Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Принцип метода «стена в грунте»

Принципиальная схема рабочего органа

Основные характеристики

Техническое задание на проектирование

Расчет усилий взаимодействия рабочего органа

Расчет гидропривода

Заключение



Принцип метода «стена в грунте»

Особенностью строящихся береговых и русловых водозаборов, насосных станций первого подъема (проектируемых часто сблокированными с водозаборами), а также канализационных насосных станций (КНС) является значительное заглубление в землю их подземной части - колодца. Размеры колодцев в плане по диаметру, особенно по глубине своего заложения, достигают десятков метров. При этом строительство их части ведется в сложных условиях водонасыщенных и неустойчивых грунтов. Все это затрудняет их возведение и требует применения специальных способов работ, ибо строительство сооружений в обычных открытых котлованах весьма затруднено.

Способ "стена в грунте" заключается в том, что в грунте по контуру стен будущего сооружения отрывают узкие и глубокие траншеи, заполняемые для обеспечения устойчивости их стенок глинистым раствором (суспензией) с тиксотропными свойствами. Затем в траншеях возводят монолитные или монтируют сборные стены, после чего внутри сооружения разрабатывают грунт и устраивают днище подземного помещения. Преимущества способа "стена в грунте":

1. Он очень удобен при устройстве заглубленных сооружений в условиях стесненной площадки. При заглублении стен до водоупора не требуются водоотлив и водопонижение;

2. Способ более надежен в суровых климатических условиях, позволяет избежать перекосов, кренов;

3. Способ позволяет снизить объем земляных работ, ускорить строительство и уменьшить его трудоемкость.

Для устройства узких и глубоких траншей при этом способе используют в основном грейферные экскаваторы (рис. 1).



Рис. 1 Разработка траншеи грейферным экскаватором под защитой глинистой суспензии (1 - подача глинистой суспензии)

Процесс возведения монолитных стен в траншее включает в себя операции по установке арматуры, укладке бетона (рис. 2, 3), его уплотнению и уходу во время твердения.

Рис. 2 Опускание арматурного каркаса



Рис. 3 Бетонирование методом вертикально перемещающейся трубы (1 - подача бетона; 2 - откачка суспензии)

Железобетонные и бетонные стены в траншее, заполненной суспензией, бетонируют методами подводного бетонирования и в частности методом ВПТ, захватками 3…6 мм (см. рис. 3).

Сборные стены в грунте монтируют из панелей высотой 10…15 м и массой до 20 т с соединением их между собой при помощи направляющих кондукторов. Панель в траншею, обрамленную воротником или форшахтой, опускают краном (рис. 4), расположенным за пределами призмы обрушения.

Рис. 4 Монтаж панелей



Рис. 5 Тампонирование пазух (1 - откачка суспензии; 2 - подача тампонажного раствора)

Перед началом монтажа на горизонтальных плитах форшахты размечают контуры панелей. Первую панель устанавливают с тщательной выверкой, а вторую и последующие - с помощью специальных монтажных приспособлений и кондукторов, после чего заполняют или тампонируют пазухи (рис. 5). Стыки между панелями замоноличивают сверху вниз по мере разработки грунта внутри сооружения. Заделывают их методом пневмонабрызга или торкретирования.

Принципиальная схема рабочего органа

В соответствии с требуемыми задачами принципиальная схема рабочего органа выглядит следующим образом:

Рис. 6 Принципиальная схема рабочего органа

Экскаватор- грейфер устанавливается на Мини экскаватор гусеничный Terex TC 16 (Рис. 7.).

Основные характеристики

Макс. рабочий вес, кг	1650
Мощность двигателя, кВт/л.с.	13.1/17.8

Трансмиссия

Скорость движения, км/ч	2.4
Преодолеваемый подъем, %	60
Тяговое усилие, кН	11.6

Гидросистема

Подача гидронасоса, л/мин	31.5
Давление гидросистемы, бар	165
Гидробак, л	35.0

Двигатель

Тип	Дизель, 3-х цилиндровый
Объем, л.	0.95
Мощность при 2200 об./мин., кВт/л.с.	13.1/17.8

Техническое задание на проектирование

Область применения:

Индивидуальное садово-парковое строительство, строительство небольших бассейнов.

Требуемые параметры экскаватора для устройства стены в грунте:

- Двух-челюстной (грейфер);

- Монтируемый на автомобильное шасси (на малогабаритный спец-трактор типа Terex TC 16);

- Объем ковша около 0,003 .

- Производительность не менее 2 .

Расчет усилий взаимодействия рабочего органа

грейферный экскаватор стена грунт

1. Расчетная схема №1.

Рассчитаем требуемое усилие (первого гидроцилиндра).

где:

.

2. Расчетная схема №2

Требуемое усилие (второго гидроцилиндра).

.

3. Расчетная схема №3.

Итог:

Расположение гидроцилиндров (ГЦ):

ГЦ	Требуемое усилие, кН	Ход штока, мм
1	5,44 (тянущее)	200
2	2,79 (тянущее)	212
3	13,58 (тянущее)	222

Подобранные гидроцилиндры: ЦГ 40.20х200 (21,2 кН),

ЦГ 40.20х250 (11,65 кН), ЦГ 40.20х250 (20,21 кН)

Расчет гидропривода

1. Рабочее давление: 16 МПа.

2. Площадь гидроцилиндра:

3. Диаметр гидроцилиндра:

4. Требуемый ход штока (ГЦ №3): l=222 мм,

Подбираем стандартный гидроцилиндр: ЦГ 40.20*250.

5. Определение расхода жидкости:

6. Выбор труб:

, ,

Примем стандартный рукав высокого давления (РВД):

РВД 8.21,5 LМ16х1,5 (d=8 мм) ГОСТ 6286-73.

7. Определим следующие расходы:

В бесштоковой полости

В штоковой полости

Бесштоковая полость (напорная):

где:

Потери напора в гидросистеме:

Трубопровод l=2,48м

Резких поворотов на 90^є l_экв=3*12,37*0,01=0,37 м;

Четыре колена на плавном изгибе l_экв=4*5,5*0,01=0,22м;

Предохранительный клапан l_экв=3*125*0,01=3,75 м;

Распределитель l_экв=50*0,01=0,5м;

l_пр=l+? l_экв=2,48+0,37+0,22+3,75+0,5=7,32 м.

Штоковая полость(сливная):

где:

l_пр=7,32 м;

8. Гидрораспределитель и фильтр есть в стандартной комплектации экскаватора:

Подача насоса - 31,5 л/мин, давление - 165 бар=16,5 МПа.

9. Посчитаем потери давления в бесштоковой полости:

Посчитаем потери давления в штоковой полости:

10. Фактическое давление в бесштоковой полости:

Р_б.шт=Р-??Р=Р-?Р_распр-?Р_тр.нап.=16-2,54-0,002=9,458 Мпа;

Фактическое давление в штоковой полости:

Р_шт=??Р=?Р_распр+?Р_фил+?Р_тр.сл.=1,4+1+0,014=2,414 Мпа.

Расчет производительности

1. Конструктивная производительность (учитывает затраты времени, обусловленные только возможностью машины).

где П_кон - объёмная производительность экскаватора за 1 час чистой работы, без учёта возможных простоев;

k_Н - коэффициент наполнения ковша, k_Н = 0,95;

Т_{ц кон} = 1,5 мин.= 30 с. - время одного цикла;

n_кон - число циклов за час чистой работы машины:

2. Техническая производительность (учитывает время всех операций при работе машины, без возможных простоев, при высшей квалификации оператора):

где - число циклов за час работы:

где - продолжительность опускания стрелы и ковша, - время захвата ковшом грунта: - время поднятия ковша и выгрузки.

- коэф. эксплуатации,

3. Эксплуатационная производительность (рассчитывается для конкретных условий работы машины с учётом всех простоев, в том числе аварийных и организационных):

- статический коэффициент, учитывающий снижение производительности из-за простоев в течение смены, k_П=0,85…0,9;



Заключение

Спроектированный экскаватор для устройства «стены в грунте» соответствует требуемым характеристикам:

Ковш- грейфер;

Рабочий орган крепится на малогабаритный экскаватор Terex TC 16;

Производительность составляет 2,1 при объеме грейфера 0,025 .

Отлично подходит к индивидуальному садово-парковому строительству или устройству небольших бассейнов.

Размещено на Allbest.ru