Трамбующие машины

Трамбующие машины уплотняют грунт ударами (трамбованием) свободно падающих грузов или прину. дительными опусканиями рабочего органа машины, а также вибрацией, приложенной к массе рабочего органа машины, контактирующего с грунтом.
Трамбующие машины применяются для уплотнения связных грунтов, отсыпаемых слоями значительной толщины (1 —1,5 м), а также для уплотнения просадочных естественных, с ненарушенной структурой грунтов, для увеличения их несущей способности и уплотнения поверх ностей дна и откосов водоводиых и оросительных каналов в целях уменьшения фильтрации воды.
Простейшим трамбующим устройством является плита массой от 1 до 4 т, подвешиваемая на канатах к стреле экскаватора, поднимаемая лебедкой экскаватора и свободно падающая на грунт при выключении сцепной муфты барабана лебедки.
При помощи такого устройства достигают уплотнения грунта на глубину до 2 м при нескольких ударах плиты по одному месту. Производительность трамбующей плиты от 80 до 120 м3/ч. Применяют также трамбующие плиты с подвеской на стрелу трубоукладчика. Специальная трамбующая машина со свободно падающими грузами смонтирована на базе гусеничного трактора. Рабочий орган машины состоит из двух трамбующих плит массой по 1550 кг, перемещающихся по направляющим штангам с подвижными удлинителями. Плиты подвешены на канатах, свободные концы которых закреплены на барабанах полиспастного механизма. Направляющие блоки и канатного полиспаста расположены на конструкции, состоящей из передних стоек, задних стоек и стяжек. Входной вал редуктора соединен с валом двигателя трактора фрикционной муфтой и промежуточным валом. На выводном валу редуктора закреплен кривошипный механизм, который поднимает на высоту 1,1 м и сбрасывает трамбующие плиты.

Катки

К уплотняющим машинам статического действия относятся прицепные и самоходные катки.
Прицепные катки могут быть гладкими, решетчатыми и кулачковыми. Более интенсивное уплотнение производят последние. Такие катки могут создавать давление до 7,5 МПа. Они применяются для послойного уплотнения связных и комковатых грунтов.
Кулачковый каток, представляет собой полый стальной барабан (валец), по наружной поверхности которого закреплено большое число выступающих кулачков специальной формы. Внутренний объем вальца заполняется для увеличения массы балластом через люк. Барабан охватывается прямоугольной рамой с дышлом и сцепным устройством для соединения с тягачом. На раме укрепляется скребок-нож, счищающий избыток налипающего грунта.
Тяжелые прицепные кулачковые катки изготовляют с двумя дышлами для работы на насыпях челночным способом с пересцепкой тягача в конце загона. В этом случае необходимость в устройстве съездов с насыпи для разворота катка и холостые ходы отпадают. Основным параметром катков является их масса, имеют значение также размеры барабана, число, форма и размеры кулачков.
В строительной практике применяются кулачковые катки массой 6—8 т и более тяжелые массой 25—Зб т.
Глубина уплотнения грунта при использовании легких катков достигает 20—35 см и при использовании тяжёлых катков — до 70 см.
Параметры дорожно-строительных прицепных статических кулачковых катков определены ГОСТ 11557—75.
Решетчатый каток представляет собой барабан, цилиндрическая поверхность которого образована решеткой из круглой прутковой стали диаметром 35— 40 мм. Массу катка увеличивают загрузкой балластом до 25—30 т. Решетчатые катки могут быть прицепными и самоходными.
Пневмоколесные катки уплотняют грунт рабочим органом, состоящим из смонтированных в один ряд на одной или двух осях колес с пневмошинами, пригруженными балластом.

Назначение, область применения и классификация машин для уплотнения грунтов

При укладке грунта в земляное сооружение (насыпи, дамбы, плотины) необходимо его уплотнять во избежание самопроизвольного или под действием внешних сил изменения геометрической формы с разрушениями и просадками. Уплотнение грунта также необходимо при возведении сооружений на просадочных грунтах для увеличения несущей способности этих грунтов. При строительстве каналов, водохранилищ и хвостохранилищ уплотняют поверхность их дна и откосов для уменьшения фильтрующей способности грунтов и уменьшения утечки содержимого хранилищ.
Физическая сущность уплотнения заключается в увеличении его плотности за счет принудительного изменения взаимного расположения частиц и соответствующего уменьшения объема.
Требования к уплотнению зависят от нагрузок, которым будет подвергаться земляное сооружение или земляное основание под здание и сооружение.
Способ уплотнения грунтов зависит от свойства грунта: связности, влажности, гранулометрического состава, а также от требуемой степени уплотнения и толщины слоев уплотняемой отсыпки.
Для уплотнения связных и малосвязных грунтов применяют укатку тяжелыми катками, т. е. воздействие статической нагрузки, а также трамбование ударами тяжелых плит, свободно падающих или с принудительно сообщенной скоростью.
Для уплотнения несвязных грунтов применяется укатка с вибрацией и заливка водой.
Для эффективного уплотнения необходимо на поверхности контакта уплотняющего органа с грунтом создать удельные давления, близкие к пределу прочности грунта.
По принципу действия машины, применяемые в строительстве для уплотнения грунта, разделяются на машины статического ударного действия и вибрационные.
По способу передвижения грунтоуплотняющие машины делятся на прицепные и самоходные.

Землесосные снаряды

Землесосными снарядами называются плавучие установки для гидромеханической разработки грунта под водой.
Землесосный снаряд представляет собой плавучий корпус (судно), несущий на себе всасывающее грунтоза-борное устройство, грунтовой насос, напорный пульпопровод, папильонажные сваи для удержания земснаряда в процессе работы на одном месте, вспомогательное оборудование и механизмы.
По способу отделения грунта от материка различают земснаряды непосредственного всасывания, у которых отделение грунта происходит за счет больших скоростей потока воды между наконечником и грунтом, а также механическим и гидравлическим рыхлением грунта, причем наиболее распространены земснаряды первой группы с фрезерным или роторно-ковшовым оборудованием.
Транспортирование грунта от земснаряда может быть рефулерное либо самоотвозными снарядами. В первом случае гидросмесь (пульпа) к месту укладки перекачивается по трубопроводу; во втором — землесосные снаряды транспортируют грунт в собственных трюмах или в баржах, а выгружают его через донные люки.
По роду силовой установки земснаряды делятся на земснаряды с электроприводом от внешних источников питания и снаряды с дизель-электрическим приводом.
По способу перемещения различают снаряды свайно-якорные, якорные, и безъякорные. В гидротехническом строительстве получили распространение свайно-якорные снаряды.

Гидромониторы, землесосы и пульпопроводы

Гидромонитор представляет собой устройство для создания компактной струи воды, выходящей из его насадки под большим давлением, и для направления струи в нужную точку забоя. Чем ближе от насадки (сопла гидромонитора до поверхности забоя, тем эффективнее разрушающая сила струи, однако чрезмерное приближение его к забою не допускается ввиду возможности обвалов забоя, которые могут вызвать повреждение установки и травмировать машиниста, управляющего гидромонитором. Более безопасно применение гидромониторов с дистанционным управлением.
Гидромонитор с дистанционным управлением состоит из основного ствола с насадкой (соплом), соединенных посредством шарового шарнира с коленом, которое, в свою очередь, соединено посредством цилиндрического шарнира с нижним коленом. К. последнему присоединен патрубок, подключаемый к напорному водоводу. Изменение положения ствола гидромонитора в горизонтальной плоскости обеспечивается гидроцилиндрами, а в вертикальной плоскости — гидроцилиндром. Масса монитора на грунт передается через салазки. Гидромониторы снабжаются комплектом сменных насадок для изменения скорости струи при разработке грунтов разной твердости. В комплект входят насадки диаметрами 75, 90, 100, 110 и 125 мм. Оператор (гидромониторщик) управляет водобойным снарядом с пульта управления, находящегося на расстоянии до 50 м. Пульт представляет собой установку с гидрораспределителями, связанными с гидроцилиндрами гибкими шлангами.

Общие сведения о гидромеханическом способе разработки грунта

Общие сведения о гидромеханическом способе разработки грунта
При гидромеханическом способе разработки грунта все технологические операции процесса — отделение грунта от массива, захват, транспортирование к месту укладки и укладка — выполняются за счет энергии потока воды.
В строительном производстве гидромеханическая разработка грунта применяется при возведении намывов насыпей плотин и дамб, планировке больших площадей, образовании выемок и др.
Разработка грунта гидротехническим способом может быть гидромониторной, землесосной и комбинированной.
При гидромониторном способе, применяемом в сухих забоях, грунт размывается струей воды, выбрасываемой под высоким давлением из насадки водобойного снаряда, называемого гидромонитором. Вода к гидромонитору подается по трубопроводу от насосной станции, располагаемой у ближайшего водоема.
Размытый грунт, смешиваясь с водой, образует пульпу, которая отводится самотеком непосредственно к месту укладки по лоткам (пульпопроводу) или стекает в приямок-зумпф, откуда перекачивается специальным грунтовым насосом (землесосом) по пульпопроводу к месту укладки. Консистенция пульпы поддерживается примерно 1:10 по объему, т. е. в 10 м3 пульпы грунта содержится 1 м3. Чтобы предотвратить выпадение грунта из пульпы,потоку должна быть сообщена определенная скорость. На месте укладки пульпа заливается на участок, огражденный земляными валами. При заливке поток теряет скорость, и грунт осаждается на заливаемой поверхности. Обволакивающие валы делаются из фильтрующего грунта, пропускающего воду и задерживающего частицы грунта.

Определение производительности многоковшовых экскаваторов

Теоретическая производительность многоковшового экскаватора зависит от геометрической вместимости ковша, измеряемой в литрах, и числа ковшей, разгружаемых за 1 ч работы экскаватора.
Эксплуатационная производительность определяется с учетом влияния разрыхления грунта и степени наполнения ковшей и коэффициента использования рабочего времени.
При приближенных подсчетах производительности многоковшовых экскаваторов можно пользоваться усредненными показателями производительности на 1 л вместимости ковша, равными для траншейных экскаваторов 1—4 м3/ч и для роторных 2—6 м3/ч.

Многоковшовые роторные экскаваторы

Многоковшовые роторные экскаваторы изготовляются двух видов: для продольного копания — траншейные и радиального копания — для рытья котлованов и вскрышных работ.
Роторные траншейные экскаваторы.
Экскаватор состоит из тягача и рабочего органа. Тягачом для экскаватора может быть серийный гусеничный трактор или специально изготовленный тягач из сборочных единиц и деталей серийных гусеничных тракторов.
Рабочий орган представляет собой ротор, на котором по внешней окружности смонтированы ковши с зубьями. Ротор направляется и поддерживается роликами, попарно установленными на раме. Для уширения траншей служат боковые фрезы.
Ленточный транспортер, помещенный внутри верхней внутренней части ротора, имеет в вертикальной плоскости криволинейное очертание. Благодаря такой форме обеспечивается необходимая дальность отброса грунта. Все сборочные единицы рабочего органа смонтированы на специальной металлической раме, которая своей передней частью подвешена к основной раме, тягача. Для подъема и опускания рабочего органа служат тяга и гидроцилиндры, установленные в верхней части основной рамы тягача.
В кинематическую цепь передачи движения рабочему органу входят: редукторы, соединенные цепной передачей, и открытая цепная передача из двух ступеней,шарнирно связанных между собой шестерней, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом ковшового ротора.
Роторные экскаваторы изготовляются для рытья траншей.
При необходимости изготовления траншей с откосами применяют шнекороторные и двухроторные многоковшовые экскаваторы.
Шнекороторный экскавато образовывает за один проход траншею трапециевидного профиля при помощи перемещаемого тягачом рабочего органа, состоящего из ротора, шнековых откосников и отвальных конвейеров. Положение ротора относительно дна траншеи определяется колесами.

Многоковшовые цепные экскаваторы

Многоковшовые цепные экскаваторы изготовляются двух видов: с продольным копанием — траншейные и с поперечным копанием — для работы в карьерах.
Траншейный экскаватор состоит из основной рамы, силового оборудования, трансмиссии, ходового оборудования, рабочего оборудования и транспортера. На нижней раме смонтированы двигатель, коробка передач, механизм подъема ковшовой рамы, транспортер. Верхняя рама имеет изогнутые направляющие, на верхние полки которых опираются ролики, поддерживающие ковшовую раму.
Подъем и опускание ковшовой рамы осуществляется лебедкой с полиспастом, неподвижные блоки которого расположены на верхней раме. Ковшовая цепь получает движение при помощи цепной передачи от вала к звездочке поперечного вала в верхней части ковшовой рамы.
Для уменьшения прогиба цепей с ковшами, на экскаваторе на раме предусмотрены поддерживающие катки.
Для производства работ ковшовую раму опускают на грунт. При движении ковшовой цепи ковши зубьями разрабатывают грунт и поднимают его в бункер. При проходе ковшовых цепей вокруг звездочек верхнего поперечного вала происходит перегрузка грунта на ленточный транспортер. При необходимости выполнения траншей трапециевидного сечения (с откосами) пример няют траншейные многоковшовые экскаваторы с откосниками (уширителями).
Многоковшовым цепным траншейным экскаватором ЭТЦ-401 с установкой шнеков-откосообразователей
можно рыть траншеи комбинированного профиля: низ траншеи имеет очертания прямоугольника с шириной основания 1,2 м, высотой 0,8 м, откуда начинаются откосы; общая глубина отрываемой траншеи составляет 4 м при ширине траншеи поверху 3,8 м.

Область применения и классификация многоковшовых экскаваторов

Многоковшовые экскаваторы, в отличие от одноковшовых, являются машинами непрерывного действия. Рабочим органом этих машин являются ковши, укрепленные на бесконечной двойной цепи, обегающей ковшовую раму, или же укрепленные по периметру вращающегося ротора.
Благодаря непрерывности процесса копания снижаются инерционные нагрузки на рабочем органе и обеспечивается производительность в 1,5—2 раза большая, чем у одноковшовых экскаваторов на единицу установленной мощности.
В строительном производстве многоковшовые экскаваторы применяются для рытья траншей, каналов, разработки грунта на вскрышных работах, а также для добычи строительных материалов в карьерах.
По назначению и способу производства работ многоковшовые экскаваторы разделяются на траншейные продольного копания и роторные; карьерные цепные поперечного копания и роторные радиального копания.
У многоковшовых экскаваторов продольного копания рабочий орган расположен в плоскости движения машины, а у экскаваторов поперечного копания рабочий орган расположен в плоскости перпендикулярной к движению машины.
Технические требования на траншейные экскаваторы, типы и основные параметры определены ГОСТ 19618—74*. Основные размеры и параметры многоковшовых карьерных экскаваторов поперечного копания на рельсовом ходу установлены ГОСТ 7390—69.