Вся электронная библиотека >>>

 Экскаваторы >>>

    

 

Траншейные роторные экскаваторы


Раздел: Строительная техника

   

ВВЕДЕНИЕ

  

В последнее время в Советском Союзе и за рубежом все большее распространение получает трубопроводный транспорт грузов, выгодно отличающийся по экономическим показателям от других видов транспорта. Он применяется для транспортирования главным образом жидких и газообразных продуктов. Трубопроводный транспорт в Советском Союзе особенно интенсивно начал развиваться в послевоенные годы. Этому способствовали открытия месторождений больших запасов нефти и газа в районах, удаленных на значительные расстояния от промышленных центров страны. Только за прошедшее пятилетие построено более 25 ООО км магистральных газопроводов и 11 ООО км нефтепроводов и продуктопроводов. К настоящему времени общая протяженность трубопроводов достигает почти 100 000 км.

Директивами XXIV съезда КПСС предусмотрено довести годовую добычу газа к 1975 г. до 300—320 млрд. м3, а нефти — до 480—500 млн. т. При этом значительный прирост добычи газа предполагается в Коми АССР, республиках Средней Азии, Западной Сибири, Оренбургской области.

Директивами предусматривается сооружение мощных газопроводов для подачи газа от мест добычи к местам потребления, а также для создания единой системы газоснабжения страны.

Всего за пятилетку (1971—1975 гг.) намечено построить 30000 км газопроводов и 27 000 км нефтепроводов.

При этом для сооружения мощных газопроводов на Севере страны, в Западной Сибири, Средней Азии будут широко применяться трубы диаметром 1420 мм, рассчитанные на давление газа 75 кгс/см2. Будет построено около 100 компрессорных станций, на которых будут установлены газоперекачивающие агрегаты мощностью 5000— 10 000 кВт, а в дальнейшем — мощностью 16 000—25000 кВт.

Для решения этих задач предполагается высокая организация тру- ' да, значительное повышение уровня комплексной механизации всех строительных процессов на основе новейших достижений науки и техники.

Строительство магистральных трубопроводов делится на два самостоятельных раздела:

—        строительство наземных сооружений;

—        строительство линейной части.

К наземным сооружениям относятся насосные и компрессорные станции, резервуарные парки, различные здания и сооружения для эксплуатационных нужд, жилые поселки для эксплуатационного персо- «ала и домики для линейных ремонтеров (обходчиков). Строительство наземных сооружений производится обычными методами с помощью строительных машин и механизмов общего назначения.

В зависимости от географических, климатических и геологических условий линейная часть трубопровода может быть выполнена в подземном, наземном или надземном варианте. В первом случае трубопровод укладывают в траншее с последующей засыпкой, во втором случае — на подготовленной поверхности земли под слоем обваловывающего грунта или без него, а в последнем случае — на специальных опорах выше поверхности земли.

В настоящей книге рассмотрен лишь подземный вариант сооружения трубопроводов как наиболее распространенный в практике трубопроводного строительства.

Строительство линейной части подземных магистральных трубопроводов включает в себя следующие технологические процессы:

—        инженерную подготовку трассы;

—        сварку и монтаж трубопровода;

 — рытье траншей;

—        очистку, изоляцию и опуск трубопровода в траншею;

—        засыпку траншей;

—        сооружение переходов через естественные и искусственные препятствия;

—        продувку и испытание трубопровода;

—        сооружение линий связи;

—        сооружение электрозащиты трубопровода.

Строительство магистральных трубопроводов в настоящее время производится несколькими строительными организациями, каждая из которых специализируется на выполнении какого-либо одного или нескольких технологических процессов.

Все строительно-монтажные процессы на строительстве магистральных трубопроводов выполняются в основном машинами. При этом используются как строительные машины общего назначения, так и машины, созданные специально для строительства магистральных трубопроводов. Применение этих машин позволило почти полностью механизировать все технологические процессы и придать строительству характер поточного производства с высокой степенью индустриализации.

Сущность индустриализации заключается в том, что большая часть работ по сварке труб, изготовлению колен для кривых вставок, а в некоторых случаях очистка и изоляция наружной поверхности труб выполняется на трубосварочных (трубозаготовительных) стационарных или полустационарных базах, что значительно повышает производительность и качество работ и снижает их стоимость. Так, сварку труб в секции на базах осуществляют сварочными автоматами с применением специального оборудования, вращающего свариваемую секцию "(так называемая поворотная сварка). Непосредственно на трассе сварку выполняют наращиванием нитки трубопровода вручную (потолочная сварка).

Поточность строительства предполагает непрерывность технологических процессов и их выполнение в строгой технологической последовательности. При этом строительные машины и оборудование перемещаются вдоль трубопровода, оставляя за собой уложенный в траншею трубопровод. В работе одновременно участвуют от 20 до 25 строительных машин и другого оборудования, производительность которого согласуется с общим темпом потока.

Рытье траншей является составной частью строительного комплекса и представляет собой один из наиболее трудоемких и ответственных по срокам и качеству выполнения технологических процессов. Подготовка траншей предшествует изоляционно-укладочным работам. Однако траншею нельзя рыть слишком рано, так как в результате воздействия атмосферных осадков, механических нагрузок от проходящего вблизи транспорта и других причин она может обрушиться. Согласно СНиП-Ш.Д.Ю—72 разрыв по времени между полной готовностью траншеи и укладкой в нее изолированного трубопровода не должен быть значительным. Таким образом, земляные траншейные работы вписываются в технологический поток, занимая место между сварочно-мон- тажными и изоляционно-укладочными работами.

Для рытья траншей на строительстве магистральных трубопроводов применяют как универсальные одноковшовые, так и специальные траншейные роторные экскаваторы. В последнем случае поперечный профиль траншеи определяется контуром профильной проекции рабочего органа экскаватора. Это позволяет наиболее полно оптимизировать работу экскаватора по объему вынимаемого из траншей грунта. При работе одноковшового экскаватора соответствие между проектной и действительной шириной траншеи будет только при соответствующем выборе ковша. Поскольку одноковшовый экскаватор является универсальной машиной, то выполнение этого условия — явление случайное. В подавляющем большинстве случаев одноковшовый экскаватор забирает грунт с разных участков забоя по ширине с одной стоянки, оставляя на боковых стенках траншеи вертикальные и наклонные гребни, вершины которых определяют профиль траншеи. Это приводит к тому, что фактический объем вынутого из траншеи грунта будет всегда больше проектного. Л. Д. Шор [54] установил, что при одинаковых проектных размерах траншеи одноковшовый экскаватор вынимает грунта в среднем в 1,5—2 раза больше по сравнению с роторным.

Для оценки машин этих двух видов проведем сравнение по удельным показателям наиболее распространенных в трубопроводном строительстве землеройных машин: одноковшового экскаватора Э-652А, оборудованного обратной лопатой, и траншейного роторного экскаватора ЭР7АМ. Предположим, что каждая из машин разрабатывает траншею глубиной 2,0 м, шириной по дну 1,2 м, с откосами в верхней части, имеющими уклон 1 : 0,33. Площадь поперечного сечения траншеи 2,9 м2. Такие размеры могут быть выдержаны, если траншея будет вырыта экскаватором ЭР7АМ. В случае применения для этих целей одноковшового экскаватора неизбежно увеличение объемов земляных работ или, что то же самое, увеличение поперечных размеров траншеи. Принимая указанное ранее превышение объемов вынимаемого грунта и учитывая, что траншея разрабатывается экскаватором Э-652А, найдем приведенную площадь поперечного сечения траншеи, равную 4,3—5,8 м2.

Для вместимости ковша экскаватора Э-652А, равной 0,65 м3, и продолжительности цикла при работе в отвал с поворотом на 90°, составляющей 23с без учета времени на передвижение экскаватора, его производительность будет 101,6 м3/ч грунта, что составит от 17,5 до 23,6 м отрытой траншеи. На экскаваторе установлен дизельный двигатель Д-108-1 мощностью 75—82 л. с. Если эту мощность отнести к часовой линейной производительности, найдем удельную энергоемкость машины, находящуюся в пределах от 3,18 до 4,68 л. с./(м/ч). Аналогично, масса машины, отнесенная к часовой линейной производительности, будет равна 0,90—1,21 т/(м/ч) при общей массе 21,2 т.

Часовая линейная производительность роторного экскаватора может изменяться в зависимости от прочности грунта от 31 до 310 м/ч. На экскаваторе установлен дизель Д-108 мощностью 108 л. с. Масса экскаватора 24,45 т. Удельные показатели соответственно будут: по энергоемкости — от 0,35 до 3,5 л. с./(м/ч); по металлоемкости — от 0,08 до 0,79 т/(м/ч).

Из приведенного анализа следует, что по энергоемкости и металлоемкости, отнесенных к единице линейной производительности, одноковшовый экскаватор Э-652А уступает роторному ЭР7АМ.

Если учесть, что одноковшовые экскаваторы кроме рытья траншей выполняют и другие земляные работы (срезку грунта на косогорах при устройстве горизонтальных уступов — «полок», рытье котлованов при строительстве наземных сооружений и др.), то траншейные роторные экскаваторы следует признать основными машинами для рытья траншей на строительстве трубопроводов.

Благодаря своим высоким техническим и эксплуатационным показателям траншейные роторные экскаваторы находят все большее распространение в трубопроводном строительстве. Так, по тресту «Союз- проводмеханизация» с 1957 по 1972 г. в среднем более половины объема земляных работ было выполнено этими машинами (см. ).

Нельзя, однако, считать, что одноковшовые экскаваторы могут быть полностью вытеснены из трубопроводного строительства роторными экскаваторами. Существуют условия, при которых нельзя применить роторные экскаваторы, например, при разработке перемычек, которые образуются на стыке двух траншей; при рытье траншей на сильно пересеченной местности, где планировка поверхности для роторного экскаватора не выгодна; при разработке взорванных скальных грунтов И т. д.

Траншейные роторные экскаваторы применяют также на строительстве городских трубопроводных линий, а также линий кабельной связи, на строительстве зданий для рытья траншей под фундаменты и т. п.

Современные траншейные роторные экскаваторы представляют собой сложные автономные механические системы с элементами электро- и гидропривода. Для их обслуживания требуются персонал высокой квалификации и универсальные знания. Вместе с тем машинист экскаватора должен обладать комплексом знаний и навыков, присущих только своей специальности. Это позволит ему правильно выбирать режимы работы машины в зависимости от конкретных производственных условий и организовать ее работу таким образом, чтобы сократить до минимума простои машины и добиться от нее высокой производительности. С этой целью в Министерстве строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности организовано обучение машинистов траншейных роторных экскаваторов. Настоящая книга является учебным пособием для подготовки машинистов и написана в соответствии с программой подготовки рабочих кадров в учебно-кур- совой сети этого министерства. В ней обобщен опыт работы конструкторских бюро, научно-исследовательских институтов, заводов-изготовителей и эксплуатирующих организаций в области совершенствования и модернизации траншейных экскаваторов, создания новых высокоэффективных моделей.

Значительное место в книге отведено вопросу повышения износостойкости зубьев ковшей экскаваторов и освещению результатов работы ученых и конструкторов в этой области. Наряду с другими усовершенствованиями создание высокоэффективных зубьев ковшей экскаваторов позволило рекомендовать эти машины для разработки мерзлых грунтов, что особенно важно для северных районов страны и районов Западной Сибири, где в настоящее время ведется трубопроводное строительство в больших объемах.

В книге описаны машины новых моделей, а также экскаватор ЭР7АМ, являющийся модернизированной моделью экскаватора ЭР7А. Кроме того, в ней описанию устройства машин, режимов их эксплуатации и указаниям по техническому обслуживанию предшествует краткое изложение физической сущности взаимодействия рабочих органов машины с грунтом и ее элементов между собой. Такое построение книги соответствует возросшим требованиям эксплуатационников по фундаментальным знаниям о конструкции и работе траншейных роторных экскаваторов.

В первых главах книги, посвященных рассмотрению функциональных органов машины в целом безотносительно к определенной модели, основные положения иллюстрированы математическими зависимостями, которые приведены лишь для более глубокого понимания излагаемого материала, но не являются исчерпывающими в плане теории траншейных роторных экскаваторов.

Введение, первая — пятая главы написаны канд. техн. наук В. Я. Крикуном, шестая глава — инж. Ю. К. Орловым, седьмая — инж.

К. А. Остапенок, восьмая — двенадцатая главы и приложения — П. Я. Давидовичем.

Авторы будут благодарны всем читателям за их критические замечания по книге и выражают искреннюю признательность канд. техн. наук Г. А. Арендту, Е. П. Ковалеву, И. А. Марченко, С. Н. Николаеву, инж. М. 3. Алыпицу, А. М. Калягину, Н. Н. Кузнецову, А. Г. Новаку, В. В. Покровскому, Г. И. Соколову, М. С. Фрадкину и И. Н. Шпекто- рову за представленные ими материалы и оказанную помощь при подготовке рукописи, а также благодарны инж. М. М. Черемисинову за ценные указания, сделанные им при рецензировании рукописи.

 

Контрольные вопросы

 

1.         Назовите директивные цифры по добыче газа и нефти и объемам строительства магистральных трубопроводов на девятую пятилетку.

2.         Каковы основные тенденции строительства магистральных трубопроводов в настоящее время и на ближайшую перспективу?

3.         Назовите основные объекты строительства магистральных трубопроводов.

4.         Что такое подземный, наземный и надземный трубопроводы?

5.         Из каких технологических процессов складывается строительство подземных магистральных трубопроводов?

6.         В чем заключается существо индустриализации трубопроводного строительства?

7.         Что такое поточность строительства?

8.         Какое место в составе строительства трубопроводов занимают земляные работы? Как эти работы согласуются по срокам с другими видами работ?

9.         Какие машины применяются для рытья траншей?

10.       Оцените преимущества роторных траншейных экскаваторов перед одноковшовыми экскаваторами при разработке траншей.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Траншейные роторные экскаваторы

 

Смотрите также:

 

Роторные траншейные экскаваторы для рытья траншей...

Роторные траншейные экскаваторы имеют ряд преимуществ перед цепными траншейными экскаваторами...

 

Многоковшовые экскаваторы

Роторные траншейные экскаваторы (215).
Поворотные роторные экскаваторы могут разрабатывать грунт как выше, так и ниже стоянки машины.

 

...цепные и роторные траншейные экскаваторы.

Применительно к гражданскому и промышленному строительству используются две группы экскаваторов непрерывного действия — цепные и роторные траншейные...

 

Экскаваторы многоковшовые цепные и роторные...

К ним относятся многоковшовые цепные и роторные траншеекопатели, цепные скребковые, роторные бесковшовые (фрезерные), экскаваторы-дреноук-ладчики...

 

ЭКСКАВАТОРЫ. Одноковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы оборудуют преимущественно гусеничными (траншейные, мелиоративные и карьерные роторные экскаваторы) или...

 

Экскаваторы. РАЗРАБОТКА ТРАНШЕЙ ЭКСКАВАТОРАМИ

Разработка траншей с вертикальными стенками в плотных глинистых грунтах производится роторными экскаваторами. Эти экскаваторы роют траншей шириной...

 

...мерзлых грунтов, роторные траншейные экскаваторы...

Для разработки мерзлого грунта на всю глубину промерзания применяют роторные траншейные экскаваторы ЭТР-231 с двигателем мощностью 220 кВт...

 

Последние добавления:

 

ТОВАРОВЕДЕНИЕ ЮВЕЛИРНЫХ ТОВАРОВ И ЧАСОВ  Этническая история ранневизантийского Крыма    Деревья и кустарники Черноморского побережья