Земельные работы с внедрением спец техники

Процесс строительства инженерных сооружений хоть какого масштаба содержит в себе ответственный шаг земляных работ. В целях механизации трудозатратного шага используются особые машины для земляных работ. Эти машины употребляются и при добыче нужных ископаемых, в сельском хозяйстве, мелиорации, разработке коммуникаций. Разные по предназначению, степени трудности и плотности обрабатываемого грунта земельные работы требуют наличия различных видов машин.

Типология земляных работ

Земельные работы проводятся при строительстве земляных сооружений таковых как, котлованы для фундаментов, траншеи, площадки, ямы, приямки, дамбы. Сооружения различаются зависимо от предназначения по форме, размерам, особенностям грунта. Земельные работы разделяются на виды:

• предварительные – чистка площадки от кустов, мусора либо травяного покрова, снос ненадобных сооружений, рыхление либо уплотнение грунта;
• главные – прокладывание траншей, разработка котлованов, создание насыпей, выкапывание разных ям, оборотная засыпка;
• особые – бурение отверстий нужной глубины, забивание свай в почву либо скальные породы, прокладывание труб либо кабелей.

Все эти деяния осуществляются 3-мя главными методами:

• Механический. Часть грунта отделяется от основного массива при помощи активных либо пассивных режущих органов машин для земляных работ.
• Гидромеханический. Операции разработки грунта, транспортировки, укладки выполняются с внедрением энергии потока воды.
• Взрывной. Земельный пласт разрушается под действием давления газов, возникающих при хим реакциях взрывчатых веществ.

Механическое действие на поверхность обеспечивается рабочими органами оборудования, таковыми как ножики, зубья, резцы, фрезы, скребки, клинья, ковши. На практике применяется комбинирование главных методов разработки грунта, к примеру, взрывного с механическим, когда требуется предварительное рыхление скальных пород либо мерзлого земельного слоя.

Машины для земляных работ и их систематизация

При производстве земляных работ употребляются разные по собственному устройству, принципу деяния машины, которые классифицируются зависимо от последующих пт:

• предназначения для определенных видов предварительных, вспомогательных, главных либо особых работ;
• вида привода: внутреннего сгорания, электронного, гидравлического либо комбинированного;
• количества движков в механизме;
• мощности разной величины;
• типа ходовой части: гусеничной, шагающей, рельсовой, пневмоколесной;
• климатического выполнения для северного, тропического либо умеренного атмосферного климата;
• действия на грунт – повторяющегося либо непрерывного.

Оборудованием, выполняющими вспомогательные и предварительные операции, являются приспособления для гусеничных либо колесных тракторов: разрыхлители, корчеватели пней, кусторезы.

Для уплотнения грунтов статическим действием используются разные катки. Прицепные катки имеют два дышла для обеспечения движения по насыпи челночным методом. Ударное действие может осуществляться электронными либо пневматическими трамбовками.

Для главных землеройных работ употребляются одноковшовые экскаваторы, имеющие сменное рабочее оборудование, погрузчики грунта. Землеройно-транспортные машины предусмотрены не только лишь для забора грунта, да и его перемещения. К ним относятся: скреперы, бульдозеры, грейдеры.

Особые земельные работы осуществляются при помощи буровых машин, сваезабивных машин, дизель молотов, кабелеукладчиков, оснащения для прокладывания труб. Средствами гидромеханизации являются гидромониторы, земснаряды, которые разделяются на землесосные, черпаковые, скалодробильные.

Описание главных типов машин для земляных работ

Для действенного выполнения работ в стесненных критериях употребляется широкая номенклатура высокопроизводительных особых и всепригодных машин многоцелевого предназначения. Есть главные типы машин для земляных работ, которые употребляются на различных объектах строительства, при всех погодных критериях и видах грунта.

Многоковшовые экскаваторы

Этот вид экскаваторов применяется для прокладывания траншей, вскрышных работ, при строительстве каналов. Машины употребляются в целях добычи в карьерных разработках глины, песка, керамзита, которые являются нерудными строй материалами. Наличие огромного количества ковшей обеспечивает непрерывное действие на грунт, понижает величину требуемого усилия и наращивает производительность землеройного оборудования.

Зависимо от места использования многоковшовые экскаваторы бывают:

• траншейные;
• карьерные;
• оросительные.

По направлению движения различают экскаваторы продольного, поперечного рытья. Есть также поворотные модели, которые имеют гусеничный либо рельсовый ход, и могут рыть породу в горизонтальном либо вертикальном направлении. Таковая техника подступает для добычи нужных ископаемых, залегающих пластами.

Рабочий орган таковых машин – ротор, на котором закреплены ковши, вращается относительно горизонтальной оси. У цепных экскаваторов ковши расположены на цепях, представляющих из себя замкнутый контур.

К типу многоковшовых экскаваторов можно условно отнести непрерывные землеройные машины, которые обустроены фрезами либо скребками. Поверхность выемки опосля использования таковой техники остается относительно гладкой и не нуждается в доборной зачистке.

Беря во внимание впечатляющие габариты схожей техники и трудности с перемещением, ее целенаправлено применять на участках, где имеются огромные объемы монотипной работы. Разрабатываемый грунт не должен содержать больших включений, превосходящих в поперечнике пятую часть ширины ковша. В отличие от одноковшового, деятельность многоковшового экскаватора не просит неизменного роли машиниста.

Бульдозеры

Бульдозеры предусмотрены для перемещения волоком и распределения грунта на площадке либо послойного рытья земли. Нередко бульдозеры употребляются при добыче нужных ископаемых. Это соединено с удобством внедрения таковой техники в карьерах и на неровных участках. Неподменны бульдозеры на строительстве разных объектов, прокладке каналов, при проведении дорожных работ.

Особый рабочий орган бульдозера (отвал) базируется на гусеничном либо колесном тракторе. Отвал бывает прямолинейным либо криволинейным и располагается фронтально вне колес техники. Бульдозеры могут быть обустроены отвалами последующего типа:

• поворотным отвалом, который закрепляется перпендикулярно либо на искосок к главной оси бульдозера и может наклоняться в всякую сторону;
• неповоротным отвалом, который устанавливается лишь перпендикулярно оси;
• всепригодным отвалом, представляющим из себя систему из 2-ух частей, которые соединены шарнирами.

Машины с всепригодным отвалом именуются путеукладчиками.

Есть модели бульдозеров с разными типами приводов для поднимания, поворота, перекоса, наклона отвала:

• канатно-блочный;
• гидравлический;
• электромеханический.

Принимая во внимание массивность техники, работа бульдозеров целесообразна на почвах, которые имеют неплохую несущую способность и обеспечивают нужное сцепление с гусеничным либо колесным ходом. Если почва мокроватая, за ранее проводится принудительное водопонижение. Зависимо от модели бульдозеры снабжены разным сменным оборудованием, которое увеличивает степень универсальности техники, расширяет способности ее внедрения.

Скреперы

Скреперы относятся к типу землеройно-транспортных машин и употребляются для послойного снятия грунта, его транспортировки, разгрузки, разравнивания и подготовительного уплотнения колесами. Модели и модификации скреперов классифицируются по последующим главным признакам:

• Емкость ковша. Различают машины малой, средней и большенный емкости ковша наиболее 15 м³.
• Метод загрузки. Скреперы заполняются подпором земельного пласта либо загрузочным устройством элеваторного, гребкового, роторного типа.
• Метод разгрузки. Машины разгружаются вольным, принудительным, комбинированным методом.
• Тип привода. Привод бывает канатным, электромеханическим, гидравлическим.
• Метод агрегатирования. Машины могут быть прицепными, полуприцепными, самоходными, также в виде скреперного поезда.
• Тип тягача. Скреперы приводятся в движение колесным либо гусеничным тягачом. Самоходные машины могут быть на пневмоколесном ходу.
• Тип трансмиссий. Скреперы бывают механическими, гидромеханическими, электронными, гидростатическими.

Самоходный скрепер имеет свою энергетическую установку, которая обеспечивает движение машины, функционирование всех агрегатов и рабочих органов. Целенаправлено применять скреперы для перевозки груза на расстояния до 5 км. Если маршрут транспортировки до 300 метров, лучше применить наименьшие по цены прицепные машины.

На далекие расстояния подходят самоходные скреперы, которые развивают достаточно высочайшие транспортные скорости, сравнимые со скоростями землевозов либо автосамосвалов. Потому экономически прибыльнее проводить земельные работы скреперами, чем применять экскаваторы с самосвалами.

Видео по теме: Земельные работы

2 Выбор и комплектование машин для производства

2.1 Методы производства земляных работ в дорожном строительстве

Земельные работы зависимо от вида сооружений, параметров грунтов и технических ресурсов могут осуществляться механическим, гидромеханическим, взрывным и комбинированным методами.

Механический метод заключается в разработке грунта резанием послойно с внедрением землеройных и землеройно — транспортных машин.

Гидромеханический метод состоит в разрушении и перемещении грунта гидромониторными установками и землесосными снарядами.

Взрывной метод заключается в разрушении и перемещении грунта энергией взрыва, образующейся при хим превращении взрывных веществ с применением специального оборудования.

Комбинированный метод основан на сочетании нескольких методов с применением разных видов машин.

Более распространённый – механический метод, который является всепригодным для разработки грунтов различной группы. Им производится не наименее 80% всего объёма земляных работ.

Все строй машины, применяемые для механического метода земляных работ, можно поделить на последующие группы:

1. Землеройные машины, куда входят одноковшовые и многоковшовые экскаваторы и погрузчики, отделяющие грунт от массива движением рабочего органа и перемещающие его на транспорт либо в отвал.

2. Землеройно-транспортные машины, которые производят вместе с рытьем грунта его транспортирование к месту отвала. По типу рабочего органа эти машины делятся на ножевые и ковшовые; к ножевым относятся бульдозеры и грейдеры, к ковшовым – скреперы.

Обозначенные машины по собственной систематизации представляют собой огромное обилие, что вызывает определённые трудности в их оптимальном выборе для работы в определенных критериях. Это просит исследования методики сравнительного анализа их технико-экономических характеристик.

2.2 Типовые структуры комплектов машин и технологические схемы

выполнения комплексно-механизированных земляных работ

2.2.1 Землеройные машины

Для разработки выемок большенный глубины употребляются экскаваторы. При комплексно-механизированной разработке грунта не считая ведущей землеройной машины (одноковшового экскаватора) в набор также врубаются вспомогательные машины для транспортировки грунта. В качестве вспомогательных машин употребляются: автосамосвалы, жд транспорт, сборочные потоки и др.

Технологические способности экскаватора зависят от вида рабочего оборудования.

Экскаваторы с рабочим оборудованием «ровная лопата» (набросок 2.1) целенаправлено использовать для разработки выемок выше уровня стоянки экскаватора и при отсутствии грунтовых вод либо незначимом их притоке, также при разработке грунтов с погрузкой в транспорт.

При разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора и обводнённых грунтов — лучше использовать экскаваторы с рабочим оборудованием «оборотная лопата», «грейфер» «драглайн» (картинки 2.2, 2.3, 2.4).

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

Набросок 2.1-Гусеничный экскаватор с оборудованием «ровная лопата»

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

Набросок 2.2-Гусеничный экскаватор с оборудованием «оборотная 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

Набросок 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

Набросок 2.4- Гусеничный экскаватор с оборудованием «драглайн»

Разработку грунта в глубочайших траншеях с креплением вертикальных стен, также в колодцах — рациональнее применять грейферный ковш экскаватора.

Разработка грунта и пространство стоянки экскаватора размещается в пространстве, именуемым экскаваторным забоем. Профили экскаваторных забоев и их главные геометрические характеристики представлены на рисунке 2.5.

Выемка, образующаяся в итоге поочередной разработки грунта при повторяющемся движении экскаватора в забое, именуется экскаваторной проходкой. Зависимо от расположения экскаватора и его перемещения в процессе разработки различают лобовую (торцовую) и боковую проходки. Схемы разных проходок экскаваторов представлены на рисунках 2.6 и 2.7.

а,б,в,г — ровная лопата, оборотная лопата, драглайн, грейфер с канатно-блочным управлением;

д,е,ж — ровная лопата, оборотная лопата, грейфер с гидравлическим управлением ;

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

Набросок 2.5 – Профили забоев экскаваторов с разным рабочим оборудованием

а, б) – лобовая(торцовая) проходка с однобоким и двухсторонним 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

Набросок 2.6-Схемы экскаваторных проходок с рабочим оборудованием «ровная лопата»

а) — лобовая проходка; б) — уширенная лобовая проходка; в) -поперечно-торцовая проходка; г) — боковая проходка; д) – разработка котлована 2-мя лобовыми проходками;

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

Набросок 2.7 — Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «драглайн» и

Для разработки выемок неизменного профиля и большенный протяжённости правильно использовать многоковшовые экскаваторы. Они употребляются для разработки огромных котлованов, траншей, прокладки каналов. Рабочий орган таковых экскаваторов выполнен в виде ковшового ротора (роторный экскаватор) либо рамы с ковшовой цепью (цепной экскаватор). Схемы работы многоковшовых экскаваторов и профили траншей представлены на

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

Состояние и перспективы развития машин для земляных работ

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-6-142-70-71 УДК: 621.002

М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доц. кафедры «Авто транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный муниципальный институт»

Н.И. Мокрицкая, канд. пед. наук, зав. кафедрой «Авто транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный муниципальный институт»

Е.А. Ельникова, ст. педагог кафедры «Авто транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный муниципальный институт»

Стоимость производства земляных работ очень значительна. Совсем разумеется, что земельные работы должны выполняться лишь механизированным методом, удешевляющим и ускоряющим производственный процесс и резко снижающим его трудозатратность. Верный выбор способа и средств механизации земляных работ является нужным условием их удачного выполнения.

При всем многообразии предназначения земельные, карьерные и вскрышные работы состоят из одних и тех же неоднократно циклических операций. Данные операции заключатся в рытье грунта, погрузке его в рабочие органы машин для земляных работ, транспортировании грунта и укладке либо выгрузке его в отвал.

Земельные работы производятся при помощи специально предназначенных для данного вида работ машин. К таковым машинкам относят, обычно, землеройные (экскаваторы) и землеройно-транспортные (бульдозеры, автогрейдеры, скреперы) машины, также средства гидромеханизации.

Невзирая на высочайшее развитие и огромное обилие землеройной техники, некие отдельные виды земляных работ по истинное время делают вручную. До сего времени при довольно высочайшем уровне всеохватывающей механизации отдельные процессы разработки огромных размеров грунтов недостаточно механизированы (например, зачистка дна, откосов и др.). Но, невзирая на это, в истинное время продолжают внедряться новейшие разработки и приспособления, монтируемые на экскаваторах, бульдозерах, автогрейдерах и скреперах, которые существенно понижают издержки труда на этих работах. Важной задачей реального и наиблежайшего времени является полное окончание всеохватывающей механизации земляных работ. Применение высокопроизводительных машин для земляных работ, непременно, будет содействовать окончанию данной для нас цели.

Современное состояние русского машиностроения, предназначенного для обеспечения потребностей парка машин для земляных работ, оставляет желать наилучшего, т.к. в подавляющем большинстве везде эксплуатируются машины забугорного производства. Современные машины российского производства существенно отстают от забугорных аналогов, которые владеют высочайшим уровнем требований к качеству производимых работ. По истинное время парк машин для земляных работ продолжает расти, что обосновано непрерывным повышением работ, производимых этими машинками. Данный вид машин имеет широкую область внедрения на различного рода земляных работах. Обширное их применение определило существенное повышение их мощности, упрощение конструкции, также простоты обслуживания при высочайшей производительности.

Также немаловажную роль сыграло существенное упрощение управлением рабочими органами машин данной группы (например, почти все гидравлические экскаваторы управляются так именуемыми джойстиками), но это в основном относится к машинкам забугорного производства.

В истинное время существует одна остро стоящая неувязка, которая заключается в комплектации парка машин для земляных работ. Главной сущностью данной для нас трудности будет то, что стоимость машин для земляных работ забугорного производства в пару раз выше, чем наших аналогов, и иногда в 4–6 раз.

Цель технического совершенствования машин для земляных работ – увеличение их эффективности методом сокращения длительности рабочего цикла и понижения утомляемости оператора. Это получается из-за мероприятий, группирующихся по последующим фронтам:

– улучшение критерий труда: увеличение комфортности и сохранности кабин, автоматизация систем контроля и управления, наиболее комфортное размещение органов управления и понижение усилий на ручках, вентиляция и кондиционирование кабин, улучшение звуко- и виброизоляции;

– сокращение простоев: увеличение надежности машин, улучшение свойства чистки и повышение срока службы рабочих жидкостей, расширенный контроль технического состояния машин, автоматическая диагностика (процесс установления диагноза, то есть заключения о сущности болезни и состоянии пациента) их агрегатов и систем, понижение трудозатратности и повышение периодичности технических обслуживаний, повышение заправочных емкостей;

– расширение технических способностей: повышение мощности силовых установок, рабочих и транспортных скоростей, маневренности, тяговых усилий, давлений в гидросистемах, внедрение быстродействующих захватов и быстроразъемных соединений для резвой смены рабочих органов;

– увеличение экологической сохранности: понижение ток- сичности выхлопа движков внутреннего сгорания, изоляция интенсивных источников шума, применение щадящих опорную поверхность пневмоколес пониженного давления и т.п., внедрение рабочих жидкостей – безобидных либо разлагающихся на открытом воздухе в безобидные составляющие, исключение утечек рабочих жидкостей благодаря надежным быстроразъемным соединениям.

Для машин, которые предполагается эксплуатировать в районах с весьма прохладным климатом, нужны утепленные обогреваемые кабины с двойным либо тройным остеклением, рабочие воды, смазки и горючего со особыми присадками и резинотехнические изделия с высочайшим содержанием натурального каучука, не теряющие эластичности и прочности при низких температурах. Их железные конструкции следует изготавливать из нехладноломких сталей [1].

Современное машиностроение развивается по пути понижения употребления энергии, горючего, материалов и сырья, также уменьшения трудозатрат при изготовлении машино- строительной продукции.

Принципиальным фактором увеличения эффективности эксплуатации машин для земляных работ является контроль за местом нахождения и работой машин, позволяющий оперативно реагировать на чрезвычайные ситуации. В ряде государств, в том числе в Рф, налажена радионавигационная система для определения места нахождения машины. Наличие радиосвязи меж диспетчерским пт и машинкой дозволяет оперативно реагировать на неожиданные происшествия. Не считая того, наличие набора датчиков контроля за работой машины, бортового компа и аппаратно- программных средств обеспечения дозволяет записывать и потом рассматривать всю статистическую и динамическую информацию о эффективности эксплуатации машины. В нашей стране удачно эксплуатируется радионавигационная система «Дорожник» для обеспечения действенной уборки городских улиц г. Москвы.

При разработке соответственных автоматических радионавигационных систем, контроль и слежение за машинками для земляных работ и иными подвижными объектами можно значительно сделать лучше за счет всеохватывающего использования спутниковых навигационных систем GPS (США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке)), Глонасс (Глобальная навигационная спутниковая система, Наша родина) и Galilio (Евросоюз).

В конце XX столетия в США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) (потом в Стране восходящего солнца) началось широкомасштабное освоение этих систем для проведения землеройных, профилирующих и уплотнительных работ при помощи особых машин.

Управление машинками для земляных работ (автогрейдерами, бульдозерами, скреперами, экскаваторами) с внедрением GPS обеспечивает оптимизацию и убыстрение технологических действий (резания, рытья и др.) за счет четкого позиционирования рабочего органа и машины в целом в хоть какой момент времени. При всем этом обеспечивается стабильность и точность курсовой стойкости машин в согласовании с проектными требованиями [2, 3].