки), в которых все
составные части, кроме дождевальных аппаратов, занимают постоянное
положение, принято называть стационарными, т.е. стационарные
дождевальные системы – это сеть постоянных трубопроводов с
короткоструйными насадками или со среднеструйными и дальнеструйными
аппаратами, подача воды в которых осуществляется насосами или
самотеком.
Синхронное импульсное дождевание – одно из основных
прогрессивных технологических направлений в дождевании. Оно
достигается за счет максимального рассредоточения поливного тока по
системе и значительного действия дождевателей (30 м и более) при
небольших подводимых расходах воды (до 0,1 л/с). Импульсные аппараты
работают одновременно на всей орошаемой площади в режиме непрерывно
чередующихся пауз накопления в гидропневмоаккумуляторах и периодов
выплеска воды под действием сжатого воздуха. Для обеспечения подачи
132
воды, равной потреблению высаженных культур, продолжительность пауз
накопления может быть в 50…200 раз больше периодов выплеска воды.
Подобный режим орошения обеспечивает комплект оборудования
автоматизированных
стационарных
систем
синхронно-импульсного
дождевания, в которых насосная станция, подавая воду в аккумулятор,
сжимает воздух до появления команды, в результате которой давление
снижается и происходит выброс воды из всех аппаратов с поворотом стволов
на 3…50, после чего цикл повторяется. Система работает автоматически в
режиме накопление-всплеск, обеспечивая непрерывное орошение в течении
необходимого периода за счет предельного рассредоточения поливного бака.
В системах капельного орошения вода по густо разветвленным
трубопроводам через специальные микроводовыпуски (капельницы)
подается малыми расходами непосредственно в корнеобитаемую зону
растений.
5.3 Дождевальные установки и машины позиционного действия
Дождевальные установки и машины позиционного действия могут быть
подразделены на переносные, передвижные и самоходные.
Переносные (ручного перемещения) дождевальные установки в своем
составе имеют гидранты с колонками (корпусами) и разборные
трубопроводы (алюминиевые, пластмассовые или из стальных тонкостенных
труб) с уплотнительными манжетами. На трубах имеются стойки, на которые
монтируются насадки или дальнеструйные (среднеструйные) дождевальные
аппараты. Разборные переносные установки очень просты по конструкции,
но применение их связано с использованием ручного труда для перемещения,
сборки и разборки трубопроводов.
Карусельные
дождеватели
(переносного
типа)
аналогичны
вышеописанным, но они обеспечиваются дождевальными аппаратами
вращательного действия за счет энергии струи. Такого типа дождевальные
аппараты, устанавливаемые на стойки переносных трубопроводов,
позволяют значительно уменьшить их число, увеличить расстояние между
позициями переносного дождевального трубопровода, снизить трудоемкость
сборно-разборочных работ и повысить производительность дождевания.
Самоходные дождевальные установки периодического действия имеют
двигательную установку и многоопорную ходовую часть. Такие самоходные
многоопорные машины фронтального позиционного действия могут быть с
двигателем внутреннего сгорания, гидроприводом и электроприводом.
Наибольшее распространение получили установки первого типа. Они
имеют трубопровод, собранный из отдельных секций, который является осью
жестко закрепленных на нем опорных колес. На каждой секции
трубопровода установлен дождевальный аппарат. При вращении
133
трубопровода обеспечивается постоянное вертикальное положение
дождевального аппарата благодаря свободному вращению в узле гайкавтулка под действием противовеса или вращению на роликах водозаборного
кольца с уплотнителями. В средней части трубопровода расположена
приводная тележка, на раме которой установлены двигатель внутреннего
сгорания и реверс-редуктор. Через цепную передачу приводятся во вращение
ведущие колеса и вал-трубу, с которой фланцами соединен весь трубопровод.
Последний присоединяется к гидранту напорного трубопровода и начинается
полив. После выдачи поливной нормы гидрант закрывается, трубопровод
отсоединяется, а сливные клапаны автоматически выпускают воду из
трубопровода. Своим ходом машина перекатывается к соседнему гидранту
для орошения со следующей позиции и т.д.
Дальнеструйные дождевальные машины бывают двух типов: прицепные
с собственным двигателем внутреннего сгорания и навесные. Широкое
применение нашли навесные дождевальные машины на базе как гусеничных,
так и колесных тракторов. На заднем мосту трактора монтируется
центробежный насос с редуктором и приводом от вала отбора мощности.
Насос имеет водозаборник и рукав, через которые он подает воду из канала
под давлением в большой и малый (при наличии) стволы аппарата,
вращающиеся по кругу или сектору от механического привода. Машину
оборудуют баком для заполнения всасывающей линии перед пуском. В
некоторых машинах для заполнения насоса и всасывающей линии
используют эжектор, работающий от выхлопных газов двигателя.
5.4 Дождевальные машины, работающие в движении
Дождевальные машины, работающие в движении в основном можно
подразделить на два вида: 1 – дождевальные двухконсольные машины; 2 –
дождевальные многоопорные машины.
Основа двухконсольной машины – двухконсольная ферма,
смонтированная на гусеничном тракторе. Ферма имеет два
нижних
водопроводящих пояса и один верхний трубчатый пояс, связанных между
собой раскосами. На нижних водопроводящих поясах смонтированы
трубчатые открылки с дефлекторными насадками. Для опоры на базовый
трактор и поворота ферма по центру имеет поворотный круг, сваренный
также из труб. С помощью этого поворотного круга ферма опирается на
ролики четырех гидравлических цилиндров – домкратов, установленных на
раме центральной части машины. Раздельное управление гидродомкратами
каждой стороны позволяет выравнивать положение консолей фермы при
поперечных
наклонах
трактора
и
продольных
наклонах
при
транспортировании, во время которого ферму поворачивают на роликах и
устанавливают вдоль продольной оси машины.
Воду, как правило, забирают из оросительных каналов с помощью
134
плавучего приемного клапана центробежным насосом, установленным на
машине. Вода по трубе, образующей поворотный круг, поступает в трубы
нижних водопроводящих поясов фермы, попадает в открылки и
разбрызгивается коротко-струйными насадками по орошаемой поверхности
на ширину равную общей длине фермы.
Известны также двухконсольные машины кругового действия с
вращающейся фермой, которые осуществляют круговое дождевание. Такие
машины могут работать как позиционные, забирая воду из гидрантов, так и в
движении, перемещаясь вдоль оросительного канала.
Недостатками таких дождевальных машин является их громоздкость,
высокая металлоемкость и в определенной мере неустойчивость.
Дождевальные многоопорные самоходные машины подразделятся в
свою очередь на два типа: 1 – гидрозахватные многоопорные дождевальные
машины фронтального действия; 2 – самоходные многоопорные
широкозахватные дождевальные машины кругового действия.
В машинах первого типа водозабор осуществляется из открытого
оросительного канала глубиной не менее 1,1 м, который делит орошаемый
участок вдоль на две равные части. Вдоль канала натягивают трос задающий
и контролирующий направление движения машины, которая движется
(центральная тележка ее) по заранее спланированной дороге.
Конструктивно машина состоит из агрегатного узла, пролетов
ферменного типа, ходовых тележек и консолей. На раме агрегата
монтируется дизель-генератор, насос и шарнирный водозаборник
поплавкового типа. Рама подвешивается к центральной балке – усиленной
(толстостенной) трубе, в которую подводится нагнетательная труба от
насоса. Центральная усиленная труба через муфты соединяется с
трубопроводами первых пролетов, опирающихся на специальные ходовые
тележки, привод которых питается от дизель-генератора.
Две крайние тележки имеют меньшее передаточное число, благодаря
чему движутся быстрее промежуточных. Этими тележками задается средняя
скорость движения машины и, следовательно, величина поливной нормы. По
ним корректируется скорость движения всех тележек и крыльев машины.
Ферменные пролеты из труб и растяжек имеют на водопроводящем
трубопроводе короткоструйные дождевальные насадки с полусферическим
дефлектором, направляющим факел дождя в определенную сторону.
Самоходные многоопорные широкозахватные дождевальные машины
кругового действия имеют трубопровод, движущийся по кругу, центром
которого является неподвижная опора и гидрант закрытого или сборного
трубопровода. На первой и промежуточных секциях трубопровода
смонтированы среднеструйные дождевальные аппараты кругового действия,
а на внешнем консольном конце трубопровода, помимо указанных,
смонтирован дальнеструйный аппарат секторного действия для полива
недоступных участков орошаемой площади для среднеструйных аппаратов.
135
Многоопорные
дождевальные
машины
различного
действия
отличаются высокой производительностью, обслуживают значительные
площади и могут работать на больших уклонах.
5.5 Машины и оборудование для поверхностного полива
внутрипочвенного орошения
и
Машины для полива предназначаются для механизации поверхностных
поливов. Механизированный полив требует меньшего расхода энергии, чем
дождевание, ввиду низкого напора. По устройству они отличаются от
дождевальных гибкими трубопроводами, на которых вместо насадок могут
быть установлены водовыпускные шланги или просто отверстия. Питание
машины для полива может осуществляться от гидрантов или из открытых
каналов (прудов).
По типу трубопроводов поливные машины и установки могут быть: со
шланговыми гибкими трубопроводами из синтетических материалов
(полиэтилена, прорезиненной ткани и др.); жесткими и полужесткими;
пластмассовыми; металлическими (стальными) трубами.
По способу раскладки и собирания трубопроводов различают: с
наматываемыми гибкими; с раскладываемыми
и собираемыми
полужесткими; с телескопическими; с металлическими или пластмассовыми
постоянной длины.
Поливные машины могут выполняться в виде навесного оборудования
на колесных тракторах или прицепными также на коленом ходовом
оборудовании.
В машинах с намоткой трубопровода барабаны (катушки) монтируются
с обеих сторон колесного трактора или спереди него с приводом от вала
отбора мощности. Емкость барабанов (катушек) находится в пределах
400…500 м гибкого трубопровода диаметром 0,35…0,42 м.
В машинах с послойной укладкой трубопроводов укладывается в
контейнер послойно, пропуская его между приемными валками и валками
каретки. Каретка совершает возвратно0поступательное движение. Контейнер
таких машин имеет емкость до 600…800 м трубопровода диаметром до 350
мм.
В машинах с подвесным трубопроводом трубопровод (гибкий)
подвешивается на канате кольцами между трактором и прицепной тележкой.
При разматывании тележка отцепляется и стопорится, трактор отъезжая
разматывает канат и трубопровод. При сматывании трактор подтягивает
тележку несущим канатом, а трубопровод при этом сдвигается в «гармошку»
по собираемому канату на специальный барабан.
Машины и установки для внутрипочвенного (подпочвенного)
орошения. При подпочвенном орошении воду подводят одновременно с
136
рыхлением почвы (грунта) в междурядьях или непосредственно к корням
культурных посадок.
Машины для подачи воды под почву в междурядьях имеют рабочий
орган рыхлящего действия, напоминающий «лапу» культиватора. В
рыхлящей лапе имеется водоподводящий канал для подачи воды в
подпахотный слой. При этом поверхность почвы остается сухой и рыхлой,
благодаря чему предохраняются увлажненные нижние слои от испарения
влаги.
Для подвода воды на большую глубину непосредственно к корням
отдельных растений применяются гидробуры, которые заглубляются струей
воды, качаемой насосом из специальной цистерны.
При подпочвенном орошении междурядий забор воды осуществляется
из закрытых напорных трубопроводов (через гидранты) или из открытых
оросительных каналов. По способу питания (водоподвода) различают
машины двух конструкций: с проходным трубопроводом, у которого по всей
длине
установлены
водовыпускные
клапаны;
с
наматываемым
трубопроводом.
137
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бондаков, Б. Ф. Автогрейдеры [Текст] / Б.Ф.Бондаков. – М.:
Транспорт, 1988. – 301 с.
2. Бульдозеры и рыхлители [Текст] / Б. З. Захарчук [и др.]. – М.:
Машиностроение, 1987. – 240 с.
3. Васильев, А. А. Дорожные машины [Текст]: учеб. / А.А. Васильев. –
М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.
4. Дорожные машины. Машины для земляных работ [Текст]: учебн. /
Т.В. Алексеева [и др.]. – М.: Машиностроение, 1972. – 504 с.
5 Изаксон, А. А. Справочник молодого машиниста экскаватора [Текст]:
учеб. пособ. / А. А. Изаксон, В. М. Донской, А. И. Филатов. –М .: Высш.
шк., 1979. – 271 с.
6. Ионов, Б. Д. Дорожно-строительные машины [Текст]: учеб. / Б. Д.
Ионов. – М.: Лесн. пром-сть, 1971. – 237 с.
7. Курьянов, В. К.
Дорожно-строительные
машины [Текст]:
методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов
3-го курса спец. 26.01.00 – Лесоинженерное дело / В. К. Курьянов, В. Н.
Макеев, С. М. Гоптарев ; ВГЛТА. – Воронеж, 1996. – 50 с.
8. Лозовой, Д. А. Землеройно-транспортные машины [Текст]: учеб. /
Д. А. Лозовой, А. А. Покровский. – М.: Машиностроение, 1971. – 254 с.
9. Макеев, В. Н. Дорожно-строительные
машины [Текст]:
методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов
3-го курса специальностей 26.01.00 и 17.04.00 / В. Н. Макеев ; ВГЛТА.
– Воронеж, 1998. – 56 с.
10. Макеев, В. Н. Дорожно-строительные машины [Текст]:
методические указания к выполнению индивидуальных заданий для
практических занятий для студ. спец. 0901, 0519 в 2-х частях. / В. Н. Макеев,
В. В. Черников ; ВОДНЛТН. – Воронеж, 1986. – 80 с.
11. Машины для земляных работ [Текст] / Гаркави Н. Г. [и др.]. – М.:
Высш. шк., 1982. – 335 с.
12. Мелиоративные строительные машины [Текст]: учебн. / . Б. А.
Васильев [ и др.]. – М.: Агропромиздат, 1986. – 431 с.
13. Плешков, Д. И. Бульдозеры, скреперы, грейдеры [Текст]: учеб. /
Д. И. Плешков, М. Н. Хейфец, А. А. Яркин. – М.: Высш. шк., 1980. – 217 с.
14. Справочник конструктора дорожных машин [Текст] / Б. Ф.
Бондаков [и др.]. – М.: Машиностроение, 1973. – 503 с.
15. Теория, конструкция и расчет строительных и дорожных
машин [Текст]: учеб. / Л.А. Гоберман [и др.]. – М.: Машиностроение, 1979. –
407 с.
138
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………3
ЛЕКЦИЯ 1 ГРУНТЫ – ОСНОВНОЙ ВИД СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ ДОРОЖНОГО И МЕЛИОРАТИВНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА В УСЛОВИЯХ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА………….5
1 Основные виды и происхождения грунтов……………………...5
2 Зерновой состав грунтов и их классификация………………….7
3 Характеристики и показатели физико – механических свойств
грунтов…………………………………………………….................9
4 Методы лабораторных испытаний грунтов…………………...10
5 Физико – механические свойства грунтов…………………….11
ЛЕКЦИЯ 2 РАБОЧИЕ ОРГАНЫ ДОРОЖНЫХ И
ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ МАШИН И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С
ГРУНТОМ……………………………………………………………………….13
1 Виды, назначение и основные параметры рабочих органов…13
2 Взаимодействие рабочих органов с грунтом………………….16
3 Факторы, влияющие на сопротивление резанию грунтов……20
ЛЕКЦИЯ 3 КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ
ЧАСТИ ДОРОЖНЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ МАШИН………………..21
1 Виды работ, выполняемых при строительстве лесных дорог и
мелиоративных сооружений………………………………………21
2 Классификация дорожных и мелиоративных машин…………23
3 Основные конструктивные части дорожных и мелиоративных
машин……………………………………………………………….25
ЛЕКЦИЯ 4МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ.
НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАСИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ…………………28
1 Кусторезы. Назначение, классификация, конструкция………28
2 Корчеватели. Назначение, классификация, конструкция……31
3 Рыхлители. Назначение, классификация, конструкция……...32
4 Дорожно-строительные агрегаты. Особенности
конструкции………………………………………………………...37
ЛЕКЦИЯ 5 МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ. НАЗНАЧЕНИЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЯ…………………………………….45
1 Назначение и общая классификация машин для земляных
работ………………………………………………………………...45
2 Бульдозеры. Назначение, классификация, конструкция….......46
3 Тягово – эксплуатационный расчет бульдозеров……………..48
139
4 Скреперы. Назначение, классификация, конструкция.
Особенности тягово-эксплуатационного расчета………………..54
5 Грейдеры. Назначение и общая классификация………………63
6 Прицепные грейдеры, автогрейдеры. Назначение,
классификация, конструкция……………………………………...63
7 Грейдер – элеваторы. Назначение, классификация,
конструкция………………………………………………………...66
8 Тягово – эксплуатационные расчеты грейдеров………………70
9 Экскаваторы. Назначение и общая классификация……….......72
10 Одноковшовые экскаваторы. Назначение, классификация,
конструкция………………………………………………………...73
11 Многоковшовые экскаваторы. Назначение, классификация,
конструкция………………………………………………………...76
12 Статический расчет одноковшовых экскаваторов и
определение производительности различных машин. ……….....79
ЛЕКЦИЯ 6 МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ.
НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ……………….82
1 Процесс уплотнения, способы уплотнения. Назначение и общая
классификация уплотняющих машин………………….................83
2 Катки. Назначение, классификация, конструкция…………….84
3 Трамбующие машины. Назначение, классификация,
конструкция………………………………………………………...91
4 Вибрационные машины. Назначение, классификация,
конструкция………………………………………………………...93
5 Технология производства работ и определение
производительности катков……………………………………….95
ЛЕКЦИЯ 7МЕЛИОРАТИВНЫЕ МАШИНЫ. НАЗНАЧЕНИЕ,
КЛАССИФИКАЦИЯ, КОНСТРУКЦИЯ……………………………………97
1 Общие сведения о мелиоративных машинах и их
классификация……………………………………………………...97
2 Машины для прокладки открытых каналов. Каналокопатели.
Назначение. классификация, конструкция.....................................99
3 Машины для устройства закрытого горизонтального дренажа.
Назначение, классификация, конструкция……………………...112
4 Машины для содержания и ремонта каналов
(каналоочистители) и дренажных систем. Назначение,
классификация, конструкция…………………………………….121
5 Машины для установки и орошения земель. Назначение,
классификация, конструкция…………………………………….129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………..137
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
53
Размер файла
5 250 Кб
Теги
дорожные, макеев, мелиоративных, машина
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа