Машини для грунторийних робіт

Будь-який будівельний процес починається з виробництва грунтових робіт, розробки грунту, переміщенню його або навантаження на транспортні засоби. Так, для влаштування основ або фундаментів будь-якої будівлі чи споруди відривають котловани необхідних розмірів і глибини, а для прокладки зовнішніх мереж трубопроводів – траншеї. Іноді, для влаштування таких споруд, як греблі, дамби або дороги, влаштовують насипу, причому з укаткою грунту. Всі вони по суті є земляними спорудами, які по тривалості служби можуть бути тимчасовими і постійними. Тимчасові (котловани, траншеї) влаштовуються тільки на період будівництва будівель, споруд, мереж трубопроводів, а потім засипаються грунтом, а постійні (греблі, дамби, канали) розраховані на тривалий термін експлуатації.

Грунтові роботи по своїй питомій вазі в загальних обсягах будівельних робіт є найбільш масовими і трудомісткими, і тому з ними впоратися ручними способами не представляється можливим. При їх виконанні вкрай необхідні механізовані способи робіт шляхом застосування спеціальних машин.

Машини для земляних робіт за призначенням поділяють на:

1. Грунторийні, призначені для виконання однієї операції-відділення грунту від масиву. До таких машин відносять одноковшові екскаватори (циклічного дії) і багатоковшові (безперервної дії). Найбільше застосування мають одноковшові екскаватори, які виконують близько 40 % всього обсягу грунторийних робіт.

2. Грунторийно-транспортні, які не тільки відокремлюють грунт від масиву, але і переміщають його. Основні грунторийно-транспортні машини – бульдозер і скрепер, які за один цикл розробляють грунт, переміщують його, розвантажують в насип і повертаються в забій в порожньому стані.

Бульдозери призначені для розробки і переміщення грунту на відстань до 100 м, зведення насипів висотою до 2 м, розробки виїмок, засипки траншей після укладання комунікацій, планування будівельних майданчиків, очищення доріг і трас (корчування пнів, валка дерев, зрізування рослинного шару і т. п.), планування укосів. На базі бульдозерів застосовують розпушувачі, мають навісні чи причіпні робочі органи у вигляді зуба або декількох зубів для пошарового руйнування і розпушування важких і мерзлих грунтів глибиною до 1,5 м.

Скрепери – найбільш високопродуктивні грунторийно-транспортні машини; використовуються при уривку котлованів і плануванні поверхонь. В даний час застосовують причіпні (з об’ємом ковша 3, 7 і 8 м.) скрепери. Застосування причіпних і напівпричіпного скреперів найбільш ефективно при транспортуванні грунту на відстань до 1000 м, а самохідних – до 3000 м. Cкреперами ведуть розробку, транспортування і укладання грунтів 1 і 2 груп по труднощі розробки (піщаних, супіщаних, суглинних, глинистих та ін, не мають валунів, з домішкою гальки та щебеню не більше 10 %).

3. Спеціальні, призначені для ущільнення грунтів (котки, трамбувальники, віброущільнювачі).

Адже, як відомо, довговічність земляних споруд у більшій мірі залежить від якості ущільнення грунтів, яке виконується при планувальних роботах, зведенні насипів, зворотних засипках траншей і фундаментів. З метою отримання найбільшої щільності покладеного грунту, найменшою фільтраційної здатності і зменшення наступних осад грунт укладають і ущільнюють з дотриманням певних технологічних вимог.

Для ущільнення грунтів залежно від фізико-механічних властивостей можуть бути використані два види ущільнюючих впливів статичне і динамічне.

Машини статичного дії призначені для пошарового ущільнення грунту під дією власної ваги. До них відносяться:

- самохідні катки з гладкими вальцями – для остаточного ущільнення грунтових доріг і майданчиків, гравійних, щебеневих, чорних і асфальтобетонних покриттів доріг;

- причіпні кулачкові котки – для пошарового попереднього ущільнення зв’язних грунтів;

- причіпні, напівпричіпні і самохідні катки на пневматичних шинах – для пошарового ущільнення грунтів, гравійно-щебеневих матеріалів, а також асфальтобетонних сумішей.

Машини динамічної дії призначені для пошарового ущільнення грунту під дією виникаючої сили або маси падаючого вантажу. До них відносяться:

- самохідні та причіпні вібраційні катки – для ущільнення як незв’язних, так і зв’язкових грунтів на глибину 0,6-1,2 м. Крім того самохідні катки застосовуються для ущільнення асфальтобетонних і дрібно-гравійних покриттів тротуарів, проїздів, при ремонті доріг;

- віброплити – для ущільнення незв'язних насипних грунтів гравійно-щебеневих матеріалів шаром до 0,6 м при невеликих обсягах і в обмежених умовах;

- трамбувальні машини – для ущільнення важких зв’язних грунтів на глибину до 1,2 м при будівництві земляного полотна, будівельних майданчиків, підходів до мостів та ін.

4. Для пальових робіт (віброзаглиблювачі, дизель-молоти).

Найбільш поширеним видом грунторийних машин є одноковшові будівельні екскаватори. Вони служать для розробки грунту і переміщення його у відвал або для навантаження в транспортні засоби. Розробляють вони грунти I... IV груп і розпушені мерзлі або скельні грунти. Крім того, екскаватори застосовують на сваєбійних, вантажно-розвантажувальних, монтажних та інших роботах, використовуючи різні види змінного робочого обладнання.

Одноковшеві екскаватори відносяться до машин циклічної дії. Робочий процес включає операції набору грунту, повороту навантаженого ковша, до місця вивантаження, вивантаження грунту в транспортний засіб або у відвал і установки ковша і вихідне положення. Сукупність зазначених операцій – робочий цикл.

Одноковшеві екскаватори класифікують за призначенням, конструкції ходового пристрою, виду і підвісці робочого обладнання, типу робочих органів та іншими ознаками.

За призначенням одноковшові екскаватори поділяють на: будівельні, будівельно-кар’єрні, кар’єрні, розкривні та тунельні. Будівельні та будівельно-кар’єрні екскаватори є універсальними і застосовуються для виконання різних робіт в будівництві (уривка котлованів і траншей, розробка кар’єрів будівельних матеріалів, виконання навантажувальних і інших робіт). Кар’єрні екскаватори використовують для видобутку корисних копалин відкритим способом; розкривні – для зняття верхнього шару грунту або гірської породи при підготовці кар’єрів до розробки; тунельні – для роботи під грунтом при будівництві підземних споруд і видобутку корисних копалин.

У одноковшових екскаваторів можуть бути різні типи ходового пристрою: гусеничне, пневмоколісне, крокуюче, рейкового типу, спеціальне і комбіноване. Для будівельних екскаваторів найбільш характерним є гусеничний і пневмоколісний ходовий пристрій.

Ходовий пристрій гусеничного типу, призначене для пересування екскаватора в межах будівельного майданчика. Воно складається з рами і з’єднаних з нею двох гусеничних візків. При передислокації з об’єкта на об’єкт гусеничні екскаватори перевозять на спеціальному причепі за допомогою автотягача.

Пневмоколісне ходове обладнання забезпечує більшу мобільність: при передислокації з об’єкта на об’єкт екскаватор може переміщатися своїм ходом або на жорсткому зчепленні за тягачем (при цьому повинен бути відключений привід ведучих коліс і гідроциліндр управління поворотом передніх коліс). Оскільки жорсткість пневмоколісного ходового устаткування невисока, при роботі обов’язково потрібно використовувати виносні опори для розвантаження колеса збільшеного опорного контуру.

За призначенням одноковшові екскаватори підрозділяють на універсальні і спеціальні.

Універсальні екскаватори оснащені декількома видами змінного робочого обладнання, а спеціальні оснащені тільки одним видом такого обладнання.

Змінне робоче устаткування одноковшових екскаваторів призначено для виконання різних грунтових робіт. Пряма лопата служить для розробки грунту, розташованого вище рівня стоянки екскаватора, в процесі копання ковш рухається вгору від екскаватора.

Пряма лопата (рис.5.7) широко застосовується в гідравлічних екскаваторах 4 -ї - 6 -ї розмірних груп і на екскаваторах з механічним приводом. Нею розробляють грунти I-III категорії в інтервалі температур від - 40 до + 40 °С.

Основними елементами робочого устаткування є стріла 6, рукоять 7, ковш 10 і гідроциліндри: підйому стріли 5, повороту рукояті 9 і повороту ковша 8. На екскаваторі можуть встановлюватися як поворотні, так і неповоротні ковші. Поворотні значно розширюють можливості екскаватора, забезпечуючи крім розробки грунту планування забою. У випадку встановлення неповоротного ковша гідроциліндр 8 служить для відкривання днища ковша при вивантаженні грунту.

1 – ходова візок; 2 – противага; 3 – силова установка; 4 – кабіна; 5, 8, 9 – гідроциліндри стріли, ковша і рукояті; 6 – стріла; 7 – рукоять; 10 – ковш; 11 – платформа

Рисунок 5.7 – Гідравлічний екскаватор з прямою лопатою

Зворотна лопата (рис. 5.8) служить для розробки грунту, що знаходиться нижче рівня стоянки, при цьому ковш рухається вгору в сторону екскаватора.

1 – ходова візок; 2 – поворотна платформа; 3 – силова установка; 4 – труба вихлопних газів; 5 – кабіна; 6 – стріла; 7, 9, 11 – гідроциліндри рукояті, ковша і стріли; 8 – рукоять; 10 – ковш

Рисунок 5.8 – Екскаватор гідравлічний з зворотною лопатою

Зворотна лопата є основним робочим обладнанням для гідравлічних екскаваторів 2 -ї – 5 -ї розмірних груп. Екскаватор із зворотною лопатою призначений для розробки грунтів I - III категорії і попередньо розпушених мерзлих і міцних грунтів нижче рівня стоянки екскаватора та виконання вантажно-розвантажувальних робіт в інтервалі температур від - 40 до + 40 С.

При роботі зворотною лопатою реалізуються великі зусилля копання, так як відсіч грунту сприймається не тільки масою робочого обладнання, а й масою всієї машини. Крім того, поліпшена наповнюваність ковша і точність вивантаження за рахунок повороту його відносно рукояті, можливо застосування широкого спектру подовжених стріл і рукоятей і профільних ковшів для очищення кюветів, каналів і т.д.

За конструктивним виконанням зворотну лопату з гідроприводом випускають декількох різновидів, але основними її складальними елементами (рис. 5.8) є моноблочна (Г подібна) або складена стріла 6, рукоять 8, ковш 10 зворотної лопати та гідроциліндри 11, 7, 9 підйому стріли, повороту рукояті і ковша.

Стріла зворотної лопати зварена з листової легованої сталі. Вона шарнірно закріплена в проушинах поворотної платформи, до якої приєднані також гідроциліндри 11 підйому стріли. Штоки гідроциліндрів шарнірно з’єднані зі стрілою, при висуненні штоків змінюється кут нахилу стріли по відношенню до платформи.

Рукоять шарнірно підвішена в головній частині стріли. В її задній частині шарнірно закріплений шток гідроциліндра 7 повороту рукояті. З іншого боку гідроциліндр пов'язаний зі стрілою. Висування або втягнення штока гідроциліндра забезпечує поворот рукояті щодо стріли по або проти годинникової стрілки. У передній частині рукояті шарнірно встановлений ковш 10, який вільно може повертатися за допомогою гідроциліндра, 9. Для збільшення кута повороту ковша гідроциліндр пов’язаний з ним спеціальним шарнірним багатозвенніком.

Зворотну лопату постачають змінними ковшами різної форми і місткості. Ковші зворотної лопати найчастіше виготовляють звареної конструкції без відкривається днища. Верхній пояс ковша має посилення. У районі ріжучої кромки передньої стінки приварені кишені для установки зубів, кількість яких залежить від ширини ковша і виду робіт, для яких вони призначені. Нерідко зуби встановлюють і на бічних стінках, переважно при розробці грунту в траншеях. Ці зуби підрізають стінки траншеї, виключаючи заклинювання в ній ковша. Передня стінка в нижній частині має перфорацію для видалення води при розробці перезволожених грунтів.

При установці на екскаваторах складовою стріли основна і подовжує її частини з’єднуються між собою шарнірно, але для виключення їх повороту один щодо одного між ними встановлюють додаткову тягу. Тяга має кілька фіксованих положень, що дозволяє при необхідності змінювати кут між основною в подовжуючій частині стріли.

Розробляють грунт поворотом рукояті щодо стріли або поворотом ковша щодо рукояті.

Зворотна лопата екскаватора з механічним (канатним) приводом (рис. 5.9) дещо відрізняється від зворотної лопати екскаватора з гідравлічним приводом.

Ковш 9 (рис. 5.9) до рукояті 7 кріпиться нерухомо, що досягається установкою реактивних тяг 8 між задньою стінкою ковша і держаком. Робітники руху ковша забезпечуються зміною довжин тягового 10 і піднімального 6 поліспастів.

1 – ходовий пристрій; 2 – поворотна платформа; 3 – стійки; 4, 6 – канати; 5 – стійки блоків; 7 – рукоять; 8 – тяги реактивні; 9 – ковш зворотної лопати; 10 – канат тяговий

Рисунок 5.9 – Гусеничний екскаватор 3-ї розмірної групи з механічним приводом і робочим обладнанням "зворотна лопата"

Драглайн (рис. 5.10) призначений для розробки грунтів переважно нижче рівня стоянки екскаватора. Завдяки подовженій гратчастій стрілі драглайн може працювати на великому радіусі копання, тому він застосовується при уривку великих котлованів, риття каналів в іригаційному будівництві та виконанні вантажно-розвантажувальних робіт на сипучих матеріалах. Це єдиний вид робочого обладнання, що монтується виключно на екскаваторах з механічним приводом.

Робоче обладнання включає стрілу гратчастого типу, ковш драглайна 8, тяговий 9 і підйомний 7 канати. Підйомний канат огинає головний блок 6 стріли і навиваєтся на барабан підйомної лебідки. Тяговий канат прямує роликовим пристроєм (наводкою) 1 і навиваєтся на барабан тягової лебідки. Ковш підвішений до тягового і підіймального канатів за допомогою ланцюгів, причому між гілками підйомних ланцюгів встановлена ​​розпірка, що забезпечує вільне переміщення ковша при розвантаженні. Для того щоб ковш розвантажити, його перекидають, послаблюючи розвантажувальний канат.

1 – наводка; 2 – канат; 3 – блок; 4 – канат; 5 – стріла; 6 – блок; 7 – канат; 8 – ковш драглайна; 9 – канат.

Рисунок 5.10 – Схема драглайна

Грейфер (рис. 5.11) застосовують для уривки котлованів, траншей, колодязів та виконання вантажно-розвантажувальних робіт. Грейфери, використовувані на екскаваторах з гідравлічним приводом, мають жорстку підвіску. Це дозволяє створювати необхідні зусилля напору при врізання і ефективно розробляти щільні грунти.

1 – базова частина стріли; 2 – тяга; 3 – гідроциліндр рукояті; 4 – головна частина стріли; 5 – рукоять; 6 – поворотна головка; 7 – рама; 8 – повзун; 9 – тяги; 10 – щелепа ковша; 11 – зуби ковша; 12 – осі

Рисунок 5.11 – Робоче обладнання грейфера

Для навішування грейфера використовують базову 1 і головну частину 4 стріли, пов’язані тягою 2, і рукоять 5 зворотної лопати. Ковш грейфера складається з двох щелеп 10 із зубами 11 і двох тяг 9. В механізм підвіски ковша входить рама 7, поворотна головка 6, гідроциліндр розташований усередині рами, і повзун 8. Ширина щелеп ковша залежить від умов використання. Грейферний ковш залежно від умов повороту в плані може кріпитися до рукояті трьома способами: неповоротним, неповноповоротним і повноповоротним. При будь-якому вигляді з’єднання ковша може розгойдуватися в поздовжньому і поперечному напрямках.

При копанні вихідне положення щелеп грейферного ковша – розімкнене. Необхідне напірне зусилля створюється гідроциліндрами 3 управління держаком. Замикаються щелепи гідроциліндром, розташованим всередині рами. Поворотна головка забезпечує поворот ковша в горизонтальній площині на 180 °, що підвищує експлуатаційні можливості обладнання.

При уривку глибоких (до 30 м) колодязів застосовують грейферних обладнання на напірної штанзі, розроблене для екскаваторів 5 -ї і 6 -ї розмірних груп.

При обладнанні грейфером екскаватора з механічним приводом на ньому монтують подовжену гратчасту стрілу (рис. 5.12). Щелепи ковша замикають тяговим канатом, а висоту змінюють підйомним канатом.

1, 2 – барабани; 3 – тяговий канат; 4 – підйомний канат; 5 – стріла; 6 – тяги щелеп ковша; 7 – грейфер; 8 – відтяжка

Рисунок 5.12 – Схема грейфера з механічним приводом

Недолік грейферного обладнання з канатним управлінням полягає в тому, що щільність розробляється грунту залежить від його маси, тому основна область їх застосування вантажно-розвантажувальні роботи на сипучих матеріалах.

а – пряма лопата; б – зворотна лопата; в – драглайн, г – грейфер; д – копер для забивання паль; е – вантажопідйомний кран; ж – струг; е – розпушувач грунту

Рисунок 5.13 – Змінне робоче обладнання одноковшових екскаваторів

Додатково може монтуватися бурове, сваєбійне, кранове та інші види обладнання.

За типом підвіски робочого обладнання (рис. 5.14) розрізняють екскаватори з гнучкими елементами (переважно канатами) для утримання і приведення в дію робочого обладнання (гнучка підвіска) і з жорсткими елементами – переважно гідравлічними циліндрами (жорстка підвіска).

а – з гнучкою підвіскою; б – з жорсткою підвіскою

Рисунок 5.14 – Класифікація екскаваторів по типу підвіски робочого обладнання

Конструктивні особливості робочих органів визначаються їх призначенням. За основним призначенням застосовуються робочі органи ковшового, грейферного і розпушувального типів, проте слід зазначити, що екскаватори, будучи найбільш універсальними з усіх будівельних машин, мають більш сорока видів змінного робочого обладнання.

По можливості повороту платформи екскаватори підрозділяють на повно- і неповноповоротне. На повноповоротних екскаваторах поворот робочого обладнання в плані не обмежений. Неповноповоротні екскаватори випускають в якості навісного робочого обладнання на колісному тракторі, тому кут по ворота поворотною колонки обмежений і становить 150-240 °. Для розширення виробничих можливостей у даний час за кордоном освоєно випуск повноповоротних екскаваторів з поворотною колонкою.

Всі одноковшові екскаватори, за винятком неповноповоротних, незалежно від виду робочого обладнання і типу підвіски мають однакову структурну базу (рис. 5.15), що включає поворотну платформу 5, силову установку 2, опорно-поворотний пристрій 6, ходовий пристрій 8, противагу 1, кабіну оператора 3, робоче обладнання 4, 7 і механізми пересування і повороту.

1 – противага; 2 – силова установка; 3 – кабіна; 4, 7 – труба вихлопних газів; 5 – поворотна платформа; 6 – опорно-поворотний пристрій; 8 – ходовий пристрій

Рисунок 5.15 – Базова частина одноковшового екскаватора і основні види змінного робочого обладнання

Вибір типу екскаваторів, його моделі і виду робочого обладнання виробляють виходячи з грунтових і кліматичних умов, обсягів і термінів виробництва робіт, параметрів земляних споруд, дальності транспортування грунту та ряду інших факторів.

Основними положеннями при виборі екскаватора також є: вибір раціональної схеми роботи; вибір раціональних технологічних параметрів вибою; раціональне використання взаємодіючих машин (екскаваторів і самоскидів).

Наприклад, гусеничні екскаватори рекомендується застосовувати на зосереджених обсягах земляних робіт, коли не вимагаються часті перебазування; при роботі на слабких грунтах; при розробці скельних грунтів, де пневматичні шини швидко виходять з ладу.

Пневмоколісні екскаватори доцільно застосовувати на грунтах з високою несучою здатністю і на розосереджених обсягах робіт, а також у міських умовах, де потрібна часта перебазування машин власним ходом.

Екскаватори на спеціальному шасі автомобільного типу доцільно застосовувати на розосереджених роботах (будівництві доріг, опор ліній електропередачі, трубопроводів і т. п.).

Екскаватори з навісним робочим обладнанням на пневмоколісних тракторах доцільно застосовувати в умовах бездоріжжя і на розосереджених об’єктах.

Багатоковшові або як їх ще називають траншейні екскаватори – це грунторийні машини, що виконують всі операції технологічного циклу (розробку грунту, транспортування його на поверхню і вивантаження у відвал або транспортний засіб) одночасно.

Вони є самохідними гвинтовими машинами безперервної дії, які при своєму поступальному русі відривають позаду себе подовжню виїмку – траншею певної глибини і ширини. На відміну від одноковшових траншей постійно пересуваються під час роботи і відокремлюють грунт від масиву за допомогою групи непереривно рухаються по замкнутому контуру ковшів або скребків і одночасно евакуюють його в сторону від траншеї у відвал або в транспортні засоби за допомогою відвального пристрою. Таким чином, продуктивність траншейних екскаваторів, постійно пересуваються під час роботи і відокремлюють грунт від масиву за допомогою групи безперервно рухаються по замкнутому контуру ковшів або скребків, в 2-2,5 рази вище, ніж у одноковшових машин, при більш високій якості робіт і менших енерговитратах на 1 м³ розробленого грунту. Причому траншейні екскаватори здатні ефективно розробляти як немерзлі, так і мерзлі грунти. Типи і параметри траншейних екскаваторів визначені ГОСТом. В якості головного параметра приймається глибина відриваються траншів.

Спільно з іншими видами машин і допоміжного обладнання екскаватори безперервної дії утворюють технологічні комплекси, призначені для виконання різних видів робіт при будівництві нафто- і газопроводів, зрошувальних і осушувальних каналів, пристрої дренажних систем, закритих напірних водоводів, видобутку і переробці нерудних будівельних матеріалів, будівництві підземних кабельних ліній зв’язку та електропередач, інших комунікацій.

Траншейні екскаватори класифікують за такими основними ознаками:

- за типом робочого органу – ланцюгові (ЕТЦ) і роторні (ЕТР);

- за способом з’єднання робочого обладнання з базовим тягачом – з навісним і напівпричіпним робочим обладнанням;

- за типом ходового пристрою базового тягача – на гусеничні та пневмоколісні

- за типом приводу – з механічним, гідравлічним, електричним і комбінованим приводом.

Робочим органом ланцюгових екскаваторів (рис. 5.16) є однорядна або дворядний вільно провисающий нескінчений ланцюг 5, огинає похилу раму 7 і несе на собі ковші або скребки 6.

Рисунок 5.16 – Схема ланцюгового траншейного екскаватора

Робочим органом роторних екскаваторів (рис. 5.17) є жорсткий ротор (колесо) 12 з ковшами або скребками 11, що обертається на роликах 8 рами 9.

Рисунок 5.17 – Схема роторного траншейного екскаватора

Ширина відриваються траншей прямокутного профілю залежить від ширини ковша або скребка і розташування на них ріжучих елементів.

На один і той же базовий тягач можуть бути навішені змінні робочі органи з різною шириною і кількістю ковшів (скребків) для риття траншей з різними параметрами профілю. Для отримання трапецеїдального профілю робочі органи ланцюгового і роторного траншейного екскаватора обладнають активними і пасивними відкосоутворювачами.

Активні відкосоутворювачі двоколових траншейних екскаваторів (рис. 5.16, а) являють собою похило розташовані ланцюги 8 з поперечними різцями, які вчиняють зворотно-поступальний рух.

Пасивні відкосоутворювачі роторних машин виконані у вигляді двох похилих змінних ножів 13 (рис. 5.17, а), жорстко закріплених з боків рами ротора. Відкосоутворювачі застосовують при роботі в немерзлих грунтах з низькою несучою здатністю.

Для розробки мерзлих грунтів ланцюгові екскаватори обладнають спеціальними змінними робочими органами. Ковші роторних екскаваторів при розробці мерзлих грунтів оснащують спеціальними змінними зубами, армованими твердосплавними зносостійкими пластинами. Копання мерзлих грунтів ведеться на знижених швидкостях тягача та робочого органу, тому продуктивність екскаватора знижується в 3-5 разів.

Під час роботи ланцюг або ротор рухається в площині пересування тягача. Відділення грунту від масиву і заповнення ним робочого органу здійснюються в результаті повідомлення ланцюга або ротору двох суміщених рухів копання: основного – поступального щодо рами (для ланцюга) або обертального навколо своєї осі (для ротора) і руху подачі – поступального в напрямку руху машини. Основний рух сприяє відділенню шару грунту та направлено по дотичній до траєкторії копання. Рух подачі регулює товщину відокремлюваного шару грунту та направлено перпендикулярно (нормально) дотичному. Співвідношення швидкостей цих рухів визначає траєкторію руху ріжучих елементів робочого органу в поздовжньо-вертикальній площині, яка представляє собою похилу пряму у ланцюгових екскаваторів (рис. 5.16, б) і трахоіду у роторних (рис. 5.17, в).

Товщина стружки, відділена ланцюговим робочим органом, практично постійна по всій висоті вибою. Роторний робочий орган відокремлює стружку змінної товщини, що досягає максимального значення на рівні осі обертання ротора. Швидкість руху робочого органу і швидкість подачі (пересування машини) підбирають таким чином, щоб незалежно від глибини траншей забезпечувалося 100 % наповнення ковшів. Робоча швидкість пересування екскаваторів при копанні траншей безступінчасто регулюється в широкому діапазоні залежно від умов роботи, фізико-механічних властивостей грунтів і становить 5-800 м/год у ланцюгових машин і 10-500 м/год у роторних. Швидкість руху робочого органу багато в чому визначається способом розвантаження ковшів роторних екскаваторів і динамічними навантаженнями, що діють на ланцюг, у ланцюгових. Швидкість робочого органу ланцюгових машин не перевищує 2,4 м/с. Робочі органи сучасних траншейних екскаваторів мають кілька швидкостей руху, причому знижені швидкості використовують при копанні траншей у важких талих і мерзлих грунтах. На обох типах машин застосовують гравітаційний спосіб розвантаження під дією власної ваги грунту.

Розвантаження відокремленого від масиву і піднятого з траншеї грунту виробляється у двоколових екскаваторів на поперечний відвальний стрічковий конвеєр 3 (рис. 5.16, а) при повороті ковшів б або скребків щодо приводних зірочок 4 ланцюгів. Винесення піднятого скребками на поверхню грунту по обидві сторони від траншеї у одноколових екскаваторів здійснюється двома шнеками 9 (рис. 5.16, в) гвинтового відвального конвеєра, що приводиться в обертання від ланцюга робочого органу, або скребковим конвеєром. У роторних екскаваторів (рис. 5.17, а) грунт з ковшів 11 розвантажується при досягненні ними верхнього крайнього положення над поперечним відвальним стрічковим конвеєром 7, розташованим усередині ротора 12. Передчасного висипанню грунту з ковшів у внутрішню порожнину ротора при їх підйомі перешкоджає передній донний щит 6. Стрічкові конвеєри ланцюгових і роторних екскаваторів відкидають грунт в праву або ліву сторону паралельно траншеї у відвал або в транспортні засоби (рис. 5.16, а) і (рис. 5.17, в). Зазвичай конвеєри мають криволінійну форму, що в поєднанні з досить великою швидкістю стрічки (3,5...5 м/с) забезпечує необхідну висоту підйому і дальність викиду грунту.

Глибина відриваємо траншеї у ланцюгового і роторного екскаватора регулюється гідравлічним підйомним механізмом, яким здійснюється також переклад робочого органу з транспортного положення в робоче і навпаки. Робочий орган ланцюгового екскаватора з’єднаний з гідроциліндрами 1 (рис. 5.16, в) підйомного механізму системою важеля 2 і заглиблюється ними в грунт, утримується в заданому положенні і виглибляєтся з грунту примусово.

Робочий орган роторного екскаватора підвішений на пластинчастих ланцюгах 4 і 5 (рис. 5.17, а) підйомного механізму і заглиблюється в грунт до заданої відмітки підлогу дією власної сили тяжіння, a утримується в заданому положенні і виглубляєтся примусово гідроциліндрами 2 і 3. Незалежний примусовий підйом і опускання обох кінців робочого органу дозволяють заглиблювати ротор і виводити його з траншеї при нерухомо стоїть екскаваторі і вести роботи в обмежених міських умовах, що характеризуються наявністю густої мережі доріг, підземних комунікацій тощо. Задня частина робочого органу роторного екскаватора при копанні знаходиться і підвішеному стані або спирається на пневмоколеса. Позаду ротора встановлено захисний пристрій 10 для зачистки дна траншеї від обсипається грунту.

Що стосується позначення, для екскаваторів безперервної дії прийнята буквено-цифрова індексація. Буквена частина індексу характеризує тип робочого органу: ЕТР – робочий орган роторного типу; ЕТЦ – робочий орган ланцюгового типу. Дві перші цифри відображають глибину копання, дм; третя – порядковий номер моделі; для екскаваторів роторних стрілових перші три цифри – місткість ковша, л; четверта – порядковий номер моделі; для екскаваторів поперечного копання перші дві цифри – місткість ковша, л; третя – порядковий номер моделі. При модернізації після цифр додають літери по порядку російського алфавіту.

Наприклад, індекс ЕТР-252А позначає: екскаватор траншейний роторний з глибиною копання до 25 дм, друга модель, перша модернізація.

Основними напрямками подальшого вдосконалення екскаваторів безперервної дії є підвищення їх експлуатаційних характеристик (продуктивності і надійності), розширення універсальності і області застосування.

Продуктивність як одна з найважливіших експлуатаційних характеристик може бути підвищена шляхом збільшення одиничної потужності силових установок для приводу робочого обладнання та вдосконалення робочих процесів розробки в транспортування грунту.

За останні п’ять років потужність екскаваторів безперервної дії зросла в середньому на 20 %, а для окремих категорій (екскаватори-каналокопачі) – на 30-40 %.

Удосконалювання робочих процесів передбачає комплексний вплив на грунт робочими органами інтенсифікуючої дії, застосування інерційного способу розвантаження ковшей, використання ефекту обвалення грунту. Прийняття зазначених заходів веде не тільки до збільшення продуктивності, але і до зниження питомих показників застосування.

Надійність екскаваторів безперервної дії підвищують за рахунок використання сучасних комплектуючих виробів і матеріалів, досконаліших конструктивних рішень, а також високого рівня їх уніфікації.

Розширення універсальності і області застосування екскаваторів безперервної дії досягається використанням різних видів змінного робочого обладнання (наприклад, для раз работки мерзлих грунтів, уривки широких або вузьких траншей і т.д.).

При проектуванні та експлуатації екскаваторів безперервної дії розрізняють технічну продуктивність для кожної категорії грунтів і технічну продуктивність, усереднену за категоріями грунту.

При визначенні технічної продуктивності усередненої за категоріями грунтів, враховують частку грунту кожної категорії в загальній виробленні машин і продуктивність по кожній категорії.

Бульдозери представляють собою навісне обладнання на базовий гусеничний або пневмоколісний трактор (двовісний колісний тягач), що включає відвал з ножами, штовхає пристрій у вигляді брусів або рами і систему управління відвалом. Сучасні бульдозери є конструктивно подібними машинами, базові трактори та навісне обладнання яких широко уніфіковані.

Найбільш поширені бульдозери з неповоротним відвалом, з поворотним відвалом, бульдозери-розпушувачі, а також бульдозери-навантажувачі.

Бульдозери з неповоротними відвалами бувають з жорсткими (рис. 5.18, а) і шарнірними (рис. 5.18, б) штовхаючими брусами.

1 – відвал; 2 – несуча рама; 3 – гідроциліндр підйому; 4 – рукав; 5 – підрамник; 6 – поперечна балка; 7 – штовхаючий брус; 8 – трактор; 9 – ніж

Рисунок 5.18 а – Гусеничний бульдозер з неповоротним відвалом з жорсткими штовхаючими брусами

Бульдозер першого типу обладнаний відвалом 1, до якого жорстко приварені два штовхають бруса 7, охоплюють зовні базовий трактор 8. Бруси шарнірно встановлені на поперечній балці 6, болтами прикріпленою до рами трактора. Спереду до неї також прикріплений підрамник 5, до якого шарнірно через несучу рамку 2 підвішений один гідроциліндр 3 подвійної дії. До гідроциліндра підведені два рукави високого тиску 4, які з’єднують його з гідросистемою трактора. Вона складається з гідронасоса, гідророзподільника, гідробака і гідроліній. Подаючи тиск масла, розвивающе гідронасосом, в одну порожнину гідроциліндра, піднімають бульдозерний відвал, в іншу – опускають його. Відвал в зоні різання грунту обладнаний знімними ножами 9.

Бульдозер другого типу включає в себе прямокутні штовхають бруси 7, які з одного боку шарнірно за допомогою запряжних шарнірів 18 пов’язані з візками 16 трактора, з іншого – універсальними шарнірами – з відвалом 1.

Для збереження певного положення і різання грунту з мінімальними витратами енергії відвал з одного боку утримується гідророзкосом 19, з іншого – жорсткою тягою. Гідророзкіс приєднаний до гідросистеми трактора і здійснює перекіс відвалу в поперечній площині. Бульдозер обладнаний двома гідроциліндрами 3 підйому – опускання, які також пов’язані з гідроприводом трактора.

1 – відвал; 2 – несуча рама; 3 – гідроциліндр підйому; 4 – рукав; 5 – підрамник; 6 – поперечна балка; 7 – штовхаючий брус; 8 – трактор; 9 – ніж; 10 – двигун; 11 – муфта зчеплення; 12 – кабіна; 13 – коробка передач; 14 – задній міст; 15 – зірочка; 16 – гусеничний візок; 17 – гусениця; 18 – шарнір; 19 – гідророзкіс; 20 – універсальний шарнір; І – нижнє; ІІ – робоче; ІІІ – транспортне

Рисунок 5.18 б – Гусеничний бульдозер з неповоротнім відвалом з шарнірними брусами

Гідроциліндрами підйому-опускання 3 відвал встановлюють у нижнє І, робочий II, транспортне III і проміжні положення.

В якості базової машини може бути використаний трактор, тягач або спеціальне шасі. Двигун 10 трактора через муфту зчеплення 11 або гідротрансформатор приводить в дію коробку передач 13 і задній міст 14. Зірочки 15 передають обертання від двигуна гусеницях 17, які переміщують всю машину вперед або назад.

Кабіну 12 розміщують переважно в задній (у тракторів типу ДТ-5Н, Т- 4АП2, Т-170) або в середній (у трактора ДЕТ-250М2) частини, а також попереду машини з боку бульдозерного обладнання (у трактора Т-330).

Бульдозери з поворотним відвалом (рис. 5.19) відрізняються від бульдозера з неповоротним відвалом тим, що на базовий трактор 5 на запряжних шарнірах 6 кріплять охоплює раму 3. Попереду рами приварена кульова опора, на якій встановлено відвал 1, повертати ліворуч або праворуч по ходу руху машини.

По краях відвалу розташовують штовхачі 2, призначені для кріплення його до охоплює рамі. Переставляючи вручну штовхачі в кронштейнах на рамі, встановлюють відвал в праве положення по ходу машини, середнє або ліве. В середньому положенні відвалу бульдозер виконує такі ж роботи, як бульдозер з неповоротним відвалом, при бічних положеннях відвалу засипають траншеї або очищають сніг. Вертикальні переміщення відвалу виконують гідроциліндрами підйому-опускання 4. Відвал обладнаний середніми 8 і крайніми 7 ножами.

1 – відвал; 2 – штовхач з відкосом; 3 – рама; 4 – гідроциліндр; 5 – трактор; 6 – шарнір; 7,8 – ножі

Рисунок 5.19 – Гусеничний бульдозер з поворотним відвалом

Бульдозер-розпушувач (рис. 5.20) характеризується тим, що на трактори, обладнані бульдозером з неповоротним або поворотним відвалом, ззаду навішують гідравлічний однозубий або багатозубий розпушувач. До заднього мосту базового трактора 8 кріплять на шпильках опорну раму 7, на якій внизу шарнірно встановлена ​​рама 1, а вгорі тяга 5. До тягам шарнірно прикріплена робоча балка 4 так, що утворюється паралелограмний чотирьохзвенник.

1,7 – рами; 2 – наконечник; 3 – зуб; 4 – робоча балка; 5 – верхня тяга; 6 – гідроциліндр підйому; 8 – гусеничний трактор; 9 – бульдозерне обладнання

Рисунок 5.20 – Бульдозер-розпушувач

По діагоналі чотирьохзвенника встановлений гідроциліндр 6. У робочій балці закріплений зуб 3 прямокутного перерізу, на кінці якого встановлений швидкознімний наконечник 2.

Висуваючи шток гідроциліндра, піднімають робочу балку і зуб у верхнє положення, втягуючи шток – заглиблюють розпушувач в грунт. Завдяки паралелограмному чотирьохзвеннику зуб переміщається при підйомі по траєкторії, близькій до вертикалі. На важких бульдозерах-розпушувачів застосовують розпушувачі, у яких замість верхньої тяги встановлюють гідроциліндри, що забезпечують кутові переміщення робочої балки і зуба для отримання великих руйнують зусиль машин.

Бульдозер-навантажувач (рис. 5.21) агрегатують з колісним трактором або шасі. На базовому тракторі 1 нерухомо закріплена рама 6, що представляє собою дві вертикальні зовнішні стійки, жорстко з’єднані між собою. До рами шарнірно підвішують стрілу 2. Одна сторона стріли піднімається і опускається у вертикальній площині двома гідроциліндрами 5. На протилежному кінці стріли на двох шарнірах прикріплена рамка, яка повертається щодо стріли двома гідроциліндрами 3. До рамки кріплять бульдозерний відвал, навантажувальний ковш або інші види змінного робочого обладнання.

а – з бульдозерним отвором; б – з навантажуючим ковшом; 1 – трактор; 2 – стріла; 3,5 – гідроциліндр повороту відвала і підйому-опускання; 4 – відвал; 6 – рама; 7 – навантажуючий ковш

Рисунок 5.21 – Бульдозери-навантажувачі на колесному тракторі ''Білорус''

Скрепер є самохідною або причіпною (до гусеничного або колісного трактора, колісні тягачі) грунторийно-транспортною машиною, робочим органом якої служить ковш на пневмоколесах, забезпечений в нижній частині ножами для зрізання шару грунту.

Скрепери призначені для пошарового копання, транспортування, пошарового відсипання, розрівнювання і часткового ущільнення грунтів I...IV категорій при інженерної підготовки території під забудову, плануванн.і кварталів, зведення насипів, розробці широких траншей та виїмок під різні споруди та штучні водойми та ін.

Найбільш ефективно скрепери працюють на невологих середніх грунтах (суглинках, чорноземах), що не містять великих кам’янистих включень. При розробці скреперами важких грунтів їх попередньо рихлять на товщину зрізаної стружки. Головним параметром скреперів є геометрична місткість ковша (м³), яка лежить в основі типорозміру низки цих машин.

Скрепери класифікують:

- по місткості ковша – на машини малої (до 5 м³), середньої (5...15 м³) і великої (понад 15 м³) місткості;

- за способом завантаження ковша – з пасивним завантаженням рушійним зусиллям зрізаного шару грунту, з примусовим завантаженням за допомогою скребкового елеватора;

- за способом розвантаження ковша – з примусовим розвантаженням при висуненні стінки ковша вперед (основний спосіб), з вільним розвантаженням перекиданням ковша вперед по ходу машини;

- за способом агрегатування з тяговими засобами – на причіпні (рис. 5.22). До гусеничних тракторів і двохосьовим колісним тягачам; самохідні, що агрегатуються з одноосьовими (рис. 5.23) і двоосьовими (рис. 5.24) колісними тягачами;

- за способом управління робочим органом – з канатно-блоковим (механічним), гідравлічним і електрогідравлічним керуванням. Випускаються в даний час скрепери мають гідравлічну або електрогідравлічну систему управління робочим органом, яка забезпечує примусове опускання, підйом і розвантаження ковша, зміна глибини різання, підйом і опускання передньої заслінки ковша за допомогою гідроциліндрів подвійної дії. Примусове заглиблення ножів ковша і грунт дозволяє досить точно регулювати товщину зрізної стружки, скорочувати час набору грунту і ефективно розробляти щільні грунти.

1 – трактор; 2 – зчіпний пристрій; 3 – вісь; 4 – рама; 5 – задня стінка; 6 – заднє колемо; 7 – ковш; 8, 9 – ножі; 10 – заслінка

Рисунок 5.22 – Причіпний скрепер

Рисунок 5.23 – Самохідний одноосьовий скрепер

1 – трактор; 2 – сідельно-зчіпний пристрій; 3 – рама; 4 – ковш з заслінкою і задньою стінкою

Рисунок 5.24 – Самохідний двоосьовий скрепер

Робочий процес скрепера складається з наступних послідовно виконуваних операцій: різання грунту і наповнення ковша, транспортування грунту в ковші до місця укладання, вивантаження і укладання грунту, зворотний (холостий) хід машини у забій. При наборі грунту ножі опущеного на грунт ковша зрізають шар грунту товщиною h, який надходить в ковш при піднятій рухомій заслінці. Наповнений грунтом ковш на ходу піднімається в транспортне положення, а заслінка опускається, перешкоджаючи висипанню грунту з ковша. При розвантаженні ковша заслінка піднята, а грунт витісняється примусово з приспущеного ковша висунутою вперед задньою стінкою ковша, причому регульований зазор між ріжучою кромкою ковша і поверхнею землі визначає товщину з шару, що укладається грунту, який розрівнюється (планується) ножами ковша і частково ущільнюється колесами скрепера. При холостому ході порожній ковш піднято в транспортне положення, а заслінка опущена. Для збільшення тягового зусилля скрепера при наповненні ковша в щільних грунтах зазвичай використовують бульдозер-штовхач.

При наповненні ковша швидкість руху скреперів складає 2...4 км/год, при транспортному пересуванні 0,5...0,8 максимальної швидкості трактора або тягача.

У деяких моделей скреперів для зменшення опорів при роботі в ковші встановлюють похилий скребковий конвеєр (елеватор), що здійснює примусовий завантаження зрізаного ножем шару грунту в ковш і його вивантаження. Скрепери з елеваторної завантаженням найбільш раціонально використовуються на сипучих грунтах при виконанні невеликих обсягів робіт.

Автогрейдери являють собою самохідні планувально-профіліровочні машини, основним робочим органом яких служить повноповоротний грейдерний відвал з ножами, встановлений під кутом до поздовжньої осі автогрейдера і розміщений між переднім і заднім мостами пневмоколісного ходового устаткування.

При русі автогрейдера ножі зрізають грунт, і відвал зрушує його убік.

Грейдери і автогрейдери знайшли широке застосування в дорожньому будівництві: для планування дорожніх основ при спорудженні земляного полотна; зведення земляного полотна з бічних резервів у рівнинній місцевості (при висоті насипу до 0,5-0,75 м); пошарового розрівнювання грунту в насипах при роботі землерийних машин; для влаштування водовідвідних канав; планування укосів, узбіч, виїмок і насипів; переміщення грунту та дорожньо-будівельних матеріалів, ремонту та утримання грунтових і гравійних доріг; при залізничному, меліоративному, іригаційному і гідротехнічному будівництві, а також для очищення доріг і площ від снігу.

Для грейдерів і автогрейдерів робочий режим характерний низькими швидкостями (3-4,5 км/год). Холостий пробіг виконується при швидкості до 15 км/год, а транспортні швидкості досягають 30-45 км/год. Грейдери і автогрейдери, як правило, працюють на захватці довжиною 1-2 км (визначається фронтом робіт). Причіпні грейдери поділяють на легкі, середні і важкі. Легкі грейдери мають відвал довжиною 2500-3000 мм, середні 3000-3500, важкі 3500-4500 мм; по робочій масі – легкі 2,6 т, середні 2,96 т, важкі 4 т і більше; з управління – з ручним, механічним і гідравлічним приводом; по ходовому обладнанню – з металевими колесами і з гумовими автошинами.

Автогрейдери класифікують за системою управління робочим органом (механічна, гідравлічна, комбінована-редукторно-гідравлічна або пневмоелектрична) і за системою ходового устаткування (з двома і трьома колісними осями). Для всіх автогрейдерів встановлена ​​основна колісна формула: АхБхВ, де А – число осей з керованими колесами; Б – число осей з провідними колесами, В – загальне число осей.

Автогрейдери використовують на грунтах I...III категорій. Процес роботи автогрейдера складається з послідовних проходів, при яких здійснюється різання грунту, його переміщення, розрівнювання і планування поверхні споруди.

Сучасні автогрейдери конструктивно подібні і виконані у вигляді самохідних тривісних машин з повноповоротним грейдерним відвалом, з механічною і гідромеханічної трансмісією і гідравлічною системою управління робочими органами. Докладний склад елементів автогрейдерів наведено на (рис. 5.25).

Кожен автогрейдер складається з рами, трансмісії, ходового пристрою, основного і додаткового робочого обладнання, механізмів з системою управління і кабіни машиніста. Рами автогрейдерів можуть бути жорсткими і шарнірно зчленованими. Наявність шарнірно зчленованою рами забезпечує підвищену маневреність машини.

Основним робочим органом грейдерів є відвал, додатковими робочими органами причіпних грейдерів можуть бути подовжувач відвалу, укісник і планувальник укосів. При переміщенні і розрівнюванні грунту на відвал встановлюють подовжувач, що дозволяє розробляти ділянку дороги з більш широкою смугою, максимально використовувати потужність тягача і підвищити продуктивність.

Відвал автогрейдера виконаний з листової сталі, зігнутою по радіусу, і встановлений на тяговій рамі. У нижній частині укріплений на болтах нижній ніж, а з боків відвалу укріплені бічні ножі. Відвал може переміщатися в направляючих за допомогою гідроциліндра, який кріпиться до одного з двох кульових пальців залежно від того, в яку сторону необхідно виносити відвал. Для енергоємності процесу різання грунту та продуктивності автогрейдера важливе значення мають кути установки відвалу.

1 – відвал; 2 – нижній ніж; 3 – боковий ніж; 4 – кронштейн кріплення відвала; 5 – кронштейн механізма установки кута різання; 5А – гідроциліндр установки кута різання; 6 – поворотний круг; 7 – тягова рама; 8 – тяга механізма підйому відвала; 8А – гідроциліндр підйому відвала; 9 – механізм підйому відвала; 10 – реверсивний привід поворотного круга; 11 тяга механізма виносу тягової рами з відвалом; 11А – гідроциліндр виноса тягової рами з відвалом; 12 – механізм виносу тягової рами з відвалом; 13 – основна рама; 14 – балансуючий візок з приводом ведучих колес; 15 – передній міст; 16 – гідроциліндр нахилу передніх коліс; 17 – поперечна тяга нахилу коліс; 18 – балансуюча шворінь переднього моста; 19 – коробка механізма сервісного управління; 20 – ведучий передній міст; 20А – обє’мний гідропривід передніх коліс; 21 – задній міст; 22 – навіс з пристроєм ROPS; 23 – кобіна з пристроєм ROPS; 24 – піддвигунна рама; 25 – блокіровка важеля підйому; 26 – важіль підйому; 27 – гідроциліндр висування відвалу; 28 – гідроциліндр повороту задніх управляючих коліс; 29 – плита для кріплення додаткового обладнання

Рисунок 5.25 – Склад елементів автогрейдера

Кут захоплення утворюється між поздовжньою віссю відвалу і поздовжньою віссю автогрейдера. Кут захоплення визначає ширину захвату полотна дороги, швидкість і енергоємність при вирізанні та переміщенні грунту вздовж дороги. При зарізу грунту відвалом приймають оптимальний з точки зору енергоємності кут захоплення (35-45 °).

Кут нахилу (кут зарізу) визначає поперечний нахил відвалу до поверхні землі і встановлюється за допомогою механізму підйому та опускання відвалу установкою кожного кінця відвалу на потрібну висоту (при зарізу не більше 15-20 °, а при оздоблювальних роботах 18 °).

Кут різання утворюється між передньою площиною ножа і поверхнею грунту. Кут різання визначається видом роботи і властивостями грунту (при різанні грунту 30 °, при плануванні 70 °). Для точної і швидкої установки відвалу під необхідними кутами рекомендується застосовувати спеціальні прилади, наприклад кутомір. Усі виміри виконуються при повній зупинці автогрейдера.

Робота автогрейдера характеризується двома режимами: тяговим, або робочим, і транспортним.

Тяговим або робочим називають режим роботи автогрейдера в процесі різання і переміщення грунту або виконання інших видів робіт, транспортним – рух машини з піднятим відвалом на холостому ходу по робочому ділянці або при переїзді з одного об'єкта на інший. Тяговий режим характеризується великим тяговим зусиллям і малими швидкостями руху автогрейдера, в той час як транспортний – великими швидкостями руху і малим тяговим зусиллям.

При визначенні опорів, що виникають у робочому режимі при різанні і переміщенні грунту автогрейдером, повинні бути відомі: рід грунту і його характеристика; розміри відвалу і кути його установки; вага автогрейдера.

Продуктивність і технологічні схеми роботи автогрейдера. Продуктивність автогрейдера визначається його основними параметрами: розмірами ножа, потужністю двигуна, тяговим зусиллям на колесах і умовами роботи (характером грунту, технологією робіт і т. д.).

Продуктивність автогрейдера вимірюється обсягом вирізаного і переміщеного грунту за одиницю часу, в кілометрах або квадратних метрах дороги або площі.

Найбільший економічний ефект дає використання грейдерів і автогрейдерів на зведенні насипів до 0,6-0,7 м. Робота цих машин зводиться до виконання трьох основних операцій – зарізу, переміщення і розрівнювання грунту, причому переміщення грунту з резерву є однією з основних операцій та становить 65-75 % загального числа його проходів. Переміщення і укладання грунту здійснюють способами, зазначеними на рис. 5.26.

Зведення насипу відбувається пошарово і поступовим нарощуванням її висоти. Якщо темп потоку по зведенню земляного полотна набагато більше темпу потоку з будівництва дорожнього одягу та ущільнювати кожен відсипаний шар грунту не потрібно, валики в насипу укладають без зазору (рис. 5.26, а), насип ущільниться при природній осаді грунту.

Валики першого шару грунту укладають нарощуванням від краю насипу до її осі, при цьому перший валик переміщують до краю насипу і частково розрівнюють, другий переміщують через перший, третій – через другий і т. д. (рис. 5.26, г), з частковим розрівнюванням кожного валика.

У другому шарі валики укладають впівпружном, починаючи від осі насипу до узбіччя, а останні валики по ширині земляного полотна укладають вприжим, від руйнуючої дії поверхневих та грунтових вод влаштовують водовідвідні канави з боків дороги.

а – вприжим без зазору; б – впівприжим; в – врозбіг; г – розташування валиків при зведенні насипу

Рисунок 5.26 – Схеми укладання валиків грунту в тілі насипу

При профілюванні грунтових доріг з бічних канав вирізують грунт і переміщають його до осі дороги з розрівнюванням і доданням профілем заданого поперечного ухилу.

Ці операції може виконувати і один грейдер або автогрейдер, але краще коли вони працюють бригадами по чотири одиниці.

Каток – машина для утрамбовки і ущільнення грунту, асфальту і так далі.

Головною деталлю катка є валець – циліндр, розташований замість колеса або коліс. Своєю масою валець здавлює утрамбовують речовину. У кожному катку є ведучий валець, до нього подається крутний момент від двигуна, і ведений – він є напрямних.

Вальці можуть бути гладкими, кулачковими, гратчастими, пневмоколісними:

Гладкі представляють просто металеві циліндр, здавлюють своєю масою. Звичайно застосовується для асфальтоукладальних робіт, через те що на виході дає рівну площадку.

Кулачкові відрізняються тим, що покриті кулачками – невеликими виступами. Ефективні для роботи з рихлим грунтом.

Поверхня гратчастих покрита гратами. Використовується для трамбування різних грунтів. При проходженні по неоднорідного грунту великі грудки дробляться, що збільшує трамбовку.

У пневмоколісних валець являє собою набір з коліс, розділених проміжками. Якщо в ковзанці більше одного пневмоколісного вальца, їх ставлять так, щоб колії задніх коліс проходили між коліями передніх.

Також в кутках може використовуватися більше одного виду вальців. Такі катки називаються комбінованими (зазвичай передній валець гладкий, а задній пневмоколісний).

За кількістю вальців катки діляться на одно- дво-і трьохвальцьові.

Вальці можуть розташовуватися один за іншим, або, для трьохвальцьові катка, два вузьких вальца можуть розташовуватися на одній осі.

Одновальцові катки зазвичай причіпні, тобто прикріплюються до трактора або одному рухатися пристрою.

Ковзанки для кращої утрамбовки можуть бути вібраційними, тобто один із вальців вібрує у вертикальному напрямку, що значно покращує якість ущільнення, що дозволяє використовувати ці катки в однопрохідному режимі. Для звичайних ковзанок необхідно зробити кілька проходів для належного ущільнення асфальту.

Для грунту глибина трамбування може, для різних конструкцій, коливатися від 20-30 см до 150-160 см, по масі катки розрізняються від ручних (менше 1 тонни) до надважких – більше 16 тонн.

Сучасні дорожні катки здатні розвивати швидкість до 14 км/год, але для більшості максимальна швидкість – 2-5 км/год.

Поиск по сайту: