Машины для земляных работ в гражданском строительстве используют при рыхлении плотных, скальных и мерзлых грунтов, планировании строительных площадок, подготовке оснований под дороги и проезды, разработке котлованов под фундаменты зданий и сооружений, рытье траншей открытым способом при прокладке городских коммуникаций и строительстве подземных сооружений, копании ям и приямков, зачистке дна и откосов земляных сооружений, обратной засыпке котлованов и траншей после возведения фундаментов и укладки коммуникаций, уплотнении грунтов и т. п.
Машины осуществляют разработку грунтов тремя основными способами:
- механическим, при котором грунт отделяется от массива пассивными и приводными (активными) режущими органами — ножами, зубьями, скребками, клиньями, резцами, фрезами и т. п.;
- гидромеханическим, при котором грунт разрушается в открытом забое направленной с помощью гидромонитора струей воды под давлением до 6 МПа или всасыванием предварительно разрушенного (гидромонитором или фрезой) грунта со дна реки или водоема грунтовым насосом-землесосом;
- взрывным, при котором разрушение грунта (породы) происходит под давлением расширяющихся продуктов сгорания (газов), взрывчатых веществ.
Иногда применяют комбинированные способы разработки грунтов, например взрывной (предварительное рыхление) в сочетании с механическим (последующая разработка землеройной машиной с ножевым или ковшовым рабочим органом).
В настоящее время около 95% земляных работ в строительстве осуществляется механическим способом.
При выполнении земляных работ используют широкую номенклатуру различных по назначению, конструкции и принципу действия машин, которые разделяются на: – машины для подготовительных работ; – землеройно-транспортные; – экскаваторы; – бурильные; – для бестраншейной прокладки коммуникаций; – для гидромеханической разработки грунта; – для уплотнения грунтов.
Землеройные машины
Различают землеройные машины — одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, землеройно-транспортные машины — бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы; машины для уплотнения грунта, работающие по принципу укатывания, трамбования и вибрационного действия, — катки, трамбовки, вибрационные машины.
Экскаваторы
1.Многоковшовые экскаваторы применяются для рытья траншей, каналов, добычи глины и других, нерудных строительных материалов в карьерах.
Организация работ по сооружению земляного полотна участка железной дороги
... работ при возведении земляного Полотна (по названию ведущей машины): бульдозерный (возводит насыпи из резервов высотой до 2м, разрабатывает выемки и перемещает грунт ... ремонтом земляного полотна. 1. Основные технические условия и правила сооружения земляного полотна К подготовительным работам ... перемещения грунта. Распределение объемов земляных масс. В курсовой работе принимают, что грунт при ...
По назначению многоковшовые экскаваторы разделяются на траншейные, карьерные и ирригационные; по способу работы — на экскаваторы продольного копания и экскаваторы поперечного копания. На открытых горных работах применяются полноповоротные роторные экскаваторы большой производительности.
Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего органа делятся на роторные и цепные. Рабочий орган экскаваторов первой группы представляет собой вращающееся относительно своей горизонтальной оси рабочее колесо (ротор), на котором укреплены ковши.
Ковши многоковшовых цепных экскаваторов закрепляются на цепях, образующих криволинейный замкнутый контур.
Применение значительного количества ковшей рабочего органа экскаватора обеспечивает непрерывное копание грунта, уменьшает необходимые усилия, снижает инерционные нагрузки и способствует повышению производительности машины.
Рис.1. Многоковшовые цепные (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 привода рабочего органа; 11 — ковшовый ротор
2.Одноковшовые экскаваторы копают грунт и перемещают его движением ковша. Усилие к ковшу передается от двигателя через трансмиссию. Сам экскаватор при этом остается на месте (одноковшовый экскаватор) или медленно передвигается (многоковшовый экскаватор-канавокопатель).
Экскаваторы перемещают грунт на небольшие расстояния (только на длину рабочего органа).
Их используют для копания грунта и отгрузки его тут же в отвал или для копания и погрузки грунта в транспортные средства при перевозке на большие расстояния.
Одноковшовый экскаватор — наиболее распространенная и универсальная землеройная машина. Она состоит из ходового оборудования, поворотной платформы, рабочего оборудования. На поворотной платформе устанавливают один или несколько двигателей.
Ходовое оборудование одноковшового экскаватора предназначено для перемещения экскаватора в забое по мере выработки грунта и на небольшие расстояния в пределах строительной площадки. Ходовое оборудование одноковшовых экскаваторов бывает гусеничное, пневмоколесное, шагающее. Для специальных работ применяют плавающие экскаваторы, устанавливаемые на понтонах.
Гусеничное ходовое оборудование одноковшовых экскаваторов не предназначено для длительного передвижения на большие расстояния, так как при этом быстро изнашивается и преходит в негодность. Поэтому на расстояние более 15 км гусеничные экскаваторы перевозят специальным транспортом на трейлерах, по железной дороге или водным путям.
Пневмоколесные одноковшовые экскаваторы с ковшом емкостью 0,2—0,4 м3 могут своим ходом перемещаться с большой скоростью на значительные расстояния и широко применяются для выполнения небольших объемов работ.
Разработка концепций развития одноковшовых экскаваторов
... строительных рабочих привели к созданию в 1832-1836 гг. американцем Отисом первого парового одноковшового экскаватора (рисунок 3.3). Рисунок 3.3 - Первый паровой экскаватор на железнодорожном ходу Экскаватор был ... перспективе перейти к наиболее управляемым и высокопроизводительным непрерывным технологиям разрушения грунта и его транспортировки. Аналитический этап 3.1 Общие положения Целью ...
Шагающие экскаваторы для передвижения имеют выдвигающиеся лыжи. Шагающий ход применяют на экскаваторах большой -мощности, предназначенных для работы в слабых грунтах.
На раме ходового оборудования устанавливают поворотное устройство с поворотной рамой экскаватора. Поворотное устройство состоит из роликов или шариков, находящихся между двумя кольцевыми дорожками, и работает как шариковый или роликовый подшипник. На верхнем кольце устанавливают поворотную платформу, которая вращается при помощи двух зубчатых колес. Малое зубчатое колесо вращается в подшипниках, установленных в платформе. Большое зубчатое колесо закреплено на раме ходового устройства.
На поворотной платформе размещается двигатель, трансмиссия, кабина машиниста и рабочее оборудование.
В зависимости от выполняемой работы на одноковшовые экскаваторы устанавливают различное рабочее оборудование, показанное на рис. 11.
Прямая лопата — основной вид рабочего оборудования, наиболее часто применяемый для разработки грунта и погрузки его в автосамосвалы или землевозные тележки, на железнодорожные платформы или в отвал. Обратная лопата может быть установлена взамен прямой лопаты, причем у большинства универсальных экскаваторов для монтажа обратной лопаты используют ковш, рукоять, стрелу, блоки прямой лопаты.
Обратную лопату применяют при рытье котлованов и траншей для укладки труб.
Драглайн применяют для разработки грунта и погрузки его в отвал.
Погрузка грунта драглайном в-транспортные средства производится редко, так как ковш подвешен на канатах, которые при разгрузке покачиваются и выгрузка в точно назначенное место (например, кузов автомашины) затруднена. При помощи драглайна отрывают котлованы, каналы, отсыпают из резерва железнодорожные насыпи, добывают полезные ископаемые.
Экскаватор-кран со стрелой драглайна используют на строительстве для монтажа сооружений.
Кроме названных видов сменного рабочего оборудования, экскаваторы используют
грейфер для погрузочно-разгрузочных работ и для разработки колодцев; корчеватель для удаления пней; струг для планировки; скребок и засыпатель для котлованов.
Кроме того, к стреле экскаватора может быть подвешена трамбующая плита для уплотнения грунта, металлический шар, или клин-молот для разрушения мерзлых грунтов, старых дорожных покрытий и зданий, подлежащих сносу.
Рис. 2. Сменное рабочее оборудование универсального одноковшового экскаватора
Универсальные строительные экскаваторы изготовляют различных размеров с ковшами емкостью от 0,15 до 2,5 м3 и применяют в зависимости от объема выполняемых работ.
Карьерные и вскрышные одноковшовые экскаваторы на уширенном гусеничном и шагающем ходу выпускают с ковшами емкостью от 2 до 25 мъ и более. Например, экскаватор ЭШ 25/100 имеет ковш емкостью 25 м3 при длине стрелы 100 м. Новокраматорский завод осваивает экскаватор значительно большей мощности и производительности.
Эти машины предназначены главным образом для открытой разработки полезных ископаемых.
Большая маневренность ковша одноковшового экскаватора и значительные усилия, разиваемые на зубьях, позволяют использовать одноковшовые экскаваторы для разработки неоднородных грунтов с твердыми включениями. Многоковшовые экскаваторы с большим успехом применяют для разработки однородных грунтов.
Обоснование выбора комплекта оборудования для разработки траншеи ...
... операция совершается при установке отвала под углом к продольной оси, близким к 45 o. Таким методом могут вестись работы при засыпке траншей, разработке выемок на косогорах, разравнивании валиков грунта и т.п. ...
Для бесперебойной работы экскаваторов обоих типов размер твердых включений в грунтах не должен превышать 0,20—0,25 ширины ковша. При больших размерах включений многоковшовые экскаваторы работать не могут, а у одноковшовых экскаваторов снижается производительность.
При благоприятных условиях (однородный грунт, однотипная работа и пр.) целесообразно использовать многоковшовые экскаваторы. Кроме того, управление одноковшовым экскаватором требует постоянного участия машиниста, управление же многоковшовым экскаватором почти автоматизировано, так как требует только периодического вмешательства для регулирования, направления, пуска, остановки и постоянного наблюдения за работой машины.
3.Бульдозер
Бульдозер принадлежит к ряду спецтехники. Чаще всего он представляет собой колесный либо гусеничный трактор, оснащенный специальным рабочим органом. В его роли обычно выступает отвал. Отвал располагается вне колес бульдозера. Он может быть не только прямолинейным, но и криволинейным.
Основной задачей бульдозеров является перемещение и планировка грунтов, а также послойное капание земли.
Наиболее часто бульдозер можно встретить при выполнении такого вида задач, как добыча полезных ископаемых. Это связано с тем, что его довольно удобно использовать в карьерах и местах имеющих значительные неровности. Кроме того, использование бульдозеров довольно часто наблюдается при строительстве каналов, недвижимости, а также во время проведения строительно-ремонтных дорожных работ.
В зависимости от типа отвала бульдозеры различают:
- с неповоротным отвалом
- с поворотным отвалом
- с универсальным отвалом
В первом случае неповоротный отвал на бульдозере устанавливается перпендикулярно главной оси машины. В отличие от него, поворотный отвал можно устанавливать, как и в предыдущем варианте, так и диагонально. Причем он может иметь наклон в любую сторону от основной оси.
Универсальный отвал представляет собой конструкцию, состоящую из двух частей. Они соединяются между собой на шарнирах и устанавливаются к оси под небольшим наклоном или перпендикулярно. Чаще всего бульдозеры с универсальным отвалом носят название путеукладчиков.
Существует также разделение бульдозеров по типу привода. Наиболее часто встречаются модели с канатным, гидравлическим и электромеханическим приводом.
Рис. 3. Бульдозер ДЗ-54:
1 — базовый трактор; 2 — гидроцилиндры поворота отвала; 3 — отвал; 4 — козырек; 5 — ножи; 6 — толкающие брусья; 7 — раскос; 8 — опорный шарнир
Базой бульдозера (рис.3) является трактор, оборудованный толкающей рамой, на которую навешен жесткий управляемый отвал, предназначенный для срезания грунта и его перемещения волоком. В транспортном положении отвал поднят над поверхностью земли, и бульдозер может передвигаться, не касаясь грунта отвалом. При движении трактора вперед для разработки грунта отвал опускают, его передняя, оснащенная ножами, кромка срезает слой грунта и перемещает его.
