нижний барабан. Положение точки А определяется пересечением вер тикальной линии, проходящей через центр нижнего черпакового бара бана, с окружностью, описанной радиусом, равным вылету черпака на барабане. Расстояние между точками пересечения образует шлейф.
Резание грунта и заполнение черпаков начинается в пределах шлейфа и заканчивается после того, как черпаки, обогнув нижний барабан, выйдут из грунта. Что касается эффективности резания грунта черпаками шлейфа, то при разработке, например, глины она крайне низка вследствие того, что черпаки цепи на этом участке ли-
Рис. 181. Схема черпаковой цепи
шены упора, необходимого для развития режущих усилий, который появляется только с выходом черпака на нижний барабан. В этих ус ловиях черпаки шлейфа не столько режут, сколько скоблят грунт с по верхности дна, вызывая этим лишь торможение движения черпаковой цепи, излишние затраты энергии, что может привести к сходу черпа ковой цепи с нижнего барабана.
Если позволяет конструкция черпакового устройства, надо стре миться к тому, чтобы на всех глубинах черпания резание грунта чер паками осуществлялось только на нижнем барабане или с минималь ным шлейфом.
На рис. 181 через гк обозначен радиус, описываемый крайней точ кой козырька черпака при вращении его вместе с нижним барабаном;
через |
гс — радиус, |
описываемый |
крайней точкой спинки черпака, |
и через Й р = /'к —г0 |
— радиальный вылет черпака при данной конструк |
ции и |
данных размерах нижнего |
барабана. Подача по авантовому |
тросу s — расстояние между точками bud, hea — толщина снимае мого слоя грунта, / ц — шаг черпаковой цепи.
В результате подач по авантовому тросу и папильонировании при работающей черпаковой цепи на дне разрабатываемой прорези обра зуются (рис. 182) поперечные а и наклонные b по отношению к оси
прорези гребни. Расстояние между поперечными гребнями и их вы сота зависят от очертания шлейфа и величин подачи; высота наклонных гребней и расстояние между ними — от формы и размеров черпаков и от скорости папильонирования.
С увеличением скорости папильонирования высота гребней между следами черпаков возрастает; при большой скорости папильониро вания между следами черпаков могут остаться пропуски.
К основным параметрам, определяющим производительность грун тозаборного устройства, относятся емкость черпаков и скорость дви
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жения |
черпаковой |
цепи. |
|
|
|
|
|
|
|
Емкость |
черпаков |
может |
|
|
|
|
|
быть |
использована |
|
полностью |
|
|
|
|
|
при |
достаточном |
для |
наполне |
|
|
|
|
|
ния черпаков слое грунта и при |
|
|
|
|
|
полном |
опорожнении |
черпаков |
|
|
|
|
|
над грунтовым колодцем. |
|
|
|
|
|
|
На |
опорожнение |
черпаков |
|
|
|
|
|
влияет их емкость и форма. Раз |
|
|
|
|
|
валистые черпаки с широким зе |
|
|
|
|
|
вом |
освобождаются |
от |
грунта |
|
|
|
|
|
лучше, чем глубокие; |
из |
черпа |
|
|
|
|
|
ков |
большой емкости |
грунт вы |
Рис. |
182. Следы |
черпаков |
(в плане) |
валивается |
лучше, |
чем |
из |
чер |
|
на |
прорези |
|
паков |
небольшого |
размера, |
по |
|
|
|
|
|
тому что в малых черпаках вес |
грунта, приходящийся на |
единицу |
площади внутренней поверхности, меньше, чем в больших |
черпаках, |
что видно из сопоставления следующих |
величин: |
|
|
|
|
Емкость |
черпака, |
л |
|
|
|
|
150 |
280 |
430 |
|
Площадь внутренней поверхности, дм2 |
|
123 |
153 |
197 |
|
Вес грунта, |
кг, |
приходящийся |
на 1 дм2 |
. . . . |
2,44 |
3,66 |
4,36 |
Скорость движения черпаковой цепи зависит от свойств разрабаты ваемого грунта. На грунте с большим сопротивлением резанию ско рость черпаковой цепи уменьшают для предотвращения повреждения черпакового устройства; на липких грунтах это делают для того, чтобы черпаки успевали освободиться от грунта за время прохода их под грунтовым колодцем.
Часовая производительность по грунту в состоянии естественной плотности определяется формулой (72).
При разработке липких грунтов черпаки иногда полностью не опо рожняются и коэффициент использования емкости черпака определяет
ся |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
k = ^ |
S L t |
(160) |
где |
kn |
— коэффициент |
наполнения |
черпака; |
|
|
kQ — коэффициент опорожнения |
черпака; |
|
|
kp |
— коэффициент |
разрыхления |
грунта. |
|
12 Зак. |
175 |
|
|
353 |
На тонких слоях связных грунтов заполнение черпаков грунтом за висит от длины шлейфа и зависящей от нее подачи по авантовому тросу.
При толщине слоя, большей рабочего вылета черпака, величину подачи на связном грунте устанавливают такой, чтобы спинка не вре залась в грунт, так как грунт, попавший на спинку, окажется на раз работанной части прорези.
На глинистых грунтах объем отделяемой черпаком стружки грунта не должен превышать емкости черпака, так как в этом случае грунт в черпаке начнет спрессовываться и ухудшится опорожнение черпака.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После работы многочерпаковых |
снаря |
|
|
|
|
дов |
дно |
прорези |
получается |
неровным. |
|
|
|
|
Для получения заданных глубин, измеряе |
|
|
|
|
мых над наиболее высокими участками дна, |
|
|
|
|
необходимо удалять дополнительный объем |
|
|
|
|
грунта, |
находящегося |
ниже |
проектного |
|
|
|
|
дна. Поэтому прорезь |
разрабатывают с за |
|
|
|
|
пасом (допусками) на неровности дна после |
|
|
|
|
работы земснаряда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Допуски зависят от размеров и формы |
|
|
|
|
черпаков, вида и толщины удаляемого слоя |
|
|
|
|
грунта. Чем больше размеры черпаков, тем |
|
|
|
|
выше |
оставшиеся |
гребни. При |
работе |
на |
Рис. |
184. Сложение |
скоро |
глинистых и плотных |
грунтах |
гребни |
по |
стей |
движения в |
шлейфе |
лучаются более высокие, чем при работе на |
|
|
|
|
рыхлых песчаных |
грунтах, так |
как гребни песчаных грунтов опол |
зают и размываются течением. |
Величина |
гребней |
зависит также |
от |
размеров |
подач по авантовому |
тросу |
(поскольку черпаковая |
цепь |
в |
шлейфе провисает) и скорости папильонирования, определяющей сте пень перекрытия следов черпаков.
Для того чтобы неровности были наименьшими (без снижения за полнения черпаков), следы черпаков должны перекрываться.
Возможность повышения скорости папильонирования ограничи вается условиями резания грунта черпаком. На схеме (рис. 184) линия
00 соответствует направлению |
авантового троса, перпендикулярная |
ей линия РР — направлению папильонирования, линия RR — диа |
метральной плоскости земснаряда, т. е. направлению движения |
черпа |
ковой цепи по дну. Вектором |
v4 обозначена относительная скорость |
движения черпаковой цепи, vn |
— переносная скорость папильониро |
вания |
земснаряда. Абсолютная |
скорость движения черпака va |
обра |
зуется |
геометрическим сложением этих двух скоростей. |
|
Если угол а между va и v4 меньше угла а ч , составляемого боковой стенкой черпака с его осью, то резание грунта и наполнение черпаков идут нормально (рис. 185, а).
Если же угол а больше а ч , черпак приходит в соприкосновение с мас сивом грунта наружной поверхностью боковой стенки и при движении должен сминать и раздвигать грунт (рис. 185, б). Такая работа вызывает резкое возрастание усилий в папильонажных тросах и увеличение нагрузки на черпаковый привод. Сопротивление грунта может привести
к сходу цепи с нижнего барабана (рис. |
186). |
12* |
355 |
жущей кромке черпака в направлении абсолютной скорости. При об щей толщине снимаемого слоя грунта /г с л лишь нижняя часть высотой hv срезается и поступает внутрь черпака. Верхняя часть слоя толщи ной hM отжимается наружной поверхностью боковой стеики в сторону и в черпак не поступает. Образующийся вал отжатого черпаками грун та периодически обрушивается и извлекается следующими черпаками.
О мятии грунта наружными поверхностями черпаков можно судить по характерным следам плотного налипшего грунта на боковых стенках черпака. Для улучшения процесса разработки грунта и снижения за
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трат |
мощности |
на работу |
черпаково- |
|
|
|
|
го привода |
и |
папильонажных |
лебе |
|
|
|
|
док необходимо |
применять |
черпаки, |
|
|
|
|
имеющие |
достаточный развал |
боко |
|
|
|
|
вых стенок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При выборе |
технологического |
ре |
|
|
|
|
жима |
среди |
производственников |
|
рас |
|
|
|
|
пространены |
два |
различных |
принци |
|
|
|
|
пиальных |
подхода: |
назначать |
|
наи |
|
|
|
|
большую |
подачу, |
создавая |
условия |
|
|
|
|
для невысоких |
скоростей |
папильони |
|
|
|
|
рования, |
либо, |
подбирая |
малую |
по |
|
|
|
|
дачу, перемещать земснаряд с макси |
|
|
|
|
мальной |
скоростью |
папильонирова |
|
|
|
|
ния. Ни |
один |
из |
этих |
способов |
не |
|
|
|
|
имеет |
безусловных |
Преимуществ, И |
Рис. |
187. |
Схема |
работы черпака |
выбор лучшего из них зависит от кон- |
с |
частичным |
мятием грунта |
структивных особенностей земснаряда |
|
|
|
|
и условий работы. При работе на тонких слоях |
грунта |
предпочтитель |
нее работа с максимальной подачей, так как при этом менее вероятно
мятие грунта |
стенками |
черпаков и схождение цепи с нижнего бара |
бана. При толстом слое |
на тяжелом грунте целесообразна работа с |
уменьшенными |
подачами. |
Ниже мы рассмотрим основные положения при выборе технологи ческого режима работы морских многочерпаковых земснарядов, на ходящихся в эксплуатации в системе Министерства морского флота.
§ 120. Учет производственных условий при организации работ земкаравана
Габариты участков и свалки грунта. Организационные мероприя тия подготовительного характера, учитывающие влияние габаритов участка дноуглубительных работ, свалок грунта, гидрометеорологи ческих условий и условий судоходства, практически не отличаются от мероприятий по подготовке работы якорных землесосов (см. § 107).
Дополнительно нужно выполнить следующее:
в зависимости от толщины снимаемого слоя грунта определить длину участка, необходимую для выработки земснаряда (если участок не берет начало от естественных глубин), и отметить это место буйком;
в соответствии с заданной глубиной черпания и возможными коле баниями уровня моря установить черпаковую раму на соответствую щую точку подвеса с целью создания лучших условий для исполь зования емкости черпаков, уменьшение шлейфа черпаковой цепи и до стижения требуемой чистоты выработки.
Необходимо иметь в виду, что на тонких слоях снимаемого грунта более успешно будут работать снаряды меньшей производительности, а из двух снарядов, имеющих одинаковые емкости черпака и скорость
черпаковой цепи, |
эффективнее работа |
снаряда, черпаки которого |
имеют большую ширину. |
|
Грунтоотвозные |
шаланды и буксиры, |
входящие в состав земкарава- |
на, должны иметь соответствующий район плавания (по условиям объ екта работ) и возможность совершать переходы между портами вмес те с земснарядом.
Грунтовые условия. Для выполнения дноуглубительных работ на участках, имеющих включения в виде отдельных валунов, камней крупных размеров, а также при работе на каменистых грунтах необ ходимо применять земснаряды, имеющие специальные черпаковые бухты, предназначенные для работы на особо тяжелых грунтах.
На участках со скальными грунтами применение специальной тя желой черпаковой цепи также обязательно, но скальный грунт в этом случае должен быть предварительно взрыхлен или разработан специ альным земснарядом, приспособленным для дробления грунта, на пример штанговым.
На земснаряде необходимо иметь специальные приспособления и стропы для извлечения из черпаков камней и валунов, а для преду преждения повреждений трюма грунтоотвозных шаланд на концах подвижных грунтовых лотков устанавливают качающиеся щиты или колосники, которые гасят инерцию попавших в грунтовой колодец валунов и камней.
На грунтоотвозных шаландах для работы на каменистых грунтах стенки грунтового трюма в центральной части рекомендуется обшивать деревянными щитами.
При работе на каменистых грунтах и на грунтах с включениями валунов, камней и топляков необходимо особо тщательно вести наблю дение за состоянием соединений черпаковой цепи, а также за черпаками и соединительными звеньями. Во избежание длительных простоев зем снаряда необходимо организовать круглосуточное дежурство водола зов на берегу или на земкараване.
На участках с липкими глинистыми грунтами целесообразно при менение земснарядов, имеющих мелкие развалистые («ложкообразные») черпаки (рис. 188) или черпаки с принудительным выталкиванием грунта. Если такой возможности нет, то имеющиеся черпаки должны быть подготовлены для обеспечения лучшей их опоражниваемости. Для этого в черпаках устанавливают резиновые, брезентовые, дере вянные или металлические поддоны (гибкие или жесткие донышки), а иногда просто приваривают с внутренней стороны черпака круглый прутик диаметром 25—30 мм на расстоянии 200—250 мм от верхней кромки резака. Стружка глинистого грунта, огибая прут, смазывается
