РЕФЕРАТ
Тема: Машины дляземляных работ
Содержание
1. Машины для земляных работ
2. Многоковшовые экскаваторы
3. Бульдозеры
4. Скреперы
1. Машины для земляныхработ
Земляные работы являютсясоставной частью строительства большинства инженерных сооружений.
Они включают в себя:отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей,плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей подразличные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных ивертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпямижелезных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, длязакладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т.д.
Машины для земляных работпо назначению разделяют на:
- землеройные, предназначенные длявыполнения одной операции — отделения грунта от массива (экскаваторы);
- землеройно-транспортные, которые нетолько отделяют грунт от массива, но и перемещают его (бульдозеры, скреперы);
- специальные, предназначенные дляуплотнения грунтов (катки, трамбовки, виброуплотнители), для свайных работ(вибропогружатели, дизельмолоты).
Машины для земляных работразличают также по виду привода (электрический, внутреннего сгорания,гидравлический, комбинированный), но ходовому оборудованию (гусеничные,пневмоколесные, шагающие, рельсовые), по климатическому исполнению (обычное,северное, тропическое), по условиям воздействия на грунт (периодическогодействия, когда технологические операции выполняются последовательно или с частичнымсовмещением; непрерывного действия, когда все операции выполняются одновременнои непрерывно).
При открытом способестроительства метрополитена наибольшее применение получили одноковшовыеэкскаваторы — самоходные машины периодического действия, предназначенные дляразработки грунта, погрузки его в транспортные средства и укладки в отвал иливозводимое земляное сооружение.
Сменное рабочееоборудование одноковшовых экскаваторов (рис.1) предназначено для выполненияразличных земляных работ. Прямая лопата (рис.1, а) служит для разработки грунта,расположенного выше уровня стоянки экскаватора, в процессе копания ковшдвижется вверх от экскаватора.
Обратная лопата (рис.1,б) служит для разработки грунта, находящегося ниже уровня стоянки, при этомковш движется вверх в сторону экскаватора. Драглайн (рис.1, в) предназначен дляразработки грунта ниже уровня стоянки; его ковш, имеющий гибкую подвеску настреле, движется вверх в сторону экскаватора.
Грейфер (рис.1, г) — этогрузозахватное приспособление с поворотными челюстями, предназначенное длявыемки грунта из-под воды, погрузки и разгрузки сыпучих и мелкокусковыхматериалов, разработки узких и глубоких траншей, выемки грунта при проходкестволов способом опускной крепи в тиксотропной оболочке и производстве работспособом «стена в грунте».
Для разработки грунтаслоями, параллельными поверхности забоя, используют машины послойного резания — бульдозеры и скреперы. Эти машины не только роют, но и транспортируют грунт нанекоторое расстояние, поэтому их называют также землеройно-транспортнымимашинами. Работа таких машин возможна на грунтах, обладающих достаточнойнесущей способностью и хорошим сцеплением с колесами или гусеницами. Впереувлажненных грунтах работа таких машин невозможна, поэтому в них предварительнопроводят искусственное водопонижение.
экскаваторбульдозер скрепер
/>
Рис. 1. Сменное рабочееоборудование одноковшовых экскаваторов:
а — прямая лопата; б — обратнаялопата; в — драглайн, г — грейфер; д — копер для забивки свай; е — грузоподъемный кран; ж — струг; э — рыхлитель грунта
2. Многоковшовыеэкскаваторы
Многоковшовые экскаваторыприменяются для рытья траншей, каналов, добычи глины и других, нерудныхстроительных материалов в карьерах.
По назначениюмногоковшовые экскаваторы разделяются на траншейные, карьерные и ирригационные;по способу работы — на экскаваторы продольного копания и экскаваторыпоперечного копания. На открытых горных работах применяются полноповоротныероторные экскаваторы большой производительности.
Многоковшовые экскаваторыпо конструкции рабочего органа делятся на роторные и цепные. Рабочий органэкскаваторов первой группы представляет собой вращающееся относительно своейгоризонтальной оси рабочее колесо (ротор), на котором укреплены ковши.
Ковши многоковшовыхцепных экскаваторов закрепляются на цепях, образующих криволинейный замкнутыйконтур.
Применение значительногоколичества ковшей рабочего органа экскаватора обеспечивает непрерывное копаниегрунта, уменьшает необходимые усилия, снижает инерционные нагрузки испособствует повышению производительности машины.
/>
Рис.2. Многоковшовыецепные (а) и роторные (б) экскаваторы
1 — ходовая часть; 2 — двигатель; 3 — цепная передача; 4 — бункер; 5 — ковши; 6 — ковшовая цепь; 7 — ковшовая рама; 8 — транспортер; 9, 10 — механизмы для подъема и приводарабочего органа; 11 — ковшовый ротор
3. Бульдозеры
Бульдозер принадлежит кряду спецтехники. Чаще всего он представляет собой колесный либо гусеничныйтрактор, оснащенный специальным рабочим органом. В его роли обычно выступаетотвал. Отвал располагается вне колес бульдозера. Он может быть не толькопрямолинейным, но и криволинейным.
Основной задачей бульдозеровявляется перемещение и планировка грунтов, а также послойное капание земли.
Наиболее часто бульдозерможно встретить при выполнении такого вида задач, как добыча полезныхископаемых. Это связано с тем, что его довольно удобно использовать в карьерахи местах имеющих значительные неровности. Кроме того, использование бульдозеровдовольно часто наблюдается при строительстве каналов, недвижимости, а также вовремя проведения строительно-ремонтных дорожных работ.
В зависимости от типаотвала бульдозеры различают:
с неповоротным отвалом
с поворотным отвалом
с универсальным отвалом
В первом случаенеповоротный отвал на бульдозере устанавливается перпендикулярно главной осимашины. В отличие от него, поворотный отвал можно устанавливать, как и в предыдущемварианте, так и диагонально. Причем он может иметь наклон в любую сторону отосновной оси.
Универсальный отвалпредставляет собой конструкцию, состоящую из двух частей. Они соединяются междусобой на шарнирах и устанавливаются к оси под небольшим наклоном илиперпендикулярно. Чаще всего бульдозеры с универсальным отвалом носят названиепутеукладчиков.
Существует такжеразделение бульдозеров по типу привода. Наиболее часто встречаются модели сканатным, гидравлическим и электромеханическим приводом.
/>
Рис. 3. Бульдозер ДЗ-54:
1 — базовый трактор; 2 — гидроцилиндры поворота отвала; 3 — отвал; 4 — козырек; 5 — ножи; 6 — толкающиебрусья; 7 — раскос; 8 — опорный шарнир
Базой бульдозера (рис.3)является трактор, оборудованный толкающей рамой, на которую навешен жесткийуправляемый отвал, предназначенный для срезания грунта и его перемещенияволоком. В транспортном положении отвал поднят над поверхностью земли, ибульдозер может передвигаться, не касаясь грунта отвалом. При движении тракторавперед для разработки грунта отвал опускают, его передняя, оснащенная ножами,кромка срезает слой грунта и перемещает его.
4. Скреперы
Скрепером называетсяземлеройно-транспортная машина, приводимая в движение тягачом или собственнымдвигателем и предназначенная для послойного срезания грунта, транспортированияи разгрузки его, производимой в большинстве случаев (кроме моделей с разгрузкойназад) с последующими разравниванием и предварительным уплотнением.
С учетом основныхпризнаков скреперы классифицируются:
1. По емкости ковша (м3)- на скреперы малой емкости, с ковшом емкостью до 5; скреперы средней емкости,с ковшом емкостью до 6-15; скреперы большой емкости с ковшом емкостью более 15;
2. По способу загрузки — на заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия базовоготягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типуотносятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу — элеваторные,гребковые, роторные.
3. По способу разгрузки — на машины со свободной, принудительной и полупринудительной (комбинированной)разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковшаосуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах спринудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощьюзадней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкойчасть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть спомощью принудительной очистки.
4. По типу привода — намашины с канатным, электромеханическим и гидравлическим приводом.
Канатный привод состоитиз следующих узлов: механической лебедки, системы полиспастов и направляющихблоков, а также рычагов управления. Электрический привод состоит изэлектродвигателя, шестеренчатого редуктора и зубчатого реечного механизма. Кэлектромеханическому приводу следует отнести также привод, состоящий изэлектролебедки и канатно-блочного механизма. Гидравлический привод включаетнасос, бак с жидкостью, гибкие шланги и гидрораспределитель.
5. По способуагрегатирования — на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.
Прицепной скрепербуксируется гусеничным или двухосным колесным трактором. Полуприцепной скрепернаходится в сцепке с гусеничным или двухосным колесным трактором (тягачом)передней частью (хоботом) через опорно-сцепное устройство.
Самоходный скреперпредставляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетическойустановкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в томчисле и управление рабочими органами.
6. По типу тягача илисамоходного оборудования — на колесные и гусеничные. Самоходные скреперы, какправило, выполнены на пневмоколесном ходу.
7. По типу трансмиссий — на механические, гидромеханические, электрические и гидростатические.
/>
Рис.4. Принципиальныесхемы скреперов со скребковым конвейером: а набор грунта; б — выгрузка грунта
/>
Основным узлом скрепераявляется ковш 5 с двумя боковыми стенками и днищем, опирающийся на колеса 7.
К подножевой плите ковшакрепят сменные двухлезвийные ножи 2 — два боковых и средние. Ковш снабженвыдвижной задней стенкой 10для принудительной разгрузки, а в передней части — заслонкой Л, поднимающейся при наборе и выгрузке грунта.
Заслонка служит длярегулирования щели при загрузке ковша и закрывает ковш при транспортированиигрунта
Ковш двумя шарнирами 4соединен с тягой П-образной рамой 3, жестко соединенной с хоботом 13.
Гидравлическая системауправления рабочим оборудованием обеспечивает подъем-опускание ковша 5,заслонки 11, выдвижение задней стенки 10 и возврат ее в исходное положение спомощью трех пар гидроцилиндров 6, 9 и 12.
Насосы гидросистемырабочего оборудования приводятся в действие от коробки отбора мощности базовоготягача.
Раздельное управлениегидроцилиндрами осуществляется золотниковым распределителем, установленным вкабине машиниста.
Свежеуложенный грунт вземляном сооружении должен быть уплотнен во избежание самопроизвольногоизменения геометрической формы и просадок. Для понижения водопроницаемостиземляного сооружения применяют искусственное уплотнение грунтов.
Способ уплотнения грунтови число приложений нагрузки зависят от свойств грунта: связности, влажности,гранулометрического состава, требуемой степени уплотнения.
Для уплотнения связных ималосвязных грунтов применяются укатка и трамбование, для несвязных грунтов — укатка и вибрация.
По принципу действиямашины, применяемые в строительстве для уплотнения грунта, разделяются намашины статического, ударного действия и вибрационные.
По способу передвижениягрунтоуплотняющие машины делятся на прицепные и самоходные.
К машинам статическогодействия относятся прицепные и самоходные катки.
Прицепные катки могутбыть гладкими и кулачковыми (225). Более интенсивное уплотнение производятпоследние. Такие катки могут создавать давление до 75 кГ/см2.
Тяжелые прицепныекулачковые катки изготовляют с двумя дышлами для работы на насыпях челночнымспособом с перецепкой. В этом случае необходимость в устройстве съездов снасыпи для разворота катка отпадает.
Секционный полуприцепнойпневмокаток является более совершенной машиной для уплотнения грунта. Катокпредставляет собой прицепную упряжную раму, с которой шарнирно соединеныотдельные металлические сварные секции, заполняемые балластом. Каждая секцияопирается на колесо с пневматической шиной.
Секция имеет два донныхлюка с крышками для разгрузки балласта. В вертикальном направлении секции могутперемещаться независимо друг от друга. Это обеспечивает постоянную передачудавления каждым колесом на грунт.
Вертикальное перемещениесекций относительно друг друга может достигать 300 мм. Буксировку загруженногобалластом катка выполняют одноосным тягачом. Выпускаются пневмоколесные катки иприцепными, буксируемыми трактором. Имеется конструкция прицепного катка,секции которого выполнены из железобетона. Выпускаются катки весом 10, 25 и 42т.
К недостаткам прицепныхсекционных катков следует отнести то, что они не могут производить работучелночным способом; при работе на насыпях для их разворота необходимоустраивать съезды и пандусы. Самоходный каток на пневмомашинах имеетпреимущество перед прицепным катком в том, что он может перемещаться по узкимнасыпям челночным способом.
Рабочим органомсамоходного катка являются передние управляемые и задние ведущие пневмоколеса.Их размещают так, чтобы следы колес одной оси перекрывали промежутки междуследами колес другой оси. Таким образом получается сплошная полоса укатываемогогрунта.