Машины для разработки грунтов. Проектирование и расчет
Покупка
Тематика:
Строительные машины и механизмы
Издательство:
Издательство Уральского университета
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 128
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7996-2386-9
Артикул: 798154.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Пособие содержит краткий теоретический и справочный материал по проектированию и расчету машин для разработки грунтов. Приводятся сведения по назначению, устройству и техническим характеристикам данных машин.
Работа предназначена для студентов всех форм обучения направления 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы», 23.05.02 «Транспортные средства специального назначения».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 23.03.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- ВО - Специалитет
- 23.05.02: Транспортные средства специального назначения
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина О. А. Лукашук А. П. Комиссаров К. Ю. Летнев МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТОВ Проектирование и расчет Учебное пособие Рекомендовано методическим советом Уральского федерального университета для студентов вуза, обучающихся по направлениям подготовки 23.03.02 — Наземные транспортно-технологические комплексы, 23.05.02 — Транспортные средства специального назначения Екатеринбург Издательство Уральского университета 2018
УДК 624.132.3(075.8) ББК 38.623.03-5я73 Л84 Рецензенты: д-р техн. наук, проф. Н. М. Суслов (завкафедрой горных машин и комплексов Уральского государственного горного университета); канд. техн. наук А. В. Яковлев (завлабораторией открытой геотехнологии ФГБУН ИГД УрО РАН) Лукашук, О. А. Л84 МАшИНы ДЛЯ РАзРАБОТКИ ГРУНТОВ. Проектирование и расчет : учебное пособие / О. А. Лукашук, А. П. Комиссаров, К. Ю. Летнев. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018. — 128 с. ISBN 978-5-7996-2386-9 Пособие содержит краткий теоретический и справочный материал по проек- тированию и расчету машин для разработки грунтов. Приводятся сведения по на- значению, устройству и техническим характеристикам данных машин. Работа предназначена для студентов всех форм обучения направления 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы», 23.05.02 «Транс- портные средства специального назначения». Библиогр.: 23 назв. Табл. 29. Рис. 31. УДК 624.132.3(075.8) ББК 38.623.03-5я73 ISBN 978-5-7996-2386-9 © Уральский федеральный университет, 2018
Условные обозначения b, c – ширина и толщины срезаемой стружки Kрез – удельное сопротивление резанию Kкоп – удельное сопротивление копанию Kр – коэффициент разрыхления грунта μ – коэффициент трения стали о грунт μвн – коэффициент внутреннего трения грунта о грунт ρ – плотность грунта
ВВЕДЕНИЕ з емляные работы должны выполняться с комплексной механи- зацией всех процессов и применением рациональных способов работ. Выбор землеройных машин для производства земляных работ зависит от вида грунта, рельефа местности, объема и глубины земляных выработок, условий выполнения работы (в отвал, на транс- порт), транспортных средств и дальности перемещения грунта. Маши- ны для земляных работ используют при рыхлении плотных, скальных и мерзлых грунтов, планировке строительных площадок, подготовке оснований под дороги и проезды, разработке котлованов под фунда- менты зданий и сооружений, рытье траншей открытым способом при прокладке городских коммуникаций и строительстве подземных со- оружений, копании ям и приямков, зачистке дна и откосов земляных сооружений, на расчистке площадок от леса, удалении растительно- го слоя, снега, засыпке выемок, сооружении дамб, уплотнении грун- тов и т. п. Для правильного выбора типа машин для разработки грунтов, вы- бора конструкции их рабочих органов, геометрических параметров, а также режимов работы необходимо знать физическую сущность и ме- ханику процессов, происходящих при разрушении грунта рабочим ор- ганом. На процессы разрушения грунтов и горных пород в основном влияют: структурно-геометрические свойства (форма, размеры и от- носительное расположение составляющих частиц); физические свой- ства (весовые параметры материалов); механические свойства — спо- собность материалов сопротивляться воздействию внешних нагрузок; способ разработки грунтов и пород. Различают грунты: нескальные (песок, супесь, суглинок, глина и т. п.), разборно-скальные (сцемен- тированные глины — аргиллиты, гипс, мел, известняки и др.) и скаль- ные (плотные известняки, доломит, мрамор, песчаник и др.). Грунты, имеющие положительную температуру, называют немерзлыми (талы- ми), отрицательную — мерзлыми.
Введение В общем комплексе земляных работ ведущим процессом являет- ся разработка грунта, при которой происходит отделение части грун- та от массива и захват отделенной части рабочим органом землерой- ной машины. Грунты разрабатываются тремя основными способами: 1) механическим, при котором грунт отделяется от массива пассив- ными или приводными (активными) режущими органами — ножами, зубьями, клиньями, резцами, фрезами, скребками и т. п.; 2) гидромеханическим, состоящем в размыве грунта напорной во- дяной струей гидромониторных установок или всасывании его со дна водоемов плавучими землесосными снарядами; 3) взрывным, при котором разрушение земляного массива и пере- мещение разрушенной породы происходит за счет энергии взрыва. Он применяется при устройстве котлованов, траншей, каналов, плотин, рыхлении скальных и мерзлых грунтов, уплотнении грунтов, устрой- стве набивных свай и др. Применяются также комбинированные (сочетание механического с гидромеханическим или взрывным) и экспериментальные способы разрушения или уменьшения прочности грунта ультразвуком, током высокой частоты, термическими установками и др. Каждый способ разработки грунта имеет свои области применения и присущие ему технико-экономические показатели: стоимость разработки 1 м 3 грунта, производительность труда, масса оборудования и т. п. В зависимости от условий применения эти показатели могут изменяться, определяя выбор того или иного способа производства работ. Нескальные немерз- лые грунты разрабатывают обычными землеройными средствами, раз- борно-скальные и мерзлые грунты с небольшой глубиной промерзания перед разработкой предварительно разрыхляют механическим спосо- бом. Скальные и мерзлые грунты с большой глубиной промерзания предварительно разрыхляют взрывным способом. В некоторых случаях мерзлые грунты прогревают или разрабатывают специально предназначенными для этих целей землеройными машинами. Преимущественное распространение (более 80 % общего объема работ) получил высокоэффективный и универсальный механический способ разработки грунтов с использованием специальных машин. Распространенность механического способа разработки грунта объясняется его универсальностью: он применим почти для всех грунтов, включая скальные породы, которые предварительно должны быть подорваны.
ВВЕДЕНИЕ При механической разработке грунтов в основном осуществляется два процесса: резание и копание. Резанием называется процесс, при котором режущая часть рабочего органа землеройной машины, имеющая обычно вид клина, под действием определенного усилия внедряется в грунт и продвигается по траектории, зависящей от конструкции машины, отделяя слой, условно называемый стружкой. Отделение грунта от массива происходит в результате сдвига или отрыва части грунта в зависимости от его физико-механических свойств, геометрической формы рабочего органа и режимов работы. Копанием называется процесс, включающий резание грунта и перемещение его разрушенной части (призмы волочения) перед рабочим органом, перемещение поступающего грунта по рабочему органу и по грунту, уже захваченному им, и трение рабочего органа о грунт. Поэтому усилие копания больше, чем усилие резания в 1,5–3 раза. Машины и оборудование для разработки грунтов классифицируют по назначению: землеройные, землеройно-транспортные, бурильные, оборудование гидромеханизации. Если машина только режет грунт, она носит название землеройной. Если машина разрабатывает и перемещает грунт, она называется землеройно-транспортной. землеройные машины разрабатывают грунт либо позиционно (од- ноковшовые экскаваторы и роторные экскаваторы поперечного копания), либо в процессе перемещения всей машины (экскаваторы непрерывного действия, кроме указанных выше роторных). Разработанный грунт либо укладывается в отвал рядом с отрытой выемкой или карьером, либо погружается в транспортные средства для его перевозки. землеройно-транспортные машины (бульдозеры, скреперы, фронтальные погрузчики) работают в двух следующих друг за другом режи- мах — землеройном и транспортном. Сначала машина в процессе сво- его перемещения разрабатывает грунт, накапливая его перед отвалом (бульдозер) или заполняя им ковш (скрепер), а затем перемещает его волоком по земле — в случае отвала или в ковше, подобно транспорт- ной машине. Отвальные землеройно-транспортные машины (бульдо- зеры, автогрейдеры), занятые на планировке земляных поверхностей, работают в режиме землеройной машины непрерывного действия: сни- маемый слой грунта непрерывно перемещается по отвалу и укладыва- ется рядом с полосой планировки.
Введение При выполнении земляных работ используют различные по назна- чению, конструкции и принципу действия машины. Учебное пособие содержит краткий теоретический и справочный материал и методиче- ские указания по проектированию и расчету машин для разработки грунтов механическим способом. Приводятся сведения по назначе- нию, устройству и техническим характеристикам одноковшовых экс- каваторов, экскаваторов непрерывного действия, бульдозеров, скре- перов, фронтальных погрузчиков и рыхлителей.
1. БУЛЬДОЗЕРЫ 1.1. Назначение, область применения и классификация бульдозеров Б ульдозер предназначен для послойного срезания, соскребания и продольного перемещения насыпного материала на относи- тельно небольшие расстояния (до 100 м). Бульдозеры используют для зачистки и выравнивания почвы, кон- центрации грунта в месте погрузки ее экскаватором, перемещения бутов, транспортирования грунта на расстояние до 50 м и более (вза- мен скреперной доставки), а также для устройства и содержания дорог при безрельсовом транспорте и на других работах. Из вспомогатель- ных работ наиболее часто бульдозеры применяют на расчистке пло- щадок от леса, удалении растительного слоя, снега, негабаритных бу- тов, засыпке выемок, сооружении дамб и т. д. Характер основных работ, выполняемых бульдозерами, приведен в табл. 1.1. Таблица 1.1 Область применения бульдозеров Вид работы Рациональные расстояния перемещения пород, м Условия работы Планировка и зачистка поверхности 50 Уклон до 15°, подъем до 10° Разравнивание грунта и разрушенной скалы на отвалах 70 Выемка и перемещение грунта в отвал Выемка и перемещение грунта из ре- зервов в насыпь 100 для гусеничных и 150 для колесных Обратная засыпка выемки разрыхлен- ным грунтом 150
1.1. Назначение, область применения и классификация бульдозеров В ряде случаев, при внесении необходимых конструктивных изме- нений в оборудование, область использования бульдозера может быть расширена. Бульдозер (рис. 1.1) состоит из ходовой тележки, привода, отвала, оборудования для управления отвалом, толкающей рамы и раскосов. Принцип работы бульдозера заключается в том, что, перемещаясь собственным ходом (обычно гусеничный ход), бульдозер подъезжа- ет к требуемому месту работы, заглубляется отвал в грунт и при реза- нии слоев грунта формируется объем грунта, располагающийся пе- ред отвалом в виде призмы волочения. Дальше бульдозер перемещает захваченный грунт на некоторое расстояние толканием-волочением и затем разгружается, сталкивая грунт с откоса, поднимая отвал или отходя назад. затем бульдозер возвращается к месту заполнения отва- ла и рабочий цикл повторяется [3]. 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Рис. 1.1. Бульдозер Д-572 с трактором ДЭТ-250: 1 — отвал; 2 — толкающий брус; 3 — боковой нож; 4 — раскос; 5 — силовой гидроцилиндр; 6 — трактор Конструкция бульдозера и особенно отвала должна обладать повы- шенной прочностью и износостойкостью [1, 9]. Бульдозеры классифицируют: · по способу управления отвалом: с канатным и гидравлическим управлением; · по возможности изменения угла установки отвала в плане (50–60°): с поворотным и неповоротным отвалом;
Доступ онлайн
В корзину