книги из ГПНТБ / Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник

На стойках портала, раскрепленных подкосами, на поперечных балках расположены попарно на одной вертикали четыре направ­ ляющих башмака 2 с крышками. В башмаках перемещаются под­ вешенные на тросах трубчатые сваи 1.

а — схема конструкции, б — траектория движения грунтозаборно­ го устройства; / — свая, 2 — направляющий башмак, 3 — портал. 4 — двойной блок, 5 — ролик, 6 — выключатель, 7 — лебедка, # — постамент, 9 — наконечник сваи, /0 — блок

Рассмотрим принцип действия свайного хода. Опустив при по­ мощи лебедки одну из свай (предположим, правую Б) на дно во­ доема, вторую сваю А оставляют подвешенной на тросе левой ле­ бедки. Включив правую папильонажную лебедку, поворачивают земснаряд вокруг сваи вправо, до момента выхода грунтозабориого устройства к правой границе прорези. При этом левая свая А вме­ сте с земснарядом продвинется вперед. Опустив левую сваю А и подняв правую Б, включают левую папильонажную лебедку и по­ ворачивают земснаряд вокруг нового центра влево, до выхода грунтозабора на левую границу прорези. Затем повторяют проходки, переставляя сваи. Как бы шагая, земснаряд продвигается вперед вдоль оси прорези, разрабатывая и выбирая грунт.

Ш

Обычно свая представляет собой трубу с толщиной стенки 16—23 мм, в нижней части которой на фланце крепится обойма блока 10 с роликом для подвески сваи на тросе. Этот трос прохо­ дит с барабана лебедки последовательно через верхний блок 4 с дву­ мя роликами, блох сваи и закрепляется на коуше башмака нижней направляющей. К фланцу обоймы блока 10 на болтах крепится конусный наконечник 9 сваи, снабженный ребрами оперения и слу­ жащий для заглубления сваи в грунт.

Для ограничения подъема сваи сваеподъемной лебедкой на ниж­ ней направляющей установлен конечный выключатель 6 кранового типа с грузом. При подъеме сваи специальная ограничительная плита, закрепленная на фланце блока, приподнимает груз и выклю­ чает электродвигатель лебедки.

Для остановки лебедки при достижении сваей дна водоема уста­ новлен второй конечный выключатель, работающий от привода штока натяжного ролика 5. В момент ослабления троса на участке между двумя верхними блоками пружина оттягивает ролик 5 и ко­ нечный выключатель под действием штока отключает электродви­ гатель лебедки, предотвращая разматывание троса.

Несмотря на простоту и надежность работы, описанный свайный ход имеет недостаток, ограничивающий его широкое применение. Если рассмотреть траектории, описываемые грунтозаборным уст­ ройством (рис. 69,6), легко заметить неравномерность ширины ленты срезаемого фрезой грунта. Это происходит в результате дви­ жения грунтозаборного устройства по отрезкам пути, описываемым из двух разных центров (А, А и Аг, Б, Би Б2), которые расположены по обе стороны оси проходки.

Как видно из рисунка, фреза некоторое время движется по вы­ работанному пространству (двойная штриховка) и ее производи­ тельность по грунту близка к нулю. Затем ширина ленты увеличи­ вается и только к концу проходки достигает нормальной величины. После смены свай вновь начинается непроизводительная работа грунтозаборного устройства.

Указанный недостаток особенно проявляется при малой высоте забоя, а также при прослойной разработке плотных грунтов. Исхо­ дя из этого, свайный ход шагающего типа может быть рекомендо­ ван только при разработке земснарядами непрофильных выемок, на реках с быстрым течением. Кроме того, его целесообразно ис­ пользовать на земснарядах, оборудованных механическими (фре­ зерными) рыхлителями для разработки прослоек плотных грунтов или связных грунтов, теряющих при разработке забоев подбойным методом свою структуру.

§ 36. Напорный механизм свайного хода

Более совершенной папильонажной системой является напорный механизм свайного хода. В отличие от шагающего свайного хода при напорном рабочее перемещение земснаряда производится толь­

112

ко вокруг одной рабочей сваи, опускающейся и поднимающейся в направляющих башмаках. Башмаки установлены на портале, смон­ тированном на специальной тележке, которая передвигается по оси относительно корпуса земснаряда.

При передвижении тележки назад на некоторую величину радиус описываемой грунтозаборным устройством дуги увеличивается на эту величину (рис. 70,6), что обеспечивает равномерность ширины срезаемой ленты грунта. Подавая тележку рабочей сваи назад по­ сле каждой проходки, можно не только обеспечить стабильную за­ грузку грунтозаборного устройства и чистую выработку забоя без огрехов, но и регулировать ширину срезаемой стружки в зависимо­ сти от вида грунта, что невозможно при других конструкциях свай­ ного хода.

а)

Рис. 70. Напорный свайный ход:

9 — электродвигатель, 10 — редуктор, 13 — направляющий башмак

Другим достоинством напорного механизма свайного хода яв­ ляется возможность выработки забоя вперед без смены позиций ра­ бочей сваи на величину полного хода свайной тележки 2,5—3 м. Это сокращает непроизводительное время поочередного подъема и опускания свай у границ прорези после каждой проходки, так как перегон тележки в исходное положение требует меньше времени.

Для фиксации земснаряда в забое при шагающем механизме свайного хода опускают установленную на корме земснаряда вспо­

могательную прикольную сваю. Чтобы земснаряд не вышел из за­ боя, тележку перегоняют в момент его нахождения на оси прорези.

Третьим достоинством напорного свайного хода является воз­ можность подачи земснаряда назад при обвале забоя. Разумеется, только при условии, что тележка находится не в крайнем переднем положении, при котором подача назад невозможна.

Напорный механизм свайного хода имеет неоспоримые преиму­ щества перед шагающим свайным ходом, так как обеспечивает не­ прерывный контакт грунтозаборного устройства с грунтом, что опре­ деляет максимальную производительность земснаряда и чистоту разработки забоя. Он является обязательным оборудованием зем­ снарядов с роторными рыхлителями.

Землесосный снаряд ЗГМ-1-350 оборудован напорным механиз­ мом свайного хода (рис. 70, а). Его основой являются вертикаль­ ные 8 и горизонтальные 11 направляющие, которые образуют свар­ ную конструкцию, закрепленную болтами в кормовой прорези кор­ пуса земснаряда. Тележка 4, на которой установлены портал и ле­ бедка напорной сваи 1, движется в вертикальных направляющих на катках 6. Тележка перемещается двухзаходным винтом 7 с трапе­ цеидальной резьбой с шагом 80 мм. Винт 7 передает движение ма­ точной гайке 5, установленной в карданном шарнире кронштейна, который закреплен на левой боковой стенке тележки.

Приводной винт 7 размещен параллельно оси движения тележки и смонтирован на раме блока в подшипниках качения, воспринима­ ющих радиальные усилия. Для восприятия осевых усилий служат два упорных шариковых подшипника, установленных в концевом кронштейне. Вращение винта производится электродвигателем 9, соединенным упругими полумуфтами с входным валом редуктора 10 типа РМ, выходной вал которого также упругими полумуфтами сое­

динен с винтом.

Для ограничения движения тележки вперед и назад под винтом вблизи кронштейнов подшипников установлены конечные выключа­ тели, которые отключают электродвигатель привода винта под воз­ действием специального толкателя, установленного на кронштейне

гайки.

Для компенсации усилий, возникающих в связи с односторон­ ним приложением нагрузки от винта к тележке, с правой ее стороны на кронштейнах установлены два катка 12, движущихся в горизон­ тальных направляющих. В других конструкциях напорных меха­ низмов свайного хода применяют два параллельных винта, создаю­ щих симметричные нагрузки, что исключает применение боковых роликов. Применяют также конструкцию канатного привода те­ лежки.

На тележке установлен на шарнирах и закреплен пальцами портал 2 с растяжками 3. На поперечных балках портала смонти­ рованы по одной вертикали два направляющих башмака 13 сваи с откидывающимися на шарнирах крышками. На стойке портала установлен блок сваеподъемного троса с двумя роликами, между которыми помещен конечный выключатель электродвигателя лебед-

114

ки, срабатывающий при опускании сваи на дно и ослаблении троса. Установленная на тележке лебедка для подъема сваи, а также при­ воды конечных выключателей принципально не отличаются от при­ меняемых в шагающем свайном ходе.

Прикольная свая смонтирована на корме правой коробки кор­ пуса земснаряда и конструктивно не отличается от установленной на тележке.

§ 37. Безъякорное папильонирование

Перекладка якорей занимает много времени, а при работе зем­ снарядов на водоемах с малыми глубинами может оказаться не­ выполнимой. Поэтому в последние годы разработано и построено несколько конструкций механизма для безъякорного папильонирования (землесосный снаряд 300-40УП).

На передней части корпуса земснаряда 300-40УП расположена поворотная рама 4 (рис. 71), к которой шарнирно прикреплено грунтозаборное устройство 3. На поворотной раме смонтирована подвеска 5 рамы грунтозаборного устройства, обеспечивающая его перемещение в вертикальной плоскости. Поворот рамы вместе с грунтозаборным устройством вокруг вертикальной оси (перемеще­ ние грунтозаборного устройства вдоль забоя в горизонтальной плоскости) осуществляется двумя лебедками с помощью тросов.

Подача земснаряда вперед на забой обеспечивается под­ вижной сваей 1, установленной на тележке с винтовым приво­ дом (аналогично рабочей сваи напорного механизма свайного хода). Во время поворота грунтозаборного устройства земснаряд фиксируется двумя прикольными сваями 2. Этот земснаряд применяют при уст­ ройстве прорезей-каналов.

агрегатом, вспомогательным оборудованием) вокруг шарнира, уста­ новленного между понтоном 4 и кормовым понтоном 2. Понтон 2 закреплен двумя установленными на тележках сваями.

При этой схеме применяют обычные грунтозаборные устройства, при этом не требуется значительной перекомпоновки земснаряда. Практически любой земснаряд может быть переведен на безъякор-

116

ft! b _ fr ,■= , Hr

4100

Рис. 73. Плавучий земснаряд с устройством для безъякорного папильонирования системы В. А. Мороза:

ный папильонаж путем присоединения к нему кормового понтона 2 с двумя передвижными сваями 3 и 5.

Поворот переднего понтона 4 осуществляют при помощи гидро­ цилиндров или полиспастов, а подачу вперед или назад — переме­ щением тележек свай. При очередном возвращении тележек в ис­ ходное положение кормовой понтон фиксируют на месте приколь­ ной сваей 1.

Плавучий земснаряд 8Гру-12 (рис. 73) с устройством для безьякорного папильонирования системы В. А. Мороза принципиально отличен от рассмотренных выше тем, что поворотный механизм у него одновременно является свайным ходом, обеспечивающим по­ дачу вперед земснаряда при разработке грунта.

В прорези кормовых понтонов корпуса 11 смонтирована тележка 3 с винтовым приводом, которая может перемещаться по оси зем­ снаряда аналогично напорному свайному ходу. На тележке распо­ ложена поворотная платформа с порталом 2. В обоймах портала установлены в диаметральной плоскости две рабочие сваи. Пово­ ротная платформа может поворачиваться вокруг своей оси на 30° в обе стороны от оси земснаряда. Привод осуществляется двумя гид­ роцилиндрами. Во время работы земснаряда рабочие сваи 8 заколо­ ты в грунт и при включении правого или левого цилиндра земсна­ ряд будет перемещаться соответственно влево или вправо с общим углом поворота 60°. Как только земснаряд сделает папильонажнын ход, включают винтовой привод механизма свайного хода и зем­ снаряд передвигается вперед на задаваемую величину. После этого производят папильонажный ход в обратную сторону. Скорость па­ пильонирования регулируют открытием золотникового клапана гидравлической системы.

После того как тележка 3 с рабочими сваями окажется в заднем крайнем положении, на оси прорези прекращают папильонирование земснаряда, опускают прикольные сваи 4, поднимают рабочие сваи и тележку перегоняют в переднее положение. После перегона те­ лежки опускают в грунт рабочие сваи, затем поднимают прикольные сваи и продолжают разработку забоя.

Прикольные сваи установлены в обоймах порталов 13 на носо­ вой части корпуса.

Г Л А В А X.

УПРАВЛЕНИЕ ЗЕМЛЕСОСНЫМ СНАРЯДОМ

§ 38. Сущность и система управления землесосным снарядом

Основной задачей управления любой машиной является наилуч­ шее ее использование при выполнении производственного процесса, т. е. достижение наибольшей производительности при наименьшей затрате материальных ресурсов.

118

Управляя земснарядом, необходимо обеспечивать:

1. Поддержание непрерывного контакта груктозаборного устрой­ ства с разрабатываемым забоем, что является непременным усло­ вием непрерывной разработки грунта.

2.Регулирование загрузки всасывающей трубы грунтового насо­ са для поддержания оптимальной вакуумметрической высоты вса­ сывания, допустимой для данного типа грунтового насоса. Иначе возможен срыв вакуума и прекращение работы земснаряда, что свя­ зано с непроизводительной потерей времени и электроэнергии.

3.Регулирование загрузки напорной линии грунтового насоса для поддержания необходимого расхода, обеспечивающего опти­ мальную скорость пульпы для данного диаметра пульпопровода, во

избежание его заиления, особенно при наличии крупного песка и гравийных фракций, оседающих на дно трубы при снижении ско­ рости, так как неизбежная вслед за этим промывка трубопровода является непроизводительной затратой времени и электроэнергии.

Значение каждой из этих задач зависит от условий работы. Так, жесткий контроль загрузки всасывающей линии особенно необхо­ дим при разработке рыхлых грунтов с больших глубин, когда даже небольшой прирост консистенции пульпы делает работу грунтового насоса невозможной.

Загрузка напорной линии имеет большое значение при работе на длинные трубопроводы и в процессе намыва узкопрофильных со­ оружений, т. е. когда длина намывного трубопровода интенсивно растет. Кроме того, очень важно следить за загрузкой напорной ли­ нии при перекачивании грунтов, состоящих из тяжелых фракций, так как в этом случае небольшое снижение расхода грунтового на­ соса может привести к закупорке пульпопровода.

Особенно трудно управлять земснарядом, разрабатывающим гравийно-песчаную смесь с больших глубин. В этом случае необ­ ходимо учитывать всасывающую способность грунтового насоса и зависимость между консистенцией пульпы и транспортирующей

способностью насоса.

Перечисленные три задачи управления снарядом решаются в за­ висимости от вида разрабатываемого грунта, а также режима ра­ боты грунтового насоса. В зависимости от вида производимых ра­ бот возникают дополнительные задачи, которые должны решаться системой управления:

соблюдение проектных очертаний прорези в случае проведения дноуглубительных работ или создания профильных выемок;

получение требуемой интенсивности намыва сооружения из карьера неограниченного объема;

разработка полезных ископаемых из карьеров с ограниченным запасом. В этом случае необходимо сочетать требование максималь­ ной интенсивности разработки грунта с необходимостью полной зыборки полезных ископаемых из контура разработки.

Решение всех перечисленных задач управления земснарядами производится рациональным перемещением грунтозаборного уст­ ройства в вертикальном и горизонтальном направлениях. Управ­

119

ление осуществляет машинист, который находится у пульта в рубке управления, размещенной в передней части земснаряда.

На пульте сосредоточены органы управления электродвигателя­ ми папильонажиых устройств, привода механического рыхлителя и вспомогательного насоса, аварийные кнопки отключения главного двигателя и низковольтного распределительного устройства, кноп­ ка звукового сигнала, а также сигнальные лампы, которые связаны

сконечными выключателями электродвигателей подъема свай те­ лежки и показывают конечные положения контролируемых узлов земснаряда. На полу рубки управления установлены две педали управления электродвигателем лебедки подъема и опускания грун­ тозаборного устройства. Назначение и действие всех управляемых

спульта устройств подробно описаны выше.

Над пультом управления расположены основные контрольно­ измерительные приборы — два мановакуумметра, измеряющие ва­ куум во всасывающем пульпопроводе и напор в напорном пульпо­ проводе. Там же установлены два амперметра — главного электро­ двигателя и механического рыхлителя, измеряющие токовую на­ грузку. Кроме того, устанавливают манометр для контроля за дав­ лением в системе внутреннего водопровода.

На передней стенке кабины устанавливают глубиномер, показы­ вающий глубину разработки грунта от уровня водоема, а при на­ личии напорного свайного хода устанавливают дополнительно при­ бор, показывающий положение напорной тележки относительно гра­ ниц крайних положений.

Все перечисленные приборы помогают машинисту представить

борами являются вакуумметр, манометр и амперметр главного электродвигателя, характеризующие режим работы грунтового на­ соса.

О постоянстве контакта механического грунтозаборного устрой­ ства с забоем машинист судит по амперметру, показывающему из­ мерение токовых нагрузок электродвигателя рыхлителя.

Глубину разрабатываемого забоя контролируют по глубиноме­ ру, а ширину его — по створным рейкам. Число часов чистой работы земснаряда фиксируется специальным счетчиком.

В процессе совершенствования системы управления в нее сле­ дует ввести надежные приборы, показывающие расход и консистен­ цию пульпы в данный момент. Тогда машинист будет избавлен от необходимости определять их по показаниям манометра и вакуум­ метра, что, безусловно, будет способствовать росту производитель­ ности как за счет повышения консистенции пульпы, так и за счет снижения потерь на промывку заилений в пульпопроводах.

Более оперативный учет объемов работ, выполненных каждой сменой, будет обеспечен внедрением счетчиков разработанного зем­ снарядом грунта. Все перечисленные приборы разрабатываются, а отдельные экспериментальные образцы проходят испытания на ав­ томатизированных земснарядах.

120