Рыхление бульдозером мерзлого грунта
Землеройно-транспортными называют машины с ножевым рабочим органом, выполняющие одновременно послойное отделение от массива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступательном движении. К этой группе машин относят: .
БУЛЬДОЗЕРЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор (двухосный колесный тягач), включающее отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и систему управления .
ГУСЕНИЧНЫЕ БУЛЬДОЗЕРЫ
В качестве базовых машин гусеничных бульдозеров используют гусеничные промышленные тракторы общего назначения: тракторы тягового класса 3 (ДТ-75), тягового класса 4 (Т-90П, Г-4АП2).
БУЛЬДОЗЕРЫ РЫХЛИТЕЛИ
Бульдозеры-рыхлители оснащаются одно- и трезубым навесным рыхлительным оборудованием заднего расположения с гидравлическим управлением. Рыхлительное оборудование навешивают на гусеничные бульдозеры с тягачами классов 10, 25.
Колесные бульдозеры тягового класса 1,4
МОЩНЫЕ КОЛЕСНЫЕ БУЛЬДОЗЕРЫ
Все большее распространение получают мощные неповоротные и универсальные колесные бульдозеры на базе серийных колесных тракторов (К-702М) и специальных двухосных полноприводных шасси с шарнирно-сочлененной рамой, применяемые для разработки .
СКРЕПЕРЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Скрепер является самоходной или прицепной (к гусеничному или колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами .
СКРЕПЕРЫ
Самоходный скрепер (рис. 1, а) представляет собой двухосную пневмоколесную машину, состоящую из одноосного тягача 15 и полуприцепного одноосного скреперного оборудования, соединенных между собой универсальным седельно-сцепным .
САМОХОДНЫЕ ГРЕЙДЕРЫ
Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органом которых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещенный между .
История бульдозерной спецтехники
Для начала определимся с термином что же это за чудо техники. Бульдозер это самоходная землеройная машина которая используется преимущественно в строительстве и ремонте дорожного покрытия. Представляет из себя трактор имеющий гусеничную или колесную ходовую часть. .
В условиях современного круглогодичного строительства примерно 20% объема земляных работ разрабатывают в зимнее время. В связи повышенной прочностью мерзлых грунтов зимой в несколько раз увеличивается трудоемкость и стоимость их разработки
В условиях современного круглогодичного строительства примерно 20% объема земляных работ разрабатывают в зимнее время. В связи повышенной прочностью мерзлых грунтов зимой в несколько раз увеличивается трудоемкость и стоимость их разработки. Без предварительной подготовки может разрабатываться грунт, промерзший на глубину до: 0,1 м 3 - скреперами и бульдозерами; 0,15 м 3 - экскаваторами-драглайнами; 0,25 м 3 - экскаваторами, оборудованными прямой лопатой, с ковшами вместимостью 0,5. 0,65 м; 0,4 м - то же, но более мощными экскаваторами. В остальных случаях грунт до разработки должен быть предварительно подготовлен одним из следующих способов: предохранением от промерзания; оттаиванием; рыхлением.
Предохранение от промерзания заключается в предварительной обработке или утеплении грунта до замерзания теплоизоляционными материалами. Для этого грунт после отвода поверхностных вод можно разрыхлять или вспахивать с боронованием на глубину до 0,35 м 3 , закрывать местными теплоизоляционными материалами (листва, хвоя, опилки и т.п.), а также устраивать снегозадержание.
Оттаивание грунта может осуществляться сверху вниз, снизу вверх и по горизонтальному направлению - радиально от нагревателя.
Наиболее простым (но дорогостоящим) является огневой способ (рис.1), при котором мерзлый грунт оттаивает сверху вниз благодаря сжиганию на поверхности замерзшего грунта под колпаком твердого или жидкого топлива. Для оттаивания 1 м мерзлого грунта расходуется примерно 130 кг торфа, 50 кг угля, 0,15 м 3 дров, 5 кг дизельного топлива.
а - огневым способом; б - паровыми иглами; в, г - горизонтальными и вертикальными электродами; 1 - камера сгорания; 2 - вытяжная труба; 3 - слой грунта (опилок); 4 - паропровод; 5 - колпак; 6 - скважина; 7 - паровая игла; 8 - электрод; 9 - трехфазная электросеть.
Также по направлению сверху вниз мерзлый грунт можно отогревать горизонтальными электродами. Для создания токопроводящих условий поверхность грунта покрывают опилками, смоченными в солевом растворе. Затем отогретый грунт становится проводником тока, а опилки способствуют сохранению тепла. Прогревание мерзлого грунта электротоком снизу вверх можно осуществить, если имеется возможность погрузить вертикальные электроды ниже уровня промерзания грунта.
Примером отогревания грунта в радиальном направлении может служить оттаивание паровыми иглами или электронагревателями. В первом случае пар, проходя между двумя трубами отдает тепло грунту через наружную трубу; во втором - внутри трубы располагают нагревательный элемент, который нагревает поверхность трубы.
Рыхление мерзлого грунта может осуществляться взрывным или механическим способом. Взрывание грунта производят только специально подготовленные рабочие-подрывники. Для этого в грунте пробуривают отверстия - шпуры или нарезают щели, в которые закладываются заряды взрывчатого вещества (ВВ).
Механическое рыхление мерзлого грунта может осуществляться статическим или динамическим воздействием. Пример статического воздействия - рыхление грунта бульдозерно-рыхлительными агрегатами. В качестве механизмов для динамического воздействия используют дизель-молоты, клин-молоты, машины ударного действия, а также навесное оборудование экскаватора (клин и шар-молоты) или гидравлические молоты (рис.2).
Рис.2. Рыхление мерзлого грунта
а - молотом свободного падения; б, в - то же дизель-молотом и гидромолотом; г, д- при глубине промерзания до и более 1,5 м; 1 - молот; 2 - экскаватор; 3 - мерзлый слой грунта; 4 - направляющая штанга; 5 - дизель-молот; 6 - гидромолот.
Кроме рыхления иногда мерзлые грунты режут на блоки с последующим их удалением тракторами или разработкой экскаваторами. Такой метод особо эффективен в тех случаях, когда недопустимо сотрясение грунта. В настоящее время многие компании предлагают свои услуги по аренде экскаваторов. Для нарезания блоков рекомендуются баровые машины с цепным рабочим органом, смонтированном на базе трактора.
В данной работе представлены технические характеристики рыхлителей мерзлого грунта. Рассмотрен сравнительный анализ рыхлительных машин.
Ключевые слова
Текст научной работы
Значительная часть территории России расположена в зонах с продолжительной и суровой зимой. Однако строительство здесь ведется круглый год, в связи, с чем примерно 20% общего объема земляных работ приходится выполнять при мерзлом состоянии грунта.
Основными свойствами сезонно-мерзлых грунтов являются повышенная механическая прочность, наличие пластических деформаций, пучинистость и повышенное электросопротивление. Проявление этих свойств и глубина промерзания зависят в основном от длительности промерзания, температуры, влажности и вида грунта.
С понижением температуры механическая прочность грунта, а также удельное сопротивление резанию и копанию резко возрастают (в 5—8 раз). Поскольку температура мерзлого грунта изменяется по глубине, соответственно изменяются прочностные характеристики грунта: наибольшие значения удельного сопротивления копанию имеют место в верхней, наружной части мерзлого слоя и наименьшие — на границе мерзлого и немерзлого (талого) грунта.
Наибольшее увеличение прочности происходит у более влагоемких грунтов: пылеватых, глинистых, супесчаных и песчаных мелкозернистых. Скальные, гравийные и крупнозернистые лески являются невлагоемкими, поэтому они практически не замерзают и их зимняя разработка незначительно отличается от летней.
Помимо указанных факторов, глубина промерзания грунтов зависит и от силы ветра, толщины снежного покрова, характера естественного покрова (трава, пахотная земля, торф, камни, дорожные покрытия и т.д.), а также теплопроводности, влажности и уровня грунтовых вод.
Мерзлые грунты в силу своей повышенной механической прочности и сопротивления копанию (разрушению) усложняют производство земляных работ в зимних условиях и ограничивают возможность применения землеройных (экскаваторов) и землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров), уменьшают производительность транспортных средств, способствуют быстрому износу деталей, особенно рабочих органов. В то же время временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов.
В зависимости от конкретных местных условий разработку грунта в холодное время года осуществляют в основном рыхлением мерзлого грунта или непосредственной разработкой мерзлого грунта [1, 2, 3, 4]. В данной статье рассмотрим рыхлительные агрегаты на базе бульдозеров, предназначенные для предварительного рыхления тяжёлых, каменистых и мёрзлых грунтов. Такие машины называются бульдозеры-рыхлители. Рыхлительное оборудование навешивается также на тягачи и автогрейдеры. Рыхлители можно склассифицировать по следующим признакам [5]:
1. По назначению:
- общего назначения (глубина рыхления до 1 м);
- специальные (глубина рыхления >1 м).
2. По типу движения базовой машины:
- на гусеничном ходу (большинство);
- на колесном ходу (редко).
3. По номинальному тяговому усилию и мощности двигателя:
Номинальное тяговое усилие рыхлителей колеблется от 130 — 300кН, а мощность двигателя 17 — 300 кВт.
4. По типу навески рабочего оборудования:
- трех точечные (жёсткая);
- четырёх точечная(более эффективные);
- многоточечные (РАДы — рыхлители активного действия).
Количество зубьев колеблется в пределах 1 — 4. Зубья съемные.
По способу крепления зуба к раме применяются 2-е схемы:
- Жесткое крепление зуба — не имеет возможности поворота в горизонтальной плоскости;
- Флюгерное крепление — имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости на угол 10 — 20° от оси в ту и другую сторону.
Промышленностью выпускаются зубья с различными стойками:
- Прямолинейные с предварительным изгибом;
- Изогнутые.
Проанализируем функциональные возможности и технические характеристики бульдозерно-рыхлительных агрегатов, представленных на нашем рынке спецтехники.
Бульдозер Б11 (рисунок 1) производства ООО "Челябинский тракторный завод — УРАЛТРАК" тягового класса 10 с гидромеханической трансмиссией — это бульдозер с новыми инновационными системами, обеспечивающими существенное повышение технического уровня и надежности узлов машины, улучшенными условиями труда оператора и новым дизайном (соответствует европейскому стандарту СЕ). Технические характеристики ЧТЗ Б11 приведены в таблице 1 [6].
Производительность бульдозера находится на уровне лучших отечественных и мировых аналогов при существенно меньшей первоначальной стоимости. В конструкции Б-11 внедрен комплекс мероприятий, который обеспечил улучшение условий труда оператора и повысил надежность наиболее ответственных узлов. Внедрены планетарные бортовые редукторы и вынесенные оси качания ходовых тележек. Капот выполнен в виде отдельной капсулы для снижения шума в кабине. Откидные боковые створки капота из стеклопластика с шумопоглощающим слоем. Топливная система оборудована фильтром грубой очистки Separ, с водоотделителем и подогревом топлива во время работы трактора. Кабина выполнена со съемной крышей из стеклопластика и вклеенными стеклопакетами, улучшенными шумо-тепло-виброизоляционными свойствами.
Настоящим параграфом предусматривается рыхление мерзлых грунтов для последующей разработки их землеройными машинами.
Нормами учтено рыхление грунта продольными проходами рыхлителя, бульдозера-рыхлителя на участках длиной 30-50 м за один проход послойно при глубине рыхления до 0,5 м.
Техническая характеристика рыхлителей, бульдозеров-рыхлителей
1. Приведение агрегата в рабочее положение.
2. Рыхление грунта с регулированием глубины рыхления.
3. Поворот агрегата.
Для рыхлителей
Тракторист 6 разр.
Для бульдозеров-рыхлителей
Машинист 6 разр.
Читайте также: