Машины и механизмы для подготовительных работ

Земляным работам предшествует подготовительные работы, включающие расчистку территории от лесонасаждений, кустарника и камней, рыхления грунтов, удаление плодородного слоя, снос или перенос строений, перенос подземных коммуникаций или их переход. Завершающим этапом подготовительных работ является разбивка земляного сооружения. При выполнении подготовительных работ применяют кусторезы, древовалы или валочные валочно-пакетирующие машины, корчеватели, корчеватели-собиратели, рыхлители, средства водоотлива (насосы), водопонижения (иглофильтры) и другое оборудование.

Кусторезы служат для расчистки территорий от кустарников и мелколесья при строительстве дорог, аэродромов, прокладке просек, подготовке строительных площадок, а также при проведении мелиоративных работ. Кусторезы представляют собой один из видов навесного сменного оборудования гусеничных тракторов, пневмоколёсных тягачей. В настоящее время широкое применение находят и ручные кусторезы.

Рис. 12.1.Кусторез

1 -клинообразный отвал; 2 - шаровая головка; 3 – гидроцилиндр;

4 - ограждение из труб; 5 - подковообразная рама; 6 - горизонтальные режущие ножи; 7 - вертикальный нож (колун)

Рабочий орган кустореза (рис.) – клинообразный отвал 1,к нижним кромкам которого прикреплены горизонтальные режущие ножи 6. Отвал устанавливают на универсальной подковообразной раме 5, применяемой при агрегатировании тракторов с навесным оборудованием бульдозеров и корчевателей. Для защиты от падающих деревьев и ветвей трактор оснащён ограждением 4 из труб. При работе кустореза ножи отвала скользят по поверхности грунта и режущими кромками срезают кусты и деревья (мелколесье). В передней части отвала установлен вертикальный нож (колун) 7 для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев. С внутренней стороны отвала, в его нижней части, на продольной оси имеется гнездо, в которое помещена шаровая головка 2 толкающей рамы. Такое крепление отвала к толкающей раме трактора допускает некоторое перемещение отвала в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отвал опирается на три лыжи, которые ограничивают степень его заглубления.

Величина заглубления и подъёма отвала изменяют гидравлическими цилиндрами 3 (или канатно-блочным механизмом) Для перевода кустореза в транспортное положение отвал поднимают над опорной поверхностью на 300…400мм.

В зависимости от мощности базовой машины и конструкции навесного оборудования кусторезы могут срезать кустарники и деревья диаметром до 20…30см. Ширина захвата обычно составляет 3,6м, а производительность 0,5…0,8га/ч.

Для удаления деревьев на расчищаемых участках применяют ручные пилы и кусторезы, которые имеют привод от ДВС (бензопилы) или электродвигателя (электропилы). Режущий орган может быть цепным или дисковым в зависимости от условий применения. Также могут применяться и бульдозеры.

Древовалы (рис.) удаляют деревья и пни, которыми покрыта территория под строительство какого- либо сооружения. На тракторе устанавливается толкающая рама 2, предназначенная для наклона дерева и отвальный нож 1 – для поддевания и резки корней.

Рис. 12.2. Древовал

Различают древовалы смонтированные на тракторах и позволяющие совмещать операции валки и корчевания леса и древовалы с дисковой пилой на базе одноковшового экскаватора или трактора.

Толкающее устройство поднимают на высоту 3…5м над землёй. Тяговое усилие в 25тс (250кН) достаточно, чтобы повалить дерево диаметром 2м. Оборудование древовала должно выступать вперёд на 4…6м от трактора, чтобы корни дерева не опрокинули трактор.

Корчеватели и корчеватели-собиратели применяют для извлечения из почвы крупных камней и пней, корчевания кустарников и уборки деревьев, срезанных кусторезами или наваленных древовалами. Кроме того, корчеватели могут производить рыхление плотных грунтов на глубину до 0,3м.

Рабочий орган корчевателя (корчевателя-собирателя) – сменный решётчатый отвал с зубьями, расположенными в нижней части из износостойкой стали. Корчеватели могут иметь узкие отвалы с 3…5 зубьями или широкие с 7…10 зубьями. Первые используют обычно для корчевания пней и извлечения крупных камней, вторые – для корчевания пней, удаления корней и очистки поверхности от поваленных деревьев, кустарников, пней, камней и др.

Ширина захвата корчевателей составляет 0,43…2,09м, а корчевателей-собирателей 2,7…3,55м. Наибольшее заглубление зубьев 0,4…0,5м.

Рис. 12.3. Корчеватель

1 -рама; 2 -зубья; 3 – гидроцилиндр.

Корчеватель (рис.) состоит из рамы 1 бульдозерного типа с отвалом или поперечными брусьями, на которые установлены зубья 2. Подъём и опускание рабочего оборудования производится гидроцилиндрами 3. Крепление отвала к раме может быть как жёстким, так и шарнирным. Шарнирное крепление позволяет поворачивать отвал с зубьями после их заглубления под пень. В отдельных конструкциях каждый из зубьев имеет независимый шарнирный поворот относительно отвала. Эти дополнительные операции производят специально установленные гидроцилиндры.

В зависимости от тягового усилия базовой машины за 1 час работы корчеватели выкорчёвывают 45…80 пней диаметром 0,3…0,75 м или 15…20м³ камней объёмом по 0,75…2м³. На сборе срезанного кустарника, выкорчёванных пней и на удалении остатков корней – до 2500…4000м². Сменная производительность корчевателей-собирателей составляет 1,6…3,5га.

Рыхлители применяют для послойного разрушения плотных, каменистых, скальных и мёрзлых грунтов перед разработкой их (или погрузкой) землеройными машинами, при отрывке котлованов и широких траншей, а также для взламывания покрытий дорог, улиц при прокладке через них трубопроводов и коммуникаций открытым способом. Рыхлитель (рис.) представляет собой навесное оборудование с гидроприводом на мощном гусеничном тракторе или базовом тягаче.

Рабочий орган рыхлителя имеет несколько (1…5) сменных зубьев1 с литыми наконечниками 2 из износостойкой стали. Количество зубьев и расстояние между ними, выбирают из условий полного использования тяговых усилий тягача и чтобы получаемые при разрушении глыбы можно, было убирать экскаватором. Из опыта применения рыхлителей следует, что для мелких рыхлителей расстояние между зубьями принимается 0,3…0,5м, при пяти зубьях – 0,8…1м, при трёх зубьях у средних и тяжёлых рыхлителей, расстояние между зубьями достигает 0,9…1,3м, а в очень твёрдых (крепких) грунтах рыхление даже мощными рыхлителями производится одним зубом. Зубья однозубых рыхлителей закрепляют жёстко в кармане несущей рамы и выполняют обычно неповоротными. Зубья трёх-, пятизубых рыхлителей закрепляют в специальных кронштейнах-флюгерах, поворачивающихся в плане на угол 10…20°. Шарнирное крепление зубьев обеспечивает прямолинейность движения рыхлителя при работе и уменьшает боковые нагрузки на зубья.

Рис. 12.4. Конструктивная схема рыхлителя

Рыхлители могут иметь постоянный и регулируемый угол рыхления ά наконечника зуба. Рабочее рыхлительное оборудование может быть выполнено по трёх- и четырёхзвенным схемам. На средний зуб может быть установлено буферное устройство при работе рыхлителя с трактором-толкачом.

Стойка зуба может быть прямой, полуизогнутой и изогнутой. Зубья с прямыми стойками могут хорошо работать на различных горных породах. При глубине рыхления горных пород более 800мм применяют только прямые стойки. Зубья с полуизогнутыми и изогнутыми стойками чаще используют на скальных породах пластинчатого строения и на слабых горных породах. Наконечники зубьев выполняют сменными. Для рыхления горных пород пластинчатого строения применяют зубья с открылками.

Для управления рыхлителями используют стандартные гидравлические системы бульдозеров. При навешивании рыхлительного оборудования на бульдозер, погрузчик, скрепер или автогрейдер, в существующие гидросистемы встраивают переходной кран позволяющий поочерёдно управлять рыхлителем или основным оборудованием.

Отечественные рыхлители навешивают на тягачи мощностью 108…540л.с. (80…390кВт), имеют наибольшую ширину захвата (при трёх зубьях) 1480…2140мм и рыхлят грунты высокой прочности на глубину 0,4…1,2м. Производительность навесных рыхлителей на грунтах IV…V категории составляет 60…130м³/ч, средняя рабочая скорость движения 2,5…5км/ч.