Что такое миниземснаряд и где он применяется? Как устроен земснаряд? Принцип работы земснаряда схема
Если вы хотите узнать как происходит углубление рек или формирование пляжей, то рекомендуем данную статью к прочтению. В ней вы узнаете, что такое земснаряд и принцип его работы.
Землесосный снаряд - это землеройный транспортирующий агрегат с непрерывным действием работы. Предназначены данные устройства для добычи песка, доставки пульпы к месту сброса, подводной разработки пород и расчистки дна рек.
Наиболее распространенными считаются следующие модели землесосов: 300-40, 350-50Л 500-60, 1000-80 и 1500-100. Подробнее рассмотрим основные узлы агрегата на примере землесосного снаряда 1000-80 . Данная установка характеризуется высокой производительностью и мощностью. Главной частью землесоса является приводная система, которая состоит из мотор редуктора 3МП-125 . Благодаря этим механизмам скорость вращения варьируется от 12 до 18 об/мин.
Корпус снаряда имеет прямоугольную форму и поделен перегородками на 10 отделений. Часть отсеков используется как бытовое помещение. Спереди в корпусе сделан вырез шириной 4,5 и длиной 12,0 м, который предназначен для подвеса рамы грунтозаборного устройства. Посредине корпуса расположено машинное отделение. Там находится насос водоснабжения и система запуска. Землесос 1000-80 не является самоходным. Чтобы легче было осуществлять буксировку, дно корпуса поднято до ватерлинии. Надстройка состоит из металлического каркаса, который обшитый деревянными щитами. Над отделением управления предусмотрен люк. Через него можно при помощи крана поднять тяжелое оборудование. Также на землесосе предусмотрен реостат для регулирования работы электродвигателя на 240, 260, 280 и 297 об/мин. Таким образом, облегчается запуск грунтового насоса. Для дополнительной подачи воды можно установить еще два насоса.
Агрегат для забора грунта расположен на сварной раме. Лебедка для подъема рамы располагается в носовой секции рамы. Труба для всасывания подвешивается поперечным диафрагмам рамы. Верхняя часть трубки соединяется при помощи сальникового компенсатора и гибкого резинового шланга. Для разрыхления грунта служит фреза, которая состоит из шести винтообразных ножей.
В машинном отделении предусмотрен ручной мостовой кран, рассчитанный на подъем 10 т. Также для подъема деталей к А-образной стреле крепится два монорельса с катучими кошками весом по 5 тонн каждая. Чтобы поднимать груз на борт, были предусмотрены два крана-укосины с ручными талями.
Процесс извлечения грунта происходит следующим образом: в грунтовой насос заливается вода и производится запуск главного двигателя вместе с редуктором. При помощи рамоподъемного механизма труба для всасывания заглубляется в землю. Далее, когда все основные агрегаты приведены в действие, во всасывающей трубе создается вакуум. Потом, подтекающая к грунтоприемнику вода, захватывает за собой частицы земляной породы. Таким образом, гидросмесь перемещается по грунтопроводу к насосу. Далее смесь попадает на лопасти рабочего колеса и выбрасывается к корпусной секции грунтопровода напора.
Песок - очень важный элемент, использующийся в строительстве любых конструкций. Как строительный материал песок образуется в естественных условиях и из-за воздействия многих природных факторов. От того, в каких условиях образуются залежи песка, напрямую зависят способы его добычи.
Песок представляет собой мельчайшие частицы горной породы. Он может находиться как на дне водоемов, так и на суше, что составляет немалую часть поверхности. И для его добычи используют совершенно различные методы.
Что необходимо для осуществления добычи
Но для того чтобы добыть песок из недр земли, необходимы не только грузовые машины, самосвалы, специальный земснаряд для добычи песка, но и лицензия на такую деятельность в определенном месте, так как без нее это является незаконным. Лицензия нужна всем добытчикам, кроме землевладельцев садовых и приусадебных участков, а также предприятиям, развернувшим добычу в местах на границе отвода горных и геологических земель.
Способы добычи песка
Для каждого способа добычи песка используется специализированная техника и методы.
Первый метод - сухая добыча. При данном подходе песок добывается из карьера. Здесь используются характерные методы и техника для открытой добычи любых полезных ископаемых. Для начала делают бурение скважин, затем рыхление с помощью взрывчатки, а уже потом погрузка на грузовые машины и вывоз на комбинаты, предприятия.
Второй способ предполагает добычу песка со дна водоема (озера, реки, мелководных морей). В данном случае используется специальная конструкция - земснаряд для добычи песка. Также, как вариант, можно применять длиннострелочные экскаваторы, экскаваторы с выкидывающимся ковшом. Однако такое оборудование является дорогостоящим, что сказывается на итоговой цене материала.
Также добыча может происходить в мокрых условиях при использовании намыва с помощью гидравлики. Такой метод не требует взрывных и буровых работ. Он имеет преимущество перед конкурентными способами - добытый песок является очищенным от примесей.
Добыча песка на мелководье
Как было отмечено выше, на реках, озерах и мелководных морях используется земснаряд для добычи песка. Принцип работы заключается в следующем: устройство с насосным оборудованием засасывает песок, который находится на дне водоема. Далее он загружается в трюм судна или на баржу. Наиболее удобными для такого способа добычи являются пересохшие водоемы.
Земснаряд для добычи песка имеет сложную конструкцию, которая зависит от условий использования. В частности, земснаряд черпакового вида используется, если грунт на площадке более твердый. Добытый песок погружается и перевозится в место, где он проходит финальную очистку от примесей.
Конструкция земснаряда
Земснаряд для добычи песка содержит обязательный перечень элементов конструкции:
- Корпус - это необходимая часть для крепления всех необходимых механизмов, также оснащается понтонами.
- Свайный аппарат - важная составляющая, обеспечивающая передвижение земснаряда при добыче песка и грунта.
- Палубная надстройка - располагается в центральном понтоне, имеет в себе рубку с необходимым оборудованием.
- Рыхлительное устройство - главная часть грунторазрабатывающего комплекса.
- Установка для транспортировки грунта. Состоит из нескольких элементов, размещается, как правило, в трюме. Основные части: грунтовый насос, всасывающий провод, привод, в качестве силовой установки и напорный провод. В качестве привода обычно применяются дизельный, электрический или дизельно-электрический привод.
- Стрела. Она помогает механику управлять глубиной разработки, а также перемещать рыхлительное устройство. Благодаря лебедке, входящей в ее основу, осуществляется подъем-опускание стрелы.
- Водоснабдительное оборудование. Имеет вспомогательную роль при охлаждении, промывке и уплотнении насосных деталей.
Как видно из описания, земснаряд для добычи песка, фото которого наглядно подтверждают сложную конструкцию механизма, - это целый комплекс взаимосвязанных систем, взаимодействие которых значительно облегчает труд человека и упрощает получение материала.
Характеристики земснарядов
Земснаряды при эксплуатации должны обладать некоторыми характеристиками, которые позволяют выполнять работу максимально эффективно. Например, монтаж и демонтаж земснаряда должен быть недолгим и простым. Для быстрого перемещения машина должна обладать плавучей основой, которая быстро снимается при необходимости.
При выборе оборудования необходимо обращать внимание на коэффициент просора земснаряда при добыче песка, тип грунта, способ добычи и возможности механизма. Главной характеристикой земснаряда является его производительность. Это устройство, в котором объединены множество различных функций. При слаженной работе функций будет получена максимальная производительность.
Классификация земснарядов
Эти механизмы подразделяют по способу погрузки и транспортировки на:
- Землесосный снаряд - погрузка и перемещение производится за счет пульпы.
- Скалодробильные - применяются для разрыхления скаловидных грунтов разнообразной прочности.
- Черпаковые - это разновидность экскаваторных машин, перемещают и погружают грунт за счет черпака.
По способу транспортировки подразделяются на:
- Рефулерный. Коэффициент просора рефулерного земснаряда при добыче песка - важная характеристика, влияющая на производительность земснаряда. Транспортировка идет при помощи пульпровода на плаву.
- Шаландовый. Транспортировка с помощью шаланд - специализированных судов, которые загружаю грунт в трюм и отвозят его в порт.
- Лонгукулуарные. Используется для перемещения грунта длинный лоток, который отправляет его на берег или на грузовое судно.
- Самоотвозный. Исходя из названия, земснаряд загружает грунт в свой трюм и отвозит его.
- С выбросом пульпы гидромониторным эффектом. Применяется, если работы проводятся на устьях рек, а также на морских водах при гидронамыве.
По способу рабочего передвижения:
- Якорные - передвигаются за счет встроенных якорей.
- Самоходные - передвижение за счет встроенного двигателя.
- Свайные - перемещение происходит на сваях.
- Свайно-якорные - в них используются как якоря, так и сваи.
По методу работы подразделяются:
- Траншейные - земснаряд при добыче песка образует траншеи, двигаясь вдоль участка.
- Папильонажные - земснаряд при разработке участка движется поперек него.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Технология работы земснарядов
Земснаряд -- общее название судов технического флота, применяемых для подводной разработки и выемки грунта при дноуглубительных работах, в гидротехническом строительстве.
По способу забора и перемещения грунта земснарды подразделяют на:
1. Землесосный снаряд -- извлекающие и перекачивающие грунт в виде пульпы с применением грунтового насоса, наиболее распространенный тип земснарядов применяемый на I--IV классах грунтов;
2. Землечерпальные -- являющиеся разновидностью экскаваторов, поднимающие и перемещающие грунт посредством ковшей или черпаков. Используются на твердых грунтах V--VI класса, где эффективность Землесосных земснарядов не дает необходимой производительности. В свою очередь землечерпальные снаряды подразделяются на:
1. Одночерпаковые штанговые, представляющие собой одноковшовый экскаватор, установленный на понтоне;
2. Одночерпаковые грейферные, представлюящие собой подъемный кран, оборудованный грейфером;
3. Многочерпаковые, представляющие собой машину непрерывного действия, с черпаками, закрепленными на бесконечной цепи, натянутой между двумя барабанами.
По способу транспортировки грунта земснаряды подразделяются на:
1. Рефулерный -- транспортировка грунта осуществляется при помощи плавучего пульпопровода. Наиболее экономически эффективный метода транспортировки пульпы. При необходимости транспортировки на значительные расстояния применяются дополнительные Бустерные станции.
2. Шаландовый -- транспортировка грунта осуществляется шаландами -- специальными судами, принимающими грунт в трюм и отвозящими его к месту размещения.
3. Самоотвозный -- грунт принимается земснарядом в собственный трюм и отвозится к месту свалки.
4. С гидромониторным выбросом пульпы. Используется данный способ при работах на устьевых участках рек и на водохранилищах с частым волнением, наиболее широкое применение получил при гидронамыве в условиях морских вод.
По методу рабочих перемещений
1. Самоходные
2. Несамоходные -- использующие папильонажные лебедки и якоря или свайный ход.Якорь завозят на определенное расстояние и при помощи канатов и лебедок снаряд перемещается в нужном направлении. Свайно-якорные снаряды кроме рабочих якорей имеют так же свайные аппараты.
По производительности различают:
Снаряды малой, средней и большой производительности.
По роду энергетической установки (приводящей в движение снаряд)--паровые, дизельные, дизель-электрические, дизель-гидравлические, газотурбинные и электрические дноуглубительные снаряды.
По району выполнения дноуглубительных работ -- снаряды морского и речного типов. Морские земснаряды отличаются от речных конструкцией корпуса и лучшей остойчивостью, позволяющей выполнять работы в условиях волнения.
Разработка траншей землесосными снарядами
Землесосные снаряды целесообразно применять на несвязных грунтах небольшой крупности (песках и мелком гравии): Принцип работы землесосов по извлечению грунта со дна акватории заключается в отсасывании со дна акватории смеси частиц грунта с водой, называемой пульпой. Схема землесосного снаряда показана на рис. 1. Основной рабочий орган землесоса -- центробежный насос, создающий вакуум и всасывающий пульпу через грунтозаборное устройство (сосун) 1. Сосун может изменять свое положение (опускаться или подниматься) при помощи подъемного устройства. По сосуну пульпа поступает в грунтовый насос 3, который подает ее в напорный грунтопровод 4. Глубина всасывания современных землесосных установок изменяется от 2--3 до 40--50 м, а производительность -- 80--3000 м3/ч. Сосуды закрываются решеткой для предотвращения попадания больших камней либо длинных предметов, которые могут повредить рабочее колесо центробежного насоса. Современные землесосные снаряды имеют специальные гидравлические, механические и комбинированные устройства для разрыхления грунта. Для разработки плотных несвязных и связных грунтов конструкции всасывающих устройств оснащаются механическими разрыхлителями грунта -- фрезерными и роторно-ковшовыми.
Рис. 1. Принципиальная схема землесосного снаряда: 1 -- грунтозаборное устройство; 2 -- всасывающий трубопровод; 3 -- грунтовый насос; 4 -- напорный грунтопровод; 5 -- устройство для рабочих перемещений; 6 -- корпус
Для легкоразмываемых грунтов целесообразно использовать гидравлические разрыхлители, которые обеспечивают подачу в сосун пульпы с более высоким содержанием грунта. Гидравлические разрыхлители делятся на три типа: размывающие грунт, размывающие и подгоняющие грунт к сосуну и гидродиффузионные. Наиболее эффективны разрыхлители гидродиффузионного действия, они обеспечивают консистенцию пульпы до 30--40%. земснаряд траншея штанговый грейферный
К комбинированным рыхлителям относятся фрезерно-гидравлические. Эти рыхлители значительно повышают производительность землесосов и расширяют область их применения. Фрезерно-гидравлический рыхлитель состоит из фрезы и системы гидравлических насадок, одна из которых (лобовая насадка) предназначена для разрыхления грунта в передней части забоя, а остальные насадки находятся на ножах фрезы и предназначены для смыва грунта с ножей фрезы, разрыхления и подгонки его к сосуну.
С увеличением глубины разработки подводного грунта производительность землесосных снарядов значительно сокращается. Повышение производительности землесосных снарядов достигается применением эжектирующих устройств на всасывающей линии землесоса.
Для разработки подводных траншей можно использовать землесосы-эрлифты. Принцип действия эрлифта основан на том, что сжатый воздух, поступая через форсунку в нижний конец трубы, опущенной в воду, смешивается с водой и образует водно-воздушную смесь, плотность которой ниже плотности окружающей воды. Вследствие разности плотностей и давления воды водно-воздушная смесь поднимается вверх. Если нижний конец трубы соединить с грунтоприемником и приблизить к грунту, то вместе с водой начинает поступать в трубу и грунт. У эрлифтного землесоса с увеличением диаметра грунтопровода и глубины извлечения грунта повышается производительность. Основное преимущество эрлифта -- возможность извлечения грунта с больших глубин.
Разработка траншей ковшовыми снарядами
Ковшовые снаряды основаны на механическом способе отделения и подъема грунта. По конструкции они разделяются на одноковшовые, разрабатывающие грунт одним ковшом, и многоковшовые, разрабатывающие грунт ковшами, насаженными на бесконечную ковшовую цепь.
Многоковшовые снаряды целесообразно применять в основном на тяжелых грунтах V--VII категорий или на засоренных грунтах.
Для разработки подводных траншей в тяжелых грунтах применяются одноковшовые грейферные и штанговые снаряды.
Грейферным называется дноуглубительный снаряд, извлекающий грунт со дна водоема грейферным краном. Грейферный снаряд при разработке грунта перемещается при помощи рабочих якорей, канатов и лебедок. Грейферный кран отделяет грунт от дна водоема, поднимает из воды н грузит его в свой грунтовый трюм или в шаланду. Грейферные могут использоваться для разработки грунтов: легких, средних, тяжелых, с включениями валунов, камней, топляков. Для этого грейферные краны комплектуют грейферами (ковшами) различного типа. Легкие и средние грунты разрабатывают двухчелюстными грейферами, подорванный скальный грунт -- многочелюстными, валуны и другие одиночные предметы -- решетчатыми грейферами. Наибольшее распространение получили грейферы объемом 1--2,5 м3, имеются грейферы объемом до 13 м3. Глубина разработки грунта изменяется в широких пределах. Большинство грейферных кранов имеет глубину черпания до 15--21 м.
Штанговые снаряды применяются в случаях, когда для извлечения грунта требуются большие режущие усилия. Штанговый снаряд для извлечения грунта имеет одноковшовый экскаватор, оборудованный прямой лопатой. Экскаватор режет грунт ковшом, поднимает его со дна и разгружает в шаланду или в отвал. Во время забора грунта горизонтальная составляющая реакции грунта через экскаватор передается корпусу судна и стремится сместить его в сторону, противоположную движению ковша. Это усилие достигает большой величины, поэтому, чтобы снаряд не смещался, его закрепляют при помощи трех-четырех свай. При трех сваях две -- закольные устанавливают в носовой части снаряда (у экскаватора), а одну -- упорную -- в кормовой. При четырех сваях по две устанавливают в носовой и кормовой частях. Носовые сваи погружают в грунт вертикально, а кормовые -- с некоторым наклоном для лучшего восприятия горизонтального усилия. После разработки грунта у места стоянки снаряд перемещается на новый участок. Для этого ковш заносят вперед и опускают на дно, затем поднимают сваи лебедками и корпус снаряда подтягивают или разворачивают. Штанговые снаряды различаются по производительности, глубине черпания, объему ковша, вылету стрелы и высоте подъема ковша над водой. Производительность штанговых снарядов в основном составляет 100--200 м3/ч, а у мощных снарядов может достигать 600 м3/ч. Максимальная глубина черпания обычно не превышает 20 м. Объем ковша штанговых снарядов изменяется в пределах 0,3--15 м3. Штанговые снаряды имеют сменные ковши для разработки тяжелых и относительно легких грунтов.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ водного и руслового режимов затруднительного участка. Трассирование судоходных прорезей и выбор типов земснарядов для их разработки. Расчет плава течений по методу М.А. Великанова. Качественная оценка устойчивости прорези от заносимости наносами.
курсовая работа , добавлен 13.10.2014
Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами. Организация разработки грунта боковыми проходками. Разработка траншей, небольших котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства или в отвал. Разработка выемок одноковшовым экскаватором-драглайном.
реферат , добавлен 15.10.2014
Дноуглубительная техника общего назначения и спецмашины для подводных земляных работ при трубопроводном строительстве. Разработка траншей землесосной техникой. Применение ковшовых грейферных и штанговых машин для механического отделения и подъема грунта.
контрольная работа , добавлен 23.12.2010
Классификация и типы автопогрузчиков, значение и преимущества их использования в народном хозяйстве. Устройство и основные параметры средств механизации погрузочно-разгрузочных работ с контейнерами. Технология и схема перемещения контейнерных грузов.
контрольная работа , добавлен 16.05.2013
Классификация тяговых электродвигателей по способу питания, конструктивному исполнению, типу привода колесных пар и роду тока. Принцип работы двигателей постоянного тока с последовательными, параллельными, смешанными и независимыми системами возбуждения.
реферат , добавлен 27.07.2013
Технічні і технологічні дані про автомобіль ГАЗ-53. Детальна будова системи охолодження, аналіз дефектів на її деталях та вузлах. Економічне обґрунтування способу та методу ремонту, перелік робіт, послідовність їх проведення; післяремонтна діагностика.
курсовая работа , добавлен 06.07.2011
Детальна будова коробки передач ГАЗ-53, побудова таблиці аналізу дефектів на її деталях та вузлах. Економічне обґрунтування способу та методу ремонту. Послідовність проведення контрольних замірів і демонтажу. Діагностика, перевірка та обкатка автомобіля.
дипломная работа , добавлен 01.02.2011
Обеспечение работоспособности двигателей. Принципиальная схема смазочной системы. Масляный насос, радиатор, фильтр. Классификация автомобильных масел. Рекомендации по подбору масел по вязкости. Сухое и жидкостное трение. Схема работы центрифуги.
реферат , добавлен 10.04.2009
Детальна будова безвальної головки блоку ГАЗ-53, таблиця аналізу дефектів на її деталях та вузлах. Економічне обґрунтування способу та методу ремонту. Послідовність демонтажу та визначення дефектів. Техніка безпеки при виконанні ремонтних робіт.
курсовая работа , добавлен 01.02.2011
Общее устройство автогрейдера, характеристика рабочих органов. Схема движения частицы грунта перед отвалом грейдера. Разработка кинематических, гидравлических схем привода. Тяговый и силовой расчет грейдера, его эксплуатационная производительность.
Дноуглубительные снаряды, независимо от типа и назначения, имеют следующие основные части:
1) корпус, в котором размещается все рабочее, силовое и вспомогательное оборудование снаряда;
2) дноуглубительное устройство (рабочий орган);
3) главную энергетическую установку, приводящую в действие дноуглубительное устройство;
4) палубные механизмы для оперативных перемещений корпуса во время грунтозабора;
5) средства управления работой земснаряда.
7.4.1. Землесосы
На землесосах, как уже отмечалось, используется гидравлический способ отделения грунта от дна и его отвода по трубопроводам к месту отвала. Схема устройства речного землесоса приведена на рис. 7.10, 7.11.
Корпус речного землесоса – простых грубых обводов, имеет вырез (прорезь) для размещения в нем всасывающей трубы с охватывающей ее рамой. Главным рабочим органом землесоса является грунтовый насос центробежного типа, обеспечивающий всасывание водогрунтовой смеси и ее перемещение по грунтопроводам. Насос приводится в действие главным двигателем землесоса. При остановке главного двигателя землесос обеспечивается энергией от вспомогательного дизель-генератора.
В
Рис.
7.10. Схема землесоса: 1
– всасывающий грунтоприемник; 2 –
всасывающая труба; 3 – гибкое соединение;
4 – корпусная часть всасывающего
грунтопровода; 5 – грунтовый насос; 6 –
главный двигатель; 7 – корпусная часть
напорного грунтопровода;
8 – плавучая
часть напорного грунтопровода (рефулер);
9 – гибкое соединение звеньев рефулера;
10 – понтон; 11 – рамоподъемное устройство;
12 – рамоподъемная лебедка; 13 – передняя
становая лебедка; 14 – передняя
боковая
лебедка; 15 – промерный мостик;
16 – кран-балка для монтажных работ
Рис. 7.11. Общий вид землесоса (а) и плавучего грунтопровода (б)
Напорный грунтопровод состоит из корпусной и плавучей части. К насосу присоединяется вертикально расположенный патрубок, за которым находится имеющее большой радиус кривизны колено, направляющее водогрунтовую смесь (гидросмесь) в горизонтально расположенный участок корпусного грунтопровода. Этот участок размещается на крыше верхней надстройки землесоса. В кормовой части снаряда гидросмесь через два колена и наклонно расположенный грунтопровод, спускается вниз, к месту присоединения плавучего грунтопровода. С напорным корпусным грунтопроводом плавучий трубопровод соединен при помощи двух шаровых соединений. Такое соединение обеспечивает необходимую степень подвижности, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной, когда землесос по мере расходования топлива начинает “всплывать” по отношению к плавучей части напорного грунтопровода.Плавучий грунтопровод (рефулер) расположен на понтонах и его отдельные звенья (трубы) соединяются между собой при помощи гибких соединений. Понтон представляет собой два жестко соединенных вместе поплавка. Последний понтон рефулера, называемый концевым, оборудован двумя якорями, тросами и лебедками. Якоря и тросы служат для удержания понтона на месте отвала грунта, для спуска понтона по течению, а также для перемещения понтона в стороны от оси отвала.
Принцип работы землесоса по извлечению и отводу грунта состоит в следующем. Грунтовый насос заливается водой и приводится в действие главным двигателем. С помощью рамоподъемного устройства всасывающая труба заглубляется в грунт. При работе заполненного водой насоса во всасывающей трубе создается вакуум (давление ниже атмосферного). Над грунтоприемником действует атмосферное давление и давление столба воды, соответствующее глубине опускания грунтоприемника. Под действием разницы давлений вода, находящаяся перед грунтоприемником, начинает входить в него с определенной скоростью. Подтекающая к приемнику вода захватывает и увлекает за собой частицы грунта. Пространство вокруг зева (отверстия) грунтоприемника, в пределах которого вода размывает и увлекает грунт, называют сферой всасывания. Смесь частиц грунта с водой (гидросмесь) перемещается по всасывающему грунтопроводу к насосу. В насосе гидросмесь попадает на вращающиеся лопасти рабочего колеса и отбрасывается в начало корпусной части напорного грунтопровода, где создается повышенное (выше атмосферного) давление. Около выходного отверстия плавучего рефулера давление равно атмосферному. Под действием разницы давлений гидросмесь движется по напорному грунтопроводу к месту отвала грунта.
Производительность землесоса по грунту, м 3 /ч, определяется по выражению
где: Q см – расход гидросмеси (производительность землесоса по смеси), м 3 /ч;
Р – консистенция пористого грунта (содержание грунта в гидросмеси), %;
V см – скорость движения гидросмеси в напорном грунтопроводе, м/с;
Д н – диаметр напорного грунтопровода, м.
Содержание грунта в гидросмеси принято характеризовать консистенцией (насыщением). При дноуглублении под консистенцией Р понимают отношение объема грунта вместе с порами (с пористостью, свойственной грунту на дне до его разработки) к объему гидросмеси. Насыщение 15–18% считается удовлетворительным при разработке легких грунтов и 12% – при разработке тяжелых грунтов.
Производительность по грунту у речных землесосов, эксплуатируемых на внутренних водных путях, составляет от 200 до 2500 м 3 /ч.
Землесосы обычно используются при разработке несвязных, главным образом, песчаных и песчано-гравелистых грунтов. Для работы на связных (глинистых) грунтах землесосы оборудуются механическими разрыхлителями, при помощи которых грунт срезается и подводится к всасывающему отверстию грунтоприемника.
В настоящее время на внутренних водных путях при производстве дноуглубительных работ за пределами судового хода все большее применение получают рефулерные фрезерные землесосы (рис. 7.12, 7.13). Для углубления эксплуатируемых транзитных судовых ходов их не применяют из-за необходимости пропуска судов.
О
Рис.
7.12.Схема фрезерного рефулерного
землесоса: 1 – вспомогательная
свая; 2 – гидроцилиндры; 3 – лебедка
поворота стрелы; 4 – привод фрезы; 5 –
лебедка подъема якоря; 6 – грузовая
стрела; 7 – канат подъема якоря;
8 –
фреза; 9 – папильонажный канат; 10 –
погружной грунтовый насос; 11 – двигатель
насоса; 12 – рабочая свая; 13 – корпусная
часть напорного грунтопровода; 14 –
плавучий
напорный грунтопровод
Рис.
7.13. Общий
вид фрезерного землесоса
Отличительной особенностью грунтозаборного устройства свайно-якорного землесоса является наличие прочной металлической рамы, на верхнем поясе которой установлен валопровод механического разрыхлителя.
Нижний конец валопровода несет на своей консольной части механический разрыхлитель. Верхний конец валопровода соединяется через редуктор с двигателем разрыхлителя. Наклонная всасывающая труба размещается внутри рамы. Всасывание гидросмеси осуществляется грунтоприемником, зев которого расположен внутри фрезы разрыхлителя.
Для повышения эффективности грунтозабора и увеличения глубины всасывания на некоторых землесосах применяют погружной насос, установленный на раме. Погружные насосы обычно применяются в комбинации с одним или двумя грунтовыми насосами, расположенными в корпусе снаряда.
Для подъема и опускания грунтозаборного устройства на необходимую глубину нижняя часть рамы через рамоподъемный полиспаст подвешивается к порталу.
Для выполнения рабочих перемещений у фрезерных землесосов используются лишь два носовых боковых якоря и свайное устройство, которое установлено в кормовой оконечности корпуса снаряда (см. рис. 7.12). Свайное устройство той или иной конструкции с помощью погруженной в дно рабочей сваи фиксирует на месте соответствующую точку корпуса. Наматыванием и сматыванием канатов, закрепленных за якоря, достигается поворот земснаряда вокруг зафиксированной точки, вследствие которого грунтозаборное устройство перемещается по дуге окружности.
На современных свайно-якорных землесосах перекладку боковых якорей производят с помощью специальных грузовых стрел, установленных по бортам у носовой оконечности корпуса. Оперативные папильонажные канаты выведены через блоки, укрепленные на раме грунтозаборного устройства.
Для периодической перекладки каждого якоря к его головной части постоянно прикреплен подъемный канат, выведенный через стрелу от отдельной подъемной лебедки.
Технологические особенности разработки грунтов с применением механических разрыхлителей заключается в том, что первичное их отделение от дна осуществляется механическим разрыхлителем, а всасывание образовавшейся гидросмеси – всасывающим наконечником, совмещенным с рыхлителем в одном грунтозаборном узле.
Грунтозаборный узел с механическим разрыхлителем современного земснаряда состоит из режущего органа (фрезы) с приводом, всасывающего грунтоприемника и концевого участка рамы рыхлителя.
В настоящее время наибольшее применение получили фрезерные рыхлители. Это объясняется их простотой в конструктивном и эксплуатационном отношении и высокой эффективностью при разработке грунтов различных типов. В практике дноуглубления наиболее широко применяются нереверсивные фрезерные рыхлители. Они отличаются наличием ножей с односторонней режущей кромкой и поэтому они могут срезать грунт только при одном направлении вращения. Нереверсивные фрезы подразделяются на открытые, закрытые и отвальные (рис. 7.14).
Открытые фрезы отличаются наличием полностью или частично открытой лобовой части фрезы и состоят из ступицы, ножей, спиц, соединяющих ножи со ступицей, и опорного кольца, обеспечивающего пространственную жесткость. Закрытые фрезы отличаются наличием режущих элементов на всей поверхности их контакта с грунтом (в том числе и в лобовой части) и состоят из ступицы, криволинейных ножей и опорного кольца. Закрытые фрезы имеют переднее смыкание ножей на ступице. Отвальные фрезы отличаются от других фрезерных разрыхлителей наличием отвально-направляющих поверхностей, обеспечивающих принудительное перемещение грунта из области резания в область активного всасывания. Конструктивно они состоят из ступицы, отвалов и опорного кольца. В отвальных фрезах отсутствует переднее смыкание ножей (как в закрытых фрезах) и нет спиц (как в открытых), а отвально-направляющие поверхности сопрягаются непосредственно со ступицей.
Рис. 7.14. Примеры конструкций фрез:
а – фреза закрытого типа; б – фреза открытого типа;
в – отвальная фреза с зубьями
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА
ЗЕМСНАРЯДОВ
В
транспортном строительстве, в том числе и при строительстве
автомобильных дорог, преимущественно применяют земснаряды.
Независимо от конструкции и назначения они состоят из следующих
основных узлов и агрегатов (рис.1).
Рис.1. Схема земснаряда:
1 - папильонажная свая; 2 - свайный аппарат; 3 - палубная
надстройка; 4 - стрела; 5 - всасывающий пульпопровод; 6 - понтон; 7
- двигатель; 8 - грунтовый насос; 9 - рыхлитель; 10 - напорный
пульпопровод; 11 - плавающий пульпопровод; 12 - лебедка; 13 -
трос.
Устройство и работа земснаряда
Устройство и работа земснаряда
Земснаряд состоит из
корпуса в виде понтонов 6, на котором размещены все устройства. В
задней части корпуса размещены папильонажные сваи 1 и устройство 2,
обеспечивающие перемещение земснаряда при разработке грунта. На
центральном понтоне размещена палубная надстройка 3 (рубка
управления с контрольно-измерительными приборами), а внизу в трюме
расположена гидротранспортирующая установка, состоящая из
грунтового насоса 8 и привода 7 (силовой установки: электрической,
дизельной, дизель-электрической), а также всасывающий пульпопровод
5 (трубопровод, соединяющий грунтозаборное устройство с грунтовым
насосом) и напорный пульпопровод 10 (трубопровод на корпусе
земснаряда, соединяющий грунтовый насос с плавающим пульпопроводом
11 и соединяющий земснаряд с береговым пульпопроводом), кроме того,
обеспечивающий возможность перемещения земснаряда в забое. В
передней части корпуса земснаряда установлена стрела 4, выполняющая
функции регулятора глубины разработки грунта и перемещения рабочего
органа - рыхлителя 9 и этот процесс осуществляется при помощи
лебедки 12 и троса 13. Имеется оборудование вспомогательного
водоснабжения для промывки, уплотнения и охлаждения рабочих
элементов грунтового насоса.
Земснаряд работает
следующим образом: рыхлитель 9 стрелой 4, приводимой в движение
лебедкой 12 при помощи троса 13, перемещается на заданную глубину
добычи грунта и в работу включается грунтовый насос 8, приводимый в
движение от двигателя 7. Частицы грунта рыхлителем 9 отделяются от
массива, смешиваются с водой и гидросмесь (пульпа) насосом 8 по
всасывающему 5, напорному 10 и плавающему 11 пульпопроводам
подается на территорию намыва.
Технологический процесс
разработки и укладки грунта в сооружения ведут земснарядами в
комплекте с вспомогательными устройствами и механизмами:
бульдозерами, плавучими кранами, пульпоукладчиками. Многообразие
выполняемых гидромеханизированных работ, отличающихся не только
характером разработки, но и объемами, категорией грунтов, а также
дальностью гидротранспорта, требует применения земснарядов
различных типоразмеров и конструкций.
Для кратковременной
работы на строительстве наиболее распространены полностью разборные
земснаряды, узлы которых можно транспортировать по железной дороге
и автотранспортом. Для работы в песчано-гравийных карьерах
применяют земснаряды с неразборными корпусами, оснащенными
утяжеленными грунтозаборными устройствами, грунтовыми насосами и
пульпопроводными коммуникациями, что повышает сроки их службы в
условиях усиленного износа.
Земснаряды различают по
типам грунтового насоса и грунтозаборного устройства. От типа
грунтового насоса зависят развиваемый напор и производительность
земснаряда по пульпе. Тип грунтозаборного устройства определяется
категорией грунта, для разработки которого он предназначен.
Земснаряды разделяются по
приводу. Привод - устройство, состоящее из двигателя, передающих
механизмов и системы управления для приведения в движение машин и
механизмов.
В
зависимости от применяемого привода земснаряды разделяют на
электрические, дизельные и дизель-электрические. Первые получили
наибольшее распространение в строительстве, так как устройство и
эксплуатация их значительно проще. За последнее время на стройках
Сибири и Дальнего Востока находят применение электрические
земснаряды с питанием от автономных плавучих дизельных
электростанций. Дизельные земснаряды малой и средней мощности
широко применяют в гидромелиоративном строительстве.
Основные характеристики
земснаряда: производительность, напор грунтового насоса и глубина
разработки от поверхности воды до подошвы забоя.
Различают техническую и
эксплуатационную производительность земснаряда по грунту и
производительность по пульпе.
Техническая
производительность - это производительность земснаряда по грунту
данной группы за час чистого времени работы при оптимальных
условиях эксплуатации, т.е. при наиболее квалифицированном
управлении, наилучшей организации работ, при отрегулированных
механизмах.
При определении
технической производительности земснаряда количество вынутого
грунта определяют путем измерения выемки.
Эксплуатационная
производительность - средняя производительность по грунту за общее
время работы, включая перерывы по уходу за механизмами и
технологические простои.
Производительность по
пульпе - расход пульпы, соответствующий технической
производительности земснаряда.
Второй важной
характеристикой земснаряда является развиваемый грунтовым насосом
напор, выраженный в метрах (м), который расходуется на преодоление
геодезической высоты подъема пульпы и гидравлических сопротивлений,
возникающих при движении пульпы по трубам. Следовательно, чем
больший напор развивает грунтовый насос, тем на большее расстояние
он способен транспортировать пульпу по пульпопроводам.
Часто земснаряды
маркируют двумя цифрами, отражающими его условную часовую
производительность по грунту (м/ч) и развиваемый напор (м) при оптимальном
режиме. Например, земснаряд 100-35 имеет производительность по
пульпе 1000 м/ч или по грунту 1000/10=100 м и развивает напор, расходуемый на
гидротранспорт грунта 35 м вод.ст.
Третьей важной
характеристикой земснаряда является глубина разработки (расстояние
от поверхности воды до подошвы забоя), которая зависит от длины
грунтозаборного устройства. Механические рыхлители имеют довольно
большую массу, а увеличение их длины ведет к дальнейшему ее
повышению, что в свою очередь вызывает необходимость увеличения
размеров корпуса земснаряда. Поэтому для разборных земснарядов
производительностью по грунту до 200 м/ч - глубина разработки механическими
рыхлителями ограничена: 6-12 метров. При необходимости
разрабатывать забои на большую глубину, указанные земснаряды
оборудуют всасывающими трубами с гидравлическими рыхлителями,
имеющими меньшую массу, чем механические. В этом случае глубина
разработки ограничивается допускаемой вакуумметрической высотой
всасывания грунтового насоса.
Как показывает опыт
эксплуатации земснарядов с грунтовыми насосами ЗГМ-1-350, при длине
всасывающей трубы до 23 метров еще возможна удовлетворительная
работа грунтового насоса при разработке грунта с глубины до 15
метров.
При работе на несвязных
грунтах три основные характеристики земснаряда (производительность
по грунту, возможные высота и дальность гидротранспорта и глубина
разработки) определяются основными характеристиками установленного
на земснаряде грунтового насоса. При работе на связных грунтах -
производительность земснаряда по грунту целиком зависит от
производительности установленного на нем грунтозаборного
устройства. Основные технические характеристики земснарядов
приведены в таблице 1.
Таблица 1
Основные характеристики земснарядов