Бестраншейная прокладка силовых кабелей - Микрокабелеукладчики для работы в стесненных условиях

14. МИКРОКАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ ДЛЯ РАБОТЫ  В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Общие требования к микрокабелеукладчикам.

При прокладке кабелей в стесненных условиях: на подходах к распределительным устройствам, служебно-техническим и жилым зданиям, внутри строящихся производственных корпусов, по болотам, по возделанным полям и огородам с минимальным разрушением поверхностного слоя грунта, у мест остановки пассажирского транспорта, на переездах, пешеходных переходах с выполнением работ без прекращения движения транспорта и пешеходов, роют траншеи, как правило, вручную, что часто оказывается невозможным или нежелательным. Для работ в таких условиях наиболее эффективным оказывается применение специального бестраншейного микрокабелеукладчика, который можно было бы переносить или подкатывать к месту работы, грузить и разгружать с транспорта вручную. Тянуть микрокабелеукладчики при работе следует канатом при помощи автомобильных лебедок (табл. 7), специальных лебедок, устанавливаемых в кузове транспортного средства (на тракторе), или непосредственно тягой автомобиля (трактора).

Таблица 7

С  учетом того, что в стесненных условиях не всегда удается разместить тяговое средство вдоль трассы прокладки, необходимо предусмотреть переносное устройство, фиксирующееся в грунте и позволяющее изменить направление натяжения троса.
Микрокабелеукладчик должен обеспечивать прокладку одного-
двух кабелей в грунтах I—III категорий на глубине не менее 0,7 м, а при неглубоком залегании скальных пород — на глубине 0,5 и 0,6 м. Отклонение от установленной глубины прокладки не должно превышать ±5 %. Направляющие кабель приспособления должны обеспечивать радиус изгиба кабеля, равный не менее 15 его диаметрам.
Кабель для прокладки в грунт может предварительно, разматываться по земле вдоль трассы или направляться в кассету ножа кабелеукладчика - с барабана, установленного на козлах в кузове автомобиля.
Определение основных параметров микрокабелеукладчика. Учитывая жесткие требования к габаритам и массе микрокабелеукладчика, а также тяговое усилие лебедки самого легкого из применяемых в строительстве грузовых автомобилей, равное 45 кН (см. табл. 7), целесообразно ограничиться диаметром прокладываемого кабеля 30 мм, что позволит иметь толщину ножа в пределах 40 мм. Таким образом, при толщине ножа 40 мм при максимальной глубине разрезания 0,7 м по формуле (1) определяем тяговое сопротивление ножа в грунтах различных категорий. Данные расчета приведены в табл. 8.
Таблица 8

Из табл. 8 следует, что верхний предел тягового сопротивления ножа с заданными параметрами составляет для грунта III категории 45 кН, т. е. соответствует максимальному тяговому усилию лебедки автомобиля ГАЗ-66-02.
На рис. 37 показана схема сил, действующих на микрокабелеукладчик при работе: Рх — сила тяги; Ри — равнодействующая сила ножа; R„x— сила тягового сопротивления ножа; RBU — вертикальная сила, действующая на нож; Rлхjx -— вертикальные и горизонтальные составляющие сил сопротивления лыжи (полозка) и колес; G — сила тяжести; А —глубина разрезания грунта; й0 — расстояние от точки приложения силы Рх (точка В) до поверхности земли; /к, /л, In — плечи, на которых действуют силы RKy, Rn„ и С по отношению к точке В.

Рис. 37. Схема сил, действующих на микрокабелеукладчик
Составим уравнения силового равновесия микрокабелеукладчика
(2)

(4)
Предел устойчивости хода ножа по глубине наступит, когда
RkV = RUX = 0.
При предварительной оценке условий продольной устойчивости микрокабелеукладчика можно пренебречь силой тяжести и плечами ho, In из-за их малых значений. Тогда уравнение моментов в предельном состоянии примет вид
(5)
Таким образом, из (5) следует, что для устойчивого хода ножа в грунте должно выполняться неравенство

или
(7)
Из неравенства (7) следует, что чем больше АВ, тем при меньшей заглубляющей силе Rhv будет обеспечиваться устойчивость хода кабелеукладчика. Сила RBU зависит от углов наклона долота и лезвия и остроты носка ножа.
Таким образом, для обеспечения продольной устойчивости кабелеукладчика нужно иметь достаточно длинную несущую балку, располагать максимально близко к поверхности земли сцепное устройство и содержать в хорошем состоянии лезвие долота.
Когда расположить тяговый автомобиль вдоль трассы прокладки невозможно из-за стесненных условий (например между путями 7 железной дороги), можно тянуть кабелеукладчик 1 по схеме, показанной на рис. 38, с использованием анкерного устройства 2, которое крепится в грунте. На анкерном устройстве имеется блок 3, через который канат 4 направляется под необходимым углом к тяговому автомобилю 5 или к автомобильной лебедке 6.
На рис. 39 представлены три конструкции канатонаправляющего анкерного устройства.
С учетом того, что на анкерное устройство может действовать при работе сила, равная удвоенной силе тягового сопротивления ножа кабелеукладчика, основным требованием к нему является требование, чтобы
(8)
где В а, На — суммарная ширина и глубина внедрения в грунт штырей (клыка); Ьи, /гн — ширина и глубина хода ножа кабелеукладчика.
На рис. 39, а показано устройство, которое состоит из анкерного клыка, балки и блока. Устройство, показанное на рис. 39,6, состоит из рамы с тремя втулками и блоком из трех винтовых штырей. Первым условием, которому должен удовлетворять штырь, это обеспечение прочности при поперечной нагрузке. На один штырь действует поперечная сила.
(9)
где Рк — сила тяги кабелеукладчика.
Как рассматривалось ранее, сила Ра приложена на расстоянии 0,67 h от поверхности земли.
При изготовлении штыря из круглого стального проката его диаметр определится по формуле

где [о] — допускаемое напряжение.
Предельное значение крутящего момента, необходимое для завинчивания винтового штыря в грунт, определится по формуле

где /и — нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности штыря; kH — коэффициент, учитывающий плотность грунта,

Рис. 39. Канатонаправляющие анкерные устройства

Рис. 38. Схема тяжения с использованием анкерного устройства проходимого лопастью; а — шаг винта лопасти; D — диаметр лопасти.
Момент, как показывает опыт, который необходимо создать для заглубления винтового штыря, достаточно велик и для его закручивания потребуется длинный рычаг и несколько рабочих.
На рис. 39, в показано анкерное устройство с тремя заостренными штырями, которые забиваются в грунт.
Определим силу, действующую на каждый штырь за счет момента МВ=2РЛН0, стремящегося повернуть анкерное устройство вокруг его передней кромки и вырвать штыри из грунта. Составим уравнение моментов
(12)
где Rnu Rm — силы реакции штырей.
По данным экспериментальных исследований наименее трудоемкой является установка анкерного устройства с клыком (рис. 39, а), которая отличается также наиболее высокой надежностью фиксации анкера.
Следующим вопросом, который должен решаться при использовании автомобильной лебедки для тяги микрокабелеукладчика, является вопрос о фиксации самого автомобиля, который при максимальной тяге лебедки будет скользить на заторможенных колесах.
Для эффективной фиксации автомобиля при работе лебедки используют стопорные башмаки, представляющие собой две плиты с зубьями, подобными зубьям сельскохозяйственной бороны. Эти плиты сцепляются канатом с буксирными крюками автомобиля. Автомобиль колесами наезжает на плиты до тех пор, пока канат не натянется.
Такое устройство позволяет полностью разгрузить конструкцию автомобиля при работе тяговой лебедки.
При определении достаточного количества анкерных зубьев на башмаках можно пользоваться формулой
(13)
где /з — площадь продольного сечения зуба.

Конструкция микрокабелеукладчика.

Первый отечественный микрокабелеукладчик разработан в Минтрансстрое. Кабелеукладочное оборудование состоит из самого микрокабелеукладчика (рис. 40), канатонаправляющего анкерного устройства и стопорных башмаков. Микрокабелеукладчик состоит из кабелеукладочного ножа, балки с опорными колесами, корнерезным ножом, опорным полозком и рукоятью для транспортирования перекатыванием, связывающего кронштейна с рукоятью для корректировки положения ножа при работе.
Разборка и сборка микрокабелеукладчика производится с помощью закладных пальцев.

Рис. 40. Микрокабелеукладчик
Каждая часть микрокабелеукладчика, а также анкерное устройство и стопорные башмаки по массе не превышают 80 кг, что позволяет двум рабочим переносить части кабелеукладочного оборудования к месту проведения работ.
Техническая характеристика оборудования микрокабелеукладчика
Количество прокладываемых кабелей, шт. . . .        1—2
Диаметр прокладываемого кабеля, мм ... .    До 30
Глубина прокладки кабелей, м                          0,5; 0,6; 0,7
Толщина кабелепрокладочного ножа, мм . . .           40
Допустимое тяговое усилие, кН                        50
Количество обслуживающих рабочих            2
Производительность при тяге автомобилем ...        До 5 км/ч
Масса микрокабелеукладчика в сборе, кг . . .            212
В сцепном устройстве микрокабелеукладчика имеется предохранитель, срабатывающий при усилии выше 50 кН, и вытяжной страховочный канат, предотвращающий возможность травматизма при отделении от кабелеукладчика сцепной петли при срабатывании предохранителя.
Микрокабелеукладчики зарубежных фирм по конструкции отли-
чаются расположением и формой опорных элементов, корнерезных ножей, рукоятей, системами сборки — разборки. Но принципиальное их устройство подобно кабелеукладчику, показанному на рис. 40.