Механический способ основан на применении для разработки, укладки и перемещения грунта автомобилей и механизмов. Ведущим процессом в данном комплексе есть разработка грунта. При механическом методе разработки на грунт действует упрочнение резания (скалывания) рабочего органа разных автомобилей. В следствии определенные порции грунта отделяются от массива и смогут быть перемещены и уложены в насыпь. В случае если машина лишь разрабатывает грунт, то она носит название землеройной. В случае если машина разрабатывает и перемещает грунт, то она именуется землеройно-транспортной.
1. Разработка грунта землеройными автомобилями. К землеройным автомобилям относят одноковшовые экскаваторы цикличного и постоянного действия. Громаднейшее использование имеют одноковшовые экскаваторы, которыми выполняется около 45% всего количества земляных работ.
Для разработки фунта одноковшовыми экскаваторами в промышленном и гражданском постройке применяют экскаваторы с ковшом вместимостью 0,15… 2 м3, реже до четырех метров3.
Процесс разработки грунта экскаватором с любым видом рабочего оборудования складывается из чередующихся в определенной последовательности операций в одном цикле: заполнение ковша и резание грунта, подъем ковша с грунтом, поворот экскаватора около оси к месту выгрузки, выгрузка грунта из ковша, обратный поворот экскаватора, подача и опускание ковша его в исходное положение.
Предельные размеры углублений, каковые смогут быть выполнены одноковшовым экскаватором с одной стоянки, зависят от его рабочих параметров.
Главными рабочими параметрамиодноковшовых экскаваторов при разработке углублений являются максимальная высота копания + Н, глубина копания (резания) — Н, громаднейший и мельчайший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора Rmaх и Rmin, радиус выгрузки Rв, высота выгрузки Нв (рис. 5.8).
Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами ведут позиционно. Территорию, в которой действует экскаватор на данной позиции, именуют забоем. В нее входят площадка, на которой находится экскаватор, часть массива грунта, разрабатываемого с одной стоянки, и площадка, на которой устанавливается транспорт под погрузку
Рис. 5.8. Схемы рабочих параметров одноковшового экскаватора и профили
забоев:
а —«прямая лопата» с канатным и гидравлическим приводом; б—также, «обратная лопата», в —то же, «грейфер»; г —драглайн
либо размещается отвал грунта. По окончании разработки грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию.
транспортные средства и Экскаватор должны быть находятся в забое так, дабы средняя величина угла поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки была минимальной, поскольку на время поворота стрелы может расходоваться до 70% рабочего времени цикла экскаватора.
Экскаватор с прямой лопатой применяют для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, в основном с погрузкой на транспорт. Процесс углубления грунта осуществляется лобовыми и боковым забоями.
В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт в первых рядах себя и отгружает его на транспортные средства, каковые подают к экскаватору по дну забоя. В зависимости от ширины проходки лобовые забои подразделяют на узкие (ширина проходки менее 1,5 размера оптимального радиуса резания Ro; Rо = 0,9 Rmaх), обычные [ширина (1,5… 1,9) Rо и уширенные [ширина (2… 2,5) Rо.
Рис. 5.9. Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «прямая лопата»: а —лобовая (торцевая) проходка; б—то же, с двусторонним размещением транспорта; в — уширенная лобовая проходка с перемещением экскаватора «зигзаг»; г—боковая проходка; д — разработка котлована по ярусам; 1, 11, 111, IV—ярусы разработки; 1—экскаватор; 2 — автосамосвал; 3 —направление перемещения транспорта
При узких забоях (рис. 5.9, а) самосвалы подают с одной стороны позади экскаватора, а при обычных (рис. 5.9, б) с обеих сторон экскаватора попеременно, что исключает простои экскаватора при смене транспортных единиц. Экскаватор перемещается прямолинейно по оси забоя.
В некоторых случаях разработку грунта ведут уширенным забоем с перемещением экскаватора по зигзагу, (рис. 5.9, в). В уширенных забоях уменьшаются холостые проходы экскаватора и облегчаются условия маневрирования автосамосвалов.
Ширина лобовых проходок:
для лобовой прямолинейной В = 2•v R02 — lп2
для зигзагообразной В = 2•v R02 — lп2 + 2Rс
где Ro—оптимальный радиус резания экскаватора; lп —протяженность рабочей передвижки экскаватора (разность между большим и минимальным радиусами резания); Rс —радиус резания на уровне стоянки.
Разработка углублений методом лобового забоя затрудняет работу транспорта. Помимо этого, средний угол поворота платформы экскаватора для погрузки грунта в транспортные средства, в особенности при работе в узких забоях, может достигнуть 180°, что увеличивает время рабочего цикла и снижает производительность экскаватора. Исходя из этого метод лобового забоя применяют ограниченно.
Более действенным есть разработка грунта методом бокового забоя (рис. 5.9, г), в то время, когда экскаватор черпает грунт в основном с одной стороны перемещения и частично в первых рядах себя. По данной схеме транспорт подается под погрузку сбоку выработки, чем достигается большое уменьшение угла поворота стрелы экскаватора при погрузке грунта в транспортные средства. В боковых забоях транспортные дороги проходят параллельно оси перемещения экскаватора и, в большинстве случаев, на уровне его стоянки.
Ширина боковой проходки
В = 2vR02-lп2 + 0,7R0
Углубления, глубина которых превышает большую высоту забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в пара ярусов (рис. 5.9, д).
Число машин либо автопоездов, нужных для обеспечения бесперебойной работы экскаватора,
N= (Тус. „ + Тн + Тпр + Тус.р +Тр+ Тм)/(Тус.н + Тн) -= 1 + (Тпр + Тус.р +Тр+ Тм)/( Тус.н + Тн),
где Тус.н, Тн, Тпр — длительности соответственно установки автомобили под погрузку, погрузки грунта в автомобили экскаватором, пробега автомобили в оба финиша при заданном расстоянии, мин; Тус.р, Тр, Тм — длительности соответственно установки автомобили под разгрузку, разгрузку автомобили, технологических перерывов, появляющихся на протяжении рейса, мин.
При расстоянии L (км) и средней скорости v (км/ч) время самосвала в пути (мин) определяют по формуле
Тпр = 2 • 60 • L/v.
Длительность загрузки автосамосвала колеблется в широких пределах в зависимости от числа ковшей с грунтом, погружаемым в кузов, рода грунта, среднего угла поворота автомобили при загрузке и типа экскаватора
Тн = пк* Тц,
где пк — число ковшей грунта, погружаемого в кузов; Тц — длительность одного цикла экскавации, мин; Тц= 1/п, п—число циклов экскаватора за 1 мин при работе с погрузкой в транспортные средства.
Экскаватор с обратной лопатой применяют при разработке грунтов, каковые находятся ниже уровня стоянки экскаватора, и в основном при рытье маленьких траншей и котлованов.
Разработка котлована
