Файл: Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета.pdf

§ 7. ВИБРАЦИОННЫЕ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ

Большое тяговое сопротивление пассивных кабелепрокладочных ножей при резании грунта не позволяет эффективно исполь­ зовать кабелеукладчики с такими ножами в условиях стесненной трассы (при прокладке кабелей городских сетей). Сообщение меха­ нических колебаний кабелепрокладочному ножу позволяет сни­ зить в несколько раз его тяговое сопротивление. Это обеспечило создание вибрационных кабелеукладчиков, монтируемых на трак­ торах малой мощности и небольших размеров.

Достоинством вибрационных кабелеукладчиков является их высокая маневренность и очень малые разрушения поверхности грунта при прокладке кабеля. Обслуживание таких машин обеспе­ чивается одним или двумя операторами.

Вибрационные кабелеукладчики прокладывают кабель в раз­ личных грунтах (исключая мерзлые и скальные). Скорость про­ кладки зависит от плотности грунта и достигает (согласно проспек­ там фирм-изготовителей) 1200 м/ч. Большинство вибрационных кабелеукладчиков имеют скорость прокладки 180—360 м/ч. Техни­ ческая характеристика вибрационных кабелеукладчиков фирм США приведена в табл. 4.

Вибрационные кабелеукладчики имеют навесную или прицеп­ ную конструкцию. Основные виды применяемой навески показаны на рис. 12.

Параллелограммная навеска (рис. 12, а, б и в) применяется при глубине хода ножа / до 0,6 м. Вибратор 2 располагается на заднем звене 3 шарнирного параллелограмма навески. Опорными элемен­ тами, ограничивающими глубину хода ножа, служат пневмоколеса 4, соединенные с рамой вибратора, или упругая опорная лыжа. 6. Пневмоколеса могут быть одинарными или сдвоенными. Двигаясь вблизи щелевидной траншеи, прорезаемой ножом в грун­ те, они прикатывают грунт и закрывают щель. Регулирование глубины хода ножа обеспечивается гидроцилиндром 5, изменяю­ щим положение колеса 4 по высоте относительно рамы виб­ ратора.

Навеска с упругой опорной лыжей имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси 7, что облегчает поворот кабелеукладчика. Такая навеска применяется в кабелеукладчиках фирмы Дэвнс.

Кабелеукладчик по схеме, показанной на рис. 12, г, имеет трех­ точечную навеску и снабжен охватывающей рамой 8, которая в зад­ ней части, где установлены нож 1 и опорные пневмоколеса, сужена. По этой схеме выполнен кабелеукладчик фирмы Дитч Уитч V30.

В схеме, приведенной на рис. 12, д, кабелеукладчик имеет двухточечное соединение рамы 9 со стойкой 10 при помощи.шар­ нира / / . На раме смонтирован вибратор, нож и опорные колеса.

Достоинством навески по схеме, показанной на рис. 12, е, яв­ ляется расположение ножа 1 спереди трактора, что повышает

23

24

манёвренность кабелеукладчика. Однако при этом трактористу трудно наблюдать за местом, где проходит нож.

Рассмотренные навески применяются в машинах, прокладываю­ щих кабель протягиванием в грунте или направлением предвари­ тельно раскатанного кабеля через кассету в грунт. Кабелеуклад-

Рис. 12. Основные виды навески вибрационных •кабелеукладчиков

чики с навеской по схемам, приведенным на рис. 12,- ж и л, пред­ назначены для прокладки кабеля с барабанов, которые устанавли­ ваются на держателе барабана, смонтированном на базовом трак­ торе.

Рама 12 кабелеукладчика М50 фирмы Вермиер (рис. 12, ж), несущая нож и вибратор, подпружинена на стойке 13 пружиной 14.

25

При работе вибратора рама совершает колебания вдоль направля­ ющих стойки.

Особенностью схемы навески, показанной на рис. 12, з, является возможность поворота ножа на угол около 120° вокруг горизон­ тальной оси 15. Поворот ножа при прокладке кабеля методом про­ тягивания его в грунте позволяет обойтись без отрывки котлованов в начальной и конечной точках прокладки кабеля. Такую схему навески имеет" кабелеукладчик SP-24 фирмы Вермиер.

Схема навески, приведенная на рис. 12, и, позволяет улучшить копирование ножом микрорельефа поверхности грунта при про­ кладке кабеля методом протягивания.

У кабелеукладчиков с навеской, выполненной по схемам, пока­ занным на рис. 12, к и л, можно смещать нож в боковые стороны относительно оси колеи базового трактора.

Промежуточная рама 16 (рис. 12, к) соединена со стойкой 17 вертикальным шарниром 18, а с рамой вибратора и ножа — верти­ кальным шарниром 20. Боковое смещение ножа осуществляется поворотом несущей нож рамы с помощью гидроцилиндра 19 за счет использования реакции грунта на боковую поверхность ножа, под действием которой промежуточная рама поворачивается вокруг шарнира 18.

Навеска по схеме, приведенной на рис. 12, л, позволяет создать боковое смещение ножа, превышающее ширину колеи базового трактора. В этой навеске передняя рама 21 соединена горизонталь­ ным шарниром 22 с корпусом базового трактора, а вертикальным пальцем 23 — с промежуточной рамой 24, задний конец которой сочленен вертикальным пальцем 25 с задней рамой 26, несущей вибратор, нож и опорные катки. Для смещения ножа в боковую сторону гидроцилиндр 28 поворачивает промежуточную раму вокруг пальца 23, а гидроцилиндр 27 устанавливает заднюю раму так, чтобы плоскость ножа была параллельна направлению движе­ ния кабелеукладчика.

В качестве базовых тракторов для вибрационных кабелеуклад­ чиков используются большей частью колесные тракторы, по­ скольку транспортировка кабелеукладчика к месту работ в город­ ских условиях на пневмоколесах не требует применения специаль­ ных прицепов (трейлеров).

Рабочее движение трактора с оборудованием вибрационного кабелеукладчика должно происходить с малой скоростью, поэтому базовые тракторы оснащаются ходоуменьшителями или гидравли­ ческими трансмиссиями с бесступенчатым регулированием ско­ рости. Наиболее прогрессивна гидравлическая трансмиссия, в ко­ торой обеспечивается настройка заданной величины касательной силы тяги (или наибольшего заданного крутящего момента, при­ ложенного к опорным колесам трактора).

Прицепные вибрационные кабелеукладчики распространены менее, чем навесные, поскольку кабелеукладочный агрегат, со­ стоящий из прицепного кабелеукладчика и буксирующего его

26

трактора, утрачивает одно из главных достоинств навесного вибра­ ционного кабелеукладчика — маневренность. Прицепные вибра­ ционные кабелеукладчики имеют два опорных колеса. Привод их вибратора осуществляется от вала отбора мощности трактора или

бательное движение в вертикальном направлении или в циркуляр­ ное движение по сложной траектории. В качестве приводных меха­ низмов ножа применяют дебалансные вибраторы ненаправленного и направленного действия, кулачковые и кривощипно-шатунные механизмы. Частота колебаний, возбуждаемая приводными меха­

низмами, составляет 15—46 Гц, амплитуда колебаний изменяется от 15 до 93 мм.

Возмущающая сила, создаваемая дебалансным вибратором, •зависит от кинетического момента дебалансов, рассчитываемого исходя из глубины прокладки кабеля и типа грунта. Для вибра­ тора модели CP с двумя дебалансами, расположенными на горизон­ тальных валах, который устанавливается на вибрационных кабе­ леукладчиках, возмущающая сила составляет 5400 кгс, если ско­

Вибра-Кинг (США), схематично изображенном на рис. 13. На раме / кабелеукладчика (рис. 13, а) установлен двигатель внутрен­ него сгорания 13, который приводит в действие гидронасос 2. На­ сос подает рабочую жидкость в гидромотор 10, вращающий шкив 8 через ременную передачу. На валу 14 шкива 8 закреплен кулачок с профилем 15 (рис. 13, б), вращающийся в обойме 9 балки 7, кото­ рая опирается на ролик 5 и прижимается к нему хомутом 6 с пру­ жиной. Балка 7 несет кабелепрокладочный нож 3 с кассетой 4. Про­

\о1.:зс -.*ПЛ5.Р

потоком рабочей жидкости от гидронасоса осуществляется распре­ делителем 12.

При вращении вала 14 балка 7 совершает колебания в верти­ кальной плоскости. Траектория носка ножа имеет форму эллипса (рис. 13, в).

Кривошипно-шатунный механизм используется в малогабарит­

имеет форму овала.

Завершая рассмотрение конструкций вибрационных кабеле­ укладчиков, следует отметить, что наряду с их достоинствами, они имеют существенный недостаток: скорость прокладки ими кабеля в 5—10 раз меньше, чем кабелеукладчиками с пассивными ноже­ выми рабочими органами.

§ 8. КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ С РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ ТРАНШЕЕКОПАТЕЛЕЙ

Кабелеукладчики с активными рабочими органами траншее­ копателей (дисковыми и пальцевыми фрезами или режущими це­ пями) предназначены для прокладки кабеля в мерзлых или в плот­ ных незамерзших (талых) грунтах. Такими кабелеукладчиками производят отрывку узкой траншеи с одновременной укладкой в нее кабеля и засыпкой разрыхленным грунтом. Глубина прокладки кабеля от 0,6 до 1,3 м, ширина отрываемой траншеи 100—230 мм, рабочая скорость машин от 52 до 3600 м/ч (табл. 5). Такие кабеле­ укладчики не требуют мощных тяговых средств.

В Советском Союзе прокладку кабеля осуществляют агрега­ тами, состоящими из роторных экскаваторов ЭТР-132А или ЭТР-131 и прицепной кабелеукладочной тележки, имеющей кабелепрокладочный нож с кассетой, движущейся в отрываемой тран­ шее. В последнее время экскаватор ЭТР-132А оборудуют кассетой для прокладки кабеля (рис. 15).

В ГДР кабелепрокладочный агрегат составляют из экскава­ тора ЭТН-124, оборудованного кассетой для кабеля, и кабельной

28