г. Москва

Сретенский бульвар, д. 6

стр. 1, офис 4

8-905-014-0095

sapropel-nn@mail.ru

2.4. Применение фрезерных рыхлителей для разработки

Подводная разработка грунтов с применением фрезерных рыхлителей заключается в том, что первичное отделение грунта от забоя осуществляется вращающим механическим рыхлителем.

Фрезерные рыхлители — самый распространенный класс вращающихся рыхлителей, что объясняется их простой в конструктивном отношении и высокой эффективностью при разработке грунтов различных типов.

Отличительным признаком этого класса является наличие фрезы, представляющей собой тело вращения с прямолинейной или криволинейной образующей, на поверхности которой расположены ножи (рис. 2.11).

 

Pис. 2.11. Фрезы грунтозаборных устройств землесосных снарядов

 

Оптимальные размеры, форма и конструкция элементов фрезерного рыхлителя должны обеспечить минимальные затраты энергии на разработку грунта с учетом гидравлических и механических сопротивлений.

У всех фрезерных рыхлителей, как правило, ось вращения фрезы совпадает с осью вращения приводного вала, а всасывающая труба обычно входит во фрезу или заканчивается около опорного диска фрезы.

В большинстве современных фрез внутренняя поверхность ножа имеет некоторый наклон по отношению к оси вращения и плоскости нормального сечения фрезы. Эти два наклона ножа обеспечивают принудительную передачу сфрезерованного грунта к входному отверстию всасывающей трубы.

Фрезерные разрыхлители в принятой классификации разделены на 4 подкласса: нереверсивные, реверсивные, многофрезерные и фрезерно-гидравлические.

Нереверсивные фрезерные разрыхлители отличаются от всех других фрезерных разрыхлителей неподвижным ножом с односторонней режущей кромкой, благодаря чему они могут срезать грунт только при одном направлении вращения фрезы.

Этот признак фрезерных рыхлителей следует отнести к его недостаткам, т.к. отсутствие возможности реверсирования вращения заставляет при одном направлении папильонирования резать грунт снизу вверх (в подрез), а при другом — сверху вниз (в накат). Последнее менее эффективно, т.к. при недостаточном общем весе разрыхлителя (главным образом на малых земснарядах) и плотном грунте возможны выкатывание разрыхлителя из забоя и потеря контакта с грунтом, и тем не менее такие разрыхлители имеют широкое распространение, т.к. обладают наиболее простым и наиболее надежным конструктивным оформлением.

Известно, что фрезерный разрыхлитель на земснаряде был впервые построен около 100 лет тому назад. В настоящее время известно несколько десятков их разновидностей, что является результатом не столько различных грунтовых условий, сколько отсутствия достаточно обоснованных методов проектирования фрезерных разрыхлителей.

Явления, происходящие при фрезерном грунтозаборе, отличаются исключительной сложностью, так как представляют собой сочетание недостаточно изученных процессов резания и всасывания грунта.

Рассматривая силовые процессы в работе фрезы, различают усилие резания и усилие фрезерования.

Под усилием резания следует понимать усилие, необходимое для преодоления сил трения и сопротивления грунта разрушению. Усилие резания зависит от физико-механических свойств грунта и формы режущих ножей.

Под усилием фрезерования понимается усилие резания вместе с сопротивлением среды, в которой работает фреза, т.е. можно написать:

усилие фрезерования формула

где Рфр — усилие фрезерования грунта; Р — усилие резания грунта; Рс — сопротивление среды.

Сопротивление среды в основном зависит от скорости вращения фрезы и от плотности грунта. Определение расчетным путем слагаемых Р и Рс представляет значительные трудности.

 

Таблица 2.12

Удельная мощность привода разрыхлителя

Наименование грунта Удельная мощность привода разрыхлителя на 1 м3/ч производительности, кВт
Пески рыхлые неслежавшиеся 0,20–0,30
Пески слежавшиеся, пески гравелистые, супеси, иловатые пески, лесс, пески с прослойками илов или суглинков 0,35–0,45
Суглинки тяжелые 0,45–0,60
Глины легкие нежирные 0,60–0,75
Глины плотные 0,75–0,90
Скала мягкая разборная 0,90–1,20

 

Для определения усилия фрезерования в настоящее время исходят из данных табл. 2.12, в которой приводятся статистические значения удельной мощности ω привода фрезерного рыхлителя в зависимости от характера разрабатываемого грунта. Эти данные являются приблизительными, так как не учитывают обычно пестрый характер грунтов в забое, меняющуюся толщину стружки и т.д.

Если мощность привода фрезерного рыхлителя обозначить через

мощность привода фрезерного рыхлителя

где ω — удельная мощность фрезерного рыхлителя на 1 м3/ч; q — производительность грунтозаборного устройства по грунту, м3/ч, то можно написать:

производительность грунтозаборного устройства по грунту

где vрез — скорость резания, м/с; Рфр — суммарное усилие фрезерования, приходящееся на все ножи, одновременно участвующие в процессе резания; ηвых — КПД привода фрезы (редуктор, вал в подшипниках), можно принять равным 0,70.

Выполнив некоторые преобразования, можно получить следующую зависимость для определения усилия фрезерования

усилия фрезерования формула

Выбор размера фрезы должен быть согласован с размерами зоны всасывания. Большие размеры фрезы поведут к увеличению просора, так как срезанный грунт, находясь за пределами зоны всасывания, не попадает в приемное отверстие всасывающей трубы. Меньшие размеры фрезы будут препятствовать всасыванию грунта, находящегося за пределами фрезы, но еще в зоне всасывания.

Для определения среднего диаметра фрезы можно пользоваться следующими формулами [51]:

— для легких грунтов [14]

диаметр фрезы для легких грунтов

— для тяжелых грунтов

диаметр фрезы для тяжелых грунтов

где  D — диаметр фрезы, м;  Q — производительность (по грунту) землесосного снаряда, м3/ч.

Длину фрезы принимают равной 0,63–0,92 от ее диаметра. Более короткие фрезы принимают в тяжелых грунтах.

Входное отверстие всасывающей трубы вписывается между головным подшипником и кольцом фрезы (рис. 2.12). Площадь этого отверстия должна обеспечивать некоторую входную скорость, величина которой будет зависеть от характера грунта и размера машины.

За рубежом большинство земснарядов снабжено целым набором сменных фрез, каждая из которых предназначена для определенного типа грунта.

Форма ножей и их положение в пространстве должны обеспечивать не только отделение грунта от массива забоя, но и перемещать срезанный грунт по направлению к всасывающему патрубку. Это особенно важно при разработке вязких грунтов, а также сыпучих, содержащих крупнообломочные включения. Форма ножей должна быть такой, чтобы при выбранных скоростях вращения фрезы и скоростях папильонирования не было бы смятия грунта, т. е. нож должен касаться грунта прежде всего своей режущей кромкой.

Входное отверстие всасывающей трубы

Рис. 2.12. Входное отверстие всасывающей трубы
1 — кольцо фрезы; 2 — головной подшипник; 3 — входное отверстие всасывающей трубы; 4 — вал

 

Фрезы, предназначаемые для разработки связных грунтов, должны обладать свойством незалипаемости. Кроме того, срезаемый грунт должен дробиться по возможности на мелкие части, чем облегчается его всасывание, прохождение через рабочее колесо и дальнейшее гидротранспортирование.

Фрезы должны обладать высокой прочностью и большой износоустойчивостью. Режущая кромка ножей на крупных фрезах должна быть сменяемой и изготовляться из особо износоустойчивых сталей.

Угол заточки ножа выбирают из условия прочности и износоустойчивости режущей кромки. Обычно этот угол делают равным 20…25°. Известно, что волнистое очертание режущей кромки ножа способствует дроблению стружки на более мелкие части. Для того чтобы окружное усилие резания было бы более равномерным, в большинстве существующих фрез ножам придают известный угол наклона по отношению к плоскости, перпендикулярной к оси вращения, чем достигают их перекрытие. Кроме того, правильно выбранный наклон ножа снижает энергоемкость процесса резания, так как лобовое резание заменяется резанием со скольжением.

В большинстве существующих фрез угол наклона ножа фрезы к плоскости, перпендикулярной к оси вращения, колеблется в пределах от 45 до 55°.

Конструктивные решения фрез землесосных снарядов

Рис. 2.13. Конструктивные решения фрез землесосных снарядов

 

Все многообразие конструктивных решений фрез (рис. 2.13) может быть разделено на три основные группы:

1) открытые фрезы с креплением ножей на спицах;

2) митрообразные фрезы (закрытые);

3) фрезы с поворотными автоматически устанавливающимися ножами.

Отличительным признаком открытых фрез является наличие полностью или частично открытой лобовой части фрезы. Обычно открытая фреза состоит из следующих конструктивных элементов: ступицы, спиц, ножей той или иной формы и опорного диска.

По конструкции ножей открытые фрезы встречаются с прямыми, криволинейными, спиральными ножами (рис. 2.14–2.16), с волнообразной режущей кромкой (Моонзунд) (рис. 2.17) и ложкообразной формы (рис. 2.18).

Отличительным признаком закрытых фрез является наличие режущих элементов на всей ее поверхности контакта с грунтом (в том числе и в лобовой части). Конструктивно закрытая фреза обычно состоит из мощной ступицы, вынесенной в самое переднее положение фрезы, криволинейных ножей и опорного кольца.

Реверсивные фрезерные разрыхлители имеют режущие элементы (ножи) с двухсторонней режущей кромкой, что позволяет применять эти рыхлители с реверсированием вращения (рис. 2.19).

Рис. 2.14. Открытая пятиножевая фреза с прямыми ножами

Открытая фреза с ножами криволинейной формы и клыками

Рис. 2.15. Открытая фреза с ножами криволинейной формы и клыками

Открытая шестиножевая фреза со спиральным расположением ножей

Рис. 2.16. Открытая шестиножевая фреза со спиральным расположением ножей

     Фреза типа «Моонзунд»

Рис. 2.17. Фреза типа «Моонзунд»

Рис. 2.18. Открытая фреза с развитой передней частью ножа ложкообразной формы

 

Это обстоятельство обеспечивает (благодаря реверсированию вращения при изменении направления папильонирования) резание грунта все время в подрез, т.е. наиболее эффективным способом.

Для обеспечения нормального режима резания ножи делаются частично поворотными и, как правило, самоустанавливающимися, что позволяет при любом направлении вращения фрезы выдержать расчетный угол резания.

 

Реверсивный фрезерный разрыхлитель типа Tehle разработан ПКК «Гидромехпроект» треста «Гидромеханизация»

Рис. 2.19. Реверсивный фрезерный разрыхлитель типа Tehle разработан ПКК «Гидромехпроект» треста «Гидромеханизация»

 

Реверсивные фрезерные разрыхлители конструктивно напоминают открытую фрезу, но с поворотными ножами и состоят (рис. 2.19) из ступицы и нескольких спиц с осями для установки поворотных ножей. В реверсивных фрезах тыльный диск или кольцо отсутствуют. Всасывающий наконечник обычно входит во внутрь фрезы, в заднее доспицевое пространство.

По конструкции ножей различают реверсивную фрезу конструкции ВНИИГиМ (рис. 2.20), в которой выбран сплошной нож трапециевидной формы.

Реверсивный фрезерный разрыхлитель, разработанный во ВНИИГиМ (по предложению к.т.н.jpg

Рис. 2.20. Реверсивный фрезерный разрыхлитель, разработанный во ВНИИГиМ (по предложению к.т.н. Огородникова) применительно к земснаряду 8ПЗУ-ЗМ

Многофрезерные разрыхлители отличаются от указанных выше фрезерных разрыхлителей только количеством фрез (как пpaвило, две, вращающиеся в противоположные стороны) (рис. 2.21). Что касается конструктивного решения отдельной фрезы, то она напоминает один из указанных выше видов.

Идея многофрезерных разрыхлителей заключается в использовании двух нереверсивных, но вращающихся в противоположные стороны фрез с целью обеспечения разработки грунта только в подрез при любом направлении папильонирования.

Двухфрезерный разрыхлитель

Рис. 2.21. Двухфрезерный разрыхлитель

 

В многофрезерных разрыхлителях всегда рабочей является только одна фреза (со стороны забоя), а вторая фреза в это время вращается вхолостую.

Конструктивно многофрезерные разрыхлители встречаются с горизонтальным (или наклонным) расположением фрез (рис. 2.21) и вертикальным расположением фрез.

Фрезерно-гидравлические разрыхлители в механической части повторяют фрезы упомянутого типа, однако они снабжаются системой гидравлической промывки с целью снижения залипания фрезы связным грунтом. Область применения та же, что и для обычных фрезерных рыхлителей, но имеется возможность обеспечить более эффективную работу на налипающих грунтах.

Общей чертой всех фрез является выполнение двух основных функций — рыхление и принудительное перемещение грунта.

Фрезы конструкции Калининского политехнического института (КПИ) [33] с отвально-направляющими поверхностями обладают явным преимуществом по сравнению с остальными фрезами. По конструктивным вариантам они изготавливались в двух модификациях: плужные, состоящие из ступицы и 4–5 литых ножей — отвалов, и отвальные, отличающиеся от плужных наличием опорного кольца.

Значения параметров плужных фрез представлены в табл. 2.13.

Таблица 2.13

Технические характеристики плужных фрез конструкции КПИ

Параметр Значение параметров фрез к земснарядам
УПМ-2;
МЗ-5
8ПЗУ-ЗМ; ЗРС-1;
80-30
МЗ-7; МЗ-8; ЗРС-2; ЗРС-120 150-45;
12А-5М;
160-5 0Р
200-50;
12А-4;
ЗРС-Г
Марка фрезерного рыхлителя с режущими элементами:
гладкими

зубчатыми

ФП-25-1 ФП-50-1 ФП-100-1 ФП-100-2 ФП-150-1 ФП-150-2 ФП-200-1 ФП-200-2
Расчетная производительность по грунту, м3 25 50 100 150 200
Габаритные размеры фрезы, мм; диаметр:
максимальный 650 820 1200 1320 1500
минимальный 550 700 1000 1120 1200
длина 420 530 820 860 1040
Соотношение габаритных размеров фрезы 0,65 0,65 0,68 0,65 0,69
Число ножей фрезы 4
Угол резания ножей, град. 35 35 35 (45) 35 (45) 35 (45)
Угол наклона ножей к оси вращения фрезы, град. 50
Рекомендуемая частота вращения фрезы, об/мин 30–35 30–35 30–35 (15–20) 25–30 (15–20) 25–30 (15–20)

Окончание табл. 2.13

Скорость папильонирования, м/мин 2–3 3–4 3–4 (2–4) 4–5 (3–5) 4–5 (3–5)
Мощность привода фрезы, кВт 3–5 10–15 30–40 40–50 50–60
Масса фрезы, кг 95 190 534 (558) 780 954 (994)
Примечание. Значения параметров в скобках даны для фрез с зубьями.

 

Отсутствие опорного кольца является отличительным признаком плужных фрез КПИ; у отвальных же фрез КПИ примыкание ножей к кольцу осуществлено под тупым углом (с закруглением), в то время как во всех других фрезах — под острым углом. Последнее существенно хуже с точки зрения заклинивания и зависания здесь всевозможных включений.

Фрезы КПИ имеют также отличие по форме тела вращения. Для обеспечения лучшего врезания ножей в плотный грунт и исключения контакта опорного кольца с грунтом фрезы КПИ выполнены с максимальным диаметром в передней (торцовой) части и минимальным у опорного кольца, в то время как в ложковой фрезе и фрезе СибЦНИИСа, наоборот, максимальные размеры имеет опорное кольцо [33].

В фрезах КПИ отношение длины фрезы к диаметру принято оптимальным и равным 0,6–0,7. Как показали стендовые исследования, изменение этого соотношения в меньшую сторону приводит к экранированию зоны всасывания сильно приближенной ступицей и возрастанию в связи с этим потерь напора на входе; изменение соотношения в большую сторону приводит к недопустимому удалению передней части зоны резания от активной зоны грунтозабора, что ведет к увеличению потерь грунта и снижению производительности земснаряда. В ложковой фрезе это соотношение равно 0,73, во фрезе СибЦНИИСа — 0,72–0,85, что несколько больше оптимальных значений.

Фрезы КПИ имеют плавный переход от отвалов к ступице на всей ее длине как с внутренней, так и с наружной поверхности отвалов; во всех других отвальных фрезах плавный переход с внутренней поверхности одного отвала к наружной поверхности другого не обеспечен, в связи с чем в переходных зонах возможно образование очагов залипания связным грунтом.

Для всех типов фрез (независимо от их конструктивного решения) существует оптимальная зона по соотношению скоростей вращения фрезы  и всасывания , соответствующая минимуму сопротивления на входе hω и максимуму консистенции. Для испытанных фрез эта зона соответствует отношению vвр / vвс = 0,9 – 1,3. Получающееся снижение сопротивления на входе и одновременное увеличение удельного веса гидросмеси с увеличением скорости вращения фрез следует считать результатом принудительного перемещения потока водогрунтовой смеси в осевом направлении наклонно установленными ножами; при определенном соотношении скоростей оно достигает максимума, после чего (с дальнейшим увеличением vвр в связи с развитием общей турбулентности и некоторого закручивания всасываемого потока сопротивление начинает снова расти, а вместе с этим растет и разброс фрезой масс воды и грунта в радиальном направлении.

Следовательно, для обеспечения эффективной разработки грунта землесосными снарядами с фрезерными рыхлителями скорость их вращения должна назначаться близкой к скорости всасывания. Это означает, что с учетом существующих скоростей всасывания отечественных землесосных снарядов vвс = 3-4 м/с скорости вращения фрез следует принимать не менее vвр = 2,5-3,5 м/с.

При разработке земснарядами тяжелых связных и сцементированных грунтов возникают большие сопротивления резанию, наблюдается выкатывание фрезы из забоя, залипание рабочих органов (на связных грунтах), а всасывание гидросмеси сопровождается значительными гидравлическими сопротивлениями и просором ввиду повышенной крупности кусков сфрезерованного грунта, что приводит к снижению производительности земснаряда.

При подводной разработке грунта фрезерными рыхлителями земснарядов в зоне грунтозабора протекают три взаимосвязанных процесса: отделение грунта от забоя (фрезерование), подача грунта фрезой в зону всасывания и всасывание образовавшейся гидросмеси. При этом процесс всасывания регулируется параметрами скоростного поля зоны всасывания (рис. 2.22), скорости в которой убывают по мере удаления от всасывающего наконечника по гиперболическому закону:

параметры скоростного поля зоны всасывания

где vвс, vвсi — скорости всасывания на входе во всасывающий наконечник и на расстоянии li от него; R — гидравлический радиус входного отверстия всасывающего наконечника; C, n — параметры, зависящие от положения рассматриваемой линии тока жидкости и экранирующих поверхностей (для условий всасывания гидросмеси грунтовыми насосами ).

 

Рис. 2.22. Скоростные поля при всасывании гидросмеси.

а) полученное с использованием красителей и скоростной киносъемки; б) полученное фиксацией на металлическом листе

 

Как видно, убывание скоростей в зоне всасывания происходит весьма интенсивно. Так, на удалении от всасывающего наконечника, равном радиусу всасывающей трубы, скорость всасывания снижается втрое; на расстоянии, равном диаметру всасывающей трубы, — в 7 раз; в середине фрезы — в 15 раз и у торца фрезы — в 50 раз.

Следовательно, для эффективного грунтозабора будет пригодна не вся зона всасывания, а только ее рабочая часть, примыкающая к всасывающему наконечнику.

Расчеты и наблюдения показывают, что

Отсюда следует, что при разработке связных и сцементированных грунтов, отделяющихся от забоя довольно крупными кусками, значительная часть зоны рыхления (около 2/3 Lфр) не перекрывается рабочей частью зоны всасывания и крупные куски грунта из этой зоны идут в просор. Поэтому для протекания эффективного процесса грунтозабора кусковатого материала фрезерные рыхлители земснарядов должны обеспечивать принудительную подачу грунта из удаленной зоны резания в рабочую часть зоны всасывания. Из числа механических рыхлителей такой способностью обладают лишь фрезы с отвально-направ­ляющими поверхностями, являющиеся своего рода фрезами-питате­лями.

Основываясь на результатах исследований Калининского политехнического института [33], в отвальных фрезах форма тела вращения была принята митрообразной (с максимальным диаметром в передней части), так как при такой форме фреза лучше врезается в плотный грунт и режущие элементы входят в контакт с грунтом раньше, чем опорное кольцо, что дает снижение тяговых сопротивлений на папильонажных лебедках. Кроме того, такая форма тела вращения фрезы более совершенна и в гидравлическом отношении, поскольку с ножами, расположенными таким образом, линии тока гидросмеси встречаются под меньшими углами, чем при любой другой форме, т. е. наблюдаются самые малые сопротивления обтеканию.

Соотношение габаритных размеров фрезы с учетом рекомендаций было принято равным Lфр / Dфр = 0,6-0,7 где Dфр — диаметр фрезы.

При Lфр / Dфр <0,6 происходит экранирование зоны всасывания приближенной ступицей и возрастание в связи с этим потерь напора на входе; при Lфр / Dфр <0,7  из-за чрезмерного удаления передней части зоны резания от рабочей зоны всасывания происходит увеличение просора кусковатого грунта и снижение производительности земснаряда.

В настоящее время в соответствии с анализом проблемы по выбору и изготовлению фрезерных рыхлителей для разработки подводных грунтов за конструктивную основу были приняты отвально-направляющие поверхности фрез, которые образуются сочетанием пространственных криволинейных конфигураций. Основным способом изготовления таких конструкций является литье, что связано со значительными интеллектуальными и финансовыми затратами при создании модели, формы пространственного изделия, а также непосредственно процесса литья.

В качестве одного из путей снижения затрат на изготовление и получения возможности изготавливать фрезы на предприятии, не имеющем литейного производства, ООО «Сапропель» (г. Нижний Новгород) спроектированы и изготавливаются фрезы сварных конструкций из листовых заготовок [20].

Основной проблемой при проектировании сварной конструкции фрезы было получение развертки отдельной лопасти (рис. 2.23) и установки их на базовую цилиндрическую поверхность.

При установке лопастей должны быть соблюдены все конструктивные параметры действующих и положительно зарекомендовавших фрез.

Основными параметрическими характеристиками фрезы являются угол резания α, угол заострения режущего элемента β и задний уголγ.

Для подводной разработки грунтов принято α = 25 — 400, β = 20 — 300 и γ = 5 — 90.

Получение требуемой конфигурации поверхности производится методом пластической деформации в нагретом состоянии по шаблону. Шаблон изготавливается на болванке или трубе диаметром d с нанесением на ней винтовой линии с шагом t = πDtg(900 – φ) и с установкой вдоль винтовой линии в диаметральных плоскостях образующих под углом θ.

 Построение развертки лопастей фрезы

Рис. 2.23. Построение развертки лопастей

 

На рис. 2.23а показана изготовленная фреза в сборе, а на рис. 2.23б — установленная на земснаряде. Данная фреза использовалась при восстановлении русла реки Железницы в г. Выксе Нижегородской области.

Рис. 2.23а. Изготовленная фреза

в сборе

Рис. 2.23б. Фреза, установленная

на земснаряде

 

На рис. 2.24 показано русло реки Железницы, нарушенное при строительстве трубопрокатного «Стана-5000», а на рис. 2.25 показана работа земснаряда с изготовленной сварной фрезой при восстановлении русла реки.Русло реки Железницы, нарушенное при строительстве трубопрокатного «Стана-5000»

Рис. 2.24. Русло реки Железницы, нарушенное при строительстве трубопрокатного «Стана-5000»

 

Изготовленная фреза прошла апробацию при прокладке русла реки и показала требуемую работоспособность при минимальных затратах на изготовление. В дальнейшем такие фрезы применялись и на других объектах и дополнительно оснащались режущими зубьями.

Работа земснаряда с изготовленной сварной фрезой при восстановлении русла реки Железницы (г. Выкса Нижегородской области)

Рис. 2.25. Работа земснаряда с изготовленной сварной фрезой при восстановлении русла реки Железницы (г. Выкса Нижегородской области)

 

На рис. 2.26 показана фреза, оснащенная режущими зубьями, которая использовалась при очистке водохранилища реки Валавы в г. Лыскове Нижегородской области.

Рис. 2.26. Фрезерный рыхлитель с зубьями

 

Следует отметить, что все отвально-плужные фрезы, в том числе и литые, имеют существенный недостаток при выполнении очистных работ при папильонажном (секторном) способе перемещения.

При папильонажном перемещении земснаряда рама грунтозаборного устройства периодически движется справа налево, и наоборот, а направление вращения фрезы осуществляется в одну сторону. Резание грунта происходит то снизу вверх (в подрез), то сверху вниз (движение внакат).

При движении внакат условия работы фрезы ухудшаются, так как возникают силы, выталкивающие фрезу из разрабатываемого грунта, и производительность земснаряда при этом значительно снижается.

Для усовершенствования процесса грунтозабора и увеличения производительности земснаряда на мелиоративных работах разработчикам техники приходится осуществлять поиск новых технических решений.

Так, в организации ООО «Сапропель» (г. Нижний Новгород) было предложено и внедрено простое техническое решение фрезы, состоящей из набора трубных колец, установленных на валу и закрепленных сваркой между собой (рис. 2.27). Кольца были остро заточены с двух сторон, что значительно снизило силы внедрения их в грунт, соответственно были исключены процессы выталкивания фрезы из грунта при движении внакат.

Фреза, состоящая из набора трубных колец, установленных на валу и закрепленных между собой сваркой

Рис. 2.27. Фреза, состоящая из набора трубных колец, установленных на валу и закрепленных между собой сваркой

 

Представленная кольцевая фреза позволила увеличить производительность земснаряда по сравнению со сварной отвально-плужной фрезой на 18% по замеру месячной работы на карте намыва.

В практике работы по очистке водоемов встречались совершенно заросшие растительностью водоемы (рис. 2.28), например канал инженерной защиты Курмышской сельхознизины Нижегородской области. С помощью отвально-плужных фрез очистить такие водоемы не представлялось возможным, так как плавающие водоросли наматывались на фрезу, забивали решетку всасывающего пульпопровода и наматывались на рабочее колесо грунтового насоса земснаряда.

Рис. 2.28. Расчистка заросшего канала к насосной станции, обеспечивающей защиту Курмышской сельхознизины в Нижегородской области

 

Для работы в таких условиях ООО «Сапропель» применялась фреза «вращающийся нож» (по Патенту № 45144), изображенная на рис. 2.29, которая измельчала растительность, соответственно устранялись засоры во всасывающей системе.

В завершение анализа фрезерных рыхлителей следует отметить, что оптимальный вариант выбора фрезы должен быть согласован с технологическими свойствами разрабатываемых грунтов и техническими характеристиками земснаряда.

Грунтозаборное устройство, обеспечивающее срезание и измельчение водной растительности

Рис. 2.29. Грунтозаборное устройство, обеспечивающее срезание и измельчение водной растительности

 

Следует также отметить, что для каждого отдельного водоема, предназначенного для очистки, необходима своя технология очистки и свои сменные рабочие органы к земснаряду, как это принято в передовых технологиях при разработке песчаных карьеров.

  • Разделы

  • Введение
  • Раздел 1. Основные свойства грунтов в технологии намывных работ
  • Раздел 2. Землесосные снаряды для разработки подводных грунтов
  • Раздел 3. Гидравлическая транспортировка разрабатываемого грунта
  • Раздел 4. Намыв строительных площадок и территорий
  • Раздел 5. Намыв земляных сооружений
  • Раздел 6. Намыв пляжей
  • Раздел 7. Охрана окружающей среды при выполнении гидромеханизированных работ
  • Раздел 8. Техника безопасности в гидромеханизации
  • Список литературы