Тема 1. Машины и механизмы для механизации обработки почвы

И работ по уходу за растениями

План лекции

1. Машины и механизмы для планировки территорий
2. Машины и оборудования для обработки и подготовки почв.

При проведении земляных работ при планировке территорий, засыпке рвов, канав, выкопке траншей, посадочных ям под посадку деревьев, котлованов под водоемы, используются специальные землеройно-транспортные и землеройные машины, к которым относятся бульдозеры, скреперы, грейдеры, экскаваторы и другие машины.

Бульдозеры. Бульдозер представляет собой универсальную землеройно-транспортную машину, состоящую из гусеничного (рис. 8.13, а) или пневмоколесного трактора (рис. 8.13, б), оснащенного навесным оборудованием и органами уп­равления. В городском хозяйстве применяют универсальный бульдозер дз-109хл на базе трактора т-1 зог, бульдозер дз-42г (д-606) на базе трактора дт-75м, буль­дозеры эо-2621, эо-2626, то-49, дэм-114 на базе колесного трактора мтз-82, самоходный экскаватор ек-12 и др. Навесное бульдозерное оборудование 1 стоит из: отвала с ножами; толкаюшей рамы с подкосами, к которым крепите отвал; привода, обеспечивающего подъем и опускание отвала во время работы, в отдельных моделях бульдозеров также и изменение положения отвала в план рабочий процесс бульдозера складывается из резания грунта и транспортирования его на расстояние не более 100 м.

С помощью бульдозеров осуществляют планировку участка для различных строительных площадок, перемещение и разравнивание грунтов в насыпях, отсыпаемых другими машинами, перемещение экскаваторных и скреперных от­валов в кавальеры, разработку и воспроизведение насыпей при перемещении грунтов из боковых резервов, засыпку ям и оврагов, устройство полотна дорог и проездов, разработку песчаных и гравийных карьеров, перемещение и погрузку сыпучих материалов (песка, гравия, щебня и т.д.) В карьерах и на складах.

По тяговым показателям базовых машин бульдозеры подразделяются на сверх­легкие, легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые.

К сверхлегким относится класс до 9 кн и мощностью 18,5—37,0 квт, к лег­ким — класс 14—40 кн и мощностью 37,0—96,0 квт, к средним — класс 60— 150 кн и мощностью 103— 154 квт и т.д.

Рис. 8.13. Бульдозер: а — на гусеничном ходу; б - на пневмошинах

Основные схемы выполнения работ бульдозерами. К основным схемам выполне­ния работ бульдозерами относятся прямая и боковая разработка грунта, разра­ботка грунта ступенями, срезка возвышенностей (холмов, бугров), засыпка ов­рагов, ям, траншей и пазух, планировка площадок, срезка откосов в выемках, возведение насыпей, устройство каналов при поперечном перемещении грунта.

При прямой разработке грунта бульдозер, двигаясь по прямой линии, срезает и перемещает грунт к месту отсыпки, после чего, подняв отвал, возвращается задним ходом в исходное положение. Грунт срезают и перемещают до тех пор, пока он не будет выбран на требуемую глубину. Работа бульдозера будет наибо­лее производительной при перемещении грунта на расстояние 15—20 м.

Эта схема работы бульдозера применяется при разработке траншей, по ши­рине, равной ширине отвала, при засыпке оврагов и т.п.

При боковой разработке грунта бульдозер, двигаясь сначала по прямой, среза­ет грунт, накапливая его перед отвалом, затем делает поворот в правую или ле­вую стороны, где отсыпает грунт. Оставив грунт вместе отсыпки, бульдозер воз­вращается задним ходом в исходное положение и повторяет ту же операцию. Эта схема применяется при срезке бугров, засыпке впадин и траншей, планировоч­ных работах.

При разработке грунта ступенями бульдозер, двигаясь по прямой вперед, сре­зает и перемещает грунт в возводимую насыпь с одной позиции, а обратно воз­вращается для следующего забора грунта в другое место, находящееся рядом с первой позицией. Для забора следующей партии грунта бульдозер возвращается задним ходом.

Эта схема работы бульдозера наиболее распространена при возведении на­сыпей.

При срезке бугров, холмов и отдельных неровностей, а также при разработке от­дельных выемок, набор грунта осуществляется при движении бульдозера под уклон, причем общая высота срезки может достигать 3 м и больше, а уклон, под которым срезается грунт, — 30°.

Засыпка оврагов, ям и траншей выполняется аналогично рассмотренной выше схеме по срезке холмов, бугров и различного рода неровностей. Эти работы час­то совмещают — срезая бугры и неровности, засыпают овраги, траншеи и т.д.

При выполнении планировочных работ проходы бульдозера должны перекры­вать друг друга в среднем на 0,5 м. Машинист бульдозера должен тщательно сле­дить за ходом планировочных работ, срезая углы и делая подсыпки в ямы, сре­занным грунтом.

Скреперы. Скреперы предназначены для послойного срезания грунта с поверхности разрабатываемых участков, транспортирования его к месту назначения, послойной отсыпки в возводимые сооружения (насыпи и пр.), а также для раз­работки различного рода выемок, выполнения планировочных и других работ. Скреперами разрабатывают самые разнообразные грунты — от песчаных до тя­желых глинистых, включая и мерзлые грунты с предварительным их рыхлением.

В дорожном строительстве принимают скреперы двух типов — прицепные двухосные к двухосным колесным или гусеничным тягачам, включая тракторы (рис. 8.14), и полуприцепные или самоходные одноосные к одноосным колесным тягачам.

По вместимости ковша скреперы бывают: малой вместимости — до 3,2—4,5м³, средней вместимости — 6,3—8,0 м³, большой вместимости — 10,0... 25,0 м³ и свы­ше. (предусматривается выпуск самоходных скреперов с ковшом вместимостью до 40 м³.)

По способу загрузки ковша скреперы могут быть с загрузкой от силы тяги базо­вого трактора или тягача скрепера или с загрузкой от элеваторного устройства, смонтированного на скрепере. Преимущественное применение имеют скрепе­ры с загрузкой от силы тяги базовой машины.

Рис. 8.15. Скрепер

По способу разгрузки грунта из ковша (рис. 8.15) скреперы подразделяются: со свободной (самосвальной) разгрузкой опрокидыванием ковша вперед (рис. 8.15, а) или назад; по ходу движения скрепера (рис. 8.15, б); с полупринудительной пе­редней разгрузкой (рис. 8.15, в); с полупринудительной донной разгрузкой (рис. 8.15, г); с принудительной разгрузкой (рис. 8.15, д).

Рис. 8.15. Способы разгрузки грунта из ковша скрепера; а — свободная разгрузка вперед; б — свободная разгрузка назад; в — полупринудительная передняя разгрузка; г — полупринудительная донная разгрузка; д — принудительная разгрузка; 1 — передняя заслонка; 2 - ковш; 3 — нож; 4 — сборочная единица (днище, задняя заслонка)

При свободной разгрузке ковш скрепера с откинутой заслонкой опрокидывается вперед или назад по ходу движения машины, при этом грунт под действием собственной тяжести высыпается из ковша. Переувлажненные и липкие грунты при загрузке налипают на стенки и днище ковша, что сказывается на его разгрузке — грунт из ковша выгружается не полностью, а это снижает производительность скрепера. При полупринудительной передней разгрузке днище и задняя стенка ковша, представляющие собой узел (сборочную единицу), опрокидываются вперед по ходу машины. Опрокидывание ковша при этом происходит относительно шарнира, укрепленного в верхней части подвижной плиты ковша.При поднятой заслонке и опрокидывании днища совместно с задней стенкой грунт сначала вытесняется из ковша вперед по ходу машины, а в конце разгрузки по действием собственной тяжести ссыпается с днища. При этом способе разгрузка между днищем и задней стенкой ковша грунт может налипать и оставаться ковше, что отрицательно сказывается на производительности скрепера, хотя и в меньшей степени, чем при свободной разгрузке. При принудительной донной разгрузке днище и задняя стенка, подвешенные на шарнирах к боковой стенке ковша, опрокидываются вперед по ходу движения машины. Когда заслонка под­нята, грунт сначала высыпается из передней части ковша, а затем при опроки­дывании днища высыпается в проем, который образуется между кромкой днища и подножевой плитой ковша. При этом способе разгрузки незначительная часть грунта все же остается в ковше, в углу стыка днища и задней стенки. Принуди­тельная разгрузка производится, когда поднята заслонка и выдвинута задняя стен­ка ковша, которая принудительно вытесняет грунт вперед по ходу движения ма­шины. При этом налипший грунт очищается с боковых стенок и днища ковша, вследствие чего ковш скрепера выгружается без остатка даже при разгрузке пе­реувлажненных и липких грунтов. Преимущество свободной разгрузки — про­стота конструкции, недостаток — неполная разгрузка ковша, особенно при ра­боте на переувлажненных и вязких грунтах. Свободная разгрузка применяется в скреперах с ковшами небольшой вместимости, а принудительная — в скреперах с ковшами средней и большой вместимости.

Самоходные полуприцепные скреперы, базовыми машинами для которых служат одноосные автотягачи повышенной мощности, в 2...2,5 раза производи­тельнее, чем прицепные скреперы, работающие в сцепе с гусеничными тракто­рами. Самоходные скреперы предназначены для разработки грунтов i, ii и iii групп и транспортирования их на расстояние 300-3 000 м. Если скорость транспортирования грунта прицепными скреперами составляет 8... 12 км/ч, то скорости транспортирования самоходными скреперами могут достигать 40...50 км/ч. Рабочий план самоходных скреперов, в зависимости от расстояния транс­портирования грунта, составляет от 5 до 30 мин. При этом время, требуемое на наполнение ковша, не превышает 1...2 мин, а остальное время расходуется на транспортирование грунта и обратное следование машины к забою.

При строительстве дорог и производстве земляных работах в городских пар­ках используют модели самоходных скреперов с ковшами вместимостью от 8 до 16м³: дз — 11п, дз — 13аи дз — 115 и др. На базе автомобильных тягачей.

Грейдеры и автогрейдеры. При строительстве дорог в крупных по размеру пар­ках грейдеры и автогрейдеры находят широкое применение и используются для:

1) планирования дорожных оснований при сооружении дорожного полотна:

2) возведения земляного полотна из боковых резервов в равнинной и слабопересеченной местности (при высоте насыпи до 0,5...0,75 м);

3) послойного разравнивания грунта в насыпи при работе землеройных ма­шин;

4) устройства водоотводных канав;

5) планировки откосов, обочин, выемок и насыпей;

6) перемещения грунта и дорожно-строительных материалов;

7) ремонта и содержания грунтовых и гравийных дорог;

8) при железнодорожном, мелиоративном, ирригационном и гидротехничес­ком строительстве, а также для очистки дорог и площадей от снега.

Для грейдеров и автогрейдеров рабочий режим характерен низкими скорос­тями (3...4,5 км/ч). Холостой пробег выполняется при скорости 15 км/ч, а транспортные скорости достигают 30...45 км/ч. Грейдеры и автогрейдеры, как пра­вило, работают на захвате длиной 1...2 км (определяется фронтом работ). Автогрейдеры классифицируются по мощности двигателя и массе (табл. 8.3), по системе управления рабочим органом (механическая, гидравлическая, комби­нированная или пневмоэлектрическая), по системе ходового оборудования (двумя- или тремяколесными осями), по длине отвала (2,5...3,5 м — легкие, 3,5...4,5 м — тяжелые).

К легким автогрейдерам относятся грейдеры дз-40, дз-40а, б, дз-61 идр., к средним и тяжелым — дз-31, дз-69, дз-98 и др.