Землеройные машины для производства земляных работ

Отчет по лабораторной работе

«Автоматизациямашин, механизмов и технологических

процессов длявыполнения земляных работ»

Выполнил студент:

Группа:

Принял преподаватель:

Цель работы

Изучитьсистемы автоматизациии роботизации машин, механизмов итехнологических процессовдля выполнения земляных работ, позволяющихповысить общий техническийуровень строительного производства.

Машины и механизмы для выполнения земляных работ

Машиныи механизмы для выполнения земляныхработ в строительствеиспользуются при разрыхлении плотных,скальных и мерзлых грунтов,планирования строительных площадок,подготовке оснований под дороги ипроезды, разработке котлованов подфундаменты зданий и сооружений, рытьетраншей открытым способом при прокладкегородских коммуникаций и строительствеподземных сооружений, копании ям иприямков, зачистке дна и откосов земляныхсооружений, обратной засыпке котлованови траншей после возведения фундаментови укладке коммуникаций, уплотнениефунтов и т.п.

Классификациямашин на группы производится в зависимостиот вида выполняемыхработ:

1. ) Машины для подготовительных работ.

2. ) Землеройно-транспортные машины.

3. ) Экскаваторы.

4. ) Машины для уплотнения грунта.

5. ) Машины и оборудования для гидромеханизации земляных работ.

6. ) Машины для буровых работ.

Классификация,конструктивные решения и областьприменения.

Машины дляподготовительных работ:

-валочно-трелевочныемашины;

-цепные бензомоторныепилы;

-корчеватели пней- собиратели и погрузчики;

-кусторезы;

-плунжерныеканалокопатели;

-бульдозеры-рыхлители;

-установка фрезернаядля послойного рыхления;

-баровые машины(одно и двухбаровая);

-дискофрезернаямашина; -гидромолоты;

-бурильные установки (ямобуры и бурильно-крановые машины оборудованные отвалом,грузоподъемностью 1 -3 т) и т.д.

Машиныземлеройно-транспортные:-бульдозеры(40% общего объема земляных работ);-скреперы (10% общего объема земляныхработ);- грейдеры и грейдеры-элеваторы(до 1-2% общего объема земляныхработ);

Машиныземлеройные (циклического и непрерывногодействия):

-одноковшовые экскаваторы (прямая лопата,обратная лопата);

-драглайн;

-грейфер (на жесткой и троссовой подвеске);

-экскаватор планировщик,

-многоковшовые экскаваторы:

а) траншейные(роторные и цепные);

б) роторныестреловые-карьерные;

в) цепные-поперечногокопания.

Специальныемашины:

-гидромеханизироваяая разработка грунта (гидромониторы, земснаряды);

— горизонтально-буроваяустановка;

-установка для прокалывания и продавливания;

-водоотливные;

-грязенасосные;

-водопонижающие (иглофильтры, глубинные насосы- скважины) установки;

-баровые установки на базе колесных игусеничных тракторов.

Грунтоуплотняющиемашины:

-катки

а)статическиеи с вибропригрузом;

б)самоходныеи прицепные;

в)с гладким, рельефным, кулачковымивальцами;

-трамбовочные машины:а) трамбующие плиты на базе трактора(толщина уплотнения до 1-2 м)

б)трамбующие плиты на базе экскаватора(толщина уплотнениядо2-3 м);

-ручныеэлектрические и пневматическиетрамбовочные устройства(толщинауплотнения до 0,3 м);

-виброплиты (толщина уплотнения 0,3-1,2 м):

а) самоходные;

б) реверсивные;

в) автономные- от двигателя внутреннего сгорания;

г) сэлектродвигателем;

д)навешиваемыеи. самоходные.

Автоматизацияземлеройных машин позволяет освободитьмашиниста от частиопераций по управлению машиной, чтооблегчает его труд, повышаетпроизводительностьтруда и качество работ. Машины, у которыхчасть функций,управления выполняют автоматическиеустройства, называются автоматизированнымимашинами.

Робот—этоавтоматическая машина, стационарнаяили передвижная, состоящая изисполнительного устройства в видеманипулятора, имеющего несколькостепеней подвижности, и перепрограммируемогоустройства программного управлениядля выполнения в производственномпроцессе двигательныхи управляющих функций.

Информационные и управляющие роботехнические системы представляютсобой некоторые комплексыизмерительно-информационных и управляющихсредств, автоматически производящихсбор, обработк 5 передачу информацию, а также использование ее для формирования различныхуправляющих сигналов.

К техническим средствам автоматизации,относятся контрольно- инфомационные; регулирующие; защищающие от аварии; локальные системыуправления,

К общим,контрольно-информационным средствам автоматизации

машин и механизмов,предназначенных для выполнения земляныхработ,

относятся:

-количество пройденного пути;

-скорость движения;

— температураохлаждающей жидкости;

-наличие топлива в баках;

-давление в системетормозов;

— давление масла;

-объем жидкости в гидросистеме;

-указатель сигнала поворота;

-прерывательв сигналах поворота;

-загорание подфарников при заднем ходе;

-загорание подфарников при торможениии т.д.

К общим, регулирующим средствам автоматизации «машин и механизмов,предназначенных для выполнения земляныхработ, относятся:

-стабилизатор отката;

-ограничительглубины копания;

-ограничительповорота рабочего органа;

-блокировкарабочей части при не установленныхвыносных опорах;

-блокировка рабочей части при отсутствии заземления (для пневмоколесныхмашин);

-и т.д.

-отключение двигателя при превышениедопустимого отклонения от вертикали;

-защита электропривода от короткогозамыкания,

-защита двигателя от аварийногозаклинивания;

-и т.д.

Машины для земляных работ. Общая характеристика

Земляные работы относятся к главнейшим и наиболее распространенным в современном строительном производстве. Большая трудоемкость этих работ предопределяет необходимость максимальной их механизации , а массовость и разнообразие — применение машин многих типов.

Классификация земляных работ

Основная цель земляных работ — строительство земляных сооружений и добычи полезных ископаемых.

Земляные сооружения создаются вырезыванием их в грунтовом массиве или отсыпанием из грунта, который добывается в карьерах ли в специальных разрезах. Разновидности, формы и размеры земляных сооружений определяются прежде всего их назначением.

К земляным сооружениям относятся спланированные площадки, котлованы, дамбы, траншеи, каналы, насыпи и т.п..

Из полезных ископаемых (глины, керамзита, песка и т.п.) изготовляются строительные материалы.

Земляные работы выполняются не только в строительном производстве, но и в других областях — сельском хозяйстве, мелиоративном строительстве, в случае прокладывания разнообразных линий коммуникаций и т.д.

Земляные работы делятся на:

• подготовительные и вспомогательные — очищение территории от кустов, пней, снос разных сооружений, срезание растительного покрова, снижение уровня вод, закрепление грунтов, предварительное рыхление;
• основные — копание траншей, котлованов, насыпка дамб, насыпей и т.п.;
• специальные — прокладывание кабелей, бурение скважин, безтраншейное прокладывание трубопроводов, мелиоративные роботы, забивание в грунт разнообразных свай, камнерезательные роботы др.
• Отдельный вид работ – связанных с разработкой, транспортированием и укладыванием грунта с помощью средств гидромеханизации.

Классификация и общая характеристика машин для земляных работ

Машины для земляных работ классифицируются таким образом:

• по назначению — для подготовительных и вспомогательных работ, землерийно-транспортные, землеройные, для уплотнения грунтов,.для специальных земляных работ и средства гидромеханизации земляных работ;
• по типу привода — с приводом внутреннего сгорания, электрическим, гидравлическим и комбинированным;
• по количеству двигателей — одно- и много- двигательные;
• по   мощности — малой, средней и большой мощности;
• по  типу ходовой части — гусеничные, пневмоколесные, шагающие, рельсовые;
• по   климатическому  исполнению — в северном, тропическом и обычном выполнении.

К машинам для подготовительных и вспомогательных работ относятся разрыхлители на базе гусеничных и колесных тракторов, кусторезы, выкорчевыватели, оснащение для вырезания пней из грунта и т.п., а также специальное оснащение для водопонижения и укрепления грунтов.

Землеройно-транспортные машины делятся на ковшовые (скреперы), ножевые (бульдозеры и автогрейдеры) и машины с дополнительным транспортировочным органом (грейдеры-элеваторы).

К землеройным машинам относятся одно- и многоковшовые экскаваторы, а также одноковшовые погрузчики грунта.

Машины для уплотнения грунтов бывают статического действия (катки), ударные (трамбовочные), вибрационные и комбинированной.

К машинам для специальных земляных работ относятся буровые машины и оснащение, сваезабивные машины и оснащение, кабелеукладчики, оснащение для бестраншейного прокладывания трубопроводов, для копания ям под столбы линий связи и т.п.

К средствам гидромеханизации земляных работ относятся гидромониторы и земснаряды.

Различают машины статического и динамического действия.

В машинах статического действия (Рис. 1.

1, а) энергия от двигателя (М) передается рабочему органу (РО) через несколько промежуточных механизмов — тяговый (ТМ), передающий (ПМ), ходовой (ХМ), напорный (НМ).

Количество промежуточных механизмов может быть разной, но в любом случае не происходит непосредственная передача энергии на рабочий орган. Поэтому эти машины имеют сравнительно невысокие КПД и производительность и их работа сопровождается большими энергозатратами. И вдобавок повысить производительность таких машин можно лишь увеличением их размеров и мощности.

Большинство современных машин для земляных работ относятся к механизмам «статического» действия, то есть скорость взаимодействия их рабочего органа с грунтом не превышает 1 м/с. Это одноковшовые экскаваторы, погрузчики, скреперы, бульдозеры, автогрейдеры, разрыхлители.

Рис. 1.1. Схемы работы землеройных машин. а — статического действия; б, в – динамического действия

Большинства указанных недостатков лишены машины динамического действия, которые в последнее время применяются все более широко. Рабочие органы таких машин имеют отдельные приводы. Энергия от двигателя (ли нескольких двигателей) передается непосредственно на рабочий орган (Рис. 1.1, б, в). Это дает возможность уменьшить мощность основного двигателя и массу машины.

Различают машины независимого динамического действия и зависимой (рис. 1.1, б и в соответственно). В машинах зависимого действия между рабочим органом и каким-то механизмом (напорный, ходовым или тяговым) устанавливается упругий элемент (УЭ), который аккумулирует энергию от сил сопротивления грунта разрушению, которая потом передается на рабочую среду.

5 т с двигателем мощностью 59 квт и обычным рабочим оснащением на грунтах II группы составляет приблизительно 100 м3/ч, и такую самую производительность в одних и тех же грунтовых условиях имеет землеройный механизированный инструмент динамического действия массой 80 кг с двигателем мощностью 3,8 квт.

Удельная производительность (то есть производительность, отнесенная к установленной мощности двигателей) этого одноковшового экскаватора равняется 1,7 м3/ч на 1 квт, а для механизированного землеройного инструмента — 26,0 м3/ч на 1 квт.

К указанной категории машин относят роторные экскаваторы, одноковшовые экскаваторы с сменным оснащением динамического действия (роторным, дисковым, фрезерным и т.п.) ли с виброзубъями, скреперы с элеваторной загрузкой, разрыхлители активного действия, землеройный механизированный инструмент, другие машины и оснащение

Основные термины и определения

Трактор — самоходная гусеничная или колесная машина, используемая для реализации напорного или тягового уси­лия посредством смонтированного на ней оборудования.

Погрузчик — самоходная гусеничная или колесная машина со встроенной опорной конструкцией и рычажной системой с фронтально расположенным ковшом, которая черпает или копает материал за счет движения машины вперед, а также поднимает, транспортирует и выгружает материал.

Обратная лопата – погрузчик — Самоходная колесная машина с главной металлоконструкцией, предназначенной служить в качестве опоры как для смонтированного впереди погрузочного механизма с фронтальным ковшом, так и для смонтированного сзади оборудования обратной лопаты.

При использовании в режиме обратной лопаты машина обычно копает материал ниже уровня опорной площадки при движении ковша в направлении к машине. Обратная лопата поднимает, перемещает с поворотом и выгружает материал при стационарном положении ходового устройства.

При использовании в режиме погрузчика машина черпает или копает материал за счет движения машины вперед, а также поднимает, транспортирует и выгружает материал.

Экскаватор — самоходная гусеничная или колесная машина, цикличного действия с одним ковшом или другим рабочим органом, осуществляющая, кроме копания грунта (или иного материала) и его перемещения путем вращения поворотной части, погрузочные, сваебойные или другие работы при помощи одного из видов сменного рабочего оборудования.

Землевоз – самосвал — самоходная колесная машина с открытым кузовом, которая транспортирует и выгружает или распределяет материал. Загрузка землевоза осуществляется внешними средствами.

Самоходный скрепер — самоходная колесная машина, имеющая открытый ковш с режущей кромкой, расположенный между передними и задними колесами, которая режет, набирает, транспортирует и распределяет материал при движении вперед. Набору материала при движении машины вперед может способствовать снабженный приводом механизм элеваторной загрузки, установленный на ковше скрепера.

Автогрейдер — самоходная колесная машина с регулируемым отвалом, расположенным между передними и задними колесами, которая режет, перемещает и распределяет материал в целях профилирования.

Каток и уплотняющая машина — самоходная прицепная, перемещаемая вручную или выполненная в виде дополнительного оборудования машина, которая уплотняет материалы, в том числе каменные насыпи, грунты, асфальтобетонные покрытия и мусор, путем укатывания, трамбования или вибрационного воздействия.

Трубоукладчик — самоходная гусеничная машина, специально предназначенная для подъема и укладки труб и транспортирования оборудования для трубопроводов.

Данная машина, базой для которой служит гусеничный трактор, имеет специально сконструированные составные части, например ходовое устройство, главную раму, противовес, механизм подъема стрелы и груза и боковую стрелу, поворачивающуюся в вертикальной плоскости.

Бульдозер — Самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально-расположенным отвалом, которая режет, перемещает и распределяет материал при движении вперед.

Бульдозер-рыхлитель — самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально-расположенным отвалом и регулируемым рыхлителем заднего расположения, которая режет, перемещает и распределяет материал отвалом или рыхлит рыхлительным оборудованием при движении вперед.

Литература:

Конспект лекций по курсу «Машины для земляных работ» для студентов специальности 7.090214 “Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование” (ПТМ) / Лавшонок А.В. – Донецк: ДонНТУ, 2004. – 100 с.

Землеройные машины для производства земляных работ — Справочник металлиста

Земляные работы относятся к главнейшим и наиболее распространенным в современном строительном производстве. Большая трудоемкость этих работ предопределяет необходимость максимальной их механизации , а массовость и разнообразие — применение машин многих типов.

Техника для земляных работ – обзор спецтехники, аренда, виды работ

На сегодняшний день невозможно представить себе более менее крупную стройку без использования специальной техники для земляных работ. В данной статье мы познакомим вас с современной техникой, которая используется на этапе подготовки строительства, проведем обзор спецтехники и расскажем о видах земляных работ, выполняемых данной техникой. 

Земляные работы можно разделить на следующие этапы:

• выемка грунта;
• его перемещение в нужное место и укладка;
• разравнивание и уплотнение грунта.

Для выполнения земляных работ используются разные виды строительных машин. К ним относятся бульдозеры, грейдеры, экскаваторы, скреперы, самосвалы. Также в этот список попадают тракторные саморазгружающиеся прицепы и зачистные планировочные машины.

Земляные работы на водных объектах выполняют средства гидромеханизации, землечерпательные снаряды, землесосы и другие. С помощью данной техники возводятся насыпи, дамбы, валы и другие насыпные земляные сооружения. Также подобная спецтехника применяется при устройстве осушительной и оросительной сети.

Она незаменима для рытья и засыпки траншей при укладке трубопроводов и дренажных труб.

Всю технику для выполнения земляных работ можно разделить на отдельные группы:

• для подготовительных работ;
• землеройная;
• одноковшовые экскаваторы;
• многоковшовые экскаваторы;
• для бурения скважин;
• для разработки мерзлой земли;
• для уплотнения грунта;
• для гидравлической разработки земли.

Земляные работы выполняются несколькими способами. Механический способ предполагает применение грейдеров, грейдеров- элеваторов, экскаваторов, скреперов и бульдозеров. С их помощью осуществляется транспортировка грунта из выемки в насыпи или в бесполезный отвал.

Эти насыпи необходимы в строительстве различных зданий и сооружений.

Техника для земляных работ по видам деятельности

Для перемещения грунта из выемок на большие расстояния используются различные землеройные машины. В этом случае осуществляется погрузка грунта в транспорт на рельсах и без рельсов. Также могут использоваться ленточные конвейеры или гидротранспорт.

При разработке каналов, выемок грунта у дорог применяются экскаваторы-драглайны. Они отваливают грунт за пределы сооружений. Преимуществом такого способа является его высокая эффективность и производительность труда, а также полная независимость от погоды.

Разработка выемок с транспортированием грунта в насыпи выполняется с помощью самоходных скреперов с ковшами. Они отличаются высокой скоростью перемещения грунта, поэтому широко востребованы при разработке каналов с приканальными дамбами и создания полезной насыпи из качественных грунтов.

Скреперы высыпают грунты тонким слоем на месте укладки и потом их уплотняют благодаря давлению баллонов. Таким образом, исключается необходимость специального уплотнения вынутых грунтов.

Бульдозеры применяются при разработке неглубоких выемок и полувыемок. Также они эффективно разравнивают поверхность и производят обратные засыпки с перемещением грунта. Часто данная техника применяется группами. Благодаря этому существенно повышается производительность каждого бульдозера и уменьшается потеря грунта.

Рытье траншей выполняется многоковшовыми и роторными траншейными экскаваторами. Также для этих целей используются одноковшовые экскаваторы с ковшом драглайна.

Самоходные грейдеры предназначены для выполнения профилировки автодорог и проведения точных планировочных работ. Также они способны производить рытье канав разного назначения.

Для уплотнения земли применяются разные виды катков: шиповые, гладкие, на пневматических шинах. Также эти работы могут выполняться с помощью трамбующих машин, гидровибраторов, трамбовочных плит, установленных на экскаваторах, или взрывными трамбовками.

В настоящее время выполнение земляных работ можно заказать в организации, которая на этом специализируется и располагает крупным парком разнообразной техники. В этом случае они будут выполнены по всем требованиям заказчика. Также в такой организации можно взять в аренду спецтехнику, оснащенную всем необходимым оборудованием для выполнения поставленных задач.

Универсальной техникой для выполнения различных землеройных работ являются экскаваторы, на которые можно установить различное навесное оборудование. В этом случае данная техника приобретает неограниченные возможности.

Для выполнения работ на большой площади и в труднопроходимых условиях обычно заказывают аренду гусеничного экскаватора. Для рытья небольших траншей или выполнения работ на ограниченном участке в городских условиях потребуется совершенно другая модель. Гусеничные экскаваторы запрещено перемещать по городским дорогам.

Колесная техника позволяет выполнять разработку грунта, выравнивать земляные площадки, рыть котлованы, производить погрузку материалов и мусора.

Требования и техника безопасности при земляных работах

При выполнении любых землеройных работ должны обязательно соблюдаться требования безопасности труда. При выполнении таких работ под водой необходимо получать специальное разрешение. Также оно потребуется при работах в зоне расположения подземных коммуникаций. Работы на глубине более 2 м можно проводить только после получения разрешения.

Требования к безопасности труда во время проведения земляных работ установлены в СНИП 45.13330.2012. В этом документе отмечается, что при проведении земляных работ должны соблюдаться требования правил по организации строительного производства. Также важно обязательно соблюдать технику безопасности и требования к выполнению геодезических и строительно – монтажных работ.

Скачать СП 45.13330.2012 (СНиП 3.02.01-87) Земляные сооружения, основания и фундаменты [2013] (НИИОСП)

Скачать СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты

При возведении земляных сооружений должны использоваться определенные изделия, конструкции, грунты и материалы. Они должны соответствовать требованиям проектов и стандартам. При замене этих элементов необходимо проводить согласование с проектной организацией и заказчиком. После выполнения все земляные работы проходят процедуру контроля качества и приемки.

В СНиП 12-04-2002 отмечается необходимость предупреждения работников о возможности воздействия на них опасных производственных факторов при выполнении земляных работ в выемках и траншеях. К ним относятся:

1. движущиеся машины;
2. обрушающиеся горные породы;
3. повышенное напряжение в электрической цепи;
4. падающие предметы, например, куски породы;
5. химически опасные вещества и другие.

Безопасности земляных работ посвящается специальная документация. В этих документах указывается безопасная крутизна и конструкция крепления откосов котлованов или траншей. Также в правилах отмечается тип машин для безопасного выполнения земляных работ.

Также могут отмечаться дополнительные мероприятия для повышения устойчивости откосов в разные сезоны года. Не менее важным является требование обеспечения безопасного спуска работников к месту работ. При производстве некоторых земляных работ вначале с этих мест отводятся поверхностные и подземные воды.

Это позволяет не допустить размыва грунта и обрушения стенок выемок. Также место производства таких работ предварительно очищается от деревьев, строительного мусора и камней. В некоторых местах земляные работы можно выполнять при условии получения разрешения. Его выдает организация, которая эксплуатирует подземные коммуникации.

При обнаружении различных подземных сооружений или коммуникаций земельные работы нужно немедленно прекратить. Затем следует получить разрешение специальных органов на продолжение земляных работ.

— Техника для земельных работ