Землеройные машины для производства земляных работ

Машины для земляных работ. Общая характеристика

Землеройные машины для производства земляных работ

Земляные работы относятся к главнейшим и наиболее распространенным в современном строительном производстве. Большая трудоемкость этих работ предопределяет необходимость максимальной их механизации , а массовость и разнообразие — применение машин многих типов.

Классификация земляных работ

Основная цель земляных работ — строительство земляных сооружений и добычи полезных ископаемых.

Земляные сооружения создаются вырезыванием их в грунтовом массиве или отсыпанием из грунта, который добывается в карьерах ли в специальных разрезах. Разновидности, формы и размеры земляных сооружений определяются прежде всего их назначением.

К земляным сооружениям относятся спланированные площадки, котлованы, дамбы, траншеи, каналы, насыпи и т.п..

Из полезных ископаемых (глины, керамзита, песка и т.п.) изготовляются строительные материалы.

Земляные работы выполняются не только в строительном производстве, но и в других областях — сельском хозяйстве, мелиоративном строительстве, в случае прокладывания разнообразных линий коммуникаций и т.д.

Земляные работы делятся на:

  • подготовительные и вспомогательные — очищение территории от кустов, пней, снос разных сооружений, срезание растительного покрова, снижение уровня вод, закрепление грунтов, предварительное рыхление;
  • основные — копание траншей, котлованов, насыпка дамб, насыпей и т.п.;
  • специальные — прокладывание кабелей, бурение скважин, безтраншейное прокладывание трубопроводов, мелиоративные роботы, забивание в грунт разнообразных свай, камнерезательные роботы др.
  • Отдельный вид работ – связанных с разработкой, транспортированием и укладыванием грунта с помощью средств гидромеханизации.

Классификация и общая характеристика машин для земляных работ

Машины для земляных работ классифицируются таким образом:

  • по назначению — для подготовительных и вспомогательных работ, землерийно-транспортные, землеройные, для уплотнения грунтов,.для специальных земляных работ и средства гидромеханизации земляных работ;
  • по типу привода — с приводом внутреннего сгорания, электрическим, гидравлическим и комбинированным;
  • по количеству двигателей — одно- и много- двигательные;
  • по   мощности — малой, средней и большой мощности;
  • по  типу ходовой части — гусеничные, пневмоколесные, шагающие, рельсовые;
  • по   климатическому  исполнению — в северном, тропическом и обычном выполнении.

К машинам для подготовительных и вспомогательных работ относятся разрыхлители на базе гусеничных и колесных тракторов, кусторезы, выкорчевыватели, оснащение для вырезания пней из грунта и т.п., а также специальное оснащение для водопонижения и укрепления грунтов.

Землеройно-транспортные машины делятся на ковшовые (скреперы), ножевые (бульдозеры и автогрейдеры) и машины с дополнительным транспортировочным органом (грейдеры-элеваторы).

К землеройным машинам относятся одно- и многоковшовые экскаваторы, а также одноковшовые погрузчики грунта.

Машины для уплотнения грунтов бывают статического действия (катки), ударные (трамбовочные), вибрационные и комбинированной.

К машинам для специальных земляных работ относятся буровые машины и оснащение, сваезабивные машины и оснащение, кабелеукладчики, оснащение для бестраншейного прокладывания трубопроводов, для копания ям под столбы линий связи и т.п.

К средствам гидромеханизации земляных работ относятся гидромониторы и земснаряды.

Различают машины статического и динамического действия.

В машинах статического действия (Рис. 1.

1, а) энергия от двигателя (М) передается рабочему органу (РО) через несколько промежуточных механизмов — тяговый (ТМ), передающий (ПМ), ходовой (ХМ), напорный (НМ). Количество промежуточных механизмов может быть разной, но в любом случае не происходит непосредственная передача энергии на рабочий орган. Поэтому эти машины имеют сравнительно невысокие КПД и производительность и их работа сопровождается большими энергозатратами. И вдобавок повысить производительность таких машин можно лишь увеличением их размеров и мощности.

Большинство современных машин для земляных работ относятся к механизмам «статического» действия, то есть скорость взаимодействия их рабочего органа с грунтом не превышает 1 м/с. Это одноковшовые экскаваторы, погрузчики, скреперы, бульдозеры, автогрейдеры, разрыхлители.

Рис. 1.1. Схемы работы землеройных машин. а — статического действия; б, в – динамического действия

Большинства указанных недостатков лишены машины динамического действия, которые в последнее время применяются все более широко. Рабочие органы таких машин имеют отдельные приводы.

Энергия от двигателя (ли нескольких двигателей) передается непосредственно на рабочий орган (Рис. 1.1, б, в). Это дает возможность уменьшить мощность основного двигателя и массу машины.

Различают машины независимого динамического действия и зависимой (рис. 1.1, б и в соответственно).

В машинах зависимого действия между рабочим органом и каким-то механизмом (напорный, ходовым или тяговым) устанавливается упругий элемент (УЭ), который аккумулирует энергию от сил сопротивления грунта разрушению, которая потом передается на рабочую среду.

Машины динамического действия имеют важные преимущества сравнительно со статическими. Например, производительность одноковшового экскаватора массой 14.

5 т с двигателем мощностью 59 квт и обычным рабочим оснащением на грунтах II группы составляет приблизительно 100 м3/ч, и такую самую производительность в одних и тех же грунтовых условиях имеет землеройный механизированный инструмент динамического действия массой 80 кг с двигателем мощностью 3,8 квт. Удельная производительность (то есть производительность, отнесенная к установленной мощности двигателей) этого одноковшового экскаватора равняется 1,7 м3/ч на 1 квт, а для механизированного землеройного инструмента — 26,0 м3/ч на 1 квт.

К указанной категории машин относят роторные экскаваторы, одноковшовые экскаваторы с сменным оснащением динамического действия (роторным, дисковым, фрезерным и т.п.) ли с виброзубъями, скреперы с элеваторной загрузкой, разрыхлители активного действия, землеройный механизированный инструмент, другие машины и оснащение

Читайте также  Установка для производства топливных брикетов своими руками

Основные термины и определения

Трактор — самоходная гусеничная или колесная машина, используемая для реализации напорного или тягового уси­лия посредством смонтированного на ней оборудования.

Погрузчик — самоходная гусеничная или колесная машина со встроенной опорной конструкцией и рычажной системой с фронтально расположенным ковшом, которая черпает или копает материал за счет движения машины вперед, а также поднимает, транспортирует и выгружает материал.

Обратная лопата – погрузчик — Самоходная колесная машина с главной металлоконструкцией, предназначенной служить в качестве опоры как для смонтированного впереди погрузочного механизма с фронтальным ковшом, так и для смонтированного сзади оборудования обратной лопаты. При использовании в режиме обратной лопаты машина обычно копает материал ниже уровня опорной площадки при движении ковша в направлении к машине. Обратная лопата поднимает, перемещает с поворотом и выгружает материал при стационарном положении ходового устройства. При использовании в режиме погрузчика машина черпает или копает материал за счет движения машины вперед, а также поднимает, транспортирует и выгружает материал.

Экскаватор — самоходная гусеничная или колесная машина, цикличного действия с одним ковшом или другим рабочим органом, осуществляющая, кроме копания грунта (или иного материала) и его перемещения путем вращения поворотной части, погрузочные, сваебойные или другие работы при помощи одного из видов сменного рабочего оборудования.

Землевоз – самосвал — самоходная колесная машина с открытым кузовом, которая транспортирует и выгружает или распределяет материал. Загрузка землевоза осуществляется внешними средствами.

Самоходный скрепер — самоходная колесная машина, имеющая открытый ковш с режущей кромкой, расположенный между передними и задними колесами, которая режет, набирает, транспортирует и распределяет материал при движении вперед. Набору материала при движении машины вперед может способствовать снабженный приводом механизм элеваторной загрузки, установленный на ковше скрепера.

Автогрейдер — самоходная колесная машина с регулируемым отвалом, расположенным между передними и задними колесами, которая режет, перемещает и распределяет материал в целях профилирования.

Каток и уплотняющая машина — самоходная прицепная, перемещаемая вручную или выполненная в виде дополнительного оборудования машина, которая уплотняет материалы, в том числе каменные насыпи, грунты, асфальтобетонные покрытия и мусор, путем укатывания, трамбования или вибрационного воздействия.

Трубоукладчик — самоходная гусеничная машина, специально предназначенная для подъема и укладки труб и транспортирования оборудования для трубопроводов.

Данная машина, базой для которой служит гусеничный трактор, имеет специально сконструированные составные части, например ходовое устройство, главную раму, противовес, механизм подъема стрелы и груза и боковую стрелу, поворачивающуюся в вертикальной плоскости.

Бульдозер — Самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально-расположенным отвалом, которая режет, перемещает и распределяет материал при движении вперед.

Бульдозер-рыхлитель — самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально-расположенным отвалом и регулируемым рыхлителем заднего расположения, которая режет, перемещает и распределяет материал отвалом или рыхлит рыхлительным оборудованием при движении вперед.

Литература:

Конспект лекций по курсу «Машины для земляных работ» для студентов специальности 7.090214 “Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование” (ПТМ) / Лавшонок А.В. – Донецк: ДонНТУ, 2004. – 100 с.

Источник: https://naprimerax.org/posts/14/mashiny-dlia-zemlianykh-rabot-obshchaia-kharakteristika

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.

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:

  • подготовительные – очистка площадки от кустов, мусора или травяного покрова, снос ненужных сооружений, рыхление или уплотнение грунта;
  • основные – прокладывание траншей, разработка котлованов, создание насыпей, выкапывание различных ям, обратная засыпка;
  • специальные – бурение отверстий необходимой глубины, забивание свай в почву или скальные породы, прокладывание труб или кабелей.

Все эти действия осуществляются тремя основными способами:

  • Механический. Часть грунта отделяется от основного массива с помощью активных или пассивных режущих органов машин для земляных работ.
  • Гидромеханический. Операции разработки грунта, транспортировки, укладки производятся с использованием энергии потока воды.
  • Взрывной. Земляной пласт разрушается под воздействием давления газов, возникающих при химических реакциях взрывчатых веществ.

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:

Машины для земляных работ

  • назначения для определенных видов подготовительных, вспомогательных, основных или специальных работ;
  • вида привода: внутреннего сгорания, электрического, гидравлического или комбинированного;
  • количества двигателей в механизме;
  • мощности разной величины;
  • типа ходовой части: гусеничной, шагающей, рельсовой, пневмоколесной;
  • климатического исполнения для северного, тропического или умеренного климата;
  • воздействия на грунт – периодического или непрерывного.

Оборудованием, выполняющими вспомогательные и подготовительные операции, являются приспособления для гусеничных или колесных тракторов: разрыхлители, корчеватели пней, кусторезы.

Читайте также  Оборудование для производства полипропилена

Трактор с приспособлением для корчевания пней

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.

Одноковшовые экскаваторы — виды

Специальные земляные работы осуществляются с помощью буровых машин, сваезабивных машин, дизель молотов, кабелеукладчиков, оснащения для прокладывания труб. Средствами гидромеханизации являются гидромониторы, земснаряды, которые подразделяются на землесосные, черпаковые, скалодробильные.

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:

Многоковшовые экскаваторы

  • траншейные;
  • карьерные;
  • ирригационные.

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 для подготовительных работ

  • поворотным отвалом, который закрепляется перпендикулярно или по диагонали к главной оси бульдозера и может наклоняться в любую сторону;
  • неповоротным отвалом, который устанавливается только перпендикулярно оси;
  • универсальным отвалом, представляющим собой конструкцию из двух частей, которые соединены шарнирами.

Машины с универсальным отвалом называются путеукладчиками.

Существуют модели бульдозеров с различными типами приводов для поднимания, поворота, перекоса, наклона отвала:

  • канатно-блочный;
  • гидравлический;
  • электромеханический.

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.

Типы бульдозеров

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:

  • Емкость ковша. Различают машины малой, средней и большой емкости ковша более 15 м³.
  • Способ загрузки. Скреперы заполняются подпором земляного пласта или загрузочным устройством элеваторного, гребкового, роторного типа.
  • Способ разгрузки. Машины разгружаются свободным, принудительным, комбинированным способом.
  • Тип привода. Привод бывает канатным, электромеханическим, гидравлическим.
  • Способ агрегатирования. Машины могут быть прицепными, полуприцепными, самоходными, а также в виде скреперного поезда.
  • Тип тягача. Скреперы приводятся в движение колесным или гусеничным тягачом. Самоходные машины могут быть на пневмоколесном ходу.
  • Тип трансмиссий. Скреперы бывают механическими, гидромеханическими, электрическими, гидростатическими.

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.

по теме: Земляные работы

Источник: https://promzn.ru/stanki-i-oborudovanie/mashiny-dlya-zemlyanyh-rabot.html

Общие сведения о машинах и механизмах для земляных работ

Машины для выполнения земляных работ делят на четыре группы: землеройные, землеройно-транспортные, машины для уплотнения грунта и машины для вспомогательных работ.

Кроме указанных машин и механизмов для производства земляных работ применяются машины для разработки мерзлых грунтов, машин и оборудование для гидромеханизации, буровых и буровзрывных работ.

Земляные работы являются одним из наиболее трудоемких и тяжелых видов работ в строительстве. Поэтому необходимо знать не только основные виды, классификацию и назначение машин и механизмов, но и уметь технически грамотно применить тот или иной вид и тип машин и механизмов, правильно организовать их работу.

Читайте также  Производство штампов для холодной штамповки

3емлеройные машины

К землеройным машинам относят одноковшовые экскаваторы (цикличного действия) и многоковшовые (непрерывного действия).

Наибольшее применение имеют одноковшовые экскаваторы, которые выполняют около 40% всего объема землеройных работ,

Одноковшовые экскаваторы находят широкое применение на земляных работах в различных грунтовых условиях.

При оснащении различным видом рабочего оборудования они выполняют разработку грунта в выемках, отсыпку насыпей, планировку площадей, рыхление мерзлых грунтов, погрузоразгрузочные работы, обратную засыпку и уплотнение грунта.

Для успешного выполнения такого комплекса работ на экскаваторах имеется следующее навесное оборудование:

прямая лопата — грунт разрабатывается, как правило, выше уровня стоянки экскаватора с перемещением в отвал или транспортные средства.

Землеройно-транспортные машины

Основные землеройно-транспортные машины — бульдозер и скрепер, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой в порожнем состоянии.

Бульдозеры предназначены для разработки и перемещения грунта на расстояние до 100 м, возведения насыпей высотой до 2 м, разработки выемок, засыпки траншей после укладки коммуникаций, планировки строительных площадок, очистки дорог и трасс (корчевка пней, валка деревьев, срезка растительного слоя и т.п.), планировки откосов. На базе бульдозеров применяют рыхлители, имеющие навесные или прицепные рабочие органы в виде зуба или нескольких зубьев для послойного разрушения и рыхления тяжелых и мерзлых грунтов глубиной до 1,5 м.

Скреперы — наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины; используются при отрывке котлованов и планировке поверхностей.

В настоящее время применяют прицепные (с объемом ковша 3, 7 и 8 м.) скреперы.

Применение прицепных и полуприцепных скреперов наиболее эффективно при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходных — до 3000 м.

Скреперами ведут разработку, транспортировку и укладку грунтов 1 и 2 групп по трудности разработки (песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и др., не имеющих валунов, с примесью гальки и щебня не более 10%).

Грейдеры предназначены для профилирования и отделки земляного полотна в дорожном строительстве, возведения невысоких насыпей из боковых разрезов, срезки и планировки откосов насыпей и выемок, планировки поверхности площадок, перемешивания и распределения дорожно-строительных материалов с вяжущими, содержания и ремонта дорог в летний и зимний периоды.

Машины для уплотнения грунтов

Долговечность земляных сооружений в большей мере зависит от качества уплотнения грунтов, которое выполняется при планировочных работах, возведении насыпей, обратных засыпках траншей и фундаментов.

С целью получения наибольшей плотности уложенного грунта, наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующих осадок грунт укладывают и уплотняют с соблюдением определенных технологических требований.

Для уплотнения грунтов в зависимости от физико-механических свойств могут быть использованы два вида уплотняющих воздействий статическое и динамическое.

Машины статического действия предназначены для послойного уплотнения грунта под действием собственного веса. К ним относятся:

самоходные катки с гладкими вальцами — для окончательного уплотнения грунтовых дорог и площадок, гравийных, щебеночных, черных и асфальтобетонных покрытий дорог;

прицепные кулачковые катки — для послойного предварительного уплотнения связных грунтов;

прицепные, полуприцепные и самоходные катки на пневматических шинах — для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных материалов, а также асфальтобетонных смесей.

Машины динамического действия предназначены для послойного уплотнения грунта под действием возникающей силы или массы падающего груза. К ним относятся:

самоходные и прицепные вибрационные катки — для уплотнения как несвязных, так и связных грунтов на глубину 0,6-1,2 м. Кроме того самоходные катки применяются для уплотнения асфальтобетонных и мелко-гравийных покрытий тротуаров, проездов, при ремонте дорог;

виброплиты — для уплотнения несвязных насыпных грунтов гравийно-щебеночных материалов слоем до 0,6 м при небольших объемах и в стесненных условиях;

трамбовочные машины — для уплотнения тяжелых связных грунтов на глубину до 1,2 м при строительстве земляного полотна, строительных площадок, подходов к мостам и др.

Машины для вспомогательных работ

Машины для вспомогательных работ выполняют, как правило, подготовительные работы до начала производства земляных работ по устройству выемки или насыпи. К ним относятся:

кусторезы — для расчистки от кустарника и мелкого леса территории строительства;

рыхлители — для предварительного рыхления плотных грунтов трещиноватых скальных и мерзлых в условиях низких температур глубиной до 0,5 м.

корчеватели — для корчевания пней диаметром до 0,3 м, очистки почвы от камней массой до 3 т, от корней диаметром до 0,45 м на глубине до 0,5 м.

Кроме перечисленных машин и механизмов при производстве земляных работ применяется электрифицированный инструмент и средства малой механизации:

ручные вибротрамбовки и пневмотрамбовки для уплотнения грунта;

пневматические молотки для разработки скальных, мерзлых и плотных грунтов;

насосы и установки для откачивания воды и понижения уровня грунтовых вод (центробежные, диафрагмовые и грязевые насосы; иглофильтровые и эжекторные установки)

В качестве приспособлений применяются электроосушительные установки, песчаные и бумажные дрены (фильтры) для осушения грунтов.

Для выполнения контрольно-измерительных операций при производстве земляных работ применяются теодолит, нивелир, металлическая рулетка или лента, визирки и вешки.

При необходимости защиты грунта от обрушения, устройстве вертикальных откосов выемок или насыпей выполняется крепление. В этом случае применяется ручной инструмент: лопата, топор, пила, молоток и т.п.

Строительные машины, механизмы, приспособления позволяют механизировать земляные работы в пределах 80-90%, что повышаем производительность, улучшает условия труда и сокращает сроки строительства.

Источник: http://www.constructionlinks.ru/viewpage.php?page_id=78

Понравилась статья? Поделить с друзьями: