Грейфер.

Драглайн

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами.

Основные способы разработки грунта .

Определение размеров котлованов и траншей.

Размеры котлованов определяют исходя из общих размеров сооружений в плане, глубины его заложения, крутизны откосов, а также принятых методов выполнения основных производственных процессов. При этом важно учесть схему возведения будущего сооружения, схему движения кранов при монтаже сооружения, схему доставки и раскладки конструкций в монтажной зоне, установки опалубки, лесов.

 

Разработку грунтов при устройстве выемок различного типа выполняют в основном механическим, гидромеханическим, взрывным и комбинированными способами.

Механический способ разработки заключается в послойном разрушении грунта рабочим органом землеройной машины.

Механический способ является основным. Этим способом разрабатывается более 80% грунтов.

 

Гидромеханический способ предусматривает разработку грунтов гидромониторным, земснарядным и комбинированным способами.

 

Взрывной способ основывается на использовании энергии взрыва и применяется для разрушения и направленного выброса грунта. Взрыв используют для рыхления мёрзлых и скальных грунтов, а также для образования выемок и насыпей больших размеров.

 

Комбинированный способ представляет собой любые сочетания вышеперечисленных способов в зависимости от конкретных условий строительства.

 

Существует четыре типа рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов:

 

- прямая лопата,

- обратная лопата,

 

Схемы рабочих параметров одноковшового экскаватора и профили забоев.

 

 

а- «прямая лопата» с канатным и гидравлическим приводом; б – то же «обратная лопата»;

в – то же, «грейфер; г – драглайн.

+H – максимально возможная высота копания; -H – глубина копания (резания);

Rmax. и Rmin. – наибольший и наименьший радиус копания на уровне стоянки экскаватора;

Rв – радиус выгрузки; Hв – высота выгрузки.

 

 

Одноковшовые строительные экскаваторы классифицируются по следующим признакам:

- по типу ходового устройства – гусеничные с нормальной и увеличенной опорной поверхностью гусениц, пневмоколёсные, на специальном шасси автомобильного типа, на шасси грузового автомобиля или трактора;

- по типу привода – с одномоторным (механическим и гидравлическим) и многомоторным (гидравлическим и электрическим) приводом;

 

- по способу подвески рабочего оборудования – с гибкой подвеской (на канатах) и с жёсткой подвеской (с помощью гидроцилиндров);

 

- по виду исполнения рабочего оборудования – с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием.

 

 

К основным параметрам одноковшового экскаватора относятся: вместимость ковша, продолжительность рабочего цикла, радиусы копания и выгрузки, высота и глубина копания, высота погрузки, конструктивная и эксплуатационная массы машины, среднее давление на грунт, колея и база ходового устройства.

 

Существуют восемь размерных групп экскаваторов, что обозначается

цифрами от 1 до 8.

 

Размер экскаватора характеризуют масса машины и мощность основного двигателя, а также геометрическая вместимость основного ковша.

 

В настоящее время серийно выпускаются экскаваторы 2…6 размерных групп.

 

 

Вместимость основных ковшей экскаваторов составляет:

 

для второй размерной группы - 0,25…0,28 куб. м;

третьей – 0,4…0,65 куб. м;

четвертой – 0,65…1,0 куб. м;

пятой – 1,0….1,6 куб. м;

шестой – 1,6….2,5 куб. м;

седьмой – 2,5….4,0 куб. м.

 

Структура индексов одноковшовых универсальных экскаваторов

 

 

Например, индекс ЭО – 5123 ХЛ расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, пятой размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве с жёсткой подвеской рабочего оборудования, третья модель в северном исполнении. Экскаватор оборудуется основным ковшом вместимостью 1,0 куб. м, соответствующим пятой размерной группе.

 

 

Строительные полноповоротные экскаваторы с механическим приводом и гибкой подвеской рабочего оборудования.

 

 

а-пневмоколёсный третьей размерной группы, б-гусеничный четвёртой размерной группы,

1-пневмоколёсно-ходовое устройство, 2-поворотная платформа, 3-двуногая стойка, 4- стрелоподъёмный канат,5-передняя стойка, 6-кабина машиниста, 7-подъёмный канат, 8-стрела, 9-рукоять, 10-ковш обратной лопаты, 11-тяговый канат, 12 – опорно-поворотное устройство, 13-гусенично-ходовое устройство.

 

 

Разработка грунта экскаватором с прямой лопатой во многом предопределяется особенностями его конструкции. Экскаватор перемещается по дну выемки, копает «от себя» снизу вверх с погрузкой разрабатываемого грунта на транспортные средства. Для наиболее полного заполнения ковша высота должна быть не менее трёхкратной высоты ковша.

Экскаваторы с прямой лопатой наиболее эффективно работают в сухих забоях, а в мокрых (при высоком уровне грунтовых вод) надо применять водоотвод или водопонижение.

Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. По характеру разработки грунта проходки могут быть лобовыми (торцевыми) и боковыми.

При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабатывает грунт впереди себя и по обе стороны от оси, а при боковой с одной стороны по ходу движения. Характер проходки зависит от глубины и ширины котлована и условий его разработки. Лобовыми проходками разрабатывают выемки на крутых склонах, или когда глубина выемки не позволяет загружать транспортные средства, расположенные на берме выемки.

Не широкие котлованы (шириной до 1,5 R) разрабатывают лобовой проходкой, с односторонней погрузкой в транспортные средства, при ширине котлована от 1,5 R до 1,9 R разработку ведут лобовой проходкой с двухсторонней подачей транспортных средств.

Наибольшая ширина лобовой проходки по верху (В) для экскаватора с прямой лопатой при движении его по прямой определяется формулой:

_{_____________________________________________________________________}

В = 2√ R_o² + l_n²

где R_o- оптимальный радиус копания экскаватора, l_n длина рабочей передвижки экскаватора (разность между максимальным и минимальным радиусами резания)

 

Котлованы шириной оси 1,9 R до 2,5 R разрабатывают уширенной лобовой проходкой с передвижкой экскаватора по зигзагу, а до 3 R – с передвижкой его поперёк котлована, то есть поперечно-торцовой проходкой. Широкие котлованы (более 3,5 R) разрабатываются вначале лобовой, а потом боковыми проходками. Наибольшая ширина проходки при этом равна:

_{-----------------}

- для зигзагообразной – В = 2 √ R_o² – l_n² + 2l_c

 

_{----------------------------------}

- для поперечно-торцевой – B =2 √ R_o² – l_n² + 2nR_c

_{-------------------}

- для боковой – B = 2 √ R_o² – l_n² - mH – 0,7R_c

 

где R_c - радиус копания на уровне стоянки,

n - количество поперечных передвижек экскаватора,

m - коэффициент откоса,

H - высота забоя.

 

 

Схемы разработки котлованов экскаваторами, оборудованными прямой лопатой.

 

 

а- лобовая проходка с расположением автосамосвалов выше уровня подошвы забоя; б-боковая проходка; в-лобовая проходка с односторонней погрузкой грунта в самосвалы; г-то же, с двухсторонней погрузкой грунта; д- то же, с перемещением экскаватора по зигзагу; е- уширенная проходка с перемещением экскаватора поперёк котлована; ж- разработка ярусами; Ⅰ-Ⅳ - последовательность проходок экскаватора.

 

 

Разработка грунта экскаваторами с обратной лопатой осуществляется торцевыми или боковыми проходами с перемещением экскаватора по верху забоя «на себя», с копанием грунта ниже уровня стоянки экскаватора.

Последняя особенность важна в тех случаях, когда грунты увлажнённые или мокрые. Возможно вести разработку грунта из под воды.

Разработанный грунт обычно отсыпают в овал на бровку и частично (излишки, не нужные для обратной засыпки) на транспорт.

 

 

Схемы разработки котлована экскаватором с обратной лопатой и драглайном .

 

 

а- обратной лопатой, б- драглайном, в – торцовой проходкой при перемещении экскаватора по прямой,

г – двумя торцовыми проходками, д - при зигзагообразном перемещении экскаватора,

е – при поперечно-торцовом перемещении, ж- поперечно-челночная разработка драглайном,

и – разработка драглайном боковой проходкой.

 

 

Экскаваторами-драглайнами, имеющими удлиненную стрелу и ковш, свободно подвешенный на стреле, разрабатывают грунт с отсыпкой его в отвал или в транспортные средства при устройстве глубоких котлованов, каналов, траншей.

Разработка грунта производится ниже уровня стоянки экскаватора с работой его «на себя». Ковш заполняется в процессе протаскивания его по грунту.

Широкие выемки разрабатываются за несколько лобовых проходов или применяются такие технологические приёмы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцевая проходка, а также челночный способ работы экскаватора.

При устройстве широких котлованов, а также насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку, ширина которой составляет около 0,7-0,8 R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки - 180 градусов.

 

Экскаватор с грейферным ковшом вместимостью 0,3 - 4 куб. м, свободно подвешенным на тросе, может разрабатывать выемки в радиусе 8 - 24 м на глубине 7 - 15 м, при подъёме грейфера на высоту 6 - 14 м.

Обычно они могут разрабатывать лёгкие грунты первой и второй группы, а более тяжёлые только при их предварительном рыхлении.

Такие экскаваторы чаще всего применяются для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками (опускные колодцы, заглублённые насосные станции и т.п.).

 

Производительность экскаваторов при разработке грунта с погрузкой в автосамосвалы

 

Вместимость ковша экскаватора, куб. м. (прямая лопата)	Производительность, куб. м/час, при группе грунта
I	II	III	IV
0,4 0,5 0,65 1,0 1,25 (1,5) 1,6 2,5	27,5 34,4 53,8 74,6 107,9 138,5 172,7	21,6 28,8 43,9 61,7 84,0 115,5 143,7	15,8 22,3 33,9 48,3 70,4 91,7 113,0	--- 10,4 16,6 23,8 35,2 45,1 56,2

 

Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования.

 

 

а, б – шарнирно-рычажного

 

 

в- телескопического

 

1- опорно-поворотное устройство

 

2- пневмоколёсное 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

 

, куб.м.

 

Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов.

 

 

 

1…3 – ковши обратных и прямых (4) лопат; 5 – ковши для дренажных работ; 6 – ковши для рытья узких траншей; 7 – ковши со сложной режущей кромкой и зубьями для планировочных и зачистных (8) работ;

9 – двухчелюстной грейфер; 10 – двухчелюстной грейфер для погрузки крупнокусковых материалов и камней; 11,12,13 – погрузочные ковши большой вместимости; 14 – бульдозерные отвалы для засыпки траншей, небольших котлованов; 15 – захваты для погрузки труб и брёвен; 16 – крановая подвеска (грузоподъёмные и монтажные работы), 17 – многозубые и однозубые (18) рыхлители для рыхления грунтов, взламывания дорожных покрытий; 19- пневматические, гидравлические и гидропневматические (20) молоты многоцелевого назначения со смежным рабочим инструментом для разрушения скальных пород и мёрзлых грунтов, разрушения железобетонных конструкций, кирпичной кладки, фундаментов, тромбования грунтов, погружения свай и шпунта, бурами для бурения шпуров и скважин и т.п.