Файл: Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник.pdf

Для защиты электродвигателя от атмосферных осадков его часто закрывают кожухом 14.

При разработке легких грунтов можно производить грунтозабор и без предварительного разрыхления грунта. При этом механический разрыхлитель демонтируют и вместо грунтоприемника 23 устанавлива­ ют грунтоприемник, предназначенный для работы без разрыхлителя при траншейном или папильонажном способе рабочего перемещения.

Для подъема и опускания грунтозаборного устройства на необходи­ мую глубину грунтозабора нижняя часть рамы через рамоподъемный полиспаст подвешивается к копру. Для этого нижние блоки 4 поли­ спаста устанавливают на раме, а верхние 6 — подвешивают к копру.

Рис. 42. Грунтозаборное устройство якорного землесоса

Рамоподъемный канат 5 одним концом через пружинный амортизатор крепится к копру, а другим —на барабане рамоподъемной лебедки 10. Лебедка установлена на фундаменте на площадке у копра или на глав­ ной палубе вблизи копра. Ее барабан должен вращаться с такой частотой, чтобы обеспечить подъем рамы разрыхлителя с максималь­ ной глубины грунтозабора за 3—5 мин.

копру на специальных оттяжках или другим способом.

§ 23. Грунтоприемники

Грунтоприемники папильонажных землесосов, как и самоотвозных землесосов, оказывают большое влияние на производительность земле­ соса. Они должны соответствовать принятому типу рабочего переме­ щения.

Г р у н т о п р и е м н и к и п р и т р а н ш е й н о м с п о с о б е

75

ники снабжаются гидравлическими разрыхлителями грунта, повыша­ ющими их эффективность.

Большая ширина зева щелевидного грунтоприемника позволяет получить широкую траншею без значительного переуглубления.

При расчете щелевидных грунтоприемников скорость пульпы в зеве принимают равной 1,1—1,2 м/сек.

Рис. 44. Папильонажный грунтоприемник

77

Для облегчения продольной подачи передняя кромка грунтоприем­ ника выполняется со скосом под углом 30—45°. С изменением глубины всасывания плоскость зева, бывшая до этого горизонтальной, может занять наклонное положение. Это ухудшит чистоту выработки и сни­ зит производительность землесоса, так как увеличится подсос воды. Поэтому при значительных изменениях глубины всасывания между фланцем грунтоприемника и фланцем сосуна устанавливают колено, чтобы плоскость зева сохранила свое горизонтальное положение.

При разработке тяжелых и связных грунтов папильонажным спо­ собом и для улучшения всасывания песчаных грунтов применяют ме­ ханические разрыхлители грунта. Фрезу механического разрыхлителя грунта для улучшения процесса всасывания устанавливают таким образом, чтобы зев грунтоприемника (эллиптической формы) входил в полость фрезы на величину, обеспечивающую всасывание отделяемого от дна грунта (см. рис. 42). Фреза разрыхлителя ограничивает размеры грунтоприемника. Чтобы расположить его внутри фрезы разрыхлителя приходится уменьшать площадь зева, что приводит к увеличению ско­ рости входа пульпы в зев до 3—4 м/сек.

§ 24. Механические разрыхлители грунта

При разработке якорными землесосами слежавшихся песчаных, глинистых, каменистых и некоторых других грунтов необходимо их эф­ фективное разрыхление, для чего применяют различные типы разрых­ лителей: механические и гидравлические.

Для механического разрыхления в основном применяются фрезы различной формы и конструкции.

Т и п ы ф р е з . Фреза митрообразной формы (рис. 45) состоит из ступицы 3, ножей / и кольца 4. Она относится к фрезам закрытого типа, так как ее ножи одним концом закреплены на ступице, а другим связа­ ны с кольцом, повышающим их прочность.

Фреза открытого типа (рис. 46) состоит из тех же деталей, что и фре­

относительно коротких ножей у фрезы открытого типа при одной и той же мощности привода позволяет получить большую силу резания, при-

78

ходящуюся на единицу длины ножа, поэтому фрезы открытого типа применяются для разработки наиболее тяжелых грунтов. Легкие и средние грунты лучше разрабатываются фрезами закрытого типа.

Ножи всех фрез имеют сложное очертание. К плоскости, перпен­ дикулярной оси вращения фрезы, ножи расположены под углом 45—

1800

Рис. 45. Фреза закрытого типа

80°, благодаря чему нож входит в соприкосновение с грунтом не сразу по всей своей длине, а постепенно, что облегчает резание грунта.

В конструктивном исполнении фрезы бывают цельнолитыми, литосварными и сварными. Литая фреза наиболее прочная, но ее изготов­ ление из-за больших габаритов затруднено.

При разработке каменистых грунтов ножи фрезы снабжаются раз­ рыхляющими зубьями или режущим кромкам ножей придают волни­ стое очертание. Так как режущая кромка подвергается при работе наи­ большему износу, то для продления срока службы ее покрывают из­ носоустойчивой наплавкой или же к ножам приваривают режущие части 2 (см. рис. 45) из износоустойчивых материалов.

1 Существуют другие типы и конструкции фрез, например, фреза сфе­ роконической формы, при работе которой можно получить ровную поверхность разрабатываемого дна, и фреза отвального типа для ра­ боты на глинистых грунтах.

Кроме фрез для механического разрыхления грунта, находят огра­

79

Рис. 46. Фреза открытого типа

Для определения диаметра фрезы может быть использована также эмпирическая формула Б. М. Шкундина

где k — коэффициент, равный 0,21 для тяжелых грунтов и 0,23 —

Количество ножей фрезы зависит от разрабатываемого грунта и типа фрезы. У фрез открытого типа, разрабатывающих липкие гли­ нистые грунты, количество ножей не более пяти-шести, у фрез закры­ того типа, при разработке песков, — восемь и более.

Р а с ч е т м о щ н о с т и п р и в о д а р а з р ы х л и т е л я . Мощность привода разрыхлителя может быть определена по формуле

(37)

80

ду валопроводом и двигателем разрыхлителя.

Окружное усилие на среднем внешнем диаметре фрезы может быть определено по формуле

£ и — коэффициент использования длины ножей, меньше единицы, не в расчетах часто принимают ka = 1.

Окружная скорость вращения фрезы зависит от разрабатываемого грунта. Она должна быть такой, чтобы грунт, вовлеченный на какое-то время во вращательное движение срезавшим его ножом, не отбрасывал­ ся под влиянием центробежной силы далеко в сторону от сферы всасы­

имеет привод, состоящий из валопровода, редуктора и двигателя. В ка­ честве приводного двигателя применяют: паровой, электрический или гидравлический привод.

На землесосах старой постройки с паровой силовой установкой при­ меняется паровой привод — паровая машина. Привод обычно разме-

81

щается на верхнем поясе рамы разрыхлителя, поэтому при паровом приводе трудность заключается в передаче пара с корпуса землесоса на подвижную раму.

Ыа рис. 42 показан механический разрыхлитель с электрическим приводом.

Наибольшее усилие при работе воспринимает концевой вал, так как, кроме передачи вращающего момента, он воспринимает изгиба­ ющий момент от взаимодействия фрезы с грунтом, поэтому его диаметр значительно больше промежуточных.

Большая часть подшипников валопровода при работе землесоса находится в воде, поэтому они должны иметь надежное уплотнение от попадания взмученной воды в корпус. Как и концевой вал, головной подшипник воспринимает наибольшую нагрузку и работает в абразив­ ной среде. Так как практически невозможно обеспечить надежную герметизацию, то часто его конструкция предусматривает водяную смазку, при которой непрерывно промывается чистой водой зазор между валом и вкладышем подшипника и создается надежная защита этих деталей от абразивного износа частицами грунта. В качестве вклады­ шей головного подшипника применяют слоистые пластики и резину, хорошо работающие на водяной смазке.

Промежуточные подшипники также могут иметь вкладыши из слои­ стого пластика или резины, но часто в качестве промежуточных ис­ пользуют подшипники качения (см. рис. 42), которые имеют большой к. п. д., не требуют ежедневного ухода и при надежной герметизации корпуса долговечны.

В упорном подшипнике применяют шариковые подшипники или подшипники Митчеля, аналогично упорным подшипникам гребных валов.

Необходимость в установке упорного подшипника вызвана тем, что при работе валопровод разрыхлителя находится под углом, поэтому собственный вес его фрезы и валов, а также упор фрезы в грунт пере­ даются вдоль оси валопровода.

Одна из соединительных муфт валопровода, обычно между верх­ ним валом и редуктором, имеет предохранительное устройство, защища­ ющее разрыхлитель от поломки при мгновенной остановке, которая может произойти при столкновении фрезы с различными непреодоли­ мыми препятствиями (валун, скала, свая и т. п.).

Соединительная муфта (рис. 47) состоит из двух полумуфт 1 я 7. Одна из полумуфт соединяется с верхним валом валопровода, а другая с выходным валом редуктора. Полумуфта / с полумуфтой 7 соединена с помощью удерживающего кольца 3, которое крепится на болтах к полу­ муфте 7. Если бы не было каких-либо стопорящих устройств, полумуф­ та / свободно вращалась бы относительно полумуфты 7. Но этого не происходит, так как в обеих полумуфтах имеются отверстия, в кото­ рые вставлены штифты 5 и втулки 4 из твердой стали, закрытые от выпадания пробками 2 и 6. Диаметр штифтов 5 подобран таким образом, чтобы они срезались при достижении некоторого предельного момента. Втулки 4 сохраняют муфту при срезывании пальцев.

82