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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.06.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

мерителямн глубины погружения, углов крена, скорости хода, пройденного пути, глубины хода ножа и натяжения буксирного троса. Кроме того, предусмотрено устройство для контроля поло­ жения крышки кассеты и хребтовой балки.

Схема буксировки подводного кабелеукладчика показана на рис. 19. Кабелеукладчик 1 соединяется с кормой кабельного судна 4 буксирным тросом 3 и кабелем 2 управления и энерго­ питания, снабженным поплавками. Выдача прокладываемого ка­ беля 5 производится с носовой части судна.

Управление

судном,

букси­

 

рующим

подводный

кабелеук­

 

ладчик,

осуществляется

двумя

 

операторами с

капитанского

 

мостика.

Один

из

операторов

 

при этом следит по

прибору за

 

натяжением буксирного троса и

 

телевизионным

изображением

 

картины дна перед кабелеуклад-

Р н с . jg. схема буксировки подводного

чиком

на

расстоянии

до 9 м.

кабелеукладчика

В случае

появления

препят­

 

ствия перед кабелеукладчиком или опасного натяжения буксир­ ного троса движение судна может быть замедлено или полностью прекращено на пути около 3 м. Другой оператор уточняет коорди­ наты судна через каждые 12 мин движения (через каждые 320 м трассы). Команда центра управления кабельной машиной контро­ лирует другие показатели хода кабелеукладчика и параметры про­ кладываемого кабеля.

Началу работ по прокладке кабеля под водой предшествует тщательное изыскание будущей трассы, при котором определяется профиль дна, глубина океана, плотность и состав донного грунта. На сложных участках трассы производится видеозапись и фото­ съемка ландшафта дна. Все эти данные используются для модели­ рования рельефа дна в полосе будущей трассы шириной 400 м. Результаты изысканий трассы контролируются пробной буксиров­ кой по дну пропорщика, при которой определяется достаточность износоустойчивости ножевого рабочего органа для прокладки за­ данного участка трассы.

Подводный кабелеукладчик используется для заглубления в грунт кабеля на прибрежных участках кабельных магистралей, на которых ранее кабель был проложен по поверхности дна. Заглуб­ ление в донный грунт позволяет применять на прибрежных участ­ ках подводные кабели с пониженной разрывной прочностью.

В 1971 г. в Японии разработан подводный ножевой кабеле­ укладчик с буксирным устройством в виде трубы, состоящей из шарнирно связанных звеньев. Через трубу проходит прокла­ дываемый кабель, чем предотвращается его боковой снос тече­ нием.

3 Е . М . Х а й з е р у к

33


Глава I I

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАБОЧИХ ОРГАНОВ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКОВ С ГРУНТОМ

§1. ТИПЫ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Основные рабочие органы кабелеукладчиков можно разделить на две группы: пассивные (ножевые) и активные (табл. 6).

Пассивные (ножевые) рабочие органы получили наибольшее распространение в кабелеукладчиках вследствие простоты их кон­ струкции и надежности в работе. Такие рабочие органы выполнены в виде вертикального ножа с передней режущей частью, имеющей различную форму: с одним или несколькими плоскими или за­ остренными носками (долотами), с режущими кромками, образую­ щими острый и тупой угол резания (самоуравновешивающиеся), или с криволинейной серповидной передней частью. Разнообразие геометрии пассивных рабочих органов вызвано стремлением полу­ чить кабелепрокладочный нож с минимальным тяговым сопротив­ лением, обеспечивающий устойчивый ход кабелеукладчика в грун­ тах различной плотности.

Пассивные (ножевые) рабочие органы используются для работы в талых или частично мерзлых грунтах, в грунтах с включениями гальки и валунника.

Активные рабочие органы кабелеукладчиков разделяются на три группы: 1) вибрационные ножи с вибрацией в продольной пло­ скости; 2) ножи или сопла с подачей разрушающей (размывающей) среды; 3) траншейные экскаваторные рабочие органы, объединен­ ные с устройствами для подачи кабеля в траншею и устройствами для последующей засыпки траншеи грунтом. Ножи с подачей раз­ рушающей среды находят применение в кабелеукладчиках, про­ кладывающих кабель по дну водоемов. В качестве разрушающей' среды при этом используется вода.

Кроме основных рабочих органов, используемых для образова­ ния траншеи под прокладку кабеля, кабелеукладчики оснащаются вспомогательными пассивными рабочими органами: пропорочными ножами для предварительной пропорки грунта и сбора и резания растительных остатков, корнерезными ножами для разрезания корней перед кабелепрокладочный ножом, ножами для прорезания дернового слоя и ножами для прокладки тросов грозозащиты и сиг­ нальных лент, предупреждающих производителей земляных работ о наличии кабеля в грунте.

Пропорочные ножи устанавливаются на кабелеукладчиках перед кабелепрокладочный ножом. Ножи для прорезания дерно­

вого слоя выполняют

в форме вращающегося на оси

диска или

в виде вертикального

(черенкового) ножа. Ножи для

прокладки

тросов грозозащиты или сигнальных лент в большинстве случаев имеют форму, подобную форме кабелепрокладочных ножей.

34


 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

 

 

Основные

рабочие органы

кабелеукладчиков

 

 

 

П а с с и в н ые

( н о ж е в ы е )

 

 

Активные

 

 

С

долотом

Без долота

В и б р а ц и о н н ы е

н о ж и

С подачей р а з р у ш а ю щ е й

Т р а н ш е й н ы е

 

с р е д ы

э к с к а в а т о р н ы е

 

 

 

 

С прямой1кр омкой

 

 

 

7

и

Д,

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

С

одним

плоским доло­

Серповидный

 

 

том

 

Ножевой

Фрезерный ротор

 

ТУ

 

Самоуравновешиваю­

С несколькими долотами

щийся

и\

Содним заостренным С тупым углом реза­

долотом

ния

 

В.

X ^ ^ %

L

 

 

t

>

С

пилообразной кром­

 

 

 

кой

Миогосопловой

 

Цепной

 

> -V

J

 

^f7777777777>

С

долотом и маятнико-

Односопловой

 

Пальцевая фреза

 

ВОЙ ПОДЕ еекой

 

 

 

 

 

 


Расчеты тяговых сопротивлений пассивных кабелепрокладочных ножей и систем привода вибрационных ножей кабелеуклад­ чиков имеют ряд особенностей, рассматриваемых ниже.

Методика расчета рабочих органов экскаваторов-траншееко­ пателей, применяемых в кабелеукладочных агрегатах, не отли­ чается каким-либо особенностями и поэтому не рассматривается.

§ 2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКАМИ

Кабелеукладчики производят прокладку кабеля в различных грунтах. Рассмотрим основные физико-механические характери­

стики

грунтов.

 

 

1.

Гранулометрический

состав, т. е.

процентное содержание

по весу частиц различной

крупности:

валунов (свыше 200 мм),

гальки (40—200 мм), гравия (3—40 мм), песка (0,25—2 мм), песча­ ной пыли (0,05—0,25 мм), пылеватых частиц (0,005—0,05 мм) и глинистых частиц (менее 0,005 мм). Построенная на основе грану­

лометрического

состава дорожная

классификация грунтов

дана

в табл.

7.

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

 

 

 

Дорожная

классификация

грунтов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К о л и ч е с т во частиц в % по весу

 

 

Н а и м е н о в а н и е г р у н т а

песчаных

 

пылеватых

глинистых

 

 

 

 

(меньше

 

 

 

(2 — 0,05 мм)

 

(0,05 — 0,005 мм)

 

 

 

 

0,005 мы)

 

 

 

 

 

 

 

 

Песчаный

 

 

 

 

 

Меньше 15

Меньше 3

»

пылеватый

 

 

 

 

15—50

»

3

Супесчаный

 

Частиц

от

2- до

 

От 3 до 12

 

 

 

0,25

мм

больше

 

 

 

»

мелкий

 

50

 

 

 

 

 

 

 

Частиц

от

2

до

Меньше, чем пес­

» 3

» 12

 

 

 

0,25

мм

мень­

чаных

 

 

ше 50

Больше, чем пес­ Меньше 12

Суглинистый

Больше, чем пы­

чаных

От 12

до

18

Тяжелый суглинистый

леватых

 

 

 

 

То же

»

18

»

25

Суглинистый пылеватый

Больше, чем пес­ »

12

»

25

 

чаных

Больше

25

 

2. Объемный вес — отношение веса

грунта к его объему при

естественной влажности, которое составляет от 1,5

до 5,0 тс/м3 .

3. Пористость — объем пор, заполненных водой

и

воздухом

в процентах от общего объема грунта. Коэффициент пористости представляет собой отношение объема занятых водой и воздухом пор к объему твердых частиц.

4. Весовая влажность — отношение веса воды к весу сухого грунта, выраженное в процентах. При заполнении эодой не более


V 3

объема пор грунты считаются сухими, при заполнении.от 1 / 3 до

2 / 3

объема пор — влажными

и при заполнении более 2 / 3 объема

пор — мокрыми

(сильно увлажненными).

 

5. Связность

(взаимное

сцепление частиц) — способность

грунта сопротивляться разделению на отдельные частицы под дей­ ствием внешних нагрузок. Связные грунты — глины, несвязные грунты — сухие пески; супеси относятся к малосвязным грунтам.

6. Пластичность — свойство грунта изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять эту форму после разгрузки.

Характеристикой пластичности служит число пластичности

соп =

сот — Юр,

где шт — весовая влажность

при пределе текучести в %;

р — весовая влажность при пределе раскатывания.

Предел текучести — весовая влажность грунта, в который ко­

нус весом 76 г с углом при вершине 30° погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм. Предел раскатывания (предел пластичности) — весовая влажность, при которой грунт, раскатываемый в жгут толщиной 3 мм, начинает крошиться.

7. Сопротивление сдвигу характеризуется наибольшим каса­

тельным напряжением

сдвига:

 

 

 

T m ax = с ~Т~

/

 

где с — сцепление частиц грунта в плоскости

скольжения;

/—коэффициент

внутреннего

трения;

 

а — нормальное напряжение в плоскости

скольжения.

8. Коэффициенты трения грунта о сталь и грунта о грунт (коэф­ фициенты внешнего и внутреннего трения) в значительной степени

определяют потери мощности на трение при работе

кабелеуклад­

чика. Значения этих коэффициентов даны в табл. 8.

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

 

 

Таблица

9

Коэффициенты трения грунтов

Коэффициент

разрыхления

 

 

К о э ф ф и ц и е н т

 

 

грунта kp

 

 

 

К о э ф ф и ц и е н т

 

 

 

 

 

Грунты

в н у т р е н н е г о

трения г р у н т а

К а т е г о ­

 

 

 

 

 

трения /

о сталь ft

рия

Грунты

 

 

 

 

 

г р у н т а

 

 

 

 

Песок

0,58—0,75

0,35—0,73

 

 

 

 

 

Средний

1,0

0,5

I

Песчаный

1,08—

 

суглинок

1,2

0,8

 

 

 

1,17

 

Тяжелый

 

Сугли­

 

 

суглинок

0,7—1,0

0,75—1,0

I I

1,14—

 

Сухая глина

 

нистый

1,28

 

Глина,

0,18—0,42

I I I

Глинистый

1,24—

 

насыщенная

 

 

 

водой

0,58—0,75

0,35—0,73

 

 

 

1,30

 

Чернозем

IV

Тяжелая

1,26—

'

Мергель

0,9—1,1

 

глина

1,32

 

Гравий

0,62-0,78

0,75

 

 

 

 

 

 

 

37'