Типовые структуры комплектов машин и технологические схемы  

        выполнения комплексно-механизированных земляных работ

  2.2.1 Землеройные машины

    Для разработки выемок большой глубины используются экскаваторы. При комплексно-механизированной разработке грунта кроме ведущей землеройной машины (одноковшового экскаватора) в комплект также включаются вспомогательные машины для транспортировки грунта. В качестве вспомогательных машин используются: автосамосвалы, железнодорожный транспорт, конвейеры и др.

Технологические возможности экскаватора зависят от вида рабочего оборудования.

Экскаваторы с рабочим оборудованием «прямая лопата» (рисунок 2.1) целесообразно применять для разработки выемок выше уровня стоянки экскаватора и при отсутствии грунтовых вод или незначительном их притоке, а также при разработке грунтов с погрузкой в транспорт.

При разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора и обводнённых грунтов - предпочтительнее применять экскаваторы с рабочим оборудованием «обратная лопата», «грейфер» «драглайн» (рисунки 2.2, 2.3, 2.4).  

1-ходовая тележка; 2-противовес; 3-капот; 4-кабина; 5,8,9-гидроцилиндры стрелы, ковша и рукояти; 6-стрела; 7-рукоять; 10-ковш; 11-поворотная платформа

Рисунок 2.1-Гусеничный экскаватор с оборудованием «прямая лопата»

1-ходовая тележка; 2-поворотная платформа; 3-карот; 4-силовая установка; 5-кабина; 6-стрела; 7,9,11-гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 8-рукоять; 10-ковш

Рисунок 2.2-Гусеничный экскаватор с оборудованием «обратная лопата»

1,7-гидроприводы; 2-рукоять; 3-головная часть стрелы; 4-гидроцилиндр рукояти; 5,11-тяги; 6-базовая часть стрелы; 8 поворотная головка; 9-рама; 10-ползун; 12-челюсть ковша; 13-зубья ковша; 14-оси

Рисунок 2.3- Гусеничный экскаватор с оборудованием «грейфер»

1-подъёмный полиспаст; 2-стрела; 3,5,6- подъёмный, разгрузочный, тяговый канаты; 4-ковш; 7-система направляющих блоков

Рисунок 2.4- Гусеничный экскаватор с оборудованием «драглайн»

Разработку грунта в глубоких траншеях с креплением вертикальных стенок, а также в колодцах - рациональнее использовать грейферный ковш экскаватора.

Разработка грунта и место стоянки экскаватора располагается в пространстве, называемым экскаваторным забоем. Профили экскаваторных забоев и их основные геометрические параметры представлены на рисунке 2.5.

Выемка, образующаяся в результате последовательной разработки грунта при периодическом движении экскаватора в забое, называется экскаваторной проходкой. В зависимости от расположения экскаватора и его перемещения в процессе разработки различают лобовую (торцовую) и боковую проходки. Схемы различных проходок экскаваторов представлены на рисунках 2.6 и 2.7.

 а,б,в,г - прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер с канатно-блочным управлением;

д,е,ж -  прямая лопата, обратная лопата, грейфер с гидравлическим управлением ;

R _К -радиус копания;   R в – радиус выгрузки;   +Н – высота копания;   -Н – глубина копания; Н _В –высота выгрузки  

Рисунок 2.5 – Профили забоев экскаваторов с различным рабочим оборудованием

 а, б) – лобовая(торцовая) проходка с односторонним и двусторонним расположением транспорта;  в) - уширенная лобовая проходка с движением экскаватора «зигзаг»;  г) - поперечно-торцовая проходка;  д ) - боковая проходка;   е) - разработка котлована по ярусам; I,II,III,IY –яруса разработки; 1-экскаватор; 2-автосамосвал; 3-направление движения транспорта

 Рисунок 2.6-Схемы экскаваторных проходок с рабочим оборудованием «прямая лопата»

а) - лобовая проходка;  б) - уширенная лобовая проходка;  в) -поперечно-торцовая проходка;      г) - боковая проходка;  д) – разработка котлована двумя лобовыми проходками;

 I и II – последовательность проходок;   1-экскаватор; 2-автосамосвал.

Рисунок 2.7 - Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «драглайн» и

                   «обратная лопата»:

Для разработки выемок постоянного профиля и большой протяжённости рационально применять многоковшовые экскаваторы. Они используются для разработки больших котлованов, траншей, прокладки каналов. Рабочий орган таких экскаваторов выполнен в виде ковшового ротора (роторный экскаватор) или рамы с ковшовой цепью (цепной экскаватор). Схемы работы многоковшовых экскаваторов и профили траншей представлены на

рисунке 2.8.

        а) - экскаватор с ковшовой цепью; б) - роторный экскаватор;   в, г, д) – профили траншей, разрабатываемых многоковшовыми экскаваторами;  1-базовая машина; 2-система управления рабочим органом; 3-ковшовая цепь; 4-ковшовый ротор; 5-ленточный транспортёр;

                Рисунок 2.8 - Схемы работы многоковшовых экскаваторов                           

2.2.2 Землеройно – транспортные машины

Землеройно-транспортные машины выполняют послойную срезку грунта, перемещение его на незначительное расстояние и укладку слоями равномерной величины. По типу рабочего органа эти машины делятся на ножевые и ковшовые. К ножевым относятся бульдозеры и автогрейдеры, к ковшовым – скреперы.

Практикой установлены перечисленные в таблице 2.1 рациональные схемы движения скреперов.   

Таблица 2.1 – Схемы траекторий движения скреперов

Продолжение таблицы 2.1

а) - зигзаг; б) - эллипс; в) - «восьмёрка»; г) - спираль;  д) - челночно-поперечная; е)- челночно-продольная;                  -набор грунта;        - разгрузка грунта

                       Рисунок 2.10 - Траектория движения скреперов:   

    Бульдозеры (рисунок 2.11) предназначены для широкого комплекса земляных работ: возведения насыпей высотой до 2 м из одно- или двусторонних резервов; разработки грунтов в выемках с перемещением их на 50-150м; разработки грунтов котлованов под фундаменты и траншеи; срезки грунта на косогорах; нарезки кюветов и неглубоких водоотводных канав; засыпки пазух; котлованов; траншей, резервов, ям и оврагов, планировки площадок и т.д.

1 – отвал; 2 – универсальная рама; 3 – толкатель с раскосом; 4 – гидроцилиндр; 5 – трактор

Рисунок 2.11 - Бульдозер ДЗ – 109:

Бульдозеры широко используют в комплекте с экскаваторами, скреперами, грейдер-элеваторами и другими землеройными машинами.

Резание грунта необходимо производить при возможно большей толщине стружки. Оно осуществляется прямоугольным, клиновым и гребенчатым способами. При разработке выемки наиболее производительная работа бульдозера достигается при движении его под уклоном 10-15⁰. Перемещать грунт из выемки в насыпь рекомендуется: при расстоянии до 50м – по траншейной схеме без промежуточного вала; при расстоянии перемещения от 50 до100м – с накоплением грунта в промежуточных валах двумя или тремя бульдозерами, движущимся рядом. В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и отсыпки грунта, а также от условий прибегают к различным схемам движения бульдозеров (рисунок 2.12).

 а) - из одностороннего резерва; б) - из двухстороннего резерва; в) - зачистка дна котлована;                                             г) - зачистка дна котлована в плане.    

                                     Рисунок 2.12 - Возведение насыпи бульдозерами

 2.3 Методики выбора и расчёта технико - эксплуатационных