Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Бестраншейная прокладка силовых кабелей

Рыхлители и кабелеукладчики ударного действия - Бестраншейная прокладка силовых кабелей

Оглавление
Бестраншейная прокладка силовых кабелей
Характеристики кабельных трасс в земле
Сопротивление грунтов разрезанию
Разработка грунтов ножевыми кабелеукладчиками
Допустимость бестраншейной прокладки силовых кабелей
Технологический процесс прокладки кабеля ножевыми кабелеукладчиками
Прокладка кабелей в мерзлых и скальных грунтах
Контроль за бестраншейной прокладкой силовых кабелей
Машины для разработки траншей под кабели
Прокладка кабелей под дорогами
Классификация кабелеукладчиков
Магистральные кабелеукладчики с пассивными ножами
Механизация прокладки кабелей в дне рек и водоемов
Легкие кабелеукладчики с пассивными ножами
Вибрационные кабелеукладчики
Микрокабелеукладчики для работы в стесненных условиях
Стабильность заглубления ножа
Комбинированные грунторазрабатывающие агрегаты
Рыхлители и кабелеукладчики ударного действия
Механизация размотки кабельных барабанов
Развитие кабелеукладочной техники
Технико-экономические показатели бестраншейной прокладки кабелей
Литература и приложения

17. РЫХЛИТЕЛИ И КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
Интенсивное освоение районов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера ставит проблему повышения эффективности машин для разработки мерзлых и скальных грунтов под укладку кабелей.
В последние годы наметилась тенденция производства работ по прокладке кабелей на заболоченных трассах в зимнее время, когда грунт промерзает, что позволяет использовать тяжелую технику.
В настоящее время увеличение объемов работ по прокладке кабелей в прочных грунтах составляет 10— 15 % в год, а суммарный объем работ в прочных грунтах достигает 20 % общего объема.
Механические способы разработки прочных грунтов (разрушение ударом, резание и виброразрушение) находят наибольшее применение в практике строительства. В среднем энергоемкость этих работ составляет 106 (кН-м)/м3 при минимальной стоимости разработки 1 м3 0,2 руб.
Достаточно эффективным методом работы в мерзлых грунтах является использование для рытья траншей роторных экскаваторов непрерывного действия. Однако такие машины нецелесообразно применять в грунтах с повышенной абразивностью и в грунтах с каменистыми включениями в связи с быстрым износом рабочих органов. Наиболее производительным способом при больших объемах работ является рыхление взрывом. Стоимость этого способа рыхления составляет примерно 0,63 руб/м3.
В табл. 9 приведены технико-экономические показатели механических способов разработки мерзлых и скальных грунтов в сопоставлении с показателями взрывных работ.
Однако буровзрывной метод разработки траншей имеет существенные недостатки, так как работы можно вести лишь на определенном расстоянии от строений и коммуникаций, кроме того, происходит разбрасывание грунта, необходимого для засыпки траншей.
Одним из направлений повышения производительности землеройных машин является увеличение мощности и тягового усилия базовых машин. Однако увеличение мощности землеройных машин не обеспечивает пропорционального роста их производительности и позволяет эффективно использовать эти машины только при больших объемах земляных работ.

Таблица 9


Способы разработки грунтов и машины

Трудоемкость, человеко- дней

Стоимость, руб/м3

Взрывные работы

 

 

Взрывание способом рукавов

0,06

0,45

Взрывание мелкошпуровым способом

0,12

0,68

Механический способ

 

 

Рыхлитель Д-652АС

0,008

0,3

Двухбаровая скалорезная машина

0,01

0,58

Дисковая фрезерная машина ДФМ- ГПИ-50Б

0,01

0,63

Экскаватор типа Э-652 с ковшом активного действия

0,027

0,35

Пневматический отбойный молоток

0,09

3,62

Разработка многоковшовым экскаватором ЭТУ-353

0,01

0,29—0,44

Роторный экскаватор ЭТР-132

0,03

0,12

В строительстве требуется постоянно выполнять разнообразные рассредоточенные земляные работы в достаточно стесненных условиях, не связанные с разработкой больших объемов грунта (рытье траншей под укладку кабелей и других гибких коммуникаций, котлованов и т. п.). Для этого необходимы относительно легкие мобильные машины. Поэтому в последнее время наблюдается тенденция создания землеройных машин с активными рабочими органами. Активизация рабочих органов путем приложения различного рода импульсных нагрузок (например, вибрационных или ударных) обеспечивает концентрацию усилий на рабочем органе и позволяет разрабатывать более прочные грунты.
Повышение производительности рыхлителей прочных грунтов приобретает особую актуальность при бестраншейной прокладке гибких коммуникационных и защитных устройств —- кабелей, труб, грозозащитных тросов, маркерных лент и т. п. В этом случае рыхление грунта производится не по площадям, как, например, при вскрышных работах, а линейно вдоль по трассе прокладки гибкого устройства на заданной нормативной глубине.
Конструкции рыхлителей ударного действия. Известны рыхлители с пневматическим, гидравлическим, механическим, электромеханическим, взрывоимпульсным и другими способами привода ударных рабочих органов.
Во ВНИИ землеройных машин разработана конструкция рыхлителя для послойного рыхления мерзлых грунтов (рис. 47). Рыхление происходит за счет тягового усилия базового трактора и динамических усилий, возникающих при ударе маятникового ударника по хвостовику рабочего органа.

Рыхлитель для мерзлых грунтов
Рис. 47. Рыхлитель для мерзлых грунтов
Рыхлитель выполнен в виде навесного оборудования к трактору Т-100 с гидромеханическим ходоуменьшителем. На раме закреплена стойка с рабочим органом, опирающимся на лыжу. В задней части рамы шарнирно закреплен ударник. Подъем рабочего оборудования в транспортное положение осуществляется с помощью гидроцилиндра.
Рыхлитель оснащен автоматической системой, которая позволяет согласовывать движения рабочего органа и ударника. Удар происходит, когда ударник поднят на заднюю высоту, а рабочий орган отжат грунтом в крайнее заднее положение.
Техническая характеристика    
Работа единичного удара, кДж До 25
Число ударов в минуту    в—12
Расчетная производительность, м3/ч 40
Рабочая скорость передвижения, м/ч До 350
Масса навесного оборудования, кг                 Не более 6000
Был предложен рыхлитель с гидропружинным молотом. Ударный механизм рыхлителя с клиновидным носком подвешивается к раме шарнирно с помощью двух тяг: поворотной тяги, положение которой меняется гидроцилиндром, и задней опорной тяги, присоединенной шарнирно к несущей раме и корпусу рабочего органа. При такой системе подвески рабочего органа можно изменять глубину рыхления, изменяя одновременно угол наклона рабочего органа.
Навесной пневмоударный рыхлитель
Рис. 48. Навесной пневмоударный рыхлитель

Вал отбора мощности трактора соединен с гидронасосами, которые приводят в действие гидромотор пружинного молота и гидравлический ходоуменьшитель. Молот развивает энергию удара около 600 Дж.
Рассмотренные рыхлители имеют низкую частоту удара, что приводит к неравномерному движению базового трактора и большим динамическим воздействиям на него.
Для обеспечения равномерности хода и повышения производительности целесообразно увеличить частоту ударов.
На рис. 48 показан навесной пневмоударный рыхлитель. В ударном блоке использован пневмомолот МК-4, конструкция которого разработана Всесоюзным научно- исследовательским институтом транспортного строительства и внедрена в ковшах активного действия.
Ударный блок подвешивается к трактору Т-100МГП на параллелограммной навеске, положение которой можно менять гидроцилиндром, изменяя тем самым глубину рыхления. Подводящий сжатый воздух рукав крепится к флюгерному устройству, закрепленному на кронштейне, жестко установленном на звене подвески. Частота ударов в минуту 570, масса навесного оборудования 1650 кг.
По данным экспериментальных исследований рыхление мерзлых тяжелых суглинков, имеющих температуру —3-—8 °С (число ударов плотномера ДорНИИ 90— 150), осуществлялось пневмоударным рыхлителем за один проход на глубину около 30 см со скоростью 0,5— 1,5 км/ч, что соответствовало производительности 60— 80 м3/ч.
Рыхлитель с гидропневмоудариым механизмом
Рис. 49. Рыхлитель с гидропневмоудариым механизмом
Существенным недостатком рассмотренного пневмоударного рыхлителя является наличие компрессорной установки, связанной с движущимся рыхлителем шлангом, что снижает его мобильность, надежность и производительность. Более перспективными являются рыхлители, вся система энергоснабжения которых обеспечивается двигателем трактора.
На рис. 49 показан рыхлитель с гидропневмоударным механизмом конструкции ВНИИ строительно-дорожных машин. Базовым трактором рыхлителя является трактор ДЭТ-250. В отличие от рыхлителя, показанного на рис. 48, рабочий орган выполнен в виде стойки с наконечником, которая помещается в пустотелом корпусе и закреплена в верхней части шарнирно к этому корпусу. Гидросистема молота включается одной из секций гидрораспределителя, установленного в кабине трактора. Частота ударов в минуту 360—370, максимальная глубина рыхления 500 мм, масса навесного оборудования 2190 кг.
ВНИИ транспортного строительства совместно с ВНИИПЭМ Минмонтажспецстроя и ССКТБ Минсвязи СССР разработал мощный полуприцепной рыхлитель оригинальной конструкции.
Рыхлитель (рис. 50) имеет пневмоколесную двухосную балансирную тележку 6, на которой расположена трехзвенная рама 2. Звенья рамы перемещаются относительно друг друга с помощью гидроцилиндров 4 и 5.

Мощный полуприцепной рыхлитель
Рис. 50. Мощный полуприцепной рыхлитель

Рыхлительный стержень 3 установлен на роликах с одной стороны и подвешен на кулисе 7 с другой стороны и может в некоторых пределах перемещаться вдоль своей оси до упора в упругий ограничитель. По хвостовику рыхлительного стержня 3 наносит удары молот 1. Молот ВМД-56 — двухвальный самосинхронизирующийся (синхронизация ударом). В его корпусе встроено два электродвигателя, на валах которых установлены дебалансные массы. С помощью гидроцилиндров 4 и 5 можно менять угол рыхления (угол наклона рыхлительного стержня) от 18 до 45 ° и глубину рыхления от 0 до 90 см, а также переводить рыхлитель в транспортное положение, поднимая рыхлительный носок над поверхностью грунта на высоту 40 см.

Для демпфирования виброударных нагрузок, передающихся на несущую систему рыхлителя, шарниры крепления кулисы 6 к верхней балке рамы установлены на сменных резинометаллических амортизаторах, жесткость которых можно менять в соответствии с требованиями эксперимента. Сцепное устройство также имеет резино-металлический наборный амортизатор, жесткость которого может быть изменена сменой резиновых пластин.
В качестве тягача используется трактор Т-130 с ходоуменьшителем.
Электродвигатели получают электропитание от передвижной электростанции АСДЛ-200.
Рыхлитель имеет следующие технические данные:
Масса рыхлителя, кг                                11600
Масса молота, кг                2300
Масса рыхлительного стержня, кг                    700
Частота ударов, 1/с . . -                16
Возмущающая сила дебалансов, кН . . . .       42
Испытания проводились при рыхлении мерзлого суглинка, трещиноватого доломита и известняка. Влажность суглинистого грунта составляла 17—23%, температура в разрабатываемом слое колебалась в пределах от —8 до —2°С. Сопротивление образцов грунта сжатию составило (46-f-58) • 102 кН/м2. Число ударов ударника ДорНИИ С= 155-=-190. Трещиноватый доломит VII—X категорий крепости по шкале М. М. Протодьяко- нова рыхлили в карьере по добыче камня. Сопротивление образцов сжатию составило 39—76 МПа. Известняк рыхлили в производственных условиях с последующей прокладкой кабеля.
Наибольшая производительность достигнута при отрицательных зазорах между молотом и наковальней на стержне, равных 8—12 мм. В этом случае наблюдался наибольший размах колебаний молота и наибольшие скорости удара при фиксированном размахе колебаний, т. е. соударение происходило на наиболее скоростном участке траектории движения молота. Потребляемая молотом энергия не превышала 60 кВт.
По результатам исследований сделаны выводы: суммарная потребляемая энергия при ударном рыхлении трещиноватого доломита VII—X категорий крепости по шкале М. М. Протодьяконова на глубину 0,5 м не превышала с учетом мощности трактора 170 кВт, что примерно в 3 раза меньше мощности, потребной для статического рыхления такого грунта;
полуприцепная конструкция траншейного рыхлителя позволяет устанавливать мощные молоты, эффективно использовать энергию удара и получать высокую производительность при линейном рыхлении грунта; так, максимальная линейная производительность рыхлителя составляет: на доломите — 630 м/ч; на мерзлом грунте — 410 м/ч;
Рыхлитель-кабелеукладчик
Рис. 51. Рыхлитель-кабелеукладчик
затруднено управление рыхлителем на криволинейных участках трассы;
на тяговый трактор передаются превышающие норму вибрации.
Имеются другие конструкции рыхлителей. Однако рассмотренные ударные рыхлители оказались наиболее эффективными из существующих.
Специализированный рыхлитель-кабелеукладчик ударного действия. Наиболее производительным способом прокладки кабелей в прочных грунтах является способ бестраншейной прокладки одновременно с рыхлением грунта на заданную глубину. Реализация этого способа при ударной активизации рыхлительного рабочего органа затрудняется из-за необходимости защиты кабеля от воздействия ударных импульсов при прохождении его через кассету, что приводит к значительному усложнению конструкции.
ВНИИ транспортного строительства, ВНИИ строи- тельно-дорожного машиностроения и ВНИИПЭМ создали образец кабелеукладочного агрегата для прочных грунтов с ножом ударного действия. Он предназначен для рыхления траншей и прокладки кабелей в мерзлых грунтах и трещиноватых горных породах до VII категории крепости по М. М. Протодьяконову включительно. Машина рыхлит траншеи на глубину прокладки кабелей связи за один или несколько проходов в зависимости от прочности грунта и затем укладывает в образованную траншею два кабеля закрытым способом (без выемки взрыхленного грунта).
Рыхлитель-кабелеукладчик (рис. 51) представляет собой агрегатную систему, которая состоит из базового
дизель-электрического трактора ДЭТ-250М 1, снабженного гидрооборудованием для привода в действие гидромолота ГЗМ-ЗОО конструкции Красноярского филиала ВНИИстройдормаша, и ходоуменьшителем, а также укомплектованного задней гидрофицированной навеской 2 серийного рыхлителя пассивного действия ДП9С, на которой шарнирно устанавливается оборудование 3 для рыхления траншей и укладки в нее двух кабелей. Кроме того, в состав кабелеукладочного агрегата входит прицепной кабельный транспортер 8 КУ-22, разработанный трестом «Межгорсвязьстрой» Минсвязи СССР, с которого разматываются кабели при укладке. Нож кабелеукладчика шарнирно закреплен в полом корпусе, который закреплен шарнирно на параллелограммной навеске. В задней части ножа 5 установлена съемная двух- канальная кабельная кассета 6 для подачи кабеля в грунт. По наковальне, расположенной на ноже, наносит удары боек молота 4.
Кабель укладывают в два этапа. Первоначально рыхлят грунт по трассе на требуемую глубину. При этом кабельная кассета й транспортер отсоединяются от навесного оборудования. Когда грунт разрыхлен, на нож с помощью специального замка устанавливают кассету, а кабельный транспортер соединяют с навесным оборудованием. Кабель пропускают в направляющие каналы кассеты и при движении трактора укладывают в грунт. Для поднятия молота при установке кабельной кассеты, а также перестановки ножа по высоте с целью изменения глубины рыхления имеется ручная лебедка 7.
Техническая характеристика рыхлителя-кабелеукладчика
Энергия удара молота, Н-м        До 3000
Частота ударов, 1 /с          До 10
Глубина рыхления, мм     До 1300
Производительность прокладки кабелей, м/ч .... До 350
Результаты работы рыхлителя кабелеукладчика показали следующее: агрегат работоспособен на мерзлых грунтах прочностью по числу ударов С=200 и на трещиноватых скальных породах с коэффициентом крепости V и VI по шкале М. М. Протодьяконова; максимальная глубина укладки кабелей составляет 1,3 м; перемещение кабелей в кассете и засыпка их разрыхленным грунтом происходят удовлетворительно.



 
Воздушные выключатели с воздухонаполненными отделителями »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.