К машинам и оборудованию для подготовки к земляным работам относятся
Разнообразие видов земляных работ, а также их объемов вызывает необходимость применения различных по конструктивному исполнению землеройных машин. Участие отдельных видов землеройных машин в выполнении общих объемов земляных работ в промышленном строительстве весьма различно.
Объем работы, %
Землеройно-транспортные машины – 46,1
В том числе:
бульдозеры – 36,2
скреперы – 8,4
грейдеры и автогрейдеры – 1,5
Экскаваторы одноковшовые – 44,1
Экскаваторы непрерывного действия – 4,2
Плавучие земснаряды – 3,1
Прочие машины – 2,5
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Это соотношение работ непостоянно в зависимости вида земляных работ.
Машины для земляных работ широко применяются при строительстве автомобильных и железных дорог, каналов, ирригационных сооружений, для рытья траншей и котлованов, выполнения планировочных и других работ.
Машины для земляных работ могут быть циклического и непрерывного действия и оборудуются всеми известными типами приводов, ходовых устройств и систем управления.
Грунты и горные породы разрушаются механическим, гидромеханизированным и взрывным способами.
Наиболее распространены механические способы (85% всего объема работ), энергоемкость которых составляет 0,05—0,7 кВт • ч/м3 в зависимости от вида оборудования и твердости грунтов.
Гидромеханизированный способ требует значительно меньших затрат на оборудование и одновременно обеспечивает высокоэффективную транспортировку грунта. Энергоемкость колеблется в пределах 0,15—2 кВт • ч/м3.
Взрывной способ является самым дорогим, и затраты энергии только на буровые работы составляют 0,8—1,1 кВт • ч/м3. Этот способ применяется для предварительного рыхления скальных и мерзлых грунтов перед их разработкой одноковшовыми экскаваторами, а также для разработки грунтов на выброс.
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Земляные работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружении. Они включают: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей, плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т. п.
По характеру рабочего процесса, составу операций и последовательности их выполнения земляные сооружения делят на выемки и насыпи. Выемка образуется в результате удаления излишков грунта за ее пределы, а насыпь — путем отсыпки грунта, внесенного извне, с его послойным уплотнением.
В общем комплексе работ на строительном объекте земляные работы чаще всего выполняют раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строительной площадки — удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т. п.
Большую часть этих работ выполняют землеройными машинами, оборудованными специальными рабочими органами. В связи с этим машины для подготовительных работ рассматривают вместе с машинами для земляных работ. К подготовительным работам также относят предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов.
Машины для земляных работ классифицируют по назначению, режиму работы, степени подвижности и другим признакам. Классификация по назначению условна, поскольку приводы, ходовые устройства и другие структурные элементы современных машин позволяют использовать одну и ту же их базовую часть для работы с различными видами сменного рабочего оборудования, нередко различного по назначению.
Универсальность машин существенно расширяет область их применения, способствует их лучшему использованию по времени, особенно в условиях небольших объемов однотипных работ, выполняемых строительной организацией, более эффективной организации технического обслуживания.
Универсальные машины классифицируют по основным видам выполняемых ими работ, определяемым по технико-эксплуатационным, экономическим и другим соображениям.
Различают землеройные машины для отрывки и перемещения грунта в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования (одно- и многоковшовые экскаваторы), землеройно-транепортные машины для послойной разработки грунта и его перемещения на большие расстояния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы).
. К машины для подготовительных работ относят машины и оборудование для уплотнения грунтов, бурения скважин, в том числе в прочных и мерзлых грунтах при их разрушении взрывом, оборудование для гидромеханической разработки, а также машины и оборудование для разработка грунтов в особых условиях. Машины для планировочных работ относятся к группе землеройно-траншейных машин и частично к экскаваторам (эскаваторы-планировщики).
По режиму работы рассматриваемые машины бывают цикличного и непрерывного действия. К последним относятся многоковшовые экскаваторы, некоторые виды землеройно-транспортных машин, оборудование для гидромеханической разработки грунтов, а также некоторые виды машин для работы в особых условиях. Остальные машины работают в цикличном режиме, выполняя операции рабочего цикла последовательно или с их частичным совмещением во времени.
Земляные работы с использованием специализированной техники
Процесс строительства инженерных сооружений любого масштаба включает в себя ответственный этап земляных работ. В целях механизации трудоемкого этапа применяются специальные машины для земляных работ. Эти машины используются и при добыче полезных ископаемых, в сельском хозяйстве, мелиорации, создании коммуникаций. Различные по назначению, степени сложности и плотности обрабатываемого грунта земляные работы требуют наличия разнообразных видов машин.
Типология земляных работ
Земляные работы проводятся при строительстве земляных сооружений таких как, котлованы для фундаментов, траншеи, площадки, ямы, приямки, дамбы. Сооружения различаются в зависимости от назначения по форме, размерам, особенностям грунта. Земляные работы подразделяются на виды:
Все эти действия осуществляются тремя основными способами:
Механическое воздействие на поверхность обеспечивается рабочими органами оборудования, такими как ножи, зубья, резцы, фрезы, скребки, клинья, ковши. На практике применяется комбинирование основных способов разработки грунта, например, взрывного с механическим, когда требуется предварительное рыхление скальных пород или мерзлого земляного слоя.
Машины для земляных работ и их классификация
При производстве земляных работ используются различные по своему устройству, принципу действия машины, которые классифицируются в зависимости от следующих пунктов:
Оборудованием, выполняющими вспомогательные и подготовительные операции, являются приспособления для гусеничных или колесных тракторов: разрыхлители, корчеватели пней, кусторезы.
Для уплотнения грунтов статическим воздействием применяются различные катки. Прицепные катки имеют два дышла для обеспечения движения по насыпи челночным способом. Ударное действие может осуществляться электрическими или пневматическими трамбовками.
Для основных землеройных работ используются одноковшовые экскаваторы, имеющие сменное рабочее оборудование, погрузчики грунта. Землеройно-транспортные машины предназначены не только для забора грунта, но и его перемещения. К ним относятся: скреперы, бульдозеры, грейдеры.
Описание основных типов машин для земляных работ
Для эффективного выполнения работ в стесненных условиях используется широкая номенклатура высокопроизводительных специальных и универсальных машин многоцелевого назначения. Существуют основные типы машин для земляных работ, которые используются на разных объектах строительства, при любых климатических условиях и видах грунта.
Многоковшовые экскаваторы
Этот вид экскаваторов применяется для прокладывания траншей, вскрышных работ, при строительстве каналов. Машины используются в целях добычи в карьерных разработках глины, песка, керамзита, которые являются нерудными строительными материалами. Наличие множества ковшей обеспечивает непрерывное воздействие на грунт, снижает величину требуемого усилия и увеличивает производительность землеройного оборудования.
В зависимости от места использования многоковшовые экскаваторы бывают:
По направлению движения различают экскаваторы продольного, поперечного копания. Существуют также поворотные модели, которые имеют гусеничный или рельсовый ход, и могут рыть породу в горизонтальном или вертикальном направлении. Такая техника подходит для добычи полезных ископаемых, залегающих пластами.
Рабочий орган таких машин – ротор, на котором закреплены ковши, вращается относительно горизонтальной оси. У цепных экскаваторов ковши размещены на цепях, представляющих собой замкнутый контур.
К типу многоковшовых экскаваторов можно условно отнести непрерывные землеройные машины, которые оснащены фрезами или скребками. Поверхность выемки после использования такой техники остается относительно гладкой и не нуждается в дополнительной зачистке.
Учитывая внушительные габариты подобной техники и сложности с перемещением, ее целесообразно использовать на участках, где имеются большие объемы однотипной работы. Разрабатываемый грунт не должен содержать крупных включений, превышающих в диаметре пятую часть ширины ковша. В отличие от одноковшового, деятельность многоковшового экскаватора не требует постоянного участия машиниста.
Бульдозеры
Бульдозеры предназначены для перемещения волоком и распределения грунта на площадке или послойного копания почвы. Часто бульдозеры используются при добыче полезных ископаемых. Это связано с удобством применения такой техники в карьерах и на неровных участках. Незаменимы бульдозеры на строительстве различных объектов, прокладке каналов, при проведении дорожных работ.
Специальный рабочий орган бульдозера (отвал) базируется на гусеничном или колесном тракторе. Отвал бывает прямолинейным или криволинейным и размещается фронтально вне колес техники. Бульдозеры могут быть оснащены отвалами следующего типа:
Машины с универсальным отвалом называются путеукладчиками.
Существуют модели бульдозеров с различными типами приводов для поднимания, поворота, перекоса, наклона отвала:
Принимая во внимание массивность техники, работа бульдозеров целесообразна на почвах, которые имеют хорошую несущую способность и обеспечивают необходимое сцепление с гусеничным или колесным ходом. Если почва влажная, предварительно проводится принудительное водопонижение. В зависимости от модели бульдозеры снабжены различным сменным оборудованием, которое повышает степень универсальности техники, расширяет возможности ее применения.
Скреперы
Скреперы относятся к типу землеройно-транспортных машин и используются для послойного снятия грунта, его транспортировки, разгрузки, разравнивания и предварительного уплотнения колесами. Модели и модификации скреперов классифицируются по следующим основным признакам:
Самоходный скрепер имеет собственную энергетическую установку, которая обеспечивает движение машины, функционирование всех агрегатов и рабочих органов. Целесообразно использовать скреперы для перевозки груза на расстояния до 5 км. Если маршрут транспортировки до 300 метров, лучше применить меньшие по стоимости прицепные машины.
На дальние расстояния подойдут самоходные скреперы, которые развивают довольно высокие транспортные скорости, сравнимые со скоростями землевозов или автосамосвалов. Поэтому экономически выгоднее проводить земляные работы скреперами, чем использовать экскаваторы с самосвалами.
Видео по теме: Земляные работы
Классификация машин для земляных работ
2. Землеройно-транспортные машины, предназначенные для послойной разработки, перемещения грунта и планировки грунта: скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы или струги.
3. Экскаваторы, являющиеся наиболее универсальными землеройными машинами, поскольку перемещение рабочего органа у них не зависит от других частей машины и они обладают разнообразием технологических приемов.
По характеру рабочего процесса экскаваторы подразделяются на машины цикличного действия, у которых все операции протекают последовательно в определенном порядке и повторяются через некоторые промежутки времени (одноковшовые экскаваторы), и машины непрерывного действия, у которых все операции производятся одновременно (многоковшовые и фрезерные экскаваторы).
4. Машины для гидравлической разработки грунта, производящие отделение грунта от массива в сухих забоях струей воды из насадка гидромонитора под напором 1—3 Мн/м2 (10—30 ат), а в забоях под водой — засасыванием легкого песчаного грунта вместе с водой плавучим или передвижным землесосным снарядом. 5. Также к машинам для земляных работ можно отнести трамбующие и вибрационные машины, предназначенные для искусственного уплотнения грунта.
Машины для подготовительных работ
Машины для подготовительных работ предназначены для расчистки территории строительства от кустарника и леса, удаления пней, корней, разрыхления плотных грунтов для последующей разработки их землеройными машинами.
Кусторезы
Кусторезы предназначены для расчистки площадей от кустарника и мелколесья. Они выполняются в виде сменного навесного оборудования к трактору и по принципу действия рабочего органа делятся на пассивные и активные.
Пассивные рабочие органы, как правило, выполняются в виде клинового отвала, с расположенными в нижней части плоскими горизонтальными ножами имеющими гладкую или волнообразную режущую кромку. Такими ножами хорошо срезается кустарник с диаметром стволов у корневой шейки не менее 2. 3 см. При работе сдвигается часть плодородного слоя почвы.
Активные рабочие органы кусторезов могут быть режущего (сегментные, дисковые) или ударного действия c приводом от вала отбора мощности трактора.
б – циркулярная пила или фреза;
Г – ножи фрезерные горизонтальные
Д – вращающиеся диски с ножами
Е – ножи, вращающиеся на гибкой связи.
Такие кусторезные рабочие органы могут монтироваться на трактор как неподвижно, так и с помощью подвижной рукояти, позволяющей изменять положение рабочего органа в пространстве.
Корчеватели
Для выкорчевывания пней, корней деревьев и крупных валунов используется целый ряд различных методов и машин:
А – корчевание прямой тягой;
Б – с помощью тракторной лебедки;
Г, Д – корчеватели-собиратели с передней и задней навеской рабочего органа
Е – корчевальная борона.
Корчеватель-собиратель предназначен для корчевания пней и крупных валунов, а также для их перемещения и погрузки в низкие транспортные средства.
1 – клыки
3 – гидроцилиндры поворота РО
7 (обозначить) гидроцилиндр подъема рамы.
Отвал представляет собой решетчатую конструкцию с мощными «клыками» в нижней ее части. При работе, клыки заглубляются в грунт и подводятся под объект корчевания, после чего, комбинированным воздействием толкающего усилия трактора и поворота рабочего органа производится извлечение пня или валуна из грунта.
Корчеватели с задней навеской рабочего выполняются без выраженного отвала. Сам рабочий орган состоит из двух пар клыков, причем одна пара жестка зафиксирована на раме, а другая – с помощью шарнирного соединения.
3 – гидроцилиндр подъема РО
4 – гидроцилиндр поворота подвижных клыков
(такие машины могут обойтись без противовесов, так как при корчевке крупных пней или валунов рабочий орган упирается в землю)
Корчевальная борона
предназначена для корчевания кустарника и пней диаметром до 15. 20 см. Борона, имеет треугольную раму сварной конструкции с тремя – девятью зубьями и навесное устройство.
Высоту зуба относительно рамы регулируют с помощью отверстий. Чтобы уменьшить забивание бороны, зубья устанавливают на разную глубину хода: передние — на меньшую, задние на большую.
Корчевание с помощью канатной тяги может осуществляться путем вытягивания одиночных пней или попарно, с помощью систем отклоняющих блоков и полиспастов.
1 – направляющий пень, 2 – трактор, 3 – корчуемые пни.
Рыхлители
Применяются для рыхления грунтов III и IV категорий, используют для удаления корней, камней, мелких пней и взламывания старых дорожных покрытий. Навесной рыхлитель имеет подвижную раму, соединенную обычно параллелограммной системой с задним мостом трактора, что позволяет сохранять постоянным угол резания зубьев,снабженных сменными наконечниками из износостойкой стали. Подъем и заглубление зубьев производятся гидроцилиндрами.
1 — бульдозерное оборудование, 2 — трактор, 3, 9 — верхняя и нижняя рамы, 4 — верхняя тяга, 5 — гидроцилиндр, 6 —несущая балка, 7 — поворотный флюгер рыхлительного зуба, 8 — рыхлительный зуб.
Бульдозеры
Бульдозером называют гусеничный или колесный трактор с рабочим органом в виде отвала. Они предназначены для послойной разработки грунтов с их последующим перемещением перед рабочим органом (отвалом) по поверхности земли на небольшие расстояния. Установка на бульдозерах заднего рыхлительного оборудования позволяет эффективно разрабатывать прочные разборно-скальные грунты, в том числе в условиях зон холодного климата. Эффективная дальность перемещения грунта бульдозером составляет 15…70 м в зависимости от мощности трактора, достигая 180 м при работе наиболее тяжелых машин в горнодобывающей промышленности.
Основным параметром, определяющим технико-экономические показатели бульдозеров, является номинальное тяговое усилие, по которому различают:
1. бульдозеры очень легкие (малогабаритные) с номинальным тяговым усилием до 25 кН,
2. легкие − 25…135 кН,
3. средние − 135… 200 кН,
4. тяжелые − 200…350 кН
5. сверхтяжелые − свыше 350 кН.
По типу движителя различают бульдозеры гусеничные и пневмоколесные.
Бульдозеры могут выполняться с поворотным и с неповоротным отвалом:
1 – отвал; 2 – раскос; 3 – гидроцилиндры подъема отвала; 4 – базовый трактор; 5 – рама трактора; 6 – упряжные шарниры; 7 – толкающие брусья; 8 – универсальные шарниры; 9 – подкос.
1 – отвал; 2 – винтовые раскосы; 3 – гидроцилиндры подъема отвала; 4 – базовый трактор; 5 – упряжные шарниры; 6 – опорные кронштейны (по три штуки для разных положений); 7 – толкающая рама; 8 – боковые толкатели; 9 – кронштейны крепления гидроцилиндров; 10 – центральный шаровый шарнир.
Помимо землеройно-транспортных работ, бульдозеры могут выполнять планировочные работы, в частности, выравнивание площадки для строительства или передвижения другого транспорта. При этом могут использоваться системы автоматического управления положением отвала бульдозера.
1 — лазерный нивелир; 2 — приемник; 3 — лазерная плоскость.
Скреперы
Скрепером называют землеройно-транспортную машину с ковшовым рабочим органом, предназначенную для послойной разработки, транспортирования и отсыпки грунта в земляные сооружения. Для облегчения процесса копания скрепером грунты выше 2-й категории предварительно разрыхляют рыхлителями.
Рабочий цикл скрепера состоит из следующих операций:
1. Копание грунта и заполнение ковша. При этом заслонка открыта, ковш опускается на поверхность и при движении скрепера заполняется грунтом. При этом скреперу может «помогать» бульдозер, упираясь отвалом в буфер скрепера.
2. Транспортировка. Заслонка опускается, ковш поднимается в транспортное положение
3. Разгрузка. В движении, скрепер открывает заслонку и при помощи разгрузочного устройства (например, подвижной задней стенки) выгружает грунт.
С помощью скреперов возводятся насыпи, устраиваются выемки с отвозкой грунта в насыпи, производится планировка строительных площадки, срезание растительного слоя грунта в полосе отвода дороги и т.д.
С учетом основных признаков скреперы классифицируются:
1. По емкости ковша (м3) — на скреперы малой емкости, с ковшом емкостью до 5; скреперы средней емкости, с ковшом емкостью до 6—15; скреперы большой емкости с ковшом емкостью более 15;
2. По способу загрузки — на заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия базового тягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типу относятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу — элеваторные, гребковые, роторные.
[показать элеватор, направление его вращения]
3. По способу разгрузки — на машины со свободной, принудительной и полупринудительной (комбинированной) разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковша осуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах с принудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощью задней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкой часть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть с помощью принудительной очистки.
4. По типу привода — на машины с канатным, электромеханическим и гидравлическим приводом.
5. По способу агрегатирования — на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.
Прицепной скрепер буксируется гусеничным или двухосным колесным трактором.
Прицепной двухосный и прицепной одноосный
Полуприцепный скрепер находится в сцепке с гусеничным или двухосным колесным трактором (тягачом) передней частью (хоботом) через опорно-сцепное устройство.
Полуприцепной нарисовать с гусеничным трактором.
Самоходный скрепер представляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетической установкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в том числе и управление рабочими органами.
Грейдеры
Грейдеры относятся к землеройно-транспортным машинам с отвальным рабочим органом. Они применяются для планировочных и профилировочных работ в дорожном, аэродромном строительстве, а также для возведения насыпей, постройки грунтовых дорог, разравнивания и перемещения грунта, очистки дорог и площадей от снега, льда и т. п.
Грейдеры могут быть прицепными и полуприцепными, но чаще всего они выполняются самоходными и называются автогрейдерами.
1− приводные задние колеса; 2− балансирная балка; 3− подрамник; 4− основная (хребтовая) рама;
5− кронштейн; 6− установочные гребенки; 7− отвал; 8− поворотный круг; 9−тяговая
рама; 10− управляемые передние колеса; 12− вспомогательный отвал;
13 – гидроцилиндр подъема вспомогательного отвала
14 – гидроцилиндры подъема тяговой рамы
15 – гидроцилиндр выноса тяговой рамы
[рассказать что поворотный круг вращается гидромотором, рассказать как выносится тяговая рама, расск. Про гидроцилиндр наклона отвала]
Самый большой Acco Grader, 160т, 1980, длина ножа – 10 м, 2 двигателя на 700 и на 1000 л.с.
Грейдер-элеваторы
предназначены для копания грунтов и отсыпки его в насыпи, отвалы или в транспортные средства. Их используют для возведения насыпей из боковых резервов, образования продольных выемок, устройства каналов и других подобных сооружений.
Грейдер-элеваторы выполняются, как правило, в виде полуприцепных машины, для тракторов или одноосных тягачей. Иногда их выполняют как сменное навесное оборудование на автогрейдере.
Экскаваторы
Экскаватором называют землеройную машину, выполняющую операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним или несколькими ковшами. В первом случае их называют одноковшовыми, во втором — многоковшовыми.