книги из ГПНТБ / Скоблов Г.М. Машины и механизмы для строительства городских газопроводов
.pdfКроме механических способов рыхления грунта, которые
в городских условиях еще не получили широкого распростра
нения, существуют поверхностное и глубинное оттаивания.
Ввиду непроизводительности и большой трудоемкости разработки мерзлого грунта ручным способом с применением клиньев и кувалд его следует избегать при производств!е зем
ляных работ в зимнее время. В этих случаях нужно приме нять предварительное оттаивание.
Способ наружного отогрева мерзлого грунта природным
газом дает, по сравнению с другими видами используемого топлива, снижение стоимости работ за счет применения деше
вого топлива — газа (1 |
M3 газа |
стоит 1,5 коп.) —и |
сокраще |
|||||||
ние числа обслуживающих рабочих. |
при |
небольшой тол |
||||||||
Отогрев грунта |
газом производится |
|||||||||
щине промерзания, при этом применяются |
как двухстенные |
|||||||||
короба с изоляцией, так и одностенные (без изоляции). |
|
|||||||||
Короба устанавливаются секциями |
(3—8 шт. в |
линию) |
||||||||
по длине траншеи. |
Для увеличения ширины отогреваемой |
|||||||||
траншеи секции жоробов |
устанавливаются |
смежно в |
3— |
|||||||
ряда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
мм, |
со |
|
из |
|
Двухстенные короба |
|
конструкции «Мооподземстрой» |
||||||||
готовляются из листового |
железа толщиной 3 |
|
|
слоем |
изоляции из шлаковаты, уменьшающей потери тепла.
Для строительно-монтажных организаций, ведущих строи
тельство городских газовых сетей, представляют интерес ра
боты по исследованию процесса отогрева грунта газом при
прокладке газопроводов, проведенные трестом № 27 «Моспод-
земстрой».
Отогрев мерзлого грунта с помощью коробов следует осу
ществлять непрерывным нагревом грунта (сжиганием газа) |
в |
|
течение полутора — двух суток (в зависимости |
от глубины |
|
промерзания грунта и температуры наружного |
воздуха), |
а |
затем оставлять грунт под укрытием в течение 0,5—1,0 суток
для дальнейшего его оттаивания |
за счет |
распространения |
||||||||
тепла, накопленного за |
предшествующую стадию нагрева. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм; при |
Для отогрева грунта газом применяют газовые инжекци |
||||||||||
онные горелким. |
типа ГСД-13 с отверстием форсунки 8 |
|
||||||||
этом газовым краном устанавливают длину факела, пример |
||||||||||
но, до 1 |
|
|
м, |
|
|
|
|
длиной по |
||
Отогрев грунта |
проводят секциями коробов |
|||||||||
|
мм |
10 до 20 |
|
в зависимости от величины давления га |
||||||
трассе от |
|
|||||||||
за в горелке, |
которое |
должно |
быть у |
горелок |
минимум |
|||||
5—10 |
|
вод. ст. |
|
|
коробов |
от быстрого сгорания каж |
||||
Для предохранения |
дая секция коробов должна иметь специальный головной ко
роб. Дымовую трубу на последнем коробе рекомендуется вы
полнять диаметром 200 мм, высотой до 1,5 м. При примене-
30
нии описанного выше способа стоимость отогрева 1 пог. м
траншеи в разных условиях составляет от 20 до 50 коп.
Недостатком поверхностного способа оттаивания является низкий коэффициент использования тепла сжигаемого топли ва — газа.
§ 6. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПО РЫТЬЮ ТРАНШЕЙ
На строительстве городских газовых сетей наиболее широ
кое применение получили экскаваторы: Э-153, Э-302 и ЭР-4
Экскаватор Э-153
Одноковшовый экскаватор с гидравлическим управлением
и ковшом емкостью 0,15 ж3, смонтированный на тракторе
МТЗ-2 «Беларусь» (рис. 16), предназначен для разработки
грунта относительно малых объемов. Экскаватор может быть
оборудован прямой и обратной лопатой, краном, а также
снабжен бульдозером, что позволяет производить следующие
работы: обратной лопатой — рытье траншей с минимальной
шириной 800 мм и максимальной глубиной до 2 м (пово
ротный ковш обеспечивает отрытие небольших по площади котлованов), прямой лопатой — разработку малых забоев с высотой до 1,6 .и, с погрузкой в отвал и в автотранспорт; кра ном — мелкие погрузочные работы и выполнение некоторых ремонтных работ; бульдозером —засыпка траншей и мелкие планировочные работы.
Общее устройство. Экскаватор Э-153 относится к группе одноковшовых экскаваторов и отличается от других марок наличием гидравлического привода, с помощью которого осу ществляются все элементы движения рабочего оборудования,
и своими малыми размерами.
Основная несущая часть всех узлов экскаватора — рама,
которая крепится к хомутам полуосей трактора дуговыми бол
тами, а к продольным балкам двигателя трактора — болтами.
Позади рамы установлены опорные башмаки с гидроцилинд
рами, обеспечивающие устойчивость экскаватора в работе. В
раму вмонтирована полая цапфа, являющаяся осью враще ния поворотной колонки. Поворотная колонка является базой,
на которой смонтировано основное рабочее оборудование
экскаватора: стрела, рукоять, ковш и силовые цилиндры. В
нижней части рамы смонтированы цилиндры поворота, вра щающие поворотную колонку вместе с рабочим оборудовани
ем c помощью втулочно-роликовой цепи и звездочки, сидящей
на валу поворотной колонки.
В передней части трактора смонтирован бульдозер, подъ
ем іи опускание которого осуществляется силовым цилиндром,
31
32
І — поворотная |
колонка; |
2 — опорные башмаки; |
3 — |
рама; |
4 — трактор; 5 ~~ гидроуправление; |
б — масля |
|||||
ный бак; |
7 — стрела; 8 — рукоять; 9 — ковш; |
10 — цилиндр стрелы; 11 — цилиндр |
рукояти; 12 — бульдозер; |
||||||||
13 — гидроцилиндр бульдозера; |
15 — крепление стрелы к рукояти |
в транспортном |
|
положении; |
16 — сидение |
||||||
машиниста; |
17 — гидроприводы; |
18 — цилиндры опорных |
башмаков; |
21 —- механизм |
поворота стрелы; 22 — ци |
||||||
линдр |
поворота; |
23 — кронштейн; 24 — бобышка; |
25 и 26 — стойки; 27, |
28, |
29, 30 — пальцы. |
шарнирно закрепленным в дышле. Дышло бульдозера жестко
крепится болтами к передней части продольных балок дви
гателя.
Привод насосов гидросистемы осуществляется при помощи
повышающего редуктора путем отбора мощности от коробки
скоростей трактора в месте установки ходоуменьшителя. Два аксиально-плунжерных насоса марки АК-5 из масля
ного бака через коробки управления |
(гидрораспределители) |
|||||
под давлением в 75 |
атм |
подают масло (рабочую жидкость) в |
||||
силовые цилиндры, штоки которых |
и |
приводят в движение |
||||
соответствующие элементы рабочего оборудования. |
||||||
Излсиловых. |
цилиндров очищенное масло по линии слива |
|||||
через фильтры снова |
попадает в |
масляный бак объемом |
в 200 Движение рабочей жидкости между отдельными эле
ментами гидросистемы проходит по стальным трубам, а в ме
стах |
подвижных соединений — по |
армированным |
гибким |
|
шлангам высокого давления. |
|
|
|
|
|
Техническая характеристика экскаватора Э-153 |
|
|
|
Емкость ковша прямой и обратной лопаты, |
м3 . |
0,15 |
||
Тип привода........................................................................ |
гидравлический, |
|||
|
|
от |
двигателя |
|
|
|
|
трактора |
|
База |
|
трактор |
МТЗ-2 |
|
........................................................................................... |
«Беларусь» |
|||
Угол |
поворота колонки (рабочий), град............................ |
|
180° |
Рабочие усилия:
а) |
цилиндра стрелы, кГ: |
|
|
5340 |
||
|
прямой ход........................................................................ |
|
|
|||
б) |
обратный |
ход.................................................................. |
кГ: |
|
5800 |
|
цилиндров |
рукоятки, |
|
3180 |
|||
|
прямой ход........................................................................ |
|
|
|||
в) |
обратный |
ход.................................................................. |
|
|
6000 |
|
цилиндра |
поворота ковша, кГ: |
|
1590 |
|||
|
прямой ход........................................................................ |
|
|
|||
|
обратный |
ход.................................................................. |
|
|
3000 |
|
г) цилиндра опорного башмака,кГ.................................. |
|
3000 |
||||
д) |
цилиндра |
поворота |
колонки,кГ.................................. |
|
1590 |
|
е) |
цилиндра |
бульдозера, кГ: |
|
1590 |
||
|
прямой ход........................................................................ |
|
|
|||
|
обратный |
ход.................................................................. |
|
|
3000 |
|
Рабочие скорости: |
|
|
|
10,1 ÷ 14,3 |
||
а) штока цилиндра стрелы, см/сек.......................... |
. |
|||||
б) |
штоков цилиндров рукоятки, см/сек |
30,5÷ 15,1 |
||||
в) |
штока цилиндра поворота ковша, см/сек . . |
61 ÷ 32,2 |
||||
г) штока цилиндра опорного башмака .... |
3,78÷ 2,0 |
|||||
д) штока цилиндра поворота колонки .... |
7,55 |
|||||
Скорости |
передвижения экскаватора: |
|
от 4,56 до 12,95 |
|||
а) |
5 |
передач |
вперед, км/час..................................... |
|
||
б) задний ход, км/час.............................................. |
|
3,42 |
||||
Время |
рабочего цикла при повороте на 90°: |
|
15 |
|||
а) |
для прямой лопаты, сек........................................... |
|
||||
б) |
для обратной лопаты, сек...................................... |
|
22 |
|||
3 Заказ 4012 |
|
|
|
33 |
Необходимое |
удельное давление опорных |
башма |
|
ков, кГ/см2................................................................. |
35 |
||
Характеристика |
двигателя: |
Д-36 |
|
а) |
тип двигателя .................................................... |
||
б) наибольшая мощность, л. с...................................... |
37 |
||
в) номинальное число оборотов в минуту . |
1400 |
||
Характеристика |
гидравлических насосов: |
плунжерный |
|
а) |
тип |
........................................................................ |
|
б) |
марка......................................................................... |
|
АК-5 |
в) производительность, л]мин........................................ |
|
97 |
|||
г) рабочее давление, kΓ cm2............................................... |
|
100 |
|||
Диаметры цилиндров и штоков: |
|
120/55 |
|||
а) цилиндр стрелы, мм.............................................. |
ковша, поворота |
||||
б) цилиндры рукоятки поворота |
80/55 |
||||
колонки, опорных башмаков и |
бульдозера, мм . |
||||
Ходовая часть: |
|
|
|
ll×38z, |
|
а) тип задних пневмоколес....................................... |
|
||||
б) тип передних пневмоколес................................. |
положении: |
5,5×16" |
|||
Давление на колесо в транспортном |
|
||||
1. При рабочем оборудовании, повернутом вперед: |
1555 |
||||
а) на передние колеса, кГ....................................... |
|
||||
б) на задние колеса, кГ.............................................. |
|
3745 |
|||
2. При рабочем оборудовании, расположенном сзади: |
990 |
||||
а) на передние колеса, кГ...................................... |
|
||||
б) на задние колеса, кГ.............................................. |
|
4310 |
|||
Весовые данные: |
|
|
2800 |
||
а) вес |
трактора в незаправленном состоянии, кг . |
||||
б) полный вес навесного |
оборудования, кг . . . |
2145 |
|||
в) вес |
заправки трактора (топливо, масло, вода), |
365 |
|||
кг |
. |
..s-..................................................... |
|
|
|
г) вес экскаватора с унифицированным оборудова |
|
||||
нием прямой и обратной лопаты: |
4935 |
||||
конструктивный вес, |
кг....................................... |
|
|||
рабочий |
вес, кг.................................................... |
рабочим |
оборудованием |
5300 |
|
д) вес |
экскаватора с |
|
|||
крана: |
|
кг |
|
4781 |
|
конструктивный вес, |
|
||||
рабочий |
вес, кг.................................................... |
|
|
5149 |
|
Рама экскаватора. Рама экскаватора представляет собой |
|||||
сварную |
металлоконструкцию |
П-образной формы, охваты |
вающую сзади трактор и крепящуюся к кожухам полуосей че
тырьмя дуговыми болтами и к раме двигателя шестью бол тами.
В передней части рамы экскаватора имеются кронштейны,-
на которые опираются слева — бак рабочей жидкости, |
спра |
ва— топливный бак трактора. В задней части рамы |
имеет |
ся полая цапфа, являющаяся осью вращения поворотной ко лонки.
Внизу к балочке коробчатого сечения приварены два
кронштейна для подвески силовых цилиндров поворота, а к
поперечному швеллеру прибалчиваются два хомута для под
держки этих цилиндров. Внизу задней части также приваре
ны два литых кронштейна для крепления опорных башмаков, а выше — два кронштейна для подвески цилиндров опорных
башмаков.
34
Установка настила и крыльев. К кожухам полуосей трак тора дуговыми болтами крепятся сварные кронштейны, на ко торых устанавливаются крылья трактора. Сзади трактора на четырех шпильках укрепляется сварная рамка, на которую
устанавливаются гидрораопределители и рычаги управления.
К этой сварной рамке, к кронштейнам крыльев и к верхнему
листу заднего моста трактора крепятся два рифленых листа
настила.
Сиденье машиниста. C правой стороны настила, между
рулевым колесом трактора и рычагами управления экскава тора, установлена (на болтах) стойка сиденья машиниста с
полой трубкой, в которую входит штырь самого сидения. Си
денье полумягкое, с мягкой сіпинкой, обитое дерматином. Штырь сиденья имеет ряд отверстий для установки его на разной высоте при помощи фиксирующего болта. Сиденье
может быть повернуто как в сторону рулевого колеса тракто ра, так и в сторону рычагов управления экскаватора.
Рабочее оборудование. Рабочее оборудование экскавато
ра состоит из следующих узлов: стрела, рукоять, ковш, буль дозер и крановая подвеска.
Стрела представляет собой трубчатую сварную кон струкцию (см. рис. 16), оснащенную с обоих концов штампо
ванными проушинами коробчатого сечения, шарнирно соеди
няемыми с одной стороны с рукоятью 8. Соединение стрелы с поворотной колонкой и рукоятью является постоянным и не изменяется при перестановке других узлов рабочего обо
рудования.
К кронштейну 23 шарнирно крепится шток силового1 ци
линдра стрелы, с помощью которого осуществляется подъем и опускание. Общая длина стрелы (между центрами отвер
стий в проушинах) —2300 мм. Диаметр трубы — 159 мм.
Рукоять, как и стрела, представляет собой трубчатую сварную конструкцию. C одной стороны она снабжена штам пованными проушинами коробчатого сечения, к которым
шарнирно крепится любой вид сменного рабочего оборудова ния при помощи пальца. C другой стороны к П-образному
кронштейну крепится цилиндр поворота ковша (при обратной
лопате) или открывания днища (при прямой лопате). Стойки 25 служат для крепления штоков силовых цилиндров рукояти
при оборудовании прямой лопаты, а стойки 26 — для крепле ния штоков силовых цилиндров рукояти при оборудовании обратной лопаты.
Ковш представляет собой штампосварную конструкцию,
с усиленной передней стойкой, снабженной четырьмя зубья ми. Зубья крепятся двумя заклепками каждый. Ковш исполь
зуется при работе как обратная и как прямая лопата.
При использовании ковша как обратной лопаты палец 29 фиксирует днище в постоянно закрытом положении, а ковш
3* 35
вращается вокруг шарнира (пальца) 28 под действием штока
силового цилиндра ковша, закрепленного шарнирно пальцеім в днище. При использовании ковша как прямой лопаты ковш
снимается и поворачивается на 180°, при этом он закрепляет
ся съемными тягами неподвижно между . шарниром (паль
цем) 30 и стойками 25.
Рис. 17. Схема управления экскаватором:
1 — рычаг |
ковша; |
2 — рычаг |
рукояти; |
3 |
— рычаг’ |
|||
стрелы; |
4 |
— рычаг |
опорных |
башмаков; |
5 |
— рычаг |
||
поворота; |
6 — педаль стрелы; |
7 — рычаг |
8 |
выключе |
||||
ния зубчатой муфты поворота колонки; |
— рычаг |
|||||||
бульдозера; 9 -7- |
рычаг |
выключения насосов; 10 — |
||||||
рычаг |
коробки |
передач; |
11 — педаль |
сцепления; |
||||
12 — рулевое колесо; |
13 — педаль тормоза левого ко |
леса; 14 — педаль тормоза правого колеса; 15 — ры чаг блокировки мЬжосевого дифференциала.
Бульдозер представляет собой сварную металлокон
струкцию коробчатого сечения, передняя стенка которого (от
вал) имеет изогнутую по окружности форму.
Бульдозер шарнирно крепится к передней части рамы
трактора и с помощью силового цилиндра может подниматься и опускаться.
36
Крановая по д в ее к а состоит из крюка, висящего на
упорном шарикоподшипнике, что дает ему возможность сво бодно вращаться.
Максимальная грузоподъемность крановой подвески 1,5 т.
Гидравлическая система экскаватора. Гидравлическая си
стема экскаватора Э-153 состоит из двух коробок управления
(гидрораспределители), силовых гидроцилиндров, масляного
бака с фильтрами и гидропроводов с предохранительными
клапанами.
Источником питания гидросистемы рабочей жидкостью
является насосная группа.
Насосная группа. Насосная группа состоит из двух акси ально-плунжерных насосов марки АК-5 и повышающего ци линдрического редуктора с чугунным корпусом, обеспечиваю
щего номинальную скорость вра
щения вала насосов, равную^
1530 об/мин. Такая скорость вра щения обеспечивает подачу к испол нительным элементам гидросисте
мы (силовым цилиндрам) 97 л мас ла в мин.
Насосы смонтированы на чугун
ном корпусе редуктора, который, в
свою очередь, крепится к фланцу
картера кор’обки скоростей тракто ра в месте установки ходоуменьши-
теля (слева по ходу трактора). От надежности работы насосной
группы зависит вся работа экскава тора. Основной предпосылкой на дежности и долговечности работы
насосов является строгое соблюде ние указаний по применению сортов
масла (рабочей жидкости) и его качества. Малейшее загрязнение ра бочей жидкости механическими при
месями или влагой приводит к по вреждению зеркала блока насоса и
квыходу из строя этого механизма.
Управление экскаватором. Все
рычаги управления экскаватором
смонтированы около сиденья маши
ниста. На рис. 17 и в табл. 1 указа-
но размещение всех рычагов управ
ления и их назначение.
Работа экскаватора. Обратная ло
пата является основным видом ра
бочего оборудования и предназна-
/ ■
Рис. 18. Схема перестановки рабочего оборудования:
а — обратная лопата; б — пря мая лопата; в — кран.
37
Таблица 1
Рычаги и педали
g.® |
Наименование рычага |
о |
|
g⅛ |
или передачи |
g “■ |
|
1 |
Рычаг ковша |
2Рычаг рукояти
3Рычаг стрелы
4Рычаг опорных башмаков
5Рычаг поворота
6Педаль плавающего поло жения, соединяющая полости цилиндра стрелы
7Рычаг выключения зубчатой муфты поворота колонки
8Рычаг бульдозера
9Рычаг выключения насосов
10Рычаг коробки перемены пе редач
11Педаль сцепления
12Рулевое колесо
13Педаль тормоза левого ко леса
14Педаль тормоза правого ко леса
15Рычаг блокировки межосе вого дифференциала
Направления движения рабочего органа и обозначения
движения
а) Прямая лопата:
рычаг |
на |
себя — днище |
|
открыто, |
|
рычаг от |
себя — днище закрыто |
||||
б) Обратная лопата: |
|
на |
себя, |
||
рычаг |
на |
себя — ковш |
|
||
рычаг от |
себя — ковш от |
себя |
(раз |
||
грузка) |
на |
себя — ковш |
|
на |
себя, |
Рычаг |
|
||||
рычаг от |
себя — ковш от |
себя |
(при |
||
обратной |
лопате — наоборот) |
|
|||
Рычаг |
на |
себя — подъем |
стрелы, |
||
рычаг от |
себя — опускание |
стрелы |
|||
Рычаг |
на |
себя — опоры |
|
подняты, |
рычаг от себя — опоры опущены Рычаг на себя — поворот влево,
рычаг от себя — поворот направо Педаль вниз — стрела опускается
Рычаг вверх — муфта выключена
Рычаг на себя — подъем бульдозе ра, рычаг от себя — опускание буль дозера
Рычаг |
вниз — насосы включены, |
рычаг вверх — насосы выключены |
|
Включение по указаниям на трак |
|
торе |
вниз — сцепление выклю |
Педаль |
чено По часовой стрелке — вправо, про
тив часовой стрелки — влево Педаль вниз—тормоз зажат
Педаль вниз — тормоз зажат
Рычаг вправо — блокировка по вышения проходимости включена, рычаг влево — блокировка выклю чена
чается для рытья траншей, котлованов и ям ниже уровня стоянки экскаватора на глубину до двух м с выгрузкой от рываемого грунта в отвал и в транспорт. Ковш обратной ло
паты устанавливается согласно схеме о перестановке рабо
чего оборудования (рис. 18,а). Работа обратной лопаты без установки опорных башмаков и заторможения ведущих колес
трактора запрещается.
38
Прямая лопата !предназначается для разработки грунта
выше уровня стоянки экскаватора, а также ниже уровня стоянки на глубину до 0,7 м. Выгрузка грунта из ковша может
производиться в отвал и ів транспорт.
Ковш прямой лопаты устанавливается согласно схеме
перестановки рабочего оборудования (рис. 18,6), с постанов кой съемных тяг и креплением штоков цилиндров рукояти к нижним ушкам последней.
При работе прямой лопатой опорные башмаки должны
быть опущены, а ведущие колеса трактора заторможены.
При работе экскаватора как крана (рис. 18, в) грузоподъ
емность его составляет от 0,5 т при максимальном вылете до
1,5 т при минимальном вылете стрелы.
При установке кранового оборудования ковш снимается и заменяется крановой подвеской. Свободный цилиндр ковша закрепляется к рукояти съемными ушками, согласно схеме
перестановки рабочего оборудования.
Бульдозер предназначен для засыпки ям, траншей и па
зух, для планировки территории и других аналогичных работ.
При работе бульдозером рабочее оборудование экскава тора или крана обязательно должно быть поставлено в транс
портное положение.
Универсальный экскаватор Э-302
Экскаватор Э-302 с ковшом емкостью 0,3 лі3 выполнен на пневмоколесном ходу и имеет следующее сменное оборудова
ние: прямую и обратную лопаты, драглайн, грейфер и крано
вое оборудование (с гуськом) (рис. 19).
Экскаватор Э-302 предназначен для производства
различных земляных работ и используется как кран. Большая
маневренность экскаватора позволяет разрабатывать грунт
39