книги из ГПНТБ / Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета
.pdf
Е.М. ХАЙЗЕРУК
КА Б Е Л Е У К Л А Д Ч И К И
ВОПРОСЫ ТЕОРИИ
ИРАСЧЕТА
Мо с к в а
«М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е »
1 9 7 4
г 0 с . публ--'
На у ч н о - т е х н - б и б л и о т е к а
РКЗЕ:""
fir501°
Х12
УДК 621.315.235.002.5
Хайзерук Е. М. Кабелеукладчики. М., «Машино строение», 1974, 200 с.
В книге рассмотрены теория, конструкции и рас чет наиболее производительных машин и механизмов для прокладки в грунт кабелей связи и силовых ка белей. Приведен анализ устойчивости кабелеукладчиков и взаимодействия их рабочих органов с грунтом, проходимости по трассе, маневренности и воздействия на прокладываемый кабель. Рассмотрены конструкции, элементы теории и расчета устройств для извлечения кабеля из грунта, а также вспомогательных механиз мов кабелеукладочных агрегатов.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, произ водством и эксплуатацией кабелеукладчиков. Табл. 24, ил. 114, список лит. 14 назв.
Рецензент инж. Гедовиус Г. А.
©Издательство «Машиностроение», 1974.
327-219 Х 038 (01)—74
ВВЕДЕНИЕ
Масштабы и перспективы строительства подземных кабельных линий связи и энергоснабжения в СССР требуют совершенствова ния и расширения выпуска высокопроизводительной техники для прокладки кабелей индустриальными методами. Основной маши ной для этих целей является кабелеукладчик, производящий за одну операцию прорезание в грунте щелевидной траншеи и укладку в нее кабеля. Современные кабелеукладчики позволяют прокла дывать кабель на трассах, проходящих по различной местности (равнинной, пересеченной, заболоченной, лесной, гористой) в раз нохарактерных грунтах (талых, мерзлых, с каменистыми включе ниями и др.)
Промышленная разработка и выпуск ножевых кабелеукладчиков на гусеничном и колесном шасси с рабочей глубиной прокладки кабеля 1,2 м началась в Советском Союзе с 1950 г. (машины КУ-1, КУ-15 и КУ-16). До этого прокладка магистральных кабелей про изводилась главным образом с помощью траншеекопателей и экска ваторов, что связано с большим объемом земляных работ и приме нением ручного труда и не позволяет механизировать прокладку кабеля в несвязных грунтах, болотах и донном грунте рек. Про кладка кабельных линий в грунте стала практически целесообраз ной с выпуском кабелей, защищенных от проникновения влаги, механических повреждений, ударов молнии и разрушения грызу нами.
С 1964 г. для районов Сибири и Дальнего Востока изготов ляются кабелеукладчики КУ-20, КУ-23, КУ-26и КУ-16М с корпу сом лодки-волокуши (болотные), а с 1965 г..выпускается кабеле укладчик КУ-150 на колесах. В последующие годы был разрабо тан кабелеукладчик КУ-БЗ для работы на порубках и в зонах с вечномерзлым грунтом и кабелеукладчик КВ-150-2М для про кладки кабелей в донном грунте рек без применения прицепных кабельных транспортеров.
В США создано значительное число прицепных и навесных моделей для прокладки кабелей различного назначения и выпу-
1* |
3 |
щены кабелеукладчики с вибрационными ножевыми рабочими органами. В 1965 г. был разработан подводный кабелеукладчик для прокладки в донный грунт кабелей межконтинентальной связи, а также образец кабелеукладчика для прокладки военнополевых кабелей связи [11 ] . В Англии за последние годы создано несколько малогабаритных кабелеукладчиков для прокладки кабеля в стесненных местах трассы на малую глубину (до 1 м). Аналогичная модель разработана в ФРГ. Выпуск кабелеукладчи ков производится также в ЧССР, Дании, Канаде и др. странах.
В создании и совершенствовании отечественных конструкций кабелеукладчиков участвовали многие организации: ЦНИИСом Министерства связи СССР выполнены работы по геометрии кабелепрокладочных ножей и исследованию рабочего органа траншейного экскаватора; Киевским отделением НИИС проведены исследова ния легкого кабелеукладчика и технологических способов приме нения кабелепрокладочной техники; ВНИИСтройдормашем раз работан комплекс кабелепрокладочных машин (роторный экска ватор, ножевой кабелеукладчик и кабелеукладчик с гидравличе ским краном и автоматом размотки кабеля, выпущенный малой серией нашей промышленностью; лабораторией механизации московского треста «Межгорсвязьстрой» разработаны кабелеуклад чики тяжелых типов; Горьковским политехническим институтом им. А. А. Жданова выполнены опытно-конструкторские работы по созданию кабелеукладчиков фрезерного типа.
Глава I
КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКОВ
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКОВ
Классификацию современных кабелеукладчиков можно про вести по следующим признакам:
по типу прокладываемых кабельных линий: магистральные, абонентские (районные), временные (полевые);
по типу прокладываемых кабелей: кабели связи (симметричные коаксиальные, комбинированные), силовые кабели (энергоснаб
жения); |
|
|
|
по диаметру |
прокладываемых |
кабелей: малого диаметра (до |
|
15 мм), среднего (свыше 15 до 80 мм), большого диаметра |
(свыше |
||
80 мм); |
|
|
|
по глубине |
прокладки кабеля |
в грунт: малая глубина |
(0,2— |
0,7 м), средняя (свыше 0,7 до 1,2 м), большая (свыше 1,2 до 1,8 м), особо большая глубина (свыше 1,8 м);
по типу рабочего органа: пассивные (ножевые), активные (ви брационные, фрезерные, роторные, с режущей цепью, гидравличе ские);
по типу базового шасси: прицепные, навесные, полунавесные; по виду опорных элементов ходовой части: колесные (одноос ные, многоосные), на полозьях, в виде лодки-волокуши (с понто
нами и без понтонов), в виде башмаков; по характеру рабочих условий трассы: для равнинной незабо
лоченной пересеченной местности, болотные, подводные; по виду тяговых средств: смонтированные на базовом тракторе,
буксируемые одним или несколькими тракторами, буксируемые тросом от лебедки;
по габаритной ширине кабелеукладчика: малогабаритные, нор мального габарита;
по величине наибольшего тягового усилия.
Кабели малого диаметра (до 15 мм), как правило, применяются для абонентских и для временных линий. Кабели среднего и боль шого диаметров прокладываются на магистральных линиях и ли ниях энергоснабжения.
Глубина прокладки в грунт кабелей магистральных линий со ставляет 0,9—1,2 м (в США — до 1,8 м), а абонентских линий^—
5
0,2—0,7 м (в США 0,2—0,4 м). Для трасс, проходящих по Дну рек, в отдельных случаях принимают глубину прокладки до 3,5 м.
Большая часть моделей современных кабелеукладчиков (в ос новном зарубежных конструкций) предназначена для работы на равнинной незаболоченной пересеченной местности. Опорные элементы их ходовой части выполнены колесными (с пневмошинами или с жесткими ободьями). Опорные элементы болотных кабе леукладчиков выполняются в виде лодки-волокуши, а подводных—
в виде башмаков или лодки-волокуши. |
|
||
Буксировка прицепных кабелеукладчиков |
осуществляется |
||
одиночными |
тракторами (тягачами) |
пли сцепом |
из пяти-шести |
(в отдельных |
случаях — до десяти) |
гусеничных |
тракторов. |
Тяговые усилия, необходимые для приведения в движение ка белеукладчиков прицепного типа с рабочим органом ножевого типа при глубине его хода в грунте 1,2 м, составляет 15—60 тс, при глубине хода 2 м — около 100 тс.
Техническая скорость прокладки кабеля на малую глубину
(0,5 м) у современных кабелеукладчиков составляет |
около 11 км/ч, |
а на среднюю (0,7—1,2 м) и большую (от 1,2 до 1,8 |
м) глубины — |
от 0,1 до 3,7 км/ч и зависит от типа |
рабочего органа кабелеуклад- |
|
чика и мощности тяговых средств. |
|
|
Технические характеристики отечественных и зарубежных при |
||
цепных ножевых кабелеукладчиков |
даны в табл. 1 и 2. |
|
К кабелеукладчикам предъявляется широкий комплекс техни |
||
ческих и эксплуатационных требований. Его конструкция |
должна |
|
обеспечивать: |
|
|
сохранность прокладываемого кабеля (не допускать |
его по |
|
вреждений в процессе прокладки); |
|
|
постоянство заданной глубины |
прокладки на всех |
участках |
трассы независимо от изменяющихся рабочих условий (наличия
включений |
плотного грунта, корней |
деревьев, |
густой тра |
||
вянистой |
растительности, |
подъемов, |
спусков, |
канав, |
кочек |
и т. п.); |
|
|
|
|
|
минимальное тяговое сопротивление |
при различной |
скорости |
|||
движения во время работы в грунтах разной плотности; |
|
||||
высокую проходимость по различным участкам местности: забо |
|||||
лоченным |
(обводненным), |
лесистым, |
пересеченным, |
горным |
|
и т. п.; высокую маневренность, необходимую для движения в стеснен
ных местах трассы, с малой шириной прохода и малыми радиусами поворота;
минимальное разрушение поверхности грунта на трассе и со хранность почвенного слоя на полевой трассе;
высокую эксплуатационную надежность; механизацию тяжелых и трудоемких вспомогательных опера
ций, связанных с прокладкой кабеля; высокую производительность при минимальном числе обслужи
вающего персонала, '
6
Таблица 1
Техническая характеристики отечественных прицепных ножевых кабелеукладчиков
(глубина прокладки кабеля 0,9—1,2 м, скорость прокладки до 2,22 км/ч)
|
|
Номера |
|
|
Габаритные |
М а р ка |
|
устанавли |
|
|
|
Тип шасси |
ваемых |
Масса в т |
размеры (длина х |
||
кабеле - |
к а б е л ь н ы х |
|
X ширина X |
||
у к л а д ч и к а |
|
б а р а б а н о в |
|
X |
высота) в мм |
|
|
(II их число) |
|
|
|
КУ-15 |
Гусеничное |
(индиви |
5—20 (4) |
7,2 |
9980X2700X |
|||
|
дуальная |
подвеска |
|
|
Х2500 |
|||
|
катков) |
|
|
|
|
|
(с навесным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оборудованием) |
КУ-16М |
Колесное |
|
(четыре. |
4-1S (2) |
4,88 |
6035Х2160Х |
||
|
колеса с жесткими |
|
|
Х2040 |
||||
|
ободьями) |
|
|
|
|
|
||
КУ-23М |
Лодка-волокуша |
|
До 17(4) |
9,5 |
7000X2400X |
|||
|
|
|
|
|
|
8—12 (2) |
|
Х2080 |
ЛКУМ-1 |
Колесное (два пнев- |
1,73 |
3800Х 1915Х |
|||||
|
ыоколеса) |
|
|
|
|
Х3200 |
||
Л КУМ-1 в |
То же |
|
|
|
|
10—14а (2); |
1,5 |
3700Х1915Х |
|
|
|
|
|
|
17(1) |
|
Х1680 |
КУ-57М |
Колесное |
|
(четыре |
10—12а (4); |
8,5 |
7050X2760X |
||
|
пневмоколеса) |
|
14—14а (3); |
|
Х2720 |
|||
|
|
|
|
|
|
17—22 (2) |
|
|
ПКБ |
Колесное (два коле |
18 (5); |
22,75 |
7110Х3090Х |
||||
«Глав- |
са с |
|
жесткими |
22(4); 25(3) |
(с кабельной |
Х2486 |
||
строй- |
ободьями) |
|
|
|
тележкой) |
(с ножевой |
||
механи- |
|
|
|
|
|
|
|
тележкой); |
зация» |
|
|
|
|
|
|
|
5760X3120 X |
|
|
|
|
|
|
|
|
Х2440 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(с кабельной |
|
Колесное (шесть пнев- |
5—18 (4); |
|
тележкой) |
||||
КУК-ЗМ |
8,1 |
6750X3050X |
||||||
|
моколес) |
с балан- |
20—22 (2) |
|
Х2120 |
|||
|
сирной |
подвеской |
|
|
|
|||
КУК-ЗБ |
двух |
пар |
колес |
5-18 (4) |
8,1 |
7200Х3150Х |
||
Колесное |
|
(шесть |
||||||
|
пневмоколес) |
с |
20—26 (2) |
|
Х2500 |
|||
|
балансирной |
под |
|
|
|
|||
|
веской |
двух |
пар |
|
|
|
||
|
колес |
|
|
|
|
|
|
|
КУ-ГЗ |
Гусеничное |
с корпу |
5-18 (4); |
8,0 |
7000X3000X |
|||
|
сом |
типа |
лодки- |
20—22 (2) |
|
Х2000 |
||
|
волокуши |
|
|
|
|
|
||
КУ-Б2М |
Лодка-волокуша |
|
5-18 (4); |
10,2 |
8950X2400X |
|||
|
|
|
|
|
|
20—22 (3) |
|
Х2000 |
КУ-БЗ |
Лодка-волокуша |
из |
5-22 (4) |
7,0 |
8500X3870X |
|||
|
двух |
частей |
|
|
|
X 1800 |
||
КУ-120Б |
Колесное |
с |
балан |
5—18 (2) |
3,5 |
6500X2600X |
||
|
сирной |
подвеской |
|
|
Х2185 |
|||
|
двух |
пар |
колес |
|
|
|
||
7
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. 1 |
|||
|
|
|
|
|
Н о м е р а |
|
|
|
|
|
|
|
М а р к а |
|
|
|
у с т а н а в л и |
|
|
|
|
Г а б а р и т н ы е |
|||
|
|
|
|
в а е м ы х |
|
|
|
|
размеры ( д л и н а х |
|||
кабеле - |
Тип |
шасси |
|
|
Масса в т |
|||||||
к а б е л ь н ы х |
|
X ш и р и н а х |
||||||||||
укладчика |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
б а р а б а н о в |
|
|
|
X |
высота) в мм |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
(и |
их число) |
|
|
|
|
|
|
|
КУ-150 |
То же |
|
|
|
Работает |
|
7,5 |
|
7000X2500X |
|||
|
|
|
|
с |
кабельным |
|
|
|
|
Х2400 |
||
|
|
|
|
транспорте |
|
|
|
|
|
|
||
КУ-150-2М |
|
|
|
|
ром |
|
|
7,8 |
|
7500X3300X |
||
» |
|
|
4—18 (1) |
|
|
|||||||
ЛКУ-61М |
Колесное |
(два пнев- |
5—17 (2) |
|
2,5 |
|
|
Х2300 |
||||
|
|
7000X2600X |
||||||||||
СКУ-64 * |
моколеса) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Х2700 |
||
То же |
|
|
|
17(1) |
|
|
3,4 |
|
6640X2690X |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х3550 |
|
* Глубина |
прокладки |
кабеля 0,8 |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е . |
В зависимости от типа установленного |
н о ж а машины могут |
||||||||||
прокладывать кабели с |
максимальным |
н а р у ж н ы м |
диаметром 20, |
35, 40, |
50 и |
90 мм. |
||||||
Н а и б о л ь ш е е число одновременно прокладываемых |
кабеле!'! |
диаметром 20—40 |
мм —2 |
|||||||||
или 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Техническая характеристика прицепных и малогабаритных ножевых кабелеукладчиков зарубежных фирм
|
Д и а м е т р |
Глубина |
|
Т я г о в о е |
|
Ф и р м а - и з г о т о в и т е л ь |
п р о к л а д ы |
|
|||
п р о к л а д к и |
Масса в кг |
с о п р о т и в л е |
|||
и марка к а б е л е у к л а д ч н к а |
ваемого |
||||
в м |
|
ние в тс |
|||
|
к а б е л я в мм |
|
|
США |
|
|
|
|
|
Майклз |
Стил |
Фэбрикей- |
|
|
|
|
тоз: |
|
|
25,4 |
0,48 |
37 |
— |
Майклз № 19 . . . |
||||||
» |
№ 26 . . . |
38,1 |
0,66 |
90 |
— |
|
» |
№ 36 . . . |
38,1—89,0 |
0,61—0,91 |
— |
•— |
|
Кен-Тел |
Мэйнлайн |
122 |
1,57 |
7000 |
— |
|
Ф. Б. Райан |
Мэныофек- |
|
|
|
|
|
чуринг: |
|
89 * |
1,06—1,52 |
2400 |
—• |
|
Супер С |
|
|||||
|
|
|
57 |
0,96—1,06 |
|
— |
Е |
|
|
57 |
0,96—1,06 |
— |
— |
Лон-Плау |
**** |
7,9 |
0,45—0,51 |
— |
— |
|
Мидвест |
Лон-Сейвер |
— |
0,91 |
1500 |
— |
|
Мидвест |
Лон-Сейвер |
|
|
|
— |
|
(малогабаритный) |
19 |
0,40 |
84 |
|||
Граундхог |
|
89 * |
1,27 |
3040 |
|
|
8
Продолжение табл. 2
Ф и р м а - и з г о т о в и т е ль |
Д и а м е т р |
Глубина |
|
Т я г о в о е |
п р о к л а д ы |
|
|||
и марка к а б е л е у к л а д ч н к а |
ваемого |
п р о к л а д к и |
Масса в кг |
с о п р о т и в л е |
|
кабеля в мм |
в м |
|
ние в тс |
|
Англия |
|
|
|
|
|
|
|
Молеплау № |
1 |
25,4 |
0,46 |
|
165 |
5 |
||
» |
№ |
2 . . . . |
32 |
|
0,46 |
|
|
5 |
|
ГДР |
|
|
|
|
|
|
|
61/30 |
|
|
30 |
|
0,6 |
|
1000 |
(6 - 8) |
57/50 |
|
|
50—65 |
0,5—0,7 |
|
1500 |
(15—18) |
|
59/70 |
|
|
70 ** |
0,6—1,3 |
|
4000 |
20 |
|
VBE Колеианлаген |
69 |
|
1,2 |
|
|
|
||
|
ФРГ |
|
|
|
|
|
|
|
Машпнеибау — Хафен- |
|
|
|
|
|
|
||
хютте Ланциер . . . |
67 |
|
0,6—1,0 |
|
— |
10—12 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
(среднее) |
* Ч и с л о одновременно прокладываемых |
кабелей |
1—3. |
|
|
||||
** |
В о з м о ж н а одновременная прокладка |
д в у х кабелей |
диаметром д о 50 мм. |
|||||
*** |
Устанавливается |
кабельный |
барабан |
с диаметром |
щек 2130 |
мм, массой д о |
||
|
1810 |
кг. |
|
|
|
|
|
|
**** |
Устанавливается |
кабельный |
барабан |
с диаметром щек 4080 мм. |
||||
|
|
§ 2. ОДНООСНЫЕ |
ПРИЦЕПНЫЕ |
НОЖЕВЫЕ |
|
|||
|
|
|
КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ |
|
|
|
||
Кабелеукладчики этого типа выполнены в виде прицепа с двумя опорными колесами, они просты по конструкции и могут буксиро ваться тракторами различных марок.
Кабелеукладчик КУ-2 (рис. 1) предназначен для прокладки районных телефонных линий и линий радиофикации. Рама 1 кабе леукладчнка состоит из двутавровых балок, усиленных стальными
полосами. На раме укреплены |
опоры 2 для кабельных катушек |
и для вертикального тамбура |
15, служащего для перемотки ка |
беля из бухт на катушки. В передней части рамы расположено регулируемое по высоте прицепное устройство 17. Кабелеукладочный нож 5 укреплен сзади. Ось двух опорных колес 3 с двой ными пневмошинами расположена над носком ножа. Сзади, на вертикальных кронштейнах рамы, установлена поворотная рама 9 кабельного барабана 10. Подъем и опускание рамы 9 при погрузке и разгрузке кабельного барабана осуществляется лебедкой 14, тросы которой соединяются с рамой. Над лебедкой расположена крановая стрела 13 для погрузки кабельных катушек. Выглубление ножа из грунта осуществляется с помощью двух лап 8, которые при подаче кабелеукладчнка назад, упираясь концами в грунт,
9