Строительные машины 2 Принципы устройства (стр. 32 из 45)
Насосы подбирают по заданной производительности. Если нет насосов нужной производительности, то устанавливают несколько насосов.
Мощность, необходимая для привода насосов,
Nн = ПНк / 367h (8.24)
где Нк — напор, развиваемый насосом, м вод. ст.; h — КПД насоса, равный 0,7—0,75.
Размытый гидромониторами грунт может транспортироваться к месту укладки по канавам или лоткам с определенным уклоном (табл. 8.2).
/ — пульт управления; 2 — салазки; о — гидроцилиндры; 4 — нижнее колено; 5 — шарнир дли поворота гидромонитора в горизонтальной плоскости; 6 — верхнее колено; 7 — рычаг для ручного управления тдромонитора; 8 — противовес; 9 — шарнир для вращения ствола в вертикальной плоскости; 10 — ствол; // — насадка
Применяется также напорный гидротранспорт, требующий расхода энергии на перекачивание 1 м3 грунта на 100 м ~ 0,4 кВт*ч/м3.
Рис. 8.33. Схема работы земснаряда:
/ _ грунтоприемник; 2 — всасывающий грунтопровод; 3 — землесос; 4 — двигатель землесоса; 5 — нагнетательный грунтопровод; 6 — понтон
Таб лица 8.2
Величины уклонов канав и лотков для транспортирования размытого грунта
| Грунт | Уклоны | |
| в забой по грунту | в земляной канаве | |
| Глинистый и суглинистый Мелкий песок, супесь Крупно- и среднезернистый песок Гравий | 0,02—0,025 0,025—0,035 0,3—0,050 0,4—0,080 | 0,02—0,03 0,03—0,05 0,03—0,07 0,01—0,12 |
Землесосная установка (земснаряд) представляет собой плавучее устройство, к которому подвешен грунтоприемник, всасывающий грунт при помощи землесоса (рис. 8.33, а). Грунтоприемник (рис. 8.33, б) и землесос соединены всасывающим грунтопроводом. Для облегчения всасывания грунт разрушается дополнительно гидромонитором (рис. 8.33, в), специальной фрезой (рис. 8.33, г) или гидроэжекторным устройством (рис. 8.33, д).
Землесос всасывает смесь разрушенного грунта с водой и подает ее в трубопроводы, через которые она транспортируется к месту укладки. По мере выработки грунта у одной стоянки земснаряд перемещается на другое место. Чтобы частицы пульпы, всасываемой земснарядом, находились во взвешенном состоянии (иначе трубопровод будет забиваться оседающими частицами грунта), скорость потока должна быть не меньше определенных заданных величин. Эта скорость (м/с) должна быть для песков 10—12; легких суглинков и супесей средней плотности 18—25; суглинков средней плотности и тяжелых супесей 20—26; тяжелых глин 30—35.
Производительность земснаряда зависит от консистенции пульпы, т. е. от отношения объема грунта к объему воды. Производительность при разработке полезных ископаемых зависит от того, какая часть добываемого материала в виде частиц, загрязняющих материал или негодных для укладки в сооружение, сбрасывается вместе с водой. При известном объеме грунта V
(м3), подлежащего разработке, производительность земснаряда, м3/ч
П = Кv, (8.25)
где К — коэффициент, зависящий от продолжительности работы установки (дн.), числа часов работы установки (сут.), использования земснаряда по времени, длины транспортирования грунта, объема воды, необходимого для разработки грунта.
Для транспортирования пульпы требуется, чтобы диаметр пульповода D был не меньше определенной величины, т. е. необходимо, чтобы площадь сечения трубопровода обеспечивала бы истечение заданного объема пульпы при необходимой скорости vп, т. е.(8.26)
По заданной производительности, категории разрабатываемого грунта, дальности транспортирования пульпы определяют требуемую мощность установки.
МАШИНЫ ДЛЯ БУРЕНИЯ
Буровые работы в строительстве осуществляются при помощи буровых машин (станков) и ручных машин. Буровыми машинами производят бурение котлованов диаметром до 3 м для установки мачт линий электропередачи и набивных свай, котлованов диаметром до 0,75 м для опускания свай в мерзлый грунт, шпуров в мерзлом грунте и горных породах для взрывных работ, а также при геологоразведочных работах.
В зависимости от условий бурения рабочему органу сообщаются различные движения.
Вращательное бурение, когда рабочий орган только вращается. Вращательное бурение можно вести двумя способами: разрушать всю породу в пробуриваемом отверстии или высверливать кольцевую щель, внутри которой остается столбик породы (керн), как показано на
Рис. 8.34. Схемы способов бурения
рис. 8.34, а, б. Второй способ менее энергоемок, поскольку не тратится энергия на разрушение остающейся внутри инструмента породы. При вращательном бурении требуется большое усилие подачи для внедрения инструмента. Это усилие в значительной степени определяет глубину внедрения инструмента за один оборот, а следовательно, и производительность.
С увеличением прочности горной породы значительно возрастает усилие, необходимое для внедрения инструмента, что является одной из основных причин, ограничивающих возможность применения способа вращательного бурения горных пород.
Ударное бурение (рис. 8.34, в). При этом способе инструмент внедряется в горную породу в результате сбрасывания его с определенной высоты или в результате ударов по его хвостовой части. После каждого сбрасывания или удара инструмент приподнимают, поворачивают на некоторый угол и таким образом обрабатывают всю торцевую поверхность забоя. Рабочий инструмент находится в контакте с породой только часть времени. Во время опускания инструмента :,о контакта с породой разрушения ее не происходит. Время на подъем инструмента, его поворот и опускание составляет более 40% от общего времени работы, поэтому производительность ударного бурения относительно невысока.
Преимуществом ударного бурения является то, что создаются большие силы удара, а следовательно, и большие удельные нагрузки на лезвие коронки. Хрупкие породы разрушаются легче под действием удара, чем под действием статических нагрузок, поэтому ударное бурение рекомендуется применять для бурения пород выше средней прочности.
Ударно-поворотное бурение (рис. 8.34, г). При этом способе одновременно с внедрением лезвия под действием удара оно поворачивается на некоторый угол, обычно на 10—15°, благодаря чему увеличивается
Рис. 8.35. Машина для бурения котлованов под опоры мачт линий электропередачи:
/ — коробка отбора мощности для привода бура и гидронасоса; 2 — гидронасос; 3 — карданный вал привода бура; 4 — гидроцилиндр подъема буровой штанги; 5 — гидроцилиндр подъема и поворота рамы совместно со штангой; 6 — гидроцилиндр подачи штанги в направлении бурении; 7 — буровая штанга
разрушаемая поверхность забоя. После удара и поворота инструмента на некоторый угол он приподнимается и цикл повторяется. Хотя при этом способе бурения инструмент находится в контакте с породой только часть времени, однако производительность его на 50—60% выше, чем при ударном бурении.
Ударно-вращательное бурение (рис. 8.34, д, е) осуществляется посредством непрерывного вращения инструмента и периодических ударов по нему. При этом способе используются одновременно положительные особенности ударного бурения, т. е. возможность создания большого осевого ударного усилия на режущем лезвии, и вращательного бурения, т. е. непрерывное отделение породы от массива. Производительность при этом способе в 2—3 раза выше, чем при ударном бурении, и в 1,4—1,8 раз выше, чем при вращательном.
Термическое бурение (рис. 8.34, ж) заключается в том, что порода разрушается под действием высокой температуры и давления газовой струи. К породе подводят газы при температуре 2500—3000°С со скоростью до 2000 м/с. Этот способ можно применять для бурения пород, которые растрескиваются, а не плавятся.
Для бурения ям под столбовые фундаменты, опоры линий электропередачи в талом и мерзлом грунтах используют мощные бурильные установки на тракторах или автомобилях (рис. 8.35). Бур приводится во вращение двигателем автомобиля через коробку отбора мощности и карданные валы. Внедряется бур в грунт при помощи гидроцилиндра и канатной передачи. Благодаря этому при сравнительно малом ходе цилиндра (800—1000 мм) рабочий орган внедряется на глубину до 4 м. Такой установкой можно бурить как вертикальные скважины, так и под углом. Для этого раму устанавливают в нужное положение при помощи гидродомкрата.
При транспортировании установка укладывается на машину с помощью таких же домкратов. Осевое усилие, которое можно развивать на этой установке, ограничивается весом автомобиля и трактора.
МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
Мерзлые грунты разрабатывают как специальными, так и обычными землеройными машинами, для чего грунт предварительно разрушают. Для разработки мерзлых грунтов можно использовать и землеройные машины, рабочие органы которых будут соответственно приспособлены. Однако производительность таких машин значительно ниже, чем при разработке талых грунтов.
Лучшие результаты по производительности труда, стоимости и металлоемкости дает рыхление мерзлых грунтов рыхлителями на тракторах мощностью 300—750 кВт, с отвозкой разрыхленного грунта самоходными скреперами усиленной конструкции емкостью 30 м3 и выше. Существуют различные механические способы разрушения мерзлых грунтов.