Проведение траншей канатно-скреперными установками

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Для рытья траншей на заболоченных и обводненных участках трассы применяются машины, специально оборудованные для работы в этих условиях. К этим машинам относятся различные типы канатно-скреперных установок (КСУ).

В работе предусматривается ознакомление с конструкциями и расчет производительности КСУ.

1. Конструкции канатно-скреперных установок

Канатно-скреперная установка предназначена для рытья траншей на заболоченных и обводненных участках трассы, строительства переходов через небольшие реки и водоемы, а также в горной местности на уклонах более 200.

Установка состоит из силового оборудования, двухбарабанной лебедки, комплекта скреперных ковшей и якорного приспособления с блоком (рис. 1).

При работе силовая установка с лебедкой устанавливается по одну сторону заболоченного участка или водоема, а якорь устраивают на другой ее стороне (рис. 2). На якоре имеется обойма с неподвижным блоком, через который пропускают канат. Канатов два. Каждый из них крепится одним концом к своему барабану лебедки, а вторым - к ковшу. Канат прикрепленный к передней части ковша, называется тяговым, а к задней - холостым.

Тяговый канат непосредственно соединен с барабаном лебедки и подтягивает ковш к лебедке, а холостой сначала перекинут через неподвижный блок якоря, а потом идет на барабан и подтягивает ковш к якорю. Попеременно включая барабаны лебедки на наматывание и сматывание каната, перемещают ковш к лебедке - рабочий ход (скреперование) или к якорю - холостой ход.

Ковш волокушного типа не имеющего дна. Это необходимо для разгрузки ковша в начале холостого хода без его подъема и опрокидывания. При рабочем ходе ковш врезается зубьями в грунт и разрушает его, наполняется грунтом и транспортирует его к лебедке. На некотором расстоянии от лебедки ковш останавливается и начинает перемещаться назад - холостой ход, освобождаясь от грунта.

Рис. 1. Схема работы канатно-скреперной установки: а - с одним ковшом; б - с двумя ковшами

2. Лебедки скреперные ЛС302 И ЛС1001

Лебедки предназначены для использования в качестве тягового средства при скреперовании траншей и протаскивания трубопроводов при строительстве переходов через водные преграды. Силовая установка, трансмиссия и два барабана лебедки ЛС302 смонтированы на общей раме, а у лебедки ЛС1001 - на прицепе-тяжеловозе. Для осуществления автоматического изменения скорости выбирания каната в зависимости от требуемого усилия в трансмиссию лебедки встроен гидротрансформатор, который ограничивает усилие в канате без отключения двигателя, предохраняя канат и трансмиссию лебедки от перегрузок.

Рисунок 2. Лебёдки скреперные: а - ЛС302; б - ЛС1001

Для расширения диапазона скоростей лебедка имеет двухскоростной редуктор. Управление лебедкой осуществляется из кабины или с выносного пульта (у ЛС1001).

Рисунок 3. Схема монтажа КСУ

Таблица 1. Технические характеристики

Комплект скреперного оборудования.

Комплект скреперного оборудования предназначен для разработки подводных траншей в грунтах 2…4 класса по ГОСТ 25100-95 (кроме скальных, полускальных), плотностью скелета не более 2,0 г/см3 при строительстве магистральных трубопроводов на переходах через водные преграды при температуре окружающей среды от - 40 до + 40С.

Таблица 2

По требованию Заказчика дополнительно к лебедкам может поставляться комплект скреперного оборудования КСО232 (или КСО1001) в состав которого входят собственно скрепер, а также направляющая, установка блока и костыли. Объем ковша - 3 (8)м3, максимальный объем грунта в ковше - 3,6 м3, производительность - 18 (25) м3/час. Ширина разрабатываемой траншеи - 1,6 м, длина - 200 (500) м.

3. Скреперное оборудование для двухбарабанных лебедок ЛС302 и ЛС1001

Скреперное оборудование для двухбарабанных лебедок ЛС302 и ЛС1001 предназначено для разработки подводных траншей в грунтах I-VI категорий при строительстве магистральных трубопроводов. В комплект скреперного оборудования входят: направляющая, скрепер и блочная стяжка.

Иногда, чтобы использовать холостой ход ковшей в качестве рабочего, применяют два ковша; скрепленные друг с другом своей задней частью. Тогда оба ковша работают попеременно: когда у одного из них рабочий ход, у другого холостой, и наоборот.

Таблица 3. Технические характеристики

Комплект скреперного оборудования предназначен для разработки подводных траншей в грунтах 2-4 класса по ГОСТ 25100-95 (кроме скальных, полускальных), плотностью скелета не более 2,0 г/см3 при строительстве магистральных трубопроводов на переходах через водные преграды при температуре окружающей среды от -40 до +40С.

Таблица 4

5. Расчет рабочих параметров установки

При установившемся процессе скреперования тяговое усилие равно сумме сопротивлений, возникающих при скреперовании:

Р = Р1 + Р2 + Р3 + Р4,

где Р1 - сопротивление грунта резанию; Р2 - сопротивление перемещению грунта по грунту; Р3 - сопротивление перемещению ковша по грунту; Р4 - сопротивление волочению каната по грунту.

В случае применения двух спаренных ковшей возникает еще сопротивление перемещению порожнего ковша по грунту Р5.

Сопротивление грунта резанию Р1 (в кН) определяется зависимостью:

Р1 = в • h • k,

где в - ширина слоя грунта, вырезаемого ковшом, м; h - толщина срезаемого слоя грунта (глубина резания), м; k - коэффициент удельного сопротивления грунта резанию.

Величина k зависит от свойств грунта и в данном случае формы ковша (для легких грунтов k = 350...600 МПа; для тяжелых k = 700...1200 МПа).

Сопротивление перемещению грунта по грунту представляет собой силу трения грунта, заполнившего ковш, и дно траншеи:

Р2 = g (mгр - )м1cosв,

где mгр - полная масса грунта в ковше; - масса грунта, заполняющего вогнутую часть ковша; м1 - коэффициент трения грунта по грунту; в - угол продольного уклона местности.

Сопротивление перемещению ковша по грунту (в кН) определяется зависимостью:

Р3 = g (Мк +)м2*cosв,

где Мк - масса ковша; - масса грунта, заполняющего вогнутую часть ковша и оказывающего давление на ковш; м2 - коэффициент трения грунта по грунту.

Сопротивление волочению каната по грунту

Р4 = g • l • mк • f • cosв,

где l - длина участка каната, волочащегося по грунту при перемещении ковша; mк - масса 1 м каната; f - коэффициент трения каната по грунту (в среднем f = 0,5).

Сопротивление перемещению порожнего ковша по грунту:

Р5 = g? Мк? м2 ?cosв,

Мощность, затрачиваемую на скреперование можно рассчитать по формуле:

N = ,

где P - суммарное тяговое усилие при скреперовании; н - скорость перемещения ковша с грунтом; з - к.п.д. системы (з =0,5...0,8); Кв - коэффициент неучтённых сопротивлений (Кв = 1,2...1,4).

Производительность канатно-скреперной установки (в м3/ч) определяется по формуле:

П = ,

где q - вместимость ковша, м3; Кн - коэффициент, учитывающий наполнение ковша грунтом (Кн < 1); Ки - коэффициент использования во времени (Ки = 0,8); Кр - коэффициент, учитывающий степень разрыхления грунта, (Кр = 1,2...1,45); L - длина участка скреперования; н - скорость движения ковша, м/с; t - время, необходимое для перемены направления ковша (зависит от конструкции установки и составляет в среднем от 15 до 40 с.).

Таблица 5. Значения удельных сопротивлений грунта резанию и копанию

Таблица 6. Коэффициент трения грунтов и материалов

Литература

скреперный канатный двухбарабанный лебедка

1. Грунты. Классификация. Межгосударственный стандарт РФ. Дата введения 1996-07-01.

2. Крец В.Г. Машины и оборудование для строительства и экс-плуатации газонефтепроводов и хранилищ: учебное пособие / В.Г. Крец, А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011(2013). - 329с.

3. В.И. Минаев. Машины для строительства магистральных трубопроводов. Учебник. - М.: Недра, 1985.- 440с.

4. Строительство магистральных трубопроводов. Справочник / В.Г. Чирсков, В.Л. Березин, Л.Г. Телегин и др. - М: Недра, 1991. - 475с.

5. С.А. Горелов Машины и оборудование для сооружения газонефтепроводов. Уч. пособие.- М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. - 122с.

6. Лукьянов В.Г. Технология проведения горно-разведочных выработок: учебник / В.Г. Лукьянов, А.В. Панкратов, В.А. Шмурыгин; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2011. - 550с.

Размещено на Allbest.ru