На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Механизация строительства

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 27.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 35. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


СОДЕРЖАНИЕ
Введение......................................................................................................................2
1. Цель работы  и исходные данные..........................................................................4
2. Расчет параметров  траншеи...................................................................................5
3. Машины для  производства земляных работ........................................................7
  3.1. Машины  для подготовительных работ..........................................................7
    3.1.1. Кусторезы..................................................................................................8
    3.1.1.1. Выбор кустореза....................................................................................9
    3.1.2. Бульдозеры...............................................................................................11
    3.1.2.1. Основные теоретические сведения.....................................................11
    3.1.2.2. Выбор рабочей машины.......................................................................13
    3.1.2.3. Расчет основных рабочих параметров  бульдозера...........................18
    3.1.2.4. Расчет необходимого количества  единиц техники...........................25
  3.2. Машины  для сооружения траншеи...............................................................26
    3.2.1. Роторные экскаваторы.............................................................................31
    3.2.1.1. Основные теоретические сведения.....................................................31
    3.2.1.2. Выбор рабочей машины.......................................................................33
    3.2.1.3. Расчет основных рабочих параметров  роторных 
    экскаваторов.......................................................................................................36
    3.2.1.4. Расчет необходимого количества  единиц техники...........................41
4. Допуски на  строительство....................................................................................41
Список литературы....................................................................................................44
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.......................................................................................................45
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.......................................................................................................46 

     Введение 
 

     Для строительства магистрального трубопровода, хотя бы его линейной части, надо выполнить весьма обширный объем самых разнообразных работ. Успешное выполнение этих работ возможно только при достаточной оснащенности строительных организаций специализированной строительной техникой: землеройными, транспортными, очистными, изоляционными, грузоподъемными и другими машинами. Показателем такой оснащенности является уровень механизации, т. е. процент работ, выполненных при помощи строительной техники, и определяемый отношением работ, выполненных механизированным способом к общему объему работ.
     На  строительстве магистральных трубопроводов  эксплуатируется большое количество общестроительной техники (экскаваторов, бульдозеров, кранов), а также несколько десятков типов специальных машин и механизмов. Разрабатывается и поступает на трассы строительства магистральных трубопроводов также большое число новых машин и механизмов. К этим машинам предъявляются повышенные технико-эксплуатационные требования, так как трубопроводы прокладываются во всех климатических зонах страны (в пустынях, горах, тундре), причем строительство ведется в течение всего года при температурах окружающего воздуха от + 50 до - 50°С, а трассы трубопроводов пересекают труднопроходимые участки местности (болота, горы), большое число естественных и искусственных препятствий.
     В состав работ по подготовке строительной полосы вдоль трассы будущего магистрального трубопровода входят: валка леса, корчевка пней и кустарника, удаление крупных камней, срезка бугров и засыпка впадин землей, сооружение полок на склонах, возведение насыпей на болотах и т. д. Это делается для того, чтобы обеспечить нормальную последующую работу специальных строительных машин. Сейчас наиболее трудоемкие из этих видов строительных работ механизированы и выполняются при помощи высокопроизводительных машин, представляющих собой навесное оборудование на тракторы: бульдозеров, кусторезов, корчевателей-собирателей и рыхлителей. Эти строительные машины общего назначения применяются также при строительстве дорог, прокладке просек, мелиоративных работах.
     Технология  всего комплекса земляных работ, включая инженерную подготовку полосы строительства, для соблюдения требуемых размеров и профилей земляных сооружений, а также регламентируемых допусков при производстве земляных работ, должна выполняться в соответствии с учетом требований действующих нормативных документов:
     "Магистральные  трубопроводы" (СНиП III-42-80*);
     "Организация  строительного производства" (СНиП 3.01.01-2004);
     "Земляные  сооружения. Основания и фундаменты" (СНиП 3.02.01-87);
     "Нормы  отвода земель для магистральных  трубопроводов" (СН-452-73) Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик;
     "Строительство  магистральных трубопроводов. Технология  и организация" (ВСН 004-88, Миннефтегазстрой, П., 1989);
     Закон РФ об охране окружающей природной  среды;
     Технические Правила ведения взрывных работ  на дневной поверхности (М., Недра, 1972);
     "Свод  правил по сооружению магистральных  газопроводов. Производство земляных работ" (СП 104-34-96). 
 
 
 
 
 

1. Цель работы и  исходные данные 

     Цель  работы: Для конкретного трубопровода рассчитать необходимые параметры траншеи для строительства, а так же создать алгоритм для выбора оптимального комплекта оборудования. 

Типовые исходные данные:
Таблица 1
Характеристика  трубопровода 

Параметры Значения
 
2
dTp - диаметр трубопровода, мм 720
Н - глубина  заглубления трубопровода, м 0,8
Наличие растительности + (да)
Длина участка траншеи, км 12
 
Таблица 2
Характеристика  грунта 

Категория грунта Вид грунта Плотность грунта, ? кг/м3 Число ударов плотномера ДорНИИ Коэффициент разрыхления кр
1 Песок, супесь, мягкий суглинок, средней  крепости влажный и разрыхленный без включений 1200-1500 1-4 1,08-1,17
 
Таблица 3
Характеристика  местности 

Параметр Значение
Уклон местности, град                               подъем 
                              уклон
 
5?10 -
Мощность  плодородного слоя 0,2м
 
 
 
2. Расчет параметров  траншеи 

     Параметры траншеи регламентируется соответствующими документами и зависит от диаметра трубопровода, категории грунта и  транспортируемого продукта.

 
          Рис. 1. Профиль траншеи                           Рис. 2. Условные обозначения
                                                                                 для расчета профиля траншеи 

     Профиль для траншеи необходимо выполнять  так, чтобы уложенный трубопровод по всей длине нижней образующей плотно соприкасался с дном траншеи, а на углах поворота – располагался по линии упругого изгиба [9, п. 3.4].
- сечение траншеи - трапецеидальное [4, стр. 193];
    глубина траншеи:
     h = 0,8 + DH+c,   (1) 

при D < 1000мм , h1 принимается не менее [1, п. 5.1]:
               hT = DH + 0,8м,                (2)
по условию  глубина заглубления трубопровода 0,8м (табл. 1),
hT = 720мм + 800мм = 1520мм,
толщина мягкой подушки из песка: принимаем  с = 0,2м [1, п. 5.7],
h = 1 520мм + 200мм = 1720мм,
- ширина траншеи: при D > 700мм принимается не менее:
          B =1,5•DH,           (3)
В = 1,5 • 720 мм = 1080мм , принимаем В = 1200 мм   [1, п. 5.3];
- крутизна откосов траншеи: по наименее устойчивому виду грунта (глина влажная или разрыхленная) 1:0,25 [2, п. 5.2.6], (табл. 4);
Таблица 4
     Крутизна  откосов траншей
п/п
Виды  грунтов Крутизна  откоса (отношение его высоты к  заложению) при глубине выемки, м, не более
1,5 3,0 5,0
1. Насыпные неслежавшиеся 1:0,6 1:1 1:1,25
2. Песчаные 1:0,5 1:1 1:1
3. Супесь 1:0,25 1:0,67 1:0,85
4. Суглинок 1:0 1:0,5 1:0,75
5. Глина 1:0 1:0,25 1:0,5
6. Лессовые 1:0 1:0,5 1:0,5
 
- площадь траншеи:
    принимаем обозначения, а = 1200мм – нижнее основание трапеции траншеи, b = 2060мм – верхнее основание трапеции траншеи, z – длина откосов, h – высота трапеции траншеи (глубина траншеи) (рис.1, рис. 2),
      ,                                          (4)
            тогда:
      ,                                        (5)
     следовательно:
                                              (6)
            Крутизна откосов  траншеи:
                                                    (7) 

    ,                          (8) 

- объём работ по выемке грунта составит: 

                              (9)
где Кр = 1,3 – коэффициент разрыхления (табл. 2); L = 50км – длина участка траншеи (табл. 1); 

- объем работ на объекте - 188,5 тыс. м3, скорость строительства трубопровода 1000 км/год, 50% времени планируется на земляные работы, на трубопровод протяженностью 50км потребуется:  
 

3. Машины для производства  земляных работ 

     Согласно  исходным условиям для разработки траншеи  при строительстве магистрального трубопровода диаметром 720 мм протяжённостью 50 км, пролегающую через залесенную местность по 3-ей категории грунта (крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная, аргиллиты и алевролиты), (табл. 1, табл. 2) потребуются: машины для подготовительных работ и машины для разработки траншеи.
     Для производства подготовительных работ  потребуются следующие машины: лесовалочные и другие лесные машины, кусторезы, корчеватели-собиратели и бульдозеры.
     Для сооружения траншеи, исходя из категории  грунта (табл. 2) и объёмов работ (п. 2) выбираем роторный экскаватор, для  засыпки - будем использовать бульдозеры и экскаваторы. 

        3.1. Машины для подготовительных  работ 

     Земляным  работам в строительстве, как  правило, предшествуют подготовительные работы, связанные с удалением деревьев, кустарника, корневой системы, растительного слоя, валунов. Растительный слой грунта (почва) следует удалить и сохранить для рекультивации. Кроме того, трещиноватые скальные, полускальные и замерзшие грунты, а в отдельных случаях и просто плотные грунты, чтобы их можно было разрабатывать машинами не в ущерб производительности, разрыхляют. Для всех этих подготовительных работ применяются специальные машины - древовалы, кусторезы, корчеватели, рыхлители. Обычно это машины, созданные на базе гусеничных тракторов, оснащенных специальным навесным оборудованием. Иногда для этих целей можно использовать и бульдозеры, наиболее мощные из которых в настоящее время снабжаются вторым рабочим органом - рыхлителем.
     Производительность  всех машин для подготовительных работ в значительной степени зависит от конкретных технологических и организационных условий производства работ. Вместе с тем в общем случае при рыхлении грунта, удалении растительного слоя и корневой системы кустарника производительность рыхлителей и корчевателей определяется произведением площади поперечного сечения взрыхленного слоя на среднюю рабочую скорость движения машины. Аналогично производительность кустореза, выраженную в квадратных метрах освобожденной площади, можно определить произведением ширины захвата на скорость движения машины. Однако как в первом, так и во втором случае из-за конкретных условий фактическая производительность может уменьшиться в несколько раз.
              3.1.1. Кусторезы 

     Кусторезы предназначены для срезки кустарника и мелколесья при подготовке строительной полосы [7, мод. 3].
     По  конструкции рабочего органа кусторезы  бывают с пассивным и активным рабочим органом. Пассивным рабочим органом является навешиваемый спереди отвал клинообразной формы. В' качестве активных рабочих органов используют режущие аппараты типа горизонтальных дисковых фрез.
     Наибольшее  распространение получили кусторезы  отвально-ножевого типа с прямыми ножами. Их конструкция характеризуется простотой, прочностью и надежностью в работе. Кусторез этого типа состоит из базовой машины трактора и навесного рабочего
     Управление  кусторезом при валке деревьев требует  от тракториста определенных навыков и большого внимания к соблюдению правил техники безопасности.
     Поскольку передвижение кустореза с поднятым отвалом неблагоприятно отражается на работе ходовой части трактора из-за перегруженности передних катков, при перемещении на большие расстояния отвал необходимо снимать и перевозить транспортными средствами.
     Иногда  для срезки растительности при подготовительных работах используются машины с активными рабочими органами, такими как горизонтальные дисковые и цепные пилы, фрезерные измельчители и ножевые косилки. Произвольность таких машин значительно выше, но их применение предполагает отбор мощности на рабочем органе и привлечение дополнительной техники для валки стволов, сбора срезанной растительности, срезки и складирование дерна.
       
 
 
 

     Рис. 3. Кусторез с фрезерным рабочим органом: 1 - ротор-измельчитель в кожухе; 2 -толкающие брусья; 3 - гидроцилиндры подъема/ опускания ротора; 4 - защитная конструкция FOPS; 5 базовая машина; 6 -гидросистема; 7 - насос; 8 – ходоуменьшитель. 

            3.1.1.1. Выбор кустореза 

     Кусторез  роторный КР-2 предназначен для срезания древесно-кустарниковой растительности. Срезает и одновременно измельчает древесно-кустарниковую растительность с диаметром стволов до 10 см. При диаметре стволов до 7см срезание осуществляется "напроход", при срезании стволов от 7 до 10 см срезание происходит с остановкой агрегата. Базовый трактор - ТДТ-55А. По желанию заказчика машина может оснащаться ходовой системой повышенной проходимости [22]. 
 
 
 
 

     
Рис.4. Кусторез
     Таблица 5
     Технические характеристики КР – 2
Мощность  дизеля, кВт (л.с.) 73,6(100)
Полная  масса агрегата, кг 11500
Габаритные  размеры: длина*ширина*высота, мм 6520*2450*2690
Привод  режущих органов гидравлический
Частота вращения роторного диска, об/мин 1700
Ширина  захвата, м 2,4
Высота  оставленных пеньков, см не более 40
Масса срезающе-измельчающего устройства, кг 1100
Производительность, га/час 0,5
 
 
     Рассчитываем  площадь участка (п. 3.1.3.4):
                                                 (10)
      
     Необходимая производительность будет равна:
                                                    (11)
     где – площадь участка;
     Т = 10 дней (п. 2) * 2 смены * 8 часов = 169 часов - необходимое время производства работ; 

     Эксплуатационная  производительность кустореза рассчитывается с учетом условий эксплуатации [7, мод. 3, стр. 15]:
                                               (12)
       где = 0,75 - коэффициент влияния квалификации оператора, для средней квалификации оператора (табл. 6);
        = 0,67 - коэффициент использования времени смены, для наиболее неблагоприятного случая (табл. 7);
        = 0,8 - коэффициент влияния видимости (при дожде и снеге, в тумане, темноте или пыли = 0,8);
        = 0,8 - коэффициент влияния типа трансмиссии (для автоматической коробки передач - 1, для коробки с ручным переключением передач - 0,8);
    Тогда: 

       Необходимое количество техники: 

                                             (13)
     где =6804,7 м2/ч (п.3.1.1.1.); 
 

Для выполнения работ в срок потребуется 6 корчевателей - собирателей.,
            3.1.3. Бульдозеры 
    3.1.3.1. Основные теоретические  сведения 

     Бульдозер - основная машина при выполнении подготовительных работ вдоль трассы будущего магистрального трубопровода.
     В зависимости от мощности и конструкции  бульдозеры могут работать на различных грунтах: от болотистых и песчаных до разборных, взорванных или разрыхленных пород и руд. Экономически выгодная дальность перемещения грунта бульдозером зависит от класса базового трактора, вида и прочности грунта и эксплуатационных условий. Обычно она не превышает 60 м [20].
     Бульдозер состоит из базовой машины (трактора) и специального навесного оборудования (отвала с рамой или толкающими балками), (рис. 8).
     По  способу установки отвала относительно оси трактора, различают бульдозеры неповоротные (рис. 9, а) и универсальные (поворотные), (рис. 9, б).
     Неповоротными называются бульдозеры, у которых  отвал располагается строго перпендикулярно  к оси трактора, а универсальными - когда отвал может быть установлен как перпендикулярно к оси  трактора, так и под некоторым  углом (до 60°).
     Рабочий процесс бульдозера с неповоротным отвалом состоит из операций копания, срезания стружки, перемещения грунта перед ним и разравнивания грунта. Срезанный грунт, поднимаясь вверх по отвалу, накапливается перед ним, образуя валик, близкий по форме к треугольнику в поперечном сечении, называемый призмой волочения. При транспортировании грунта катет призмы, прилегающей в отвалу, может достигнуть его высоты. После этого отвал приподнимают прекращая тем самым процесс резания, транспортируют срезанный ранее грунт до места разгрузки [5, стр. 33].
      При разработке грунта бульдозером  универсального типа срезаемый грунт  будет перемещаться по ширине отвала и отводиться в боковом, к направлению движения машины, направлении. Наиболее эффективно последняя операция совершается при установке отвала под углом к продольной оси, близким к 45°. Таким методом могут вестись работы при засыпке траншей, разработке выемок на косогорах, разравнивании валиков грунта и т.п. 

Рис. 5. Бульдозер (общий вид): 1 – базовая машина; 2 – толкающая балка; 3 – отвал; 4 – система управления овалом. 
 


Рис. 6. Конструкция  отвала бульдозера: а – неповоротного  типа; б – универсального (поворотного) типа. 

            3.1.3.2. Выбор рабочей  машины 

     Проведение  планировочных работ (снятие плодородного слоя - 0,5м и разравнивание грунта) будет вестись бульдозерами с неповоротным отвалом. Технические характеристики выбранного бульдозера представлены в таблице 9.
     Бульдозер - основная машина для подготовительных работ. Он применяется для планировки местности, срезки бугров, засыпки ям и траншей, перемещения грунта на небольшие расстояния (до 100 м) и т. д. Бульдозер может быть использован для валки деревьев с корнями, корчевания пней и кустарников.
     Возможность выполнения бульдозером многих трудоемких работ наряду с простотой, прочностью и надежностью конструкции сделали его самой широко распространенной общестроительной машиной [7, мод. 3, стр. 5].
     При гидравлическом управлении отвал бульдозера поднимается гидроцилиндра ми, питаемыми рабочей жидкостью под давлением от насоса, приводимого в действие двигателем трактора, а опускается под действием своего веса и напорного усилия гидроцилиндров, передающих на отвал часть веса трактора. Поэтому заглубление отвалов одинакового веса и конфигурации при гидравлической системе управления будет проходить более интенсивно и возможно в более плотных грунтах.
     При возможности перекоса отвала и достаточном  тяговом усилии бульдозерами с неповоротным отвалом можно разрабатывать до 70 % всех видов грунтов, включая мерзлые и горные породы, для которых обычно требуется предварительное рыхление. Бульдозеры с поворотным отвалом имеют ограниченную область применения. Их в основном используют для нарезки террас на косогорах, засыпки траншей поперечными ходами и прокладки пионерных дорог. При этом повернутый в плане отвал дает некоторые преимущества. Положение центра давления базовых тракторов не позволяет использовать отвал, повернутый в плане на угол менее 60° от продольной оси. В связи с этим непрерывный сход грунта в сторону не обеспечивается и поэтому работа непрерывными продольными ходами практически не дает эффекта. До 90-95 % времени такие бульдозеры работают с прямой установкой отвала [20].
     Отвал неповоротного типа монтируется  к двум толкающим балкам при помощи раскосов и подкосов, образуя с ними жесткую пространственную конструкцию. Свободные концы толкающих балок шарнирно крепятся к рамам гусеничных тележек трактора, обеспечивая тем самым вертикальные перемещения отвала при сохранении прямого угла между ним и осью трактора [7, мод. 3, стр. 7]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 6
     Технические характеристики бульдозера SD 16 [19] 

       
Двигатель: Тип
    Stayer WD615TI-3A
Номинальная мощность кВт/л.с.
    160 (215 л.с.)
Номинальная частота вращения (об./мин.)
      1850
Максимальный  крутящий момент
      764
Общие характеристики  
Минимальный дорожный просвет (мм)
      400
Давление  на грунт (МПа)
      0,067
Преодолеваемый  уклон
      30
Ширина  колеи (мм)
      1880
Гидравлическая  система  
Максимальное  давление
      14 МПа
Производительность
    243 л/мин
Количество  рабочих гидроцилиндров
      2
Ходовая часть  
Подвеска Подвесная балансирная  балка
Количество  поддерживающих катков (с каждой стороны)
      2
Количество  опорных катков (с каждой стороны)
      6
Ширина  гусеницы
      510 мм
Шаг гусеницы
    203,2 мм
Трансмиссия  
Гидромеханическая, без разрыва потока мощности  
Скорость 1-ая
Передняя 0-3,29 км/ч
Задняя 0 - 4,28 км/ч
Тип отвала Прямой
Объем призмы волочения (м ) 4,5
Масса отвала (кг) 2454
Производительность (м /ч) 225
Ширина  отвала (мм) 3388
Высота  отвала (мм) 1149
Максимальное  заглубление (мм) 530
Максимальный  наклон отвала (мм) 400
Масса с отвалом (кг) 17000
 
 
 
 
 
 
 
    Внешний вид и габаритные размеры бульдозера SD 16, представлен на рисунках 7 и 8 соответственно. 


 
 
 
 
 

      Рис. 7. Габаритные размеры SD 16                   Рис. 8. Бульдозер SD 16
     В теплое время года снятие плодородного слоя почвы и его перемещение  в отвал следует производить  бульдозерами, поперечными ходами - при толщине слоя более 20 см [10, п. 2.9].

Рисунок. 9. Схема отвода земель для магистральных трубопроводов 
 
 
 
 
 

Таблица 7
Полоса  отвода земли под строительство  однониточного трубопровода 

Диаметр,мм   Размеры зон в метрах   Итого зоны
1 2 3 4 5 6 1-4 1—6
До 426 (вкл.) 10,0 1,7 3,8 4,5 3,5 4,5 20 28
Более 426 до 720 (вкл.) 11,4 1,9 4,5 5,2 4,8 5,2 23 33
Более 720 до 1020 (вкл.) 12,04 2,48 8,08 5,40 5,34 5,66 28 39
Более 1020 до 1420 (вкл.) 12.59 2,74 9,09 5,57 5,70 6.30 30 42
Примечание: Предоставление для  магистральных трубопроводов  земель государственного лесного фонда производится преимущественно за счет не покрытых лесом площадей или площадей, занятых кустарником и малоценными насаждениями.
     Схема движения бульдозера при резании  и разравнивании грунта - полоса рядом с полосой.

          Рис. 10. Устройство полки 
           

     Снятие  плодородного слоя почвы должно производиться  на всю проектную толщину слоя рекультивации, по возможности, за один проход или послойно за несколько проходов. Во всех случаях нельзя допускать смешивания плодородного слоя почвы с минеральным грунтом (рис. 9), [10, п. 2.10].
     Снятие  плодородного слоя почвы, как правило, производится до наступления устойчивых отрицательных температур. В исключительных случаях по согласованию с землепользователями и органами, осуществляющими контроль за использованием земель, допускается снятие плодородного слоя почвы в зимних условиях [10, п. 2.10]. 

3.1.3.3. Расчет основных  рабочих параметров  бульдозера 

    Тяговый расчет бульдозера:
     Сопротивление грунта резанию и перемещению  преодолевается тяговым усилием бульдозера, которое должно быть несколько больше суммы всех возникающих сопротивлений. Усилие для преодоления этих сопротивлений следует определить для наиболее тяжелых условий работы бульдозера, когда он при копании и перемещении грунта движется на подъем и призма волочения грунта достигает максимальной величины (высоты отвала). Расчет ведем по методике, изложенной в [5, стр. 36]:
     - максимальное сопротивление перемещению  бульдозера Р в момент окончания набора грунта отвалом:
               Р = Рр + Рпр + Рс + РН + РТ, (14)
     В формуле 14:
     Рр - сопротивление грунта резанию:
            Pp = KpBh, (15)
     где Кр = 4000-10000 кг/см2 - коэффициент удельного сопротивления резанию, принимаем для неблагоприятного случая Кр= 9000 кг/см2 = 9*107 кг/м2 [5, стр. 37];
В = 3,388 м - длина отвала (табл. 9);
    h = 0,1Н - средняя толщина стружки, Н = 1,149 м - высота отвала (табл. 5),
h = 0,1Н = 0,1*1,149 м = 0,1149 м; 

    Тогда сопротивление грунта резанию:
        Pp = KpBh = 9*107 кг/м2 * 3,388 м * 0,1149 м = 3,504*107 кг.
    Рпр - сопротивление перемещению призмы грунта (призмы волочения) перед отвалом:
            Рпр = Vфµт?р (16)
    где Vф - фактический объем грунта, перемещаемый бульдозером: 

    где - коэффициент, учитывающий потери грунта в процессе перемещения призмы и зависящий от длины перемещения [5, стр. 39]: 

     =20 м – расстояние, на которое перемещается  грунтовая призма (табл. 5, рис. 10); 
 

     Тогда: 

     µт=0,8-1,0 - коэффициент трения грунта о грунт, меньшее значение берут для влажных и глинистых грунтов [4], принимаем для неблагоприятного случая µт = 1,0 [5, стр. 37];
     Кр – объемная масса разрыхленного грунта, кг/м3: 
 
 

     Тогда сопротивление перемещению призмы грунта: 

     - сопротивление от скольжения грунта вверх по отвалу: 

     где ? = 5° - угол продольного уклона местности (табл. 3); 

     Сопротивление трению ножа отвала бульдозера по грунту: 

     где = 2454 кг - масса базового отвала (табл. 6);
     µ = 0,5-0,7 – коэффициент трения грунта о сталь, принимаем для неблагоприятного случая, для глин и суглинков, µ = 0,7 [5, стр. 37; 4, стр. 208];  

     Сопротивление перемещению тягача: 

     где = 17000 кг – масса базовой машины (табл. 6);
     f = 0,008 - 0,12 – коэффициент, сопротивления перекатыванию, принимаем для неблагоприятного случая f = 0,12 [5, стр. 37];
          PT = Gб.н.f= 17000кг?0,12 = 2040 кг.
    Тогда: 

     - необходимая мощность (в Вт) базовой машины: 

     где = 2?6 км/ч – рабочая скорость движения бульдозера (при резании), принимаем = 6 км/ч = 6*1000м / 3600с = 1,67 м/с [5, стр. 39];
      = 0,75 – механический КПД базовой машины; 

     Мощность  базовой машины: 

      Расчетная мощность не превышает мощность (превосходя ее с большим запасом) выбранного бульдозера SD 16, которая составляет 160 кВт, поэтому данный тип бульдозера, возможно, использовать при земляных работах. Преодолеваемый уклон также, не превышает уклона местности (табл. 6).
     Производительность  бульдозера:
     - производительность бульдозера  при резании и перемещении  грунта определяют из следующего выражения:
     1 методика: 
 

     где Кв = 0,8-0,9 – коэффициент использования бульдозера во времени, принимаем для неблагоприятного случая Кв = 0,8 [5, стр. 38];
     q – объем грунта перед отвалом плотном теле: 

     где l = 3,388 м – длина отвала (табл. 6);
     b = 1,149 м – высота отвала (табл. 6);
     Кп= 0,9 – коэффициент потерь (п. 3.1.3.3);
      = 40 - 45° - угол естественного откоса  грунта [4, стр. 207], принимаем
       = 45°; tg45° = 1,
     Тогда:  

     ty – длительность одного цикла: 
 

     где Lp- длина пути резания бульдозера [5, стр. 38]: 
 

     Lп = 20 м – длина пути перемещения бульдозера (п. 3.1.3.3)
     L0 = 20 м – длина пути обратного хода бульдозера;
     ?p = 2?6 км/ч – скорость движение при резание бульдозера, принимаем vp = 6 км/ч = 6*1000м/3600с = 1,67 м/с [5, стр. 39];
     ?п = 4?км/ч – скорость движения при перемещении бульдозера, принимаем vp= 8 км/ч = 8* 1000м / 3600с = 2,22 м/с [5, стр. 39];
     ?0 = 5?10 км/ч – скорость движения при обратном ходе бульдозера, принимаем ?p= 10 км/ч = 10* 1000м / 3600с = 2,78 м/с [5, стр. 39];
     tпп = 6?8 с – время переключения передач, принимаем для неблагоприятного случая tпп = 8 с [5, стр. 39];
     tпов = 10?15 с – время остановки на поворот, принимаем для неблагоприятного случая tпов = 15 с [5, стр. 40]; 

     Тогда производительность бульдозера: 
 
 

     2 методика: 

     где Ки = 0,85?0,90 – коэффициент использования бульдозера по времени, принимаем для неблагоприятного случая Ки = 0,85 [5, стр. 38];
     Ку = 0,6 – коэффициент, учитывающей влияние уклона местности на производительность бульдозера, определяют по таблице 6, значения угла по таблице 10;
     Таблица 8
     Значение  коэффициента Кy
    Угол  подъема  в град.
    Кy Угол уклона в град.
    Кy
    0 –  5 1,00 – 0,67 0 – 5 1,00 – 1,33
    5 –  10 0,67 – 0,50 5 – 10 1,33 – 1,94
        10 – 15 1,94 – 2,25
    10 –  5 0,50 – 0,40 15 – 20 2,25 – 2,68
 
     V = 1,254 м3 – объем призмы волочения перед отвалом, (п. 3.1.3.3),
     t – продолжительность работы машины за один цикл: 

  – продолжительность работы машины  при резании грунта: 
 

     – продолжительность  работы машины при перемещении  грунта: 
     

     – продолжительность  работы машины заднего холостого  движения машины: 
     

     tпп = 8 с, tпов = 15 с;
     t00 = 2?4 с – время отпускания отвала, принимаем t00 = 4 с [5, стр. 39];
     Продолжительность работы машины за один цикл: 

     Тогда производительность бульдозера: 

     - производительность бульдозера  при планировочных работах (разравнивании грунта): 

где L = 50000 м – длина планируемого участка (табл. 1);
? = 90° – угол установки отвала в плане, отвал прямой;
= 0,5 м  – величина перекрытия прохода [5, стр. 40];
n = 1 – число проходов по одному месту [5, стр. 40];
?= 1,67 м/с – рабочая скорость движения бульдозера (при резании); 
 
 

3.1.3.4. Расчет необходимого  количества единиц  техники
     Расчет  параметров строительной полосы:
     Минимальная ширина полосы, с которой снимается  плодородный слой почвы, должна равняться ширине траншеи по верху плюс 0,5 м в каждую сторону [6, стр. 454], (рис. 14). Ширину полосы земель, отводимых для строительства трубопровода, устанавливается согласно таблице 11 [6, стр. 457].
     

     Рис. 11. Строительная полоса
     - площадь строительной полосы:
     Sсп = 23м* 50000м =1150000м2 =1150тыс.м2,
     - объем плодородного слоя: 
 

     Таблица 9
     Нормы отвода земель
Диаметр трубопровода, мм Ширина  полосы земель, отводимых для одного подземного трубопровода, м
 
 на  землях несельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства и землях государственного лесного фонда
на землях сельскохозяйственного назначения худшего качества (при снятии и восстановлении плодородного слоя
?426 20 28
> 426 - 720
      23
33
> 720 - 1020 28 39
> 1020 - 1220 30 42
> 1220 - 1420 32 45
    с учетом разрыхления грунта:
 
 
     Количество  бульдозеров на перемещение  и резание грунта:
     С учетом количества рабочих дней tраб =10дней (п. 2) выделяемых на разработку траншеи, количества смен – п = 2, количества часов работы в смену   tCM = 8часов , объема работ V = 747,5тыс.л3, необходимая часовая производительность при перемещении и резании грунта: 
 

     Учитывая  производительность одного, выбранного бульдозера  П = =112м3 (п. 3.1.3.3), находим необходимое количество бульдозеров: 
 

       Потребуется 1 бульдозер для обеспечения заданной производительности строительства.
     С помощью программного продукта в  версии Excel, основанного на приведенных формулах, возможно вычисление любого из представленных бульдозеров и выбор наиболее экономически оптимального. 

3.2. Машины для сооружения  траншеи 

     Для разработки траншеи в нормальных условиях применяют в основном одноковшовые универсальные и (или) роторные, цепные экскаваторы (рис. 13). Для разработки широких траншей с откосами (в сильно обводненных, сыпучих, неустойчивых грунтах) на сооружении трубопроводов используются одноковшовые экскаваторы, оборудованные драглайном [7, мод. 3, стр. 2]. Для рытья траншей на заболоченных и обводненных участках трассы применяются машины, специально оборудованные для работы в этих условиях. К этим машинам относятся различные типы канатно-скреперных установок (КСУ).
     Одноковшовые  экскаваторы по конструктивным параметрам разделяются на размерные группы. Конструктивные особенности экскаваторов, отраженные в классификационных признаках разных групп, включают в себя: тип ходового устройства и тип подвески рабочего оборудования.
     По  типу ходового устройства экскаваторы  подразделяются на гусеничные, пневмоколесные, на специальном шасси на базе трактора или автомобиля.
     По  типу подвески рабочего оборудования экскаваторы подразделяются на экскаваторы с гибкой подвеской (канатно-блочное управление, механический привод) и на экскаваторы с жесткой подвеской (гидравлический привод).
     Основными параметрами одноковшовых экскаваторов, отраженных в классификационных признаках являются: эксплуатационная масса, вместимость ковша и мощность основного двигателя.
     Различают геометрическую и номинальную вместимость (емкость) ковша. В отличие от геометрической, номинальная вместимость ковша дополнительно учитывает объем материала, разрабатываемого экскаватором и удерживаемого над открытой поверхностью ковша (объем «шапки»).
     Мощность  основного двигателя - мощность двигателя, установленного на машине и являющегося приводом для механизмов экскаватора. В большинстве экскаваторов основным двигателем является двигатель внутреннего сгорания.
     К технико-эксплуатационным параметрам одноковшовых экскаваторов относятся: скорость передвижения, величина давления на грунт, наибольший преодолеваемый угол подъема пути, глубина и радиус копания, высота выгрузки и время выполнения операций рабочего цикла.
     Основные  рабочие размеры являются параметрами, определяющими технологию экскаваторных работ. Для экскаваторов, оснащенных навесным оборудованием обратной лопатой при проведении открытых выработок основными рабочими параметрами являются: радиусы и высота копания и выгрузки, кинематическая глубина копания, размеры ходового устройства экскаватора, характеризуемые колеей и базой.
     Основными видами сменного оборудования одноковшовых экскаваторов с канатной подвеской являются: прямая и обратная лопаты, драглайн, грейфер и кран. Каждый вид сменного оборудования требует соответствующей запасовки канатов.

Рис. 12. Виды навесного оборудования одноковшового универсального экскаватора с канатной системой управления: а - прямая лопата; б - обратная лопата; в -драглайн; г - кран; д - грейфер; е - струг; ж - копер; з - башенный кран; и - боковой драглайн; к - клин-баба; л - планировщик откосов; м – корчеватель 

     Гидравлические  экскаваторы могут быть оснащены сменными ковшами различной вместимости и формы, а также сменным оборудованием в виде гидромолота, зуба рыхлителя различной конструкции или рыхлительным оборудованием захватноклещевого типа.
     Рыхлительное оборудование в виде гидромолота, обеспечивающее ударное разрушение разрабатываемых пород и негабаритов, как и зубья, рыхлители укрепляются на оголовке стрелы экскаватора вместо ковша.
     Рыхлительное оборудование захватноклещевого типа обеспечивает рыхление мерзлых и крепких пород без снятия ковша экскаватора.
     Технологические схемы проведения одноковшовыми  экскаваторами открытых горных выработок делятся на: бестранспортную и транспортную. При работе по бестранспортной схеме экскаватор укладывает породу из выработки в отвал. При работе по транспортной схеме порода грузится в кузова транспортных средств. Возможны различные варианты как бестранспортных, так и транспортных технологических схем сооружения траншей одноковшовыми экскаваторами. По месту расположения на дневной поверхности экскаватора и экскаваторного забоя относительно торца и бортов проходимой выработки различают лобовую и боковую закрытые проходки.
     Лобовой проходкой экскаватор ведет разработку забоя по горцу выработки, перемещаясь по дневной поверхности в контуре выработки по ее ширине.
     Боковой закрытой проходкой экскаватор разрабатывает  забой по одному из бортов выработки, перемещаясь по дневной поверхности вне контура выработки по ее ширине.
     Лобовая и боковая закрытая проходка более  рациональны при проведении канав и траншей и могут быть осуществлены как по бестранспортной, так и транспортной технологическим схемам.
     Процесс периодического перемещения экскаватора  вдоль трассы траншеи после выемки заданного объема породы или достижения заданной глубины и профиля выработки называется передвижкой экскаватора. Передвижка экскаватора при лобовой и боковой закрытой проходках производятся на поверхности без захода машины в выработку, что обеспечивает мобильность.
     Рабочие параметры экскаваторного оборудования, проектные размеры и целевое назначение выработок являются основными факторами, которые определяют выбранную технологическую схему.
     Цепной  траншейный экскаватор (рис. 13) – самоходная землеройная машина непрерывного действия, снабженная рабочим органом в виде бесконечной цепи с навешенными на нее на определенном расстоянии друг от друга ковшами.
     Ковшовая  цепь монтируется на специальной  наклонной или вертикальной подъемной раме, расположенной в задней части тягача.
     Вследствие  большого количества шарнирных соединений цепной рабочий орган обладает сравнительно меньшей жесткостью, более подвержен  износу и способен работать на меньших скоростях, чем роторный.
     В связи с тем, что цепные экскаваторы  имеют меньшую производительность и надежность, а также менее маневренны в рабочем положении по сравнению с роторными траншейными экскаваторами, они не нашли применения при строительстве магистральных трубопроводов.
     Роторным  траншейным экскаватором (рис. 13) называется самоходная землеройная машина, оснащенная рабочим органом в виде жесткого колеса (ротора) с расположенными по его периметру ковшами и предназначенная для рытья траншей определенного профиля.
     Роторные  траншейные экскаваторы благодаря  жесткой конструкции своего рабочего органа способны разрабатывать более плотные грунты (например, разборную скалу), чем цепные.
     Роторный  траншейный экскаватор формирует траншею  прямоугольного сечения с вертикальными стенками; при оснащении его рабочего органа двумя наклоненными ножами-откосниками может разрабатывать траншею трапецеидального сечения. Производительность экскаваторов этого типа (при одних и тех же размерах траншеи и одинаковой установленной мощности двигателя) в два раза выше производительности цепных и в пять-шесть раз выше производительности одноковшовых экскаваторов.
     

Рис. 13. Типы траншейных экскаваторов: а – цепной; б – роторный с рабочим органом навесного типа; в – роторный с рабочим органом полуприцепного типа. 
 
 
 
 
 
 

     3.2.1. Роторные экскаваторы 

     3.2.1.1. Основные теоретические  сведения 

     Экскаваторами непрерывного действия ведут проходку выработок (траншей, канав), непрерывно разрабатывая и транспортируя породу в отвал или кузов транспортного средства [5, стр. 18].
     Роторные  траншейные экскаваторы непрерывного действия предназначены для открытия траншей под магистральные трубопроводы в грунтах I-1V категорий и в мерзлых грунтах с промерзанием на всю глубину траншеи и состоят из двух основных агрегатов: тягача, представляющего собой переоборудованный промышленный трактор и рабочего органа (рис.18).
     Рабочий орган экскаватора состоит из двух основных устройств: ротора и транспортера. Ротор предназначен для разработки грунта и подачи его на транспортер. Он представляет собой жесткое полое колесо с равномерно расположенными ковшами, оснащенными режущим инструментом.

      Рис.14. Экскаватор траншейный роторный ЭуР-204:.
      1— тягач; 2 — гидроцилиндры  подъема  рабочего органа;  3 —привод рабочего -органа; 4 — транспортер; 5 — подборный щит; 6 — откосник- 
       

     При разработке траншеи в неустойчивых грунтах к раме рабочего органа с  двух сторон крепят ножи-откосники, срезающие  грунт со стенок траншеи и придающие тем самым последним трапецеидальную форму поперечного сечения. Обрушиваемый грунт подхватывается ковшами ротора и высыпается на транспортер.
     Транспортер предназначен для удаления разработанного ротором и ножами-откосниками  грунта в отвал (бруствер). Он расположен в верхней части внутренней полости ротора перпендикулярно к продольной оси экскаватора и укреплен на раме рабочего органа. При отрытии траншеи ротор, вращаясь, разрушает зубьями грунт, который, попадая затем в ковши, поднимается ими вверх по специальному щиту, ограничивающему просыпание грунта, до места разгрузки на транспортер. Транспортер подхватывает высыпающийся из ковша грунт, разгоняет его и выбрасывает в сторону от траншеи, образуя ровный отвал.
     Подача  экскаватора обеспечивается движением  тягача на рабочих скоростях. Современные модели отечественных траншейных экскаваторов имеют 16 рабочих передач, изменяющих скорость рабочего хода в диапазоне 20-500 м/ч.
     По  конструкции рабочего органа экскаваторы разделяются на цепные многоковшовые, цепные скребковые, роторные многоковшовые и роторные бесковшовые (фрезерные).
     Главным параметром экскаватора непрерывного действия является глубина копания.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.