Основные направления дальнейшего развтия комплексной механизации (на примере земляных работ)

В настоящее время выпускаются промышленностью и находятся в эксплуатации одноковшовые экскаваторы с ковшами объемом 0,25−3,5 м³, скреперы с ковшом объемом 6−25 м³, фронтальные одноковшовые погрузчики, ряд грейдеров и автогрейдеров, катков и других машин, обеспечивающих выполнение тяжелых и трудоемких работ. Однако землеройные машины, осуществляя механизацию больших объемов грунта, оставляют после себя значительные объемы грунта для зачистки до проектных отметок, что создает проблемы их механизации.

Несмотря на то что уровень механизации земляных работ в строительстве достиг 99,5%, на оставшихся 0,5% немеханизированных земляных работ занято 19% всей численности рабочих. В основном эти рабочие на земляных работах заняты на доработке оснований под отметки фундаментов зданий и сооружений и на выполнении работ в стесненных условиях — в узких траншеях, пазухах и т. п.

Основания земляных сооружений, котлованов, траншей под фундаменты, а также основания и откосы каналов, подлежащие облицовке, необходимо устраивать в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) без нарушения естественной структуры грунта. Поэтому такого вида работы производят машинами с недобором грунта. При этом с увеличением типоразмера машины недобор грунта увеличивается.

Доработкой называется процесс зачистки оснований перед укладкой бетона или железобетона. Для доработки оснований выемок применяют гидравлические экскаваторы, оборудованные обратной лопатой. Ковш устанавливают на поверхность с минимальным углом копания и работают, отступая «на себя».

В связи со сложными конфигурацией рабочего контура ковша (криволинейная форма, наличие зубьев) и кинематикой движения ковша относительно разрабатываемого грунта невозможно точно соблюсти заданные параметры сооружения (отметку дна или откоса выемки). В значительной степени точность работы зависит от возможности изменять угол наклона передней стенки ковша относительно поверхности грунта. Поэтому на экскаваторах с механическим приводом, на которых ковш жестко соединен с рукоятью, точность работы ниже, чем на экскаваторах с гидравлическим приводом, у которых ковш поворачивается с помощью гидроцилиндра. Перед началом строительных работ на основаниях выемок производят доработку до проектной отметки площади основания.

Допускаемые отклонения от проектных отметок при доработке по нормам СНиП 3.02.01−87 составляют:

• — но высотным отметкам продольного профиля ± 5 см;
• — по ширине насыпей по верху и по низу ± 15 см;
• — от проектного продольного уклона дна траншей ± 0,0005.

под безнапорные трубопроводы, водоотводных канав и других выемок с уклонами Доработка оснований и откосов выемок, кроме того, может осуществляться специальными ковшами с козырьками, гелескопическим оборудованием, оборудованием с автоматическим устройством контроля движения кромок ковша по заданной траектории.

Применение различных рабочих органов обеспечивает и разную точность работы (рис. 2.1). Доработка основания ковшом с зубьями механического экскаватора 4-й размерной группы обеспечивает точность работ в пределах 0−25 см (средняя величина составляет 15 см). Работа на гидравлическом экскаваторе повышает точность работ (средняя величина неровностей составляет 12 см). Применение зачистных козырьков или ковшей с плоской режущей кромкой вдвое увеличивает точность работ (среднее отклонение составляет 7,5 см). При планировке откосов телескопическим оборудованием, в том случае когда направление движения ковша совпадает с углом откоса, точность работ повышается (среднее отклонение отметок составляет 4 см). Применение полуавтоматической системы контроля траектории обеспечивает среднее отклонение отметок планируемой поверхности в пределах 2,5−3,0 см.

Опыт работы землеройных машин (экскаваторов, автогрейдеров, бульдозеров) показал, что применение автоматизированных систем управления и контроля выполнения процесса планировки позволяет в 2−3 раза.

Рис. 2.1. Точность работ при доработке оснований экскаваторами:

/ - ЭО-4112 с ковшом с зубьями;

• 2 — ЭО-4124 с ковшом с зубьями;
• 3 — ЭО-4124 с ковшом зачистным;
• 4 — ЭО-33 331 с ковшом зачистным;
• 5 — ЭО-3322 В с ковшом зачистным

увеличить точность доработки и планировки, при этом в 3−4 раза уменьшается величина физической работы, совершаемой машинистом, и в 2 раза потребное число проходов. Все это обеспечивает повышение производительности в 1,6−1,7 раза. Объем ручного труда сокращается.

При применении автоматизированных машин может быть значительно расширена механизация работ по окончательной планировке дна котлованов и траншей, планировке поверхностей каналов и основания дорог, отделке обочин, резервов, канав и откосов и т. д.

Следует отметить, что, автоматизируя землеройные машины, нельзя достигнуть абсолютной точности выполнения работ вследствие слабой чувствительности на возмущающее воздействие на рабочее оборудование, т. е. низкой «приспособленности» оборудования к автоматизации. Поэтому для проведения необходимой автоматизации нужно совершенствовать конструкцию машин.

Одновременно следует разрабатывать малые машины, позволяющие планировать дно нешироких траншей и имеющие нужную мобильность для работы в стесненных условиях.