Технология строительного производства (стр. 14 )

Рисунок 3.8 – Определение основных характеристик экскаваторов с гидравлическим приводом: а – с прямой лопатой; б – с обратной лопатой;

в – с грейферным оборудованием; г – с оборудованием типа «драглайн».

Основные технические характеристики экскаваторов основываются прежде всего на определении параметров земляного объекта строительства, объема земляных работ и сравнении полученных данных с нормативными характеристиками машин приведенных в таблицах приложений.

Производительность экскаватора и других землеройных и землеройно-транспортных машин определяется по формуле:

,

(3.18)

где: Т, Тц – соответственно время работы машины, время цикла экскавации; q – геометрическая вместимость ковша (земляной призмы); Кн, Кр, Кв – соответственно коэффициенты наполне­ния ковша, разрыхления грунта, использования времени в тече­ние смены.

Работа при максимальных вылетах стрелы (Rтах) приводит к быстрому износу машины, поэтому принимаются оптимальные ра­бочие параметры (R0), составляющие 90% показанных на рисунке 5.7 максимальных значений:

Ro = 0.9Rmax,

(3.19)

Экскаватор с прямой лопатой (рисунок 3.9, а) в основ­ном используется при разработке выемок в сухих и маловлажных грунтах, что связано с необходимостью съезда на дно выемки. Применяют продольные лобовые (рисунок 3.9, б-г) или боковые (рис. 5.14, д) проходки с погрузкой грунта в транспортное сред­ство, которое обычно размещают непосредственно в забое. Для выезда и въезда транспорта устраивают наклонные пандусы с уклоном 10... 15°.Нормальная ширина лобовой проходки В (рисунок 3.9 в) определяется по формуле:

,

(3.20)

где: R0 – оптимальный радиус резания; Ln – длина передвижки, т. е. расстояние, на которое передвигается экскаватор после разра­ботки грунта с предыдущей стоянки.

Наряду с проходками нормальной ширины (1,5 - 1,9)R0 из-за условий работы могут применяться узкие проходки (до 1,5 R0) и уширенные проходки (2... 2,5)R0. В зависимости от ширины про­ходки лобовые забои подразделяются на узкие, нормальные и уши­ренные. Из-за большого угла поворота стрелы производительность экскаватора, работающего в узком забое, бывает ниже, чем при работе в нормальных и уширенных забоях.

При боковой проходке (рисунок 3.9, д) транспорт подается под погрузку сбоку выработки, что уменьшает угол поворота стрелы экскаватора и способствует повышению его производительности.

а)  г)

б)  в)  д)

Рисунок 3.9 – Схемы разработки выемок экскаватором «прямая лопата»:

а – общий вид; б, в, г – лобовые проходки: соответственно узкая, нормальной ширины и уширенная; д – боковая проходка.

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, разрабатывают выемки торцевыми (лобовыми) и боковыми про­ходками (рисунок 3.10), располагаясь выше дна забоя, что позволяет использовать их при разработке увлажненных и мокрых грунтов, с погрузкой в транспортное средство или в отвал.

Транспорт может подаваться по дну выемки или поверху с одной или двух сторон. Глубина забоя определяется длиной ру­кояти экскаватора. Ширина торцевой проходки при двухсторон­ней погрузке самосвалов (1,6... 1,7)R0, при односторонней – (1,2... 1,5)R0. При работе в отвал ширина проходки бывает мень­ше – (0,5 ...0,8)R0 При боковой проходке автотранспорт под по­грузку может подаваться по верху или по дну котлована, с правой или левой стороны (рисунок 3.10,б).

 

а)  б)

Рисунок 3.10 – Схема бокового забоя экскаватора - обратная лопата:

а – план; б – поперечный разрез

 

а)  б)

Рисунок 3.11 – Схема лобового забоя экскаватора– обратная лопата:

а – план; б – продольный разрез

Рисунок 3.12 – Технологическая схема разработки выемок обратной лопатой:

1 – экскаватор; 2 – самосвал; 3 – вешки

Экскаваторы с грейферным ковшом применяют при разработке узких или глубоких выемок (траншей, колодцев) в мяг­ких и сыпучих грунтах, в том числе при высоком уровне грунто­вых вод. Ковш может быть установлен на рукояти или подвешен на решетчатой стреле, грунт набирается с использованием гид­равлического привода или врезания в грунт тяжелого ковша (рисунок 3.13).

Рисунок 3.13 – Грейферный ковш:

а – грейфер опущен на грунт; б – захват грунта; в – подъем заполненного грунтом грейфера; г – разгрузка грейфера; 1,2 – канаты; 3, 8 – головки; 4 – тяга; 5 – блок; 6 – челюсть; 7 – оттяжной канат-успокоитель

Гидравлическая система привода позволяет раз­рабатывать плотные грунты легкими ковшами, что дает возмож­ность за один цикл экскавации набирать в ковш больше грунта. Производительность экскаваторов с таким оборудованием значи­тельно повышается.

Драглайн (рисунок 3.14) применяют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора, без съезда на дно выемки, по­этому наличие грунтовых вод не влияет на работу машины.

Драглайн используют для рытья сравнительно больших котло­ванов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.

При применении драглайна выемку грунта можно осуществ­лять лобовыми или боковыми проходками. Поскольку ковш под­вешен на канате, то при загрузке он раскачивается и забрасывает­ся на расстояние радиус забоя Л3, превышающее длину стрелы; часто используют челночные способы работы (рисунок 3.14 а, б).

При поперечно-челночном способе самосвал загружается по­переменным черпанием ковша с обеих сторон кузова. При про - дольно-челночном грунт набирается перед задним бортом кузова самосвала. Угол поворота стрелы экскаватора при погрузке по продольно-челночной схеме приближается к 0, а при поперечно - челночной — к 15...20°. Во время разгрузки движение ковша не прекращается, благодаря чему продолжительность цикла экска­вации снижается на 20...26%.

   

а)  б)  в)

Рисунок 3.14– Разработка грунта экскаватором драглайн способами:

а – поперечно-челночным; б, в – продольно-челночным

1 – подъем ковша; 2- опускание ковша при наборе грунта; 3 – разгрузка ковша; 4 - автосамосвал

Экскаваторы с телескопической стрелой (рисунок 3.15) работают так же, как экскаваторы, оборудованные обратной ло­патой. Однако кроме обычных экскавационных работ с помощью этого оборудования можно выполнять зачистные и планировоч­ные работы, что является преимуществом при разработке мелких рассредоточенных земляных сооружений. Для увеличения скорос­ти передвижения с объекта на объект существуют экскаваторы на пневмоходу. Механизм втягивания стрелы у них приспособлен для копания грунта, планировки и зачистки поверхностей, погрузки сыпучих материалов и штучных грузов.

Рисунок 3.15 – Разработка грунта экскаватором с телескопической стрелой способом «на себя»

Погрузчики на гусеничном и пневмоколесном ходу (рисунок 3.1б), как и прямая лопата, работают выше уровня сто­янки машины движением ковша от себя. Вместимость ковша по­грузчика в 1,5...2 раза больше вместимости ковша прямой лопаты, что позволяет существенно повысить производительность экскава­тора. Движение режущей кромки отвала по прямолинейной гори­зонтальной траектории позволяет планировать площадку, на кото­рой работает машина. Благодаря возможности перемещения грун­та на небольшие расстояния работа одноковшовых погрузчиков бывает особо эффективной в стесненных условиях. Ковш напол­няется ступенчатым, экскавационным, раздельным и совмещен­ным способами (рисунок 3.15).

У экскаваторов непрерывного действия все операции по разра­ботке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоковшовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания. У первых направление движения рабочего органа (ротора, ков­шовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вто­рых оно перпендикулярно направлению движения машины. У тре­тьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).