Механизированная разработка грунта

Министерство сельского  хозяйства и продовольствия Республики Беларусь 
УО «Пинский государственный аграрно – технический колледж им А. Е. Клещева» 
 
 
 
 

 

 

 

 

 
 
Индивидуальное  задание по производственной преддипломной практики на тему: 
«Механизированная разработка грунта»

 

 

 

Специальность: «Промышленное  и гражданское строительство» 
 
 
 
Группа №352 
 
 
 
 

Выполнил: Дробович Р. П.

Проверил: Шоломицкий Р. А. 

 

 

 

 

Г. Пинск 2013

 
Содержание

1.  Введение 
2. Механизированная разработка грунта:  
       Разработка одноковшовым экскаватором

      Разработка многоковшовым экскаватором  
3. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами: 
       Скрепер 
       Бульдозер 
       Автогрейдер  
        
      

 

 

 

Введение

 

Разработка грунта лежит  в основе любого строительства. На строительных площадках иногда не обойтись без специальных земляных сооружений - траншей, котлованов, выработок и так далее. Одни земляные сооружения требуют извлечения грунта, для других, наоборот, дополнительный грунт может понадобиться. В этом и заключается суть разработки грунта и последующих за ней земляных работ. Давайте рассмотрим подробнее способы переработки грунта.

 

Начнем с механического  метода. Это разработка грунта с  помощью машин и разных механизмов. Преобладают землеройные машины и землеройно-транспортные. Первые просто разрабатывают грунт, отделяют его от массива и извлекают  наверх. Вторые - еще и перемещают грунт, укладывают его в насыпь. Гидромеханический  метод - это разработка грунта с помощью  воды. Грунт разрабатывается еще  в забое, а затем вода превращает его в полужидкую субстанцию. Она  пригодится в земляных сооружениях  и отвалах.  

 

Разрабатывать грунт можно  также бурением и взрывом. Бурение  применяют, когда нужно знать  качество грунта или глубину грунтовых  вод, и прочие подобные сведения. Взрыв  применяют там, где ни люди, ни механизмы  грунт извлечь не могут. Например, в скалах. Или в случае, если грунт  глубоко промерз. Взрывом можно  валить деревья и уплотнять грунт, чтобы поверхность была ровной.

 

Вне зависимости от метода, для разработки грунта необходимо множество  видов машин. Вышеупомянутые землеройные  машины - это экскаваторы. Они тоже бывают разные: с ковшом, с прямой и обратной лопатой, экскаватор-драглайн и так далее. Тип экскаватора  выбирают в зависимости от уровня грунта - находится ли он ниже или  выше стоянки экскаватора, а также  от цели земляных работ. Землеройно-транспортные машины - это бульдозеры и скреперы. Они способны переработать грунт, переместить  его и уложить в насыпь. Эти  машины самые высокопроизводительные. Они незаменимы, когда речь идет о грунтах с высокой степенью разработки. К таким грунтам относятся - песчаные, глинистые, а также грунт  с примесью щебня или гальки.

 

Еще один вид машин, без  которых не обойтись в процессе разработки грунта - это самосвалы. После разработки может остаться лишний грунт. Он превращается в горы и насыпи, они мешают рабочим, занимают территорию. Так что надо заранее продумать вывоз грунта самосвалами. Впрочем, можно обратиться к нам - и мы вывезем ваш грунт  на наших собственных грузоподъемных самосвалах. Ничто не оторвет вас  от работы, а территория будет очищена. 
                   Механизированная разработка грунта 
   

   Разработка грунта одноковшовым экскаватором: 

К землеройным машинам  относятся экскаваторы различных  типов: одноковшовые (прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер), многоковшовые (цепные, роторные) и фрезерные.

В зависимости от ходового устройства различают гусеничные, пневмоколесные, автомобильные и шагающие экскаваторы, а также оборудованные гидравлической, пневматической и электрической   системами   управления.

Разработка грунта одноковшовыми  экскаваторами. В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 2, реже до 4 м3. Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую и обратную лопаты, драглайн и грейфер. Кроме того, стрела, входящая в комплект драглайна и грейфера, может быть оборудована грузовым крюком или клином-бабой.

 

Прямая лопата представляет собой открытый сверху ковш с режущим  передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена  со стрелой машины и выдвигается  вперед с помощью напорного механизма. Опорожняется ковш путем открывания его днища. Такая конструкция  прямой лопаты обеспечивает ей наибольшую производительность. Для рыхления грунта режущий край ковша снабжен зубьями. Это относится ко всем видам сменного оборудования, но выпускаются ковши  и без зубьев — со сплошной (обычно полукруглой) режущей кромкой. При  разработке грунтов I и II групп экскаватор может быть оборудован ковшом увеличенного объема. Разрабатывают грунт, когда экскаватор стоит на дне разрабатываемого забоя. На небольшую глубину он может отрывать грунт и ниже горизонта стояния, для чего устраивают пандус, позволяющий установить машину в забое выемки. 

Обратная лопата —это открытый снизу ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, шарнирно соединенную (без напорного механизма) со стрелой. По мере протягивания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновременным опрокидыванием. Рабочая зона расположена ниже горизонта стояния машины. Современные модели экскаваторов с обратной лопатой имеют гидропривод, позволяющий ковшу поворачиваться относительно рукояти.

 

Ковш драглайна навешивают на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Ковш забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, его заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение к стреле и поворотом машины переводят на место разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении тягового каната. Драглайном можно разрабатывать грунт, не только сильно насыщенный влагой, но и находящийся под слоем воды.

 

Грейфер представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным приводом, принудительно смыкающим эти лопасти. Грейфер навешивают на такую же стрелу, что и драглайн. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Грейфер погружается в грунт только за счет собственной массы ковша. Грейфер применяют обычно для разработки грунтов малой плотности и находящихся под водой Более плотные грунты предварительно необходимо рыхлить. 

Производительность одноковшового  экскаватора снижается по мере увеличения плотности грунта. Кроме того, она  зависит от способа разработки грунта (при работе «на вымет» производительность повышается, при погрузке на транспортные средства — снижается), вместимости  ковша и конструктивного решения  кромки ковша. Экскаваторы с ковшами  малой вместимости (до 0,5 м3) обслуживает  один машинист; их применяют только для разработки грунтов I...III групп. Более мощные экскаваторы обслуживают  машинист и его помощник. Они могут  разрабатывать (кроме грейфера) грунты всех шести групп (наиболее плотные  — после предварительного рыхления).

 

Производительность экскаватора  можно повысить, уменьшив угол поворота стрелы и увеличив вместимость ковша. Для этого необходимо максимально  заполнять ковш грунтом (с «шапкой»), а также совмещать процессы резания  грунта с поворотом стрелы и др. 
 
Разработанный одноковшовыми экскаваторами грунт перевозят самосвалы, тракторы с прицепами, железнодорожные составы, гидравлический  транспорт, реже —ленточные конвейеры. 
 

Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с  жесткой подвеской рабочего оборудования: 1 - опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая  установка; 6,8,9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста; 14 - гусеничное ходовое устройство; 15 - ковш прямой лопаты; 16 - телескопическая  стрела 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработка грунта многоковшовым экскаватором:

 
Рабочим органом многоковшового экскаватора являются ковши, насаженные через равные интервалы на беспрерывно  движущуюся цепь или колесо (ротор). По характеру перемещения машины относительно направления движения рабочего органа различают многоковшовые  экскаваторы продольного черпания — цепные и роторные и поперечного  черпания. Так как грунт черпается  ковшами непрерывно, то эти экскаваторы  являются   машинами непрерывного действия (в отличие от одноковшовых экскаваторов, которые являются машинами цикличного действия). Ковши наполняются  грунтом при движении их вверх  по наклонной или криволинейной  поверхности разрабатываемой выемки. Опорожняются ковши в момент достижения ими наивысшей точки их траектории, где они опрокидываются. Высыпающийся из них грунт попадает на ленточный  конвейер, доставляющий его на погрузку в транспортные средства или в  отвал.

 

Экскаваторы продольного  черпания применяют обычно для проходки траншей небольшого сечения прямоугольного и трапециевидного профиля. Отрывку  траншей экскаваторами начинают с наиболее низких мест профиля, что  обеспечивает сток грунтовых и атмосферных  вод.

 

Экскаваторы поперечного  черпания используются для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов и разработки карьеров. В начале экскаваторы разрабатывают  грунт веерным резанием, перемещаясь  вдоль всего фронта работ и  снимая слои грунта в радиальном направлении  до достижения заданной глубины. Затем  разрабатывают грунт параллельным резанием со смещением наклонного слоя грунта на всю длину фронта работ  на величину, равную горизонтальной проекции толщины снятого слоя. Грунт, разрабатываемый  экскаватором поперечного черпания, выдается на транспортные средства обычно через отгрузочный бункер, смонтированный на экскаваторе.

 

Для автоматизации работы многоковшовых экскаваторов на отрывке  траншей используют приборы, действие которых основано на том, что инфрокрасному  лучу придается уклон, параллельный проектному дну отрываемой траншеи, а на экскаваторе устанавливается  приемное устройство, на которое воздействует инфракрасный луч. При отклонении движения экскаватора от направления луча автоматически корректируется движение рабочего органа экскаватора 

На рисунке показаны основные типы многоковшовых экскаваторов: а - цепной поперечного копания с подачей грунта вверх по откосу; б - то же с подачей вниз; в цепной продольного копания; г - роторный продольного копания; д - роторно-поворотный радиального копания 
 
 

 

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

 

 

Основными видами землеройно-транспортных машин являются скреперы, бульдозеры и грейдеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружаю в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы (рис. 1) — наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины. Эксплуатационные возможности позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей. Различают скреперы прицепные, работающие при вместимости ковша 2,25...10 м³ в сцепе с трактором-тягачом, полуприцепные (4,5 м³) и самоходные, имеющие вместимость ковша 8 м³ и более. Последний тип скрепера более совершенен, так как имеет большую маневренность и скорость.

Чтобы быстрее и полнее загрузить ковши прицепных скреперов, работающих группами, а также ковш самоходного скрепера, применяют трактор-толкач, обслуживающий группу скреперов на участке загрузки (набора грунта). Число тракторов-толкачей зависит от вместимости ковшей скреперов и расстояния перемещения грунта. Скреперами ведут разработку, транспортирование и укладку песчаных, супесчаных лессовых, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов, примесь гальки и щебня в объеме не должна быть не более 10%. Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12...0,35 и шириной 1,65...2,75 м (для скреперов с вместимостью ковша 2,25...9 м³). Толщина отсыпаемого слоя 0,22.. 0,55 м. Разрабатываемые скреперами суглинистые и глинистые грунты необходимо предварительно рыхлить.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Скреперы: а - скрепер с принудительной разгрузкой; б - то же, с полупринудительной; в - то же, со свободной.

 

 

Самоходный скрепер (рис. 2а) представляет собой двухосную пневмоколесную машину, состоящую из одноосного тягача 15 и полуприцепного одноосного скреперного оборудования, соединенных между собой универсальным седельно-сцепным устройством 14. На тягаче смонтированы два гидроцилиндра 1 для его поворота относительно рабочего органа в плане. Седельно-сцепное устройство обеспечивает возможность относительного поворота тягача и скрепера в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для толкания скрепера бульдозером-толкачом в процессе набора грунта имеется буферное устройство 8.

Основным узлом скрепера является ковш 5 с двумя боковыми стенками и днищем, опирающийся на колеса 7. К подножевой плите ковша крепят сменные двухлезвийные ножи 2 - два боковых и средние. Ковш снабжен выдвижной задней стенкой 10 для принудительной разгрузки, а в передней части - заслонкой, поднимающейся при наборе и