CC BY
110
Выводы. Представлено научное сопровождение строительных машин на этапе их выбора, на основании показателей материалоемкости, энергоемкости, обобщенного показателя экономии материальных и энергетических ресурсов, дополненных исходными данными -фактором продолжительности выполнения работ, объемом работ, а также конструктивными особенностями земляного сооружения, представленного в формализованном виде через геометрические параметры для идентификации под технические характеристики машин.
Научно обосновано и реально на практике получено научное сопровождение строительных машин (бульдозеры, автогрейдеры, скреперы, экскаваторы) при их выборе по технико-экономическим и эксплуатационным показателям.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Машины для строительства и работ в жилищно-коммунальном хозяйстве города и поселка / Баловнев В. И., Бакатин Ю. П., Кустарев Г. В., и др. / Строительные и дорожные машины, 1992, № 1, С. 22 - 25.
2. Новое сменное навесное оборудование к тракторам и экскаваторам / Баладинский В. Л., Фомин А. В. / Механизация строительства, 1992, № 8, С. 6 - 8.
3. Интенсификация земляных работ в дорожном строительстве / Баловнев В. И., Хмара Л. А., М.: Транспорт, 1983. - 183 с.
4. Повышение производительности машин для земляных работ / Баловнев В. И., Хмара Л. А., К.: Будiвельник, 1988. - 152 с.
5. Строительные роботы и манипуляторы / Баловнев В. И., Хмара Л. А., Станевский В. П., Немировский П. И., К.: Будiвельник, 1991. - 136 с.
6. Определение производительности бульдозеров с отвалом, оснащенным выступающими ножами / Хмара Л. А., Коротких В. Б., Сб. КИСИ «Горные, строительные, дорожные и мелиоративные машины», № 47, 1992. - С. 11 - 17.
7. Модернизация и повышение производительности строительных машин / Хмара Л. А., Колесник Н. П., Станевский В. П., К.: Будiвельник, 1992. - 152 с.
8. Современные скреперы с механизированной загрузкой: Обзорная информация / Баловнев В. И., Ронинсон Э. Г., Толмачев А. Н. и др., Серия 2, «Дорожные машины», М.: ЦНИИТЭстроймаш. - 41 с.
9. Крон Г. Исследование сложных систем по частям (диакоптика): Пер. с англ. - М.: Наука, 1972. - 544 с.
10. Баловнев В. И., Хмара Л. А. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве. - М.: Транспорт. 1993. - 383 с.
11. Хмара Л. А. Применение аккумуляторов потенциальной энергии в строительных машинах (на примере одноковшового экскаватора). Сб. науч. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Вып. 33. - Д.: ПГАСА, 2005. - С. 17 - 33.
УДК 621.868.27
НАУКОВ1 ОСНОВИ СТВОРЕННЯ ЗАСОБ1В МЕХАШЗАЦП ДЛЯ РОЗБИРАННЯ ЗАВАЛ1В ЗРУЙНОВАНИХ БУД1ВЕЛЬ
Л. А. Хмара, д. т. н., проф., С. В. Шатов, к. т. н., доц.
Ключовi слова: стихтш лиха, техногент аварИ', завали з уламюв буд1велъ, засоби мехамзацИ'
Проблема. Стихшш лиха та техногенш авари, як час вщ часу трапляються в Укра!ш i свт, приводять до руйнування будiвель i споруд. Щд завалами цих руйнувань знаходяться потерпш. Для розбирання завалiв використовуються рiзноманiтнi засоби мехашзаци, як не завжди вщповщають вимогам цих робгг. Тому потрiбна розробка наукових основ проектування машин для термшового розбирання завалiв.
Ефективне виконання робгг з розбирання завалiв можливе за наявност продуктивно! техшки та засобiв мехашзаци цих робщ як повинш вщповщати вимогам, котрi iнодi бувають суперечливими:
- "енергомюткими та невелико! ваги" - з одного боку висока продуктившсть розбирання завалiв досягасться використанням потужно!, енергомютко! технiки значно! ваги, а з iншого - у разi необхiдностi вона повинна пересуватися по уламках заватв i мати невелику вагу, щоб не зрушити 1х та не втратити стшюсть;
- "мати значнi робочi зони та бути не великими за габаритами" - техшка для розбирання завалiв повинна забезпечити вилгт та пiдйом робочого органа у необхщне мiсце завалу або зруйновано! будiвлi, а у транспортному положены мати мiнiмальнi розмiри для перемщення та маневрування у стислих умовах завалiв;
- "схоплювати уламки вантажотдйомною технiкою (пiд уламки необхiдно завести стропи) та усунути ручну працю рятiвникiв" - розбирання завалiв при використаш вантажопiдйомних машин виконуеться шляхом шдйому окремих уламкiв при !х захватi гаковою пiдвiскою (якщо це можливо) або за допомогою стротв, якi рятiвники повиннi завести тд уламок. Ручнi операци зi стропування уламюв е небезпечними, працемiсткими i не завжди можуть бути виконаш.
Ця науково-технiчна проблема i виршуетъся у статтi.
Аналiз публiкацiй. Виконання рятувальних робiт у Вiрменil, Нью-Йорку, Дшпропетровську, Свпатори [1 - 4] показало, що завали, пiд якими можуть бути потерпш, потрiбно розбирати за найкоротший термiн - 6...8 годин [11]. Найбiльший термiн перебування людей шд завалами, якщо вони не травмоваш, мають доступ пов^ря та води, може складати 5 дiб [3]. Для розбирання завалiв зруйнованих будiвель та споруд використовуеться рiзноманiтна технiка (таб. 1).
Т а б л и ц я 1
Використання засоб1в мехамзацИ при веденш рятувалънихроб1т
Засоби мехашзаци Види робгт
Виконання про!зд1в в завалах Обвалення [ змщнення буд1вель Витягання потерпших Усунення аварш на комушкащях
Самохщш крани ■ ■
Бульдозеры ■
Екскаватори ■ ■ ■ ■
Навантажувач1 ■ ■ ■
Пдромолотн ■ ■
Р1заки ■
Бури ■
Мехашзованнй шструмент ■
Землернйно-маншуляторне обладнання ■
На вшх етапах використовують самохщш крани з телескотчною стршою (рис. 1). Це дозволяе захоплювати та шдшмати уламки завалiв на вiдстанi 30 - 40 м вщ крана. Як робоче обладнання на кранах використовувались гаковi пiдвiски зi стропами. Суттевим недолiком такого обладнання е необхщнють заведення стропiв пiд уламки у разi неможливостi захоплення уламюв за оголенi металевi деталi. Це потребуе ручно! працi рятiвникiв i не завжди можна завести стропи тд уламки. Ручнi операци зi стропами збiльшують ймовiрнiсть повторного обвалу елеменпв завалiв та не забезпечують безпеку виконання робiт.
Пiдвищити продуктившсть використання крашв та безпеку розбирання завалiв можна за умови установки захва^в на стропах (см. рис. 2). Це б дозволило у багатьох випадках не заводити стропи тд уламки, а схоплювати !х за зовшшш поверхнi. До недолшв цього обладнання слiд вiднести те, що захвати на стропах недоцшьно використовувати при схоплюванш невеликих за розмiрами уламкiв (менше 0,1м3).
Рис. 1. Використання телескотчного Рис. 2. Розбирання завалу краном гз
крана уДшпропетровсъку захватом у Свпаторп
Mani та середш за розмiрами уламки (0,1-0,8 м3) розбирають i3 завалiв одноювшевими екскаваторами з телескошчним робочим обладнанням (рис. 3) або 3i зворотною лопатою (рис. 4). Головним позитивним моментом використання екскaвaторiв для розбирання зaвaлiв е усунення ручно! пращ ряпвниюв, пов'язане зi стропуванням уламюв при роботi крaнiв. У той же час наявнють ковша у конструкцп екскaвaторiв не дозволяе завантажувати в нього великi уламки (бшьше 0,8 м3), що потребуе використання шших видiв технiки.
Рис. 3. Використання телескотчного Рис. 4. Розбирання завалу екскаватором у
екскаватора з ковшем Нъю-Йорку
При розбиранш старих будинюв також використовують екскаватори, робота яких мае той же недолш - неможливо у ювш завантажувати великогабаритш уламки (рис. 5).
Перспективним робочим обладнанням для розбирання старих будинюв, яке може бути використане для розбирання зaвaлiв зруйнованих будiвель, е поворотний зaхвaт-подрiбнювaч (рис. 6). Робота такого обладнання передбачае використання ще одного екскаватора, оснащеного ковшем для прибирання малих улaмкiв.
У зв'язку з тим, що значна кшьюсть зaлiзобетонних улaмкiв мае арматуру, виникае необхвдшсть у важкодоступних мюцях зaвaлiв виконувати рiзaння металевих елеменпв ручним iнструментом. При виконaннi робгг з рiзaння арматури та металевих конструкцш та елементiв вони, або ix частини, утримуються вaнтaжопiдйомною технiкою.
Результати дослщжень. Застосування техшки для лшвщаци аварiй i стихшних лих можливе за наявностi проlздiв до завалу. Облаштування про]дщв проводиться бульдозерами-розпушувачами i фронтальними навантажувачами. Оскiльки маневрування цих машин у зош завалу обмежене, перевага вщдаеться використанню бульдозерiв-розпушувачiв, що мають робочi органи (вiдвал i розпушувальну шдвюку) спереду i позаду базового трактора.
Рис. 5. Малопродуктивна робота Рис. 6. Руйнування готелю Централъний
екскаватора з ковшем на розбирант захватом (Днтропетровсък, 2006р.) зруйнованих будинюв у центр!
Днтропетровсъка (реконструкция, 2006р.)
При завалах значно! протяжносп i висоти бшьше 1,5 м про!зди роблять поверх завалу. При малш протяжносп завалiв i висоп не бiльше 1,5 м доцшьно розчищати завали шляхом перемiщення уламюв у сторони вiд напряму про!зду. У традицiйних конструкцiях розпушувальних шдвюок наявнiсть одного або декiлькох зубiв дозволяе розпушувати завал, але не забезпечуе захоплення уламкiв i !х перемiщення. Це призводить до додаткових витрат часу на розбирання заватв i збiльшуе термiни звiльнення потерпших з-пiд уламкiв зруйнованих будiвель.
На кафедрi "Будiвельнi i дорожнi машини" Придшпровсько! академи будiвництва i архгтектури ведуться дослiдження з удосконалення технологи розбирання заватв зруйнованих будiвель з використанням бульдозерiв-розпушувачiв [5]. Запропоновано на бульдозерах 2 (рис. 7, а) рiзних тягових класiв i оснащених розпушувальними пiдвiсками 3, встановлювати робочий орган 4, що забезпечуе захоплення уламюв завалу. Такий робочий орган (рис. 7, б - г) е поперечною балкою 6 з декшькома зубами-вилами 7, робочi поверхш 10 яких направлеш в протилежному напрямку щодо вiдвалу бульдозера.
На поперечнш балцi 6 за допомогою кронштейшв 12 шарнiрно змонтованi захвати 11, розташоваш мiж зубами-вилами 7. Захвати 11 мають робочi поверхш 8 i плечi 4, з якими пов'язаш гiдроцилiндри 2 управлшня захватами 11. Поперечна балка 6 виконана з вертикальною стшкою 5 з монтажними отворами 4, яка встановлюеться в робочу балку 1 розпушувально! пiдвiски 13. Корпуси гiдроцилiндрiв 2 управлiння захватами 11 встановлеш з можливiстю повороту на бiчних поверхнях робочо! балки 1.
Конструкщя i установка захватiв 11 забезпечуе можливють розташування робочих поверхонь 8: на одному рiвнi з робочими поверхнями 10 зубiв-вил 7; вище або нижче за цей рiвень. Закiнчення робочих поверхонь 8 захвапв 11 виконано з упорами 9 (рис. 7, г), це дозволяе утримати вантаж (уламки) шд час !х транспортування.
Наявнiсть монтажних отворiв 4 забезпечуе змiну вильоту по висоп установки всього робочого органа.
Робочий орган дозволяе виконувати таю технолопчш операци:
- заглиблюватися зубами-вилами 7 у завал i пiднiмати !х разом з уламками в транспортне положення; при цьому .робочi поверхш 8 захвапв 11 розташовуються на рiвнi робочих поверхонь 10 зубiв-вил 7 i упорами 9 утримують уламки при транспортуванш;
- виконувати утримання уламкiв мiж робочими поверхнями 8 захвапв 11 i тильними поверхнями зубiв-вил 7.
1-1
Рис.7. Бульдозер - розпушувач тягового класу 50 т для розбирання завал1в. а - загалъний вигляд: 1 - булъдозерне обладнання; 2 - базовий трактор; 3 - розпушувалъна тдв1ска; 4 - робочий орган для розбирання завал1в; б - розрахункова схема: 1 - робоча балка;
2 - ггдроцил^ндри захват1в; 3 - палецъ кртлення; 4 - монтажм отвори; 5 - вертикалъна ст1йка; 6 - поперечна балка; 7 - зуби-вила; 8 -робоч1 поверхм захват1в; 9 - упори; 10 - робоч1 поверхш зуб1в-вил; 11 - захвати; 12 - кронштейни; 13 - тдв1ска; 14 - плеч1 захват1в; 15,16 -г1дроцил1ндри тдв1ски; в - аксонометр1я; г - перетин I -1.
У результат дослщжень були розроблеш рацюнальш параметри робочого устаткування бульдозерiв-розпушувачiв рiзного тягового класу для розбирання завалiв (табл. 2 i рис. 7).
б
а
в
г
Т а б л и ц я 2
Основт параметри робочих оргатв булъдозер1в - розпушувач1в для розбирання завал1в
№ п/р Найменування параметра Один. вим. Позна-чення Розрахункова формула Значення параметр1в для бульдозер1в-розпушувач1в тягового класу Т, т
10 25 35 50
1 Ввдстань м1ж зубами-вилами м n ЗВ n ЗВ = (0,05...0,10) • T 0,8 1,4 1,8 2,5
2 Ввдстань м1ж захватами м n ЗХ n ЗХ = (0,05...0,10) • T 0,8 1,4 1,8 2,5
3 Товщина зуб1в-вил м b зв Ьзв = (0,08...0,10) • nзв 80 140 180 200
4 Товщина захвалв м ЬЗХ b ЗХ = (0,08...0,10) • n ЗХ 100 170 220 300
5 Висота зуб1в-вил м H ЗВ HЗВ = (0,01...0,05) • T 0,5 1,2 1,5 2,0
6 Вилгг зуб1в-вил м 1зв 1зв = (1,2... 1,4) • Hзв 0,6 1,4 1,8 2,5
7 Рад1ус захвата м R ЗХ R зх = (1,4...1,6) • H зв 0,7 1,7 2,1 2,9
8 Кут повороту захвата град. аЗХ аЗХ = 40...60 40...60 40.60 40.60 40.60
9 Вил1т захвата м 1 ЗХ 1зх = (0,9...0,95) • Rзх 0,67 1,6 2,0 2,8
10 Кут нахилу упор1в град. аУП аУП = 15...20 15.20 15.20 15.20 15.20
Для розчищення про1ЗДв у завалах розроблена конструкщя бульдозера, оснащеного пдрокерованими захватами (рис. 8).
Рис. 8. Схема бульдозерного обладнання Í3 захватами: а - захвати притиснутi до р1жучого ножа вiдвала; б - те ж, вигляд спереду; в - перетин I-I; г - захват вантажу; д -захват груза захватами з накладками. 1 - вiдвал;2 - козирок; 3 - основний тж; 4 - бiчний тж;
5 - кронштейни; 6 - захвати; 7 - тдюс; 8 - гiдроцилiндри управлтня захватами; 9 - штовхаючi бруси;10 - вантаж;
11 - ребристi накладки.
На верхнш частит натвсферичного вщвала 1 за допомогою кронштейшв 5 шаршрно
встановлеш захвати 6 [6]. Плече кожного iз захватв пов'язане з пдроцилшдрами управлшня 8, корпуси яких закршлеш на вщповщному штовхальному брусi 9 бульдозера, з тильно! поверхнi вiдвала 1. Робоча частина захватв 6 у нижнш частинi примикае до рiжучого ножа 3 вiдвала. Вiдвал 1 також оснащений i бiчними ножами 4.
У процес роботи за допомогою гiдроцилiндрiв 8 захвати 6 можуть шдшматися над рiжучими ножами 3 для захоплення вантажу 10. Зусилля притиснення вантажу 10 до вщвала 1 забезпечуеться спочатку тяговим зусиллям базового трактора, на якому змонтовано бульдозерне обладнання, а потм зусиллям гiдроцилiндрiв 8. Притиснутий вантаж разом iз робочим обладнанням пiднiмаеться у транспортне положення, i бульдозер здiйснюе технологiчнi операцп. 1ндивщуальне управлiння кожним iз захватiв 6 дозволяе захоплювати вантажi 10 (уламки) рiзноl конфшураци i розмiрiв по довжиш та поперечного перетину Б.
Для надiйного утримання уламкiв при транспортуванш i для замiни зношено! внутршньо1 частину захватiв останнi доцшьно оснащувати ребристими змiнними накладками 11 (рис. 8, д).
Основш параметри захватв на бульдозерi представленi на рисунках 8, а - б. Розроблеш ращональш параметри захватiв (табл. 3) та параметричний ряд бульдозерного обладнання з захватами до базових тракторiв рiзного тягового класу (Т = 3; 10; 25; 35), яю найчастше використовуються на розбиранш завалiв зруйнованих будiвель.
Т а б л и ц я 3
Значення ращоналъних параметр1в бульдозерного обладнання 7з захватами
Параметр Позначення Розрахункова формула
Довжина важелiв управлiння захватами, м 11 1! = (0,14^0,16)Бот
Довжина середньо1 частини захватiв, м 12 12 = (0,36^0,38)Бот
Довжина робочо1 частини захватiв, м 12 13 = (0,16^0,18)Бот
Висота захватв, м Н3 Н3 = (1,1^1,2)Нот
Вiдстань мiж захватами, м В3 В3 = (0,6^0,8)Вот
Товщина захвата, м в в=(0,02^0,03)Вот
Довжина бокових ножiв вiдвала, м Вбн Вбн =(0,1^0,15)Вот
Кут нахилу робочо1 частини захватв, град «31 «31 = 75480°
Кут рiзання нижньо1 частини захватв, град «32 «32 » 45447°
Кут захвата, град «33 «33 » 1204125°
Заднш кут рiзання нижньо1 частини «34 «34 » 15417°
захватв, град
Кут рiзання ножа вщвала, град «от1 «от1 » 52 ^55
Кут рiзання бокових нож1в вiдвала, град «от2 «от2 » 45 447°
Кут скосу бокових ножiв вiдвала, град У У» 8410°
Дiаметр захоплюваного вантажу Б Б=(0,05^0,15) Бот
Примггка: Вот - довжина вщвалу бульдозера, м; Нот - висота вщвалу бульдозера, м.
При застосуванш на розбиранш завалiв однокiвшових екскаваторiв (рис. 9) доцшьно використовувати ковшi з гщрокерованою щелепою (захватом) [7; 8]. Конструктивне виконання такого устаткування (рис. 10) включае ювш 1 з рiжучими зубами 3 та кронштейнами 12 i 13 у верхнш частинi. На бiчних поверхнях ковша 1 шаршрно встановлена щелепа 6, в нижнш частиш яко! встановлеш зуби 14 i рiжуча кромка 4. Верхня частина щелепи 6 пов'язана з гщроцитндрами 7, корпуси яких встановлеш в кронштейнах 12 ковша. Внутршш поверхш щелепи 6 мають ребристу форму 5. Ювш 1 через кронштейни 13 пов'язаний з рукояттю 8 базового екскаватора, а важелями 10 i 11 - з гщроцилшдром 9 повороту ковша. На бiчних стiнках ковша встановлеш ребрист накладки 2.
Цей робочий орган може виконувати таю технолопчш операци:
- при притиснутш щелепi 6 до ковша 1 проводити наповнення ковша i щелепи дрiбними уламками при розбираннi завалу;
- поворотом щелепи 6 проводити захоплення i притиснення до ковша 1 крупних уламюв завалiв;
- наявшсть ребристих поверхонь 5 забезпечуе надшне утримання захопленого вантажу;
- виконувати навантаження дрiбних i великих уламюв у транспорты засоби;
- виконувати обвалення нестшких елементiв зруйнованих будiвель;
- при технолопчнш необхiдностi устаткування може бути використане для розробки грунпв.
НУ/
/Щс II
ич
77-Т7/У у V//
3 2 1
Рис. 9. Екскаватори 7з зворотною лопатою, ковш1 яких оснащем щелепою: а - вантажотдйомтстъ 0,5 т; б - вантажотдйомтстъ 1,0 т; в - вантажотдйомтстъ 3 т. 1 - ходова частина; 2 - рама; 3 - опорно- поворотний круг; 4 - виност опори; 5 -противага; 6 - двигун; 7 - поворотна платформа; 8 - каб1на; 9 - стрыа; 10 - г^дроцилшдр;
11 -рукоять; 12 - ядроцгтндр; 13. 14 - важел1; 15-теш; 16 - щелепа; 17 - адроцилшдри
У
-8 /10 .11
• 13
-6 -1
-14
В
а б
Рис. 10. Швш з! щелепою: а - параметри; б - випробування; 1 - кгвш; 2 -ребрист1 накладки; 3, 14 - р1жуч1 зуби; 4 - р1жуча кромка; 5 - ребрист1 внутршт поверхт щелепи; 6 - щелепа; 7 - глдроцилгндри; 8 - рукоять; 9 - г1дроцилтдр; 10, 11 - важел1; 12, 13 -
кронштейн; 14 - зуби
Розроблено рекомендаци з розрахунку основних показниюв ковшiв з щелепою (табл. 4)
\
4
До 80 — ргччя Приднтроесько! держаеног академи будгент/теа та архитектура № 7 липень 2010
Т а б л и 1/ я 4
Основнi параметра ковша si щелепою для одноковшових екскаваторгв
№п/р Параметр Один, вллм. Позначення Розрахункова формула
1 Рад1ус ковша м R-K(OA) 1,25 -\[с[ + 0,15 м
о Рад1ус кршлення щелепн м R3(OlA) (1,3... 1,35)-В
3 Рад1ус щелепп м R-4A{OxE) (1,3... 1,3 5) -В
4 Рад1ус зублв щелепп м RЗП(ОхС) (1,1... 1,15) • В
5 Радлус копання зубами щелепп м К-зч(оо) 125-0,25м
6 Довжина днища щелепп м Ьчл (0,8 5...0,89)-В
7 Ширина ковша м в 1,7-^q-0,5 м
8 Макснмалвнин кут розкрнття щелеш1 ковша град азх 105 . . . 110
9 Кут рлзання зубт щелепп град «3 42...45
10 Кут рлзання ножа щелепп град аЧЛ 40... 42
11 Кут рлзання ножа ковша град о.к 42...45
Прнмлтка: Кк«эа) = кча(охЕ)> кча«эхе)>кзп«эхС)> кзч(ос)>як(оа)"> Ч - геометрпчна М1стк1сть ковша, м3.
При розбираиил великих уламкт однокшшев1 екскаватори оснащають пдрокерованнмн захватами [9]. Конструктнвне внконання захвата (рис.1) включав основну стшку 1, яка верхньою частиною 2 пов'язана з рукояттю 3 та тягою 4 з екскаватором. У середнли частит на стлицл 1 шартрио встановленин зуб 5, зв'язаннп з гщрощтндром 6. Р1жуч1 кромки стшки 1 та зуба 5 направлен! назустрлч одна однш.
Рис. 11. Схеми захвалив: а — захват вантажу; б — розвантаження; в — поворот зуба 5 / стшки; г - загальтш вигляд обладнання на екскаваторг ЕО-2621; 1 — основна сттка; 2 - верхня частина стшки; 3 - рукоять; 4 — тяга; 5 — зуб; 6 — ггдроцилтдр управлтня зубом.
Такнн робочнй орган може функцюнуватн в режимах:
- спушення мщннх матер1ал!в, старих дорожнк покрнттт або елементт зрупнованнх будтель основною спнкою 1;
- внконання перерахованнх операцш зубом 5, коли потрюннн рух робочого органа (зуба) В1Д ек екав а тора у напрти до внбою;
- руннування матер1алт i крупних уламкт при зустриному pyci стшки 1 i зуба 5;
- захоплення окремих елементлв конструкций при робот! стшки 1 i зуба 5.
На n^craBi основних техшчних показниюв захвапв, що встановлюються на екскаваторах виробництва СНД i провщних фiрм виробникiв, наприклад фiрми Caterpillar, розроблеш рекомендаци з розрахункiв основних показниюв захватiв (табл. 5) i параметричний ряд захватiв стосовно екcкаваторiв вантажопiдйомнicтю 0,5 ,1,2 i 3 т виходячи з умови забезпечення стшкост екcкаваторiв при пiдйомi максимальних вантажв.
Т а б л и ц я 5
Значення рацюналъних параметров захват1в для екскаватор1в_
№п/ п Параметр Позначення л н О 'S а S з о Рч Розрахункова формула Тип захвату
а б в г
1 Вантажошдйомшсть Q т (0,06... 1,0) • M э 0,5 1,0 2,0 3,0
2 Максимальний дiаметр вантажу D max м (0,6...0,7) • \[q 0,4 0,5 0,6 0,8
3 Висота робочо! частини захвату Н м (0,8...0,9) • Dmax 0,35 0,45 0,54 0,7
4 Висота стiйки зуба Нс м (1,2... 1,4) • Dmax 0,5 0,65 0,8 1,0
5 Висота рiжучоl кромки Нз м Dmax • tga 0,2 0,25 0,3 0,4
6 Ширина захвата В м (0,3...0,4) • ^¡q 0,2 0,3 0,4 0,5
7 Радiус повороту зуба R м (1,2... 1,4) • D ^ ' ' s max 0,5 0,65 0,8 1,0
8 Кут повороту зуба Ф град 80...90 80 80 90 90
9 Кут рiзання а град 40...45 45 45 40 40
10 Заднiй кут в град 10...12 12 12 10 10
11 Габарит пдроцилшдр: при висунутому штоку Si м (0,8...0,9) • Dmax + Df1 • tga S 1,1 1,25 1,45 1,65
при втягнутому штоку S2 м Sj - S 0,6 0,75 0,9 1,2
12 Плече дп гiдроцилiндра h м Dmax + 0,1 м 2 0,6 0,75 0,9 1,1
13 Ввдстань вiд осi кршлення корпусу гiдроцилiндра до осi повороту зуба l м S-[Hc-{h + H 3)] 0,4 0,5 0,6 0,8
14 Маса базово! машини (екскаватора) МБ кг техшчна характеристика 6 100 14 050 25 500 37 000
П римiтка: Мэ - маса базовог машини, т; q - мжтюстъ ковша екскаватора, м3;
S - xid штока ггдроцилгндра, м
У конструктивному виконанш робочого обладнання навантажувачiв для розбирання завалiв передбачаеться оснастити 1х захватними пристроями, що встановлюються на ковшах. Заi навантажувач^ рацiональнi параметри яких визначалися, були прийнятi фронтальнi колicнi навантажувачi (рис. 12) виробництва СНД i фiрми Caterpillar (США) з мютюстю ковшiв 0,2.4,0 м3 i вантажошдйомшстю 0,6.6,0 т [10].
Робоче обладнання навантажувачiв для розбирання завалiв (рис. 13) мае ювш 1 з бiчними cтiнками 2, у верхнш чаcтинi якого на кронштейнах 7 шаршрно вcтановленi захвати 5. Захвати 5 мають робочi частини 3 i плечi 8, якими вони зв'язаш з гiдроцилiндрами 6, встановленими на тильнш поверхнi ковша 1. Задня стшка 4 щодо корпусу ковша 1 також встановлена шаршрно i через важелi 9 i коромисла 10 зв'язана з гiдроцилiндрами 11.
До 80 — ргччя ПрнднтровсъкоЧ держаеног академи будгвннцтеа та архитектура № " липень 2010
7771 /// в
///
Рис. 12. Tumi фронтальных коллснш н авантажу eauie, рацюналът параметры яких визначалася вантажотдйомнктю:а - 0,6т ; б-2,0т ; в- 6,0т
При розробщ завал1в ¿з др1бними уламками захвати 5 пщшмаються у верхие положения i не иерешкоджають заповненню ковша 1 (рис 14, а) При розбиранш великих уламк1в ix утримання проводиться захватами 5 i oîthhmii стшками 2 1ндивщуальне управлшня пдроцшиндрами б кожним захватом 5 забезпечуе надшне утримання улашав. ж1 мають pi îhi поперечш розм1рп по довжиш (рис 14. б) У тому випадку, коли довшша уламка меиша ширини ковша, його утримування проводиться захватами 5 i поворотом задньо1 стшки 4 при включенш у роботу гщроцш11идр1в 11 (pic 14. в) Така ж схема роботи обладнання застосовуеться щ.ш утриманш окремих уламгав малого поперечного перетину i довжпнп. коли зад1яш два або три захвати 5 (рис. 14, г)
У
Рис. 13. Параметри ковша гз захватами: а - аксонометрия; б - вигляд збоку. 1 - кгвш; 2 - опта спинка; 3 - робоча частгша захвата; 4 - задня спинка; 5 - захват; 6 - ггдроцилтдр захвату; 7 - кронштейн; 8 - плече захвата; 9 - важть; 10 - коромисло;
11- г1дроцилтдр заднъог спинки
У результат дос.тджень були розроблеш paцioнaльнi параметри робочого обладнання фронтальних навантажувач1в Ь захватами для piзнoi IX мшткост1 ковшгв (вантажотдномноста) -таблиця б (рис 13)
а
Т а б л и ц я 6
Основм параметры ковша гз захватами фронтальных навантажувач1в_
№ Найменування Один. Позна- Значення параметрЛв для
параметра вим. чення Розрахункова формула навантажувач1в з м1стк1стю з ковша, м
0,24 1,07 1,5 3,9
1 Ыдстань м1ж захватами м ВЗХ ВЗХ = (0,4...0,45)В 0,70 0,95 1,0 1,5
2 РадЛус захвата м РЗХ Язх = (0,8.0,9)Н 0,5 0,9 0,95 1,2
3 РадЛус задньо! стшки м Яо Яо = (0,7.0,8)Н 0,4 0,8 0,85 1,05
4 Кут повороту захвата град. азх азх = 80.85 80.85 80.85 80.85 80.85
5 Кут повороту задньо! стшки град. ас ао = 40.60 40.60 40.60 40.60 40.60
6 Кут рЛзання робочо! части захвата град. а3 а3 = 40.45 40.45 40.45 40.45 40.45
Примака: В - ширина ковша, м; Н - висота ковша, м.
Рис. 14. Технологгчт схемы роботы ковша гз захватами: а - заповнення ковша дргбними
уламками; б - захоплення уламкгв, довжина яких быъша ширини ковша; в, г - варганти захоплення уламкгв, довжина яких менша ширини ковша
Висновки. 1. У результат аналiзу розбирання завалiв зруйнованих бущвель вщ ди вщомих техногенних аварш встановлено, що ц роботи виконуються рiзноманiтними засобами мехашзаци, як не завжди вщповщають вимогам рятувальних робiт: мають низьку продуктившсть та значнi розмiри, оснащеш одним типом робочого обладнання, не забезпечують безпеки розбирання завалiв.
2. Розроблено конструкцп багатоцiльових робочих оргашв до бульдозерiв, розпушувачiв, екскаваторiв, навантажувачiв, якi забезпечують ефективне розбирання завалiв найменшою кiлькiстю машин.
3. Для кожного типу багатоцшьового обладнання виконано науково обгрунтоваш розрахунки визначення !х основних параметрiв залежно вiд головного показника обладнання та умов роботи.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Бакин В. П., Батыгин Н. С. Снос поврежденных при землетрясениях зданий // Механизация строительства,1989. - № 6. - С. 10 - 11.
2. М1рошниченко М. Вибух газу - "це урок, який повинна засво!ти держава" // Надзвичайна ситуащя,2007. - № 10. - О. 8 - 15.
3. Неукротимая планета // Д. Берни, Д. Гилпин, С. Койн, П. Симонс. Пер. с англ. ЗАО " Изд. Дом Ридерз Дайджест",2008. - 319 с.
4. Трапчний вибух у Свпатори// Надзвичайна ситуащя,2009. - № 1. - О. 8 - 15.
5. Хмара Л. А., Шатов С. В. Применение бульдозеров и рыхлительных подвесок с рабочим оборудованием для ликвидации последствий техногенных катастроф/ Вюник Придншр.! держ. Акад.. буд. та архггект. - Д.: ПДАБА, 2009. - № 1. - С. 13 - 25.
6. Хмара Л. А., Шатов С. В. Определение параметров бульдозеров для ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных аварий/ Вюник Придншр. держ. акад. буд. та архггект. - Д.: ПДАБА, 2008. - № 1 - 2. - С. 81 - 89.
7. Хмара Л. А., Шатов С. В. Використання будiвельно! техшки для виконання рятувальних та вщновлювальних робгт при лшвщаци наслщюв стихшних лих та аварш // Будiвництво Укра!ни, 2008. - № 5. - С. 34 - 39.
8. Хмара Л. А., Шатов С. В. Определение параметров рабочего оборудования экскаваторов для разборки завалов разрушенных зданий/ Зб. наук. пр. Полтав. нац. тех. ун-ту iм. Ю. Кондратюка. Сер.: Галузеве машинобудування,будiвництво. Вип. 23. - Том 2. Полтава: ПолНТУ, 2009. - С. 146 - 157.
9. Хмара Л. А., Шатов С. В. Определение рациональных параметров рабочих органов захватов для ведения аварийно-спасательных работ на базе экскаваторов/ Вюник Придшпр. держ. акад.! буд. та архггект. - Д.: ПДАБА, 2008. - № 8. - С. 81 -89.
10. Хмара Л. А., Шатов С. В. Усовершенствование погрузчиков для разборки завалов зданий разрушенных под действием стихийных бедствий/Мат. междунар. науч.-техн. конф. «Интерстроймех - 2009». Бишкек: Кыргызский гос. ун-тет строит., траспорта и архитект., 2009. - С. 151 - 159.
11. Чумак С. П. Основы разработки технологии и управления процессами аварийно-спасательных работ при разрушениях зданий и сооружений// Пробл. безопасности при чрезвычайных ситуациях. - М. : ВИНИТИ. - 2008. - Вып. 4. - С. 55 - 62.
УДК 621.868.27
ТЕХНОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 РОЗБИРАННЯ ЗАВАЛ1В ЗРУЙНОВАНИХ
БУД1ВЕЛЬ ТА СПОРУД
Л. А. Хмара, д. т. н., проф., С. В. Шатов, к. т. н., доц.
Ключовi слова: техногент аварИ', зруйнован буд1вл1, завали з уламюв буд1велъ, технолог1я розбирання завал1в, засоби мехамзацИ
Проблема. Пщ дieю техногенних катастроф, аварш або стихшних лих будiвлi та споруди руйнуються, пщ завалами знаходяться потерпш. Зараз розбирання завалiв виконуеться рiзноманiтною техшкою, яка не завжди вщповщае вимогам рятувальних або вщновлювальних робгт, що призводить до виконання цих робгт за недосконалими технолопчними схемами, а це збшьшуе термши та трудомюткють !х ведення.
Щороку в Укра!ш рееструеться близько 350 надзвичайних ситуацш техногенного та природного характеру [10]. У кра!ш функцюнують 17 тис. потенцшно небезпечних об'екпв. Комунальна шфраструктура зношена бшьше шж на 60 %, унаслщок чого кшькють аварш за останш 10 роюв зросла майже в п'ять разiв. Унаслщок надзвичайних ситуацш та подш щорiчно гине понад п'ять тисяч людей. Матерiальнi збитки, завдаш надзвичайними ситуащями за останш 11 роюв, оцшюються в суму 12 млрд. гривень. Тому потрiбне створення наукових основ проектування машин для термшового розбирання завалiв та розробка технолопчних схем !х використання.
Аналiз публжацш. Наслщками зазначених вище техногенних катастроф, аварш або стихшних лих е руйнування або пошкодження будiвель та споруд [2 - 4]. Пщ завалами можуть
