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
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 %; |
[шр — 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'