Бестраншейная прокладка силовых кабелей - Стабильность заглубления ножа

15. СТАБИЛЬНОСТЬ ЗАГЛУБЛЕНИЯ НОЖА
При прокладке кабеля важно обеспечение стабильности его заглубления в грунт. Нестабильность заглубления возникает из-за плохого копирования ножом микрорельефа трассы, затупления носка ножа, уплотненных (солонцовые столбы, лессовые блюдца и т. п.) и каменистых включений в грунте, воздействия на базовую ходовую тележку кабелеукладчика твердых предметов на трассе (пни, камни и т. п.). Кроме того, кабель может оказаться залегающим не на проектной глубине из-за недопустимого натяжения кабеля при прокладке и миграции нарушенного грунтового слоя.

Рис. 41. Положение ножа кабелеукладчика при переездах через выпуклость
В зависимости от системы присоединения ножа к базовому шасси плохое копирование микрорельефа проявляется в большей или меньшей степени.
На рис. 41 показаны положения ножа кабелеукладчика при перемещении через выпуклую неровность на трассе для различных способов присоединения кабелеукладочного ножа к базовому шасси. В первом случае (рис. 41,а), характерном для длиннобазных прицепных кабелеукладчиков с жестко закрепленным ножом [например, КУ-К-ЗМ(Б)], при недостаточно выровненном микрорельефе отклонение глубины прокладки может быть значительным, вплоть до полного выглубления кабеля. Такие отклонения чаще всего происходят при переходах через небольшие реки, овраги и т. п. Во втором случае (рис. 41,6), когда нож установлен на параллелограммной навеске и имеется опорное колесо, как это имеет место в большинстве самоходных кабелеукладчиков, отклонение глубины хода менее значительно и находится обычно в допустимых пределах. Наибольшая стабильность глубины заложения кабеля может быть достигнута при установке ножа на управляемой шарнирно закрепленной балке (рис. 43, в).
Рассмотрим силовое воздействие на нож при затуплении его носка (рис. 42, а). На рисунке Ri — тяговое сопротивление ножа.

Рис. 42. Схема силового воздействия на нож с затупленным носком
RB — вертикальная заглубляющая сила на лезвие ножа; G — сила тяжести; Ra — реакция затылка лезвия
Условие выглубления ножа запишется в виде Ra>RB+G. По мере износа значение Ra возрастает, что начинает сказываться в первую очередь при работе в плотных грунтах, где происходит выглубление ножа, и задние колеса кабелеукладчика начинают отрываться от земли. Задние колеса кабелеукладчика при этом частично разгружаются, доля силы тяжести G возрастает и нож в начальной стадии затупления не выглубляется полностью. С увеличением износа это явление прогрессирует, что может привести к полному выглублению ножа даже на грунтах малой плотности. Во избежание этого следует своевременно производить замену или заточку кабелеукладочного ножа.
Если трасса недостаточно подготовлена для прохода кабелеукладчика и на ней имеются пни, камни и т. п., то при работе кабелеукладчика с жестко установленным на ходовом шасси ножом может происходить значительное выглубление ножа (рис. 42,6). Поэтому очистке трассы перед прокладкой кабелей должно уделяться серьезное внимание.
Чрезмерное натяжение кабеля возникает из-за отсутствия механизмов размотки кабельных барабанов, когда размотка ведется путем тяжения за кабель. В этом случае кабель опирается на выпуклости дна щели, как показано на рис. 42, б.

Рис. 43. Схема силового равновесия кабелеукладчика в вертикально-продольной плоскости
Рассмотрим силовое равновесие в вертикально-продольной плоскости двух наиболее общих схем навески (рис. 43, а, б). Если считать, что равнодействующая Rt сил тягового сопротивления ножа расположена горизонтально (рис. 43, а), нож будет находиться в равновесии при

где Н — расстояние от линии действия силы Rr до средней линии параллелограммной навески; RB, R„ — реакции верхних и нижних тяг навески; G — сила тяжести заднего навесного оборудования; h —
расстояние от линии расположения передних шарниров параллелограммной навески до центра тяжести (ЦТ); Мх — момент, который необходим для поддержания равновесия системы.
Момент Мх создается с помощью гидроцилиндров или за счет вертикальной реакции на опорном колесе; гидроцилиндр в этом случае находится в плавающем положении.
Конструкции с параллелограммной навеской наиболее сбалансированы в силовом отношении и при наличии опорного колеса (лыж), расположенного вблизи ножа, обеспечивают хорошее копирование микрорельефа местности.
Если нож установлен на балке (рис. 43, б), условие равновесия имеет вид: RTH=Gh+Mx.
Таким образом, для достижения равновесия необходимо иметь достаточно большим (равным R-M) значение Gli или создать дополнительный момент Мх. Как правило, для достижения равновесия не идут на увеличение силы тяжести от массы G. Более целесообразно увеличение длины 1\, что находит применение в некоторых конструкциях путем смещения точки шарнирного крепления балки к передней части трактора.
В большинстве случаев в кабелеукладчиках с пассивными ножами момент Мх создается гидроцилиндрами. Такие кабелеукладчики, как правило, не имеют опорных колес (лыж), ограничивающих перемещение ножа вниз, а глубина хода ножа регулируется при движении.
В вибрационном режиме фиксировать навеску с помощью гидроцилиндров недопустимо, так как она становится динамически жесткой и передает вибрацию на базовую машину. Поэтому вибрационные кабелеукладчики снабжены опорными пневмокатками (упругими лыжами), которые обеспечивают необходимую амплитуду перемещений и снижают рассеивание энергии колебаний, или упругой параллелограммной системой, выполняющей те же функции, что и пневмокатки.
На рис. 44 показано, что происходит с ножом при неровностях микрорельефа, если он установлен жестко на прицепном кабелеукладчике (рис. 44, а) или навешен с помощью параллелограммного механизма (рис. 44,6). При выпуклых неровностях на трассе (кривая 1) нож выглубляется, при вогнутых (кривая 2) — заглубляется. Отклонение ножа от заданной глубины Д/i будет тем больше, чем круче неровность по трассе (выпуклость и вогнутость). При параллелограммной навеске и наличии опорных катков (лыж), установленных так, как показано на рис. 44, б, глубина хода ножа не меняется из-за подвижности параллелограммной навески. При наличии в конструкции гидроцилиндра оператор постоянно следит за положением ножа и корректирует его по мере надобности.

Рис. 44. Положение ножа при неровностях микрорельефа

Рис. 45. Способы поперечного смещения ножа
Стабильность хода ножа по глубине — одно из важнейших преимуществ навесных систем.
Значительная часть зарубежных кабелеукладчиков, особенно с пассивными ножами, имеет навесную систему, обеспечивающую офсетную прокладку кабеля. Поперечное смещение ножа осуществляется одним из трех способов (рис. 45). Первый способ основан на изменении угла установки по отношению к направлению движения (рис. 45, а). При повороте на угол а. нож уходит от продольной оси агрегата до тех пор, пока не установится равновесие между поперечными составляющими равнодействующей силы тягового сопротивления ножа и силы тяги базовой машины. Второй способ заключается в поперечном отклонении несущей иавески (рис. 45,6); третий — в перемещении ножа по поперечной балке (рис. 45, в) или в раздвижной конструкции самой балки.
Когда нож смещен относительно продольной оси под действием тягового сопротивления ножа Ri, возникает момент, стремящийся развернуть трактор (рис. 46). Этот момент тем больше, чем больше смещение ножа В. Момент должен компенсироваться за счет поперечных реакций колес (гусениц) базовой машины. Равновесие достигается при

Рис. 46. Схема силового воздействия на трактор

где R'n, Rn, R3, поперечные реакции передних и задних колес; h — расстояние между осями колес.
При смещенном расположении ножа возникают значительные неудобства в управлении агрегатом и интенсивно изнашиваются колеса (гусеницы). Поперечные нагрузки на колеса можно снизить за счет увеличения расстояния между осями колес.