Подъмно-транспортные машины
содержание
- введение…………………………………………………………
…………….3 - Производство земляных работ…………………………………….4
- Подготовка продольного профиля………………………………………..4
- Подсчет объемов земляных работ………………………………………...8
- Скреперные работы……………………………………………………..17
- Выбор типа скрепера и определение их количества…………………..17
- Тяговый расчет скрепера………………………………………………….20
- Экскаваторные работы……………………………………………….22
- Выбор типа экскаватора и определение их количества……………….22
- Выбор транспортных средств и определение их количества………….26
- Проектирование
экскаваторного забоя………………………………..…28
5. технолоГИЯ УСтРОЙСТВА НАСЫПИ ………………………………….32
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
7. ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………36
введение
КОМПЛЕКСНАЯ
МЕХАНИЗАЦИЯ производства
— замена ручного труда машинным на всех
основных операциях технологического
процесса.
Комплексная механизация осуществляется
на основе создания и применения машин
и другого оборудования во взаимно согласованных
режимах, увязанных по производительности
и обеспечивающих наилучшее выполнение
заданного технологического процесса.
Ручной труд при этом используется для
управления машинами, их регулирования
и наладки, а также на тех нетрудоемких
процессах, механизация которых не имеет
существенного значения для облегчения
труда, повышения производительности
и экономически нецелесообразна. Такой
подход к механизации производства создает
предпосылки и обеспечивает создание
комплексно-механизированных поточных
линий, комплексно-механизированных участков,
цехов, предприятий.
Первым этапом комплексной механизации
является частичная механизация. При частичной
механизации механизируются, как правило,
основные и наиболее трудоемкие операции
технологического процесса при сохранении
значительной доли ручного труда.
Механизация производства наряду с техническими
задачами позволяет решить и ряд экономических
и социальных. Комплексная механизация
обеспечивает повышение производительности
труда, сокращение длительности производственного
цикла, повышение качества продукции,
замену тяжелого, монотонного, утомительного
труда квалифицированным трудом оператора
и наладчика машин и механизмов. Комплексная
механизация является предпосылкой передачи
техническим средствам как функций выполнения
основных и вспомогательных операций
произведственного процесса, так и важнейших
функций управления им.
Высшей стадией механизации производства
является автоматизация производства,
которая завершает механизацию ручного
труда и является качественно новой ступенью
развития техники, создавая возможность
осуществления всего цикла работ без непосредственного
участия человека. Наиболее прогрессивное
направление механизации и автоматизации
производства — применение станков с
числовым программным управлением и гибких
автоматизированных производств, характеризующихся
автоматизацией всех операций, включая
доставку заготовок со склада, изготовление
изделий и доставку готовой продукции
на склады.
Однако уровень механизации производства
должен иметь экономическое обоснование.
С одной стороны, недостаточный уровень
механизации не позволяет использовать
всех возможностей повышения производительности
труда, а с другой — механизация или автоматизация
производства может оказаться неоправданной,
если снижение трудоемкости не обеспечивает
окупаемости необходимых дополнительных
капитальных вложений.
1. Производство земляных работ
1.1 Подготовка продольного профиля
Поперечные профили насыпей и выемок на проектируемом участке земляного полотна выбираются для линий III категории при ширине земляного полотна по верху в обыкновенных грунтах 5,8 м.
Подготовка продольного профиля участка железнодорожной линии заключается в делении его на части, имеющие однотипные поперечные профили земляного полотна, или на элементарные участки, границами которых являются следующие точки и места:
1. Нулевые точки (места перехода насыпей в выемки и выемок в насыпи) определяются по рисунку 1 с использованием формулы:
=1800/3,28=55 м
= 407/7,14=57 м
=199/3,4= 59 м
где х – расстояние от начала пикета до нулевой точки; L – расстояние между пикетом 5 и 6; H1 и Н2 – рабочие отметки выемки и насыпи на пикетах 5 и 6, между которыми находится нулевая точка.
Следовательно, нулевая точка находится ПК + х. Аналогично определяются все нулевые точки.
Рисунок 1. Схема для определения положения нулевых точек
2. Места начала и конца кривых
участков пути с радиусом, вызывающим
уширение земляного полотна. Длина
кривых устанавливается из их
характеристики на плане
Таблица 1.
Уширение земполотна на кривом участке пути
Размеры основной площадки |
Нормативные размеры для дорог категорий | ||||
I |
II |
III |
IV |
V | |
Ширина в прямых при грунтах: |
|||||
глинистых и недренирующих |
6,5 |
6,5 |
5,8 |
5,6 |
5,0 |
скольных крупнообломочных |
5,8 |
5,8 |
5,2 |
5,0 |
4,6 |
Уширение в кривых радиусом, м: |
|||||
4000 … 3000 |
0,1 |
0,1 |
– |
– |
– |
2500 … 1800 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
1500 … 700 |
0,4 |
0,4 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
600 и менее |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
Рисунок 2. Уширение земляного полотна в кривых
Дополнительный объем от уширения земляного полотна на кривой определяется по таблице 2.
Таблица 2.
Определение поправок к основным объемам насыпей
и выемок в кривых (на 100 пог. м.)
Н1 + Н2, в м |
Поправка, м3, при уширении, м | ||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 | |
1,00 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
2,00 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
3,00 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
4,00 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
5,00 |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
6,00 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
7,00 |
35 |
70 |
105 |
140 |
175 |
8,00 |
40 |
80 |
120 |
160 |
200 |
9,00 |
45 |
90 |
135 |
180 |
225 |
10,00 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
11,00 |
55 |
110 |
165 |
220 |
275 |
12,00 |
60 |
120 |
180 |
240 |
300 |
Рисунок 3. Схема для определения положения устоев моста
3. Места расположения задних
граней устоев моста
при высоте насыпи до 6 и:
(2)
при высоте насыпи более 6 м :
(3)
где L – длина моста между задними гранями устоев, м; l – отверстие моста, м; хлев и хпр – рабочие отметки задних граней устоев моста, м.
Для определения отметок земли левого (хлев) и правого (хпр) устоев моста используется соотношение (рисунок 3):
,
откуда
,
где Но – рабочая отметка оси моста, м; а – расстояние от близлежащего пикета до оси моста, м.
Аналогично определяется рабочая отметка правого устоя моста – хпр.
Пикетное положение задней грани левого устоя моста (ЛУМ) определяется путем вычитания из “а” половины длины моста (0,5×l), т.е. для ЛУМ
.
Положение задней грани правого устоя моста определяется путем сложения «а» с половиной длины моста (0,5×l), т.е. для ПУМ
.
Например: длина моста L = 34м, расстояние от ПК93 до оси моста а = 50 м, тогда положение устоев будет:
- ЛУМ
- ПУМ
4. Места изменения крутизны
, (7)
где х – расстояние между пикетом 1 и точкой, с которой начинается изменение крутизны откосов насыпи, м; L – расстояние между пикетами 1 и 2, м; Но – рабочая отметка насыпи, с которой начинается изменение крутизны откосов (Но = 6 м).
Дополнительный объем к основным объемам насыпей при крутизне откосов в нижней их части 1:1,75 для насыпей от 6 до 12 м в обыкновенных грунтах определяется по таблице 3.
Рисунок 4. Схема для определения точек уплотнения откосов насыпи
в обыкновенных грунтах
Таблица 3.
Определение поправок к основным объемам насыпей при крутизне откосов в нижней их части 1:1,75 (для насыпей, от 6 до 12 м при обыкновенных грунтах)
Н2 - Н1 в м |
Поправки, м3 |
Н2 - Н1 в м |
Поправки, м3 |
0,25 |
1 |
2,5 |
91 |
0,5 |
4 |
3,0 |
131 |
0,75 |
8 |
3,50 |
179 |
1,00 |
15 |
4,00 |
233 |
1,25 |
23 |
4,50 |
295 |
1,50 |
33 |
5,00 |
365 |
2,0 |
58 |
1.2 Подсчет объемов земляных работ
Объемы земляного полотна в зависимости от типа поперечного профиля и величины рабочих отметок на прямых и кривых участках пути определяются по таблицам, в которых для каждой типовой ширины земполотна при разных рабочих отметках насыпей и выемок подсчитаны объемы земляных работ (таблица 4). Для рабочих отметок, имеющих промежуточные значения, попикетный объем земляных работ определяют интерполяцией.
Таблица 4.
Попикетный объем земляных работ, м3, по главному пути
(однопутная линия)
Средняя рабочая отметка |
Ширина основной площадки земляного полотна 5,8 м | |
|
Насыпь |
Выемка | |
1,94 0,9 0,74 1,665 1,83 2,195 2,051 3,43 4,945 4,28 2 4,07 10,04 9,03 6,12 5,57 4,39 3,68 3,6 2,75 1,94 1,9 1,41 1,62 2,38 3,77 4,6 3,8 2,03 1,29 2,02 2,22 1,21 |
1521 791
4718 21262 17656 11237 8410 5748 4390 3963 2815 1550 1535 |
881 2217 2217 2996 2529 5275 8627 6867 2529
1855 2217 2996 5786 7435 6318 2529 1512 2529 2996 1512 |
85610 |
71823 | |
Для упрощенного подсчета объемов можно пользоваться формулой профессора С.П. Першина:
- для насыпи:
- для выемки:
где Н1 и Н2 – рабочие отметки, м; т – крутизна заложения откосов; b – ширина основной площадки земляного полотна, м.
Для участков земляного полотна, расположенных на косогоре, имеющем поперечный уклон местности 1:т, дополнительный объем определяется по формуле:
, (7)
где DVi – дополнительный объем земляного полотна (насыпи или выемки) на косогоре, м3; k - коэффициент косогорности, принимаемый по таблице 5; DVg – поправка на косогорность, определяемая также по таблице 1.5; Vi – частный объем насыпи или выемки на местности без поперечного уклона рассматриваемого участка, м.
Объем водопропускной трубы определяется по формуле:
, (8)
где F – площадь, образуемая наружным обводом трубы, м3; L – длина трубы, которая определяется в зависимости от приятого типа поперечного профиля насыпи в месте устройства трубы (рисунок 5), м.
Вычисленный объем всех водопропускных труб вычитается из объема земляных работ на рассматриваемом пикете.
Таблица 5.
Поправки к основным объемам земляного полотна с откосами крутизной 1:1,5 на местности с поперечным уклоном
Уклон местности |
Коэффициент косогорности, k |
Поправка на косогорность, м3 | |
насыпь |
выемка | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
0,02 |
0,001 |
1 |
1 |
0,06 |
0,08 |
4 |
12 |
0,11 |
0,028 |
14 |
41 |
0,16 |
0,061 |
30 |
88 |
0,21 |
0,110 |
56 |
162 |
0,26 |
0,179 |
90 |
261 |
0,31 |
0,276 |
138 |
401 |
0,36 |
0,411 |
206 |
600 |
0,41 |
0,608 |
304 |
887 |
0,46 |
0,909 |
454 |
1326 |
Рисунок 5. Определение объема трубы
Вычисленный объем земляных работ на элементарных участках заносится в ведомость подсчета объемов насыпей и выемок по форме, приведенной в таблице 6.
При подсчете объемов земляных масс в ведомости подводят итоги частных объемов насыпей и выемок (помассивные объемы) и устанавливается профильный объем земляных работ на участке трассы, то есть объемы всех насыпей и выемок.
На основании ведомости попикетных объемов под продольным профилем строится график попикетных объемов для определения границ участков и графического изображения объемов земляных работ.
Таблица 6.
Объем грунта на каждом пикете откладывается в масштабе в виде столбиков для выемки выше нулевой линии, а для насыпи – ниже нулевой линии. Пример графика попикетных объемов приведен на рисунке 6. При наличии на пикете насыпи и выемки столбики откладываются вниз и вверх на этом пикете. У каждого столбика подписывается попикетный объем, кроме того, на графике указывают помассивный объем каждой насыпи и выемки. Помассивный объем насыпей на подходах к мосту следует указывать отдельно для левого и правого подходов.
Распределение земляных масс производится приближенно на основании продольного профиля и графика попикетных объемов земляных работ. При распределении земляных масс одновременно выбираются способы производства работ.
Дальность перемещения грунта является одним из основных факторов, влияющих на выбор землеройных машин и их производительность.
Для определения дальности продольной возки грунта и разбивки профиля на участки, необходимо построить кривую суммарных объемов. При построении кривой необходимо учитывать:
- восходящие ветви этой кривой соответствуют выемкам, нисходящим насыпям;
- точки максимума и минимума соответствуют нулевым точкам;
- любая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой объемов, отсекает равные объемы насыпи и выемки, эта прямая называется распределительной линией.
Точки пересечения распределительной линии с кривой суммарных объемов соответствуют границам продольной возки грунта.
Строится кривая в координатных осях, где по оси абсцисс откладываются расстояния по пикетам и нулевым точкам, а по оси ординат – суммарные объемы грунта по всем элементам участка от его начала. Пример построения кривой суммарных объемов с разбивкой на рабочие участки показан на рисунке 6.
Рисунок 6. Графики объемов земляных работ
Рисунок 7. Определение поперечной дальности перемещения грунта
из выемок в кавальер
Рисунок 8. Определение поперечной дальности перемещения грунта
из резерва в насыпь
Дальность возки грунта L на рабочих участках с продольным перемещением грунта устанавливается, как среднее расстояние Lср между центрами тяжести перемещаемого объема грунта из выемки в насыпь с добавлением 50 … 100 метров на разворот машин l1 и маневрирование l2:
, (9)
где Lср – средняя дальность возки, м; l1 и l2 – составляют 50 … 100 м.
Схема нахождения Lср приведена на рисунке 6.
Поперечная дальность возки грунта из выемки в кавальер и из резерва в насыпь вычисляется с учетом поперечных профилей, резерва и насыпи, кавальера и выемки, установленных нормами СНиП для колей 1520 мм. Схемы нахождения дальности поперечной возки из выемки в кавальер и из резерва в насыпь приведены на рисунках 7 и 8.
Среднее расстояние Lср между осью выемки и осью кавальера вычисляют по формуле:
, (10)
где l – ширина бермы, необходимая для перемещения механизмов вдоль выемки или насыпи, равная от 5 до 10 м; D – ширина выемки по верху, м; d – ширина кавальера, м.
Ширина выемки по верху определяется по формуле:
, (11)
где В – ширина основной площадки, м; Нв – глубина выемки, м.
Ширина кавальера определяется по формуле:
,
где d – ширина верхней площадки кавальера, м; hк – высота кавальера, м.
Площадь выемки равна площади кавальера, тогда:
- площадь поперечного сечения выемки:
;
- площадь поперечного сечения кавальера:
,
Поскольку wв = wк, то получим:
, (15)
так как
,
то
.
Окончательно получим:
(18)
По формуле (18) находим ширину верхней площадки кавальера, а по формуле (16) находим ширину кавальера по низу. Зная эти величины, по формуле (10) определяем среднюю дальность поперечной возки.
Аналогично определяем дальность поперечной возки при перемещении грунта из двухстороннего резерва в насыпь с учетом, что:
где wн – площадь поперечного сечения насыпи, м2; wр – площадь поперечного сечения резерва, м2.
Скреперными комплектами возводят насыпи из резервов и разрабатывают выемки, перемещая грунт в кавальеры (поперечная возка) при рабочих отметках до 6 м. Выемки с перемещением грунта в насыпь (продольная возка) разрабатывают при любых рабочих отметках.
Прицепные скреперы целесообразно использовать при расстоянии возки до 500 м, самоходные – до 3000 м.
2.1 Выбор типа скрепера и определение их количества
Тип скрепера выбирают в зависимости от объема работ и дальности возки грунта по таблице 7, техническая характеристика скреперов приведена в таблице 9.
Таблица 7.
Рекомендации по выбору типа скрепера
Тип скрепера |
Вместимость ковша, м3 |
Объем работ на участке, тыс. м3 |
Дальность возки, м |
прицепной |
до 3 |
5 … 13 |
до 300 |
Прицепной |
6 … 8 |
10 … 30 |
до 500 |
Прицепной |
10 … 15 |
30 и более |
до 500 |
Самоходный |
6 … 8 |
30 … 90 |
500 … 1500 |
Самоходный |
10 … 15 |
30 … 90 |
1000 … 5000 |
Эксплуатационная производительность скрепера определяется по формуле:
где q – вместимость ковша, м3; kн – коэффициент наполнения ковша, принимается по таблице 8;kр – коэффициент разрыхления грунта, принимается по таблице 8; kв – коэффициент использования скрепера по времени, kв = 0,8 … 0,9;tц – длительность цикла, с.
Таблица 8.
Коэффициенты разрыхления грунта и наполнения ковша
Группа грунта |
kp |
kн |
I |
1 |
0,8 … 0,9 |
II |
1,05 |
0,9 … 1 |
III |
1,1 |
1,1 |
IV |
1,2 |
1,2 |
Краткая техническая характеристика современных отечественных скреперов
Показатели |
Марка скрепера | |||||||
ДЗ-30 Д-541 |
ДЗ-33 Д-569 |
ДЗ-20 Д-498 |
ДЗ-12 Д-74А |
ДЗ-46 Д-528 |
ДЗ-23 Д-511 |
ДЗ-11 Д-357 |
ДЗ-13 Д-392 | |
прицепной |
самоходный | |||||||
Вместимость ковша (геометрическая) м3 |
3 |
3 |
7 |
6 |
10 |
15 |
8 |
15 |
Ширина захвата резания, мм |
1900 |
2100 |
2650 |
2672 |
2642 |
2850 |
2720 |
2850 |
Наибольшая глубина резания мм, |
150 |
200 |
300 |
320 |
300 |
350 |
300 |
350 |
Толщина отсыпаемого слоя грунта, м |
0,3 |
0,35 |
0,15 … 0,5 |
0,15 … 0,5 |
0,5 |
0,55 |
0,475 |
0,5 |
Управление органом |
гидравлическое |
канатное |
гидравлическое | |||||
Способ разгрузки ковша |
свободный |
принудительный |
щелевой |
принудительный | ||||
Марка трактора (тягача) |
Т-74 |
Т-74 |
T-130 МГ |
T-100M |
Т-180Г |
ДЭТ-250 |
МАЗ-529 |
Белаз-531 |
Мощность двигателя, л.с. |
75 |
75 |
100 |
100 |
180 |
300 |
160 |
360 |
Масса скрепера, кг |
2287 |
2780 |
7300 |
6600 |
11800 |
16500 |
10000 |
17000 |
Тяговый класс, т |
3,0 |
3,0 |
10,0 |
9,0 |
15,0 |
25,0 |
9,0 |
15,0 |
Скорость набора грунта, м/с |
0,4 |
0,4 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
Скорость при разгрузке ковша, м/с |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
Скорость скрепера о грунтом, м/с |
1,6 |
1,6 |
1,45 |
1,45 |
1,36 |
1,36 |
1,48 |
1,48 |
Скорость скрепера порожняком, м/с |
1,8 |
1,8 |
1,63 |
1,63 |
1,84 |
1,84 |
3,2 |
3,2 |
