 |
|
Траншейные и котлованные машины.
Лекция
Т.2. «ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ И ВЗРЫВНЫХ РАБОТ»
СМК-УМК 4.4.2-61.36-2012
Обсуждена на заседании ПМК-9
Протокол № ________
«____» ____________ 2012 г.
Железногорск
| Должность | Фамилия/ Подпись | Дата | |
| Разработал | Преподаватель кафедры | Любимов А.А/ | 20.09.2012 |
| Проверил | Председатель ПМК-9 «Пожарно-технических дисциплин» | п. п-к. вн.сл Люфт А.В../ | 25.09.2012 |
| Согласовал | Начальник учебно-методического отделения | лейт.вн.сл Шерстнева О.Е./ | 25.09.2012 |
| Стр. 1 из 12 |
I. Цели занятия
1. Учебные – получить знания о назначении, технических характеристиках и общем устройстве применяемой инженерной техники.
2. Воспитательные – воспитывать у курсантов стремление к повышению знаний и профессиональных навыков.
II. Расчёт учебного времени
| Содержание и порядок проведения занятий | Время, мин. |
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ: принять доклад о готовности группы к занятиям; проверить наличие обучаемых, внешний вид, готовность к занятиям. Объявить тему, цели и учебные вопросы занятия. Подчеркнуть актуальность и значимость темы для дальнейшей практической деятельности обучаемых.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Учебные вопросы
| 10 минут 70 минут 20 минут 30 минут 20 минут 10 минут |
III. Литература
Основная
1. Ю.В. Федотов, С.И. Шепелюк, Л.С Узун. Спасательная техника и базовые машины: Курс лекций/ под ред. В.С. Артамонова – СПб., Университет ГПС МЧС России, 2007.
| Стр. 2 из 20 |
IV. Учебно-материальное обеспечение
1. Технические средства обучения: мультимедийный проектор, компьютерная техника, интерактивная доска.
2. Демонстрационные плакаты, схемы.
V. Текст лекции
Вводная часть:
Россия, как страна с обширной территорией, расположенная в нескольких географических поясах и природных зонах, обладает очень большим разнообразием геологических, климатических и ландшафтных условий. Вследствие этого территория страны подвержена проявлению полного набора неблагоприятных и опасных природных явлений и процессов.
Успешное выполнение аварийно-спасательных работ в районах ЧС во многом будут зависеть от наличия инженерной техники, выполняющей эти работы.
Цель земляных работ – создание инженерных сооружений из грунта, устройство оснований зданий и сооружений, планировка территорий.
Учебные вопросы
I. Характеристика грунтов и способы их разработки. Классификация и общая характеристика оборудования для проведения пиротехнических и взрывных работ. Рабочее оборудование экскаваторов (20 минут)
В зависимости от размера частиц чаще всего принимают следующую классификацию грунтов по фракциям:
- менее 0,005 мм – глинистые;
- 0,005 – 0,05 мм – пылеватые;
- 0,05 – 2 мм – песчаные;
- 2-20 мм – гравийные;
- 20-200 мм – галечные, щебеночные;
- более 200 мм – валуны или камни.
В зависимости от состава примесей грунты подразделяются на 8 категорий:
1- песок, супесь, мягкий суглинок, средней крепости влажный и разрыхленный без включений;
| Стр. 3 из 20 |
2- суглинок без включений, мелкий и средний гравий, мягкая влажная или разрыхленная глина;
3- крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная;
4- крепкий суглинок с щебнем и галькой, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы;
5- сланцы, отвердевшие глина и лес, очень крепкие мел, гипс, песчаники, мягкие известняки, скальные и мерзлые породы;
6- ракушечники крепкие сланцы, известняка, песчаники средней крепости, мел, гипс;
7- известняки, мерзлый грунт средней крепости;
8- скальные мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не долее 1/8 ширины ковша).
Различают земляные работы открытые (на поверхности земли), подземные и подводные. Земляные работы в современном строительстве почти полностью механизированы и выполняются высокопроизводительными машинами. К подготовительным и вспомогательным земляным работам относятся: очистка территории, разбивка земляных сооружений, отвод поверхностных вод, устройство дренажа сооружений, крепление стенок выемки, закрепление грунтов и др.
Основные способы земляных работ: механический, взрывной, гидромеханический.
При механическом способе – разработка грунта осуществляется землеройными и землеройно-транспортными машинами (экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, погрузчики, канавокопатели и др.). Для транспортирования грунта на значительные расстояния применяется транспортный способ, при котором разработка грунта производится землеройными машинами с погрузкой в рельсовый или безрельсовый транспорт или на ленточные конвейеры.
Разработка на глубоких выемок планировочные работы, разравнивание с перемещением грунта на 100-150 м производятся бульдозерами. Для рытья траншей на ряду с одноковшовыми экскаваторами используются и многочерпаковые траншейные. Планировочные земляные работы, профилировка земляного полотна дорог, а также рытье не больших канав могут выполнятся самоходными грейдерами.
Гидромеханический способ – осуществляется с помощью гидромониторов, разрабатывающих земляной массив напором водяной струи, или землесосных снарядов, всасывающих грунт вместе с водой. При гидромеханизации все 3 элемента земляных работ (разработка, транспортирование, укладка грунта) объединяются в не прерывный процесс, что обеспечивают высокую эффективность этого метода.
| Стр. 4 из 20 |
Применяются также и комбинированные способы земляных работ, например механический способ со взрывным, гидромеханическим и т.п..
Взрывной способ – использует силу взрыва зарядов взрывчатых веществ для перемещения грунта в нужном направлении. Во многих случаях (при больших объемах работ) взрывной способ дает большой
экономический эффект.
Взрывчатыми называют химические вещества или смеси веществ, способных под влиянием внешних воздействий быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов.
Все взрывчатые вещества делят на группы (классы). По своему практическому применению ВВ делят на 4 группы:
- инициирующие ВВ;
- Бризантные (дробящие) ВВ;
- метательные ВВ, или пороха, и ракетные топлива;
- пиротехнические составы.
Капсуль-детонаторы применяются для инициирования ВВ. В зависимости от способа их инициирования подразделяются на лучевые, накальные электрические. Лучевые взрываются от воздействия луча огня огнепроводного шнура, а также от взрыва детонирующего шнура.
Детонирующий шнур предназначается для осуществления одновременного взрыва нескольких зарядов, а также для без капсульного взрывания зарядов ВВ, заложенных в труднодоступных местах.
Подрывные заряды предназначаются для взрывных работ, к ним относят:
- тротиловые шашки, брикеты из пластита и аммонит;
- сосредоточенные заряды;
- удлиненные заряды;
- кумулятивные заряды.
Тротиловые шашки изготовляются 3 видов: массой до 400 г., массой до 200 г., массой до 75 г..
На вооружении взрывной службы в настоящее время находятся 2 комплекта спец.изделий «Алмаз» с расширенной комплектацией.
Комплект спец.изделий «Алмаз» представляет собой дипломат, укомплектованный малогабаритными изделиями и зарядами из композиционных материалов на основе пластичного взрывчатого вещества и включает:
- заряды «Лук-1» и «Лук-2» (для вырезания замков и петель дверей, масса ВВ 16-28 г.).
| Стр. 5 из 20 |
- заряды «Штурм» (для вырезания проемов в металлической двери, масса ВВ 188-125 г., пробивная способность по стали 3-6 мм).
- заряд «Люкс» ( для вырезания люка в металлическом листе, пробивная способность по стали 3-6 мм, масса ВВ 32 г.).
- эластичный детонирующий шнур (диаметр 1,5 мм, прочность на разрыв 1,4 кг., масса ВВ 2,5 г н/м).
- пластичные ВВ «Пластит» (масса ВВ 1 г на 1 г пластита).
- пастообразное ВВ «Нева» (полиэтиленовые трубы по 200 г., рабочее течение заряда не менее 1 см 2, масса ВВ 1г на 1 г. Вещества)
- пластичный заряд «Темп» (для изготовления зарядов в ручную различных конфигураций для подрыва контактным способом, масса ВВ 32 г.)
- комбинированный кумулятивный заряд «Ласточка» (для перебивания стальных прутьев диаметров 18-24 мм масса ВВ 14 г.).
- заряды «Уголок» (для перебивания стальных прутьев диаметром 16 мм, масса ВВ 10 г.).
- заряды «Бритва» (для срезания металлических петель, проушин и т.п., пробивная способность по стали 3-10 мм, масса ВВ 16 г.).
- заряды «Шашка ТТ» (применяются как накладные заряды для уничтожения взрывчатых устройств, масса ВВ 25 г.).
- заряды «КЗ» (для пробивания отверстий диаметром 3 мм в стальных преградах толщиной до 15 мм, масса ВВ 7 г.).
- шнуровые кумулятивные заряды «Алмаз» (для вскрытия тонкостенных преград, обезвреживания взрывчатых устройств, пробивание по стали 3-2,5 мм, по дереву до 25 мм по дюралюминию 4 мм, масса ВВ 15 г.).
- изделия «Паук» (для соединения эластичного детонирующего шнура с электро- и капсуль- детонаторами, усиление детонирующего импульса и его размножения, масса ВВ 1 г.).
II. Общие требования предъявляемые к дорожным машинам. Бульдозерное оборудование. Привод и управление бульдозерным оборудованием. Компоновка , технические характеристики и общее устройство траншейных и котлованных машин. Компоновка и технические характеристики машин разграждения. Компоновка и технические характеристики путепрокладчиков (30 минут)
Для подготовки и содержания путей выдвижения спасательных подразделений используются путепрокладчики, бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, катки и снегоочистители.
Насыщенность формирований ГО инженерными машинами позволяют одну и туже технологическую операцию выполнять с использованием разнообразных машин.
| Стр. 6 из 20 |
При выполнении ремонтных и восстановительных работ по оборудованию маршрутов движения необходимо широко использовать универсальные машины, снабженные комплектами навесного оборудования.
В соответствиями с принципом использования эти машины подразделяются на 2 группы:
- машины для преодоления препятствий, завалов и разрушений;
- машины для ремонта и содержанию существующих дорог.
Первая группа включает машины разграждений и путепрокладчики.
Машины первой группы отбираются средствами инженерного вооружения, а машины второй группы отбираются из числа серийно выпускаемых народнохозяйственных машин.
Для механизации трудоемких спасательных работ большое применения имеют экскаваторы как одноковшовые так и многоковшовые.
Одноковшовые экскаваторы используют для разборки завалов, откопки заваленных сооружений, вскрытия поврежденных участков сетей водопроводов, газопроводов, канализаций и др. Кроме этого они применяются для отрывки укрытий и убежищ, укрытий для техники.
Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего органа принято разделять на роторные и цепные. В роторных экскаваторах ковши укреплены по окружности ротора и при вращении ротора переходят из
зоны резания в зону разгрузки. У цепных экскаваторах- ковши (скребки)
укреплены на тяговых цепях, которые приводятся в движение ведущими звездочками.
Траншейные и котлованные машины.
Оснащение войск траншейными экскаваторами осуществлялось вначале на основе отбора и испытания народнохозяйственных образцов, а затем (существенно позднее) - путем создания специальных войсковых моделей.
Аналогичная ситуация наблюдалась со всеми без исключения классами войсковой землеройной техники, как, впрочем, и со многими другими видами инженерных машин. Попробуем разобраться, с чем это связано...
Землеройная техника имеется в большинстве инженерно-саперных частей и во всех инженерно-саперных подразделениях общевойсковых частей. Задачи, выполняемые расчетами землеройных машин, это, прежде всего, позиционные задачи. Позиционные задачи тесно связаны с мудрёным понятием "фортификация". Если по-русски, суть позиционных задач - помочь общевойсковым частям и подразделениям "зарыться в землю".
На самом деле, чисто "военные" земляные работы от прочих сильно не отличаются. Так в чем же разница? Дело в том, что помимо производительности и экономичности в такой технике ценятся и другие качества. По этой причине армейские и "народнохозяйственные" машины при внешнем сходстве и одинаковых названиях имеют разные ТТХ. Но следует заметить - речь идет скорее о ТТХ базовых машин, рабочие органы, отличаясь своими характеристиками, принципиально от
| Стр. 7 из 20 |
"гражданских" не отличаются. На протяжении многих десятков лет надобности в специальных армейских базах просто не было. Однако после Великой Отечественной Войны командование инженерных войск сделало вывод о необходимости установки специальных машин и оборудования на максимально маневреные и относительно скоростные базы. В этот период (40-60-е годы), с целью унификации и удешевления, были приняты на вооружение базовые машины уже применяющиеся в войсках (в других родах войск). Позже, после известных событий в ЧССР, по итогам отлично спланированной и блестяще проведенной Советской Армией операции, выяснилось, что инженерные машины отстают на марше от общевойсковых частей и подразделений. После этого началась разработка базовых машин специально для инженерных войск.
Началось все в середине 30-х годов с испытаний отдельных зарубежных образцов. Так, в 1934 году на военно-инженерном полигоне был испытан траншейный экскаватор Барбер-Грин (США), в 1935 году он был освоен промышленностью и под маркой МК-1принят на вооружение.
Наш первенец был предназначен для рытья траншей глубиной до 2,25 м и шириной до 0,775 м. Экскаватор имел 10 ковшей емкостью по 35 л, поперечный конвеер с вылетом 2,8 м, автомобильный двигатель ЗИС-5 мощностью 73 л.с, отрегулированный на 55 л.с.
Опытные образцы были изготовлены на Дмитровском механическом заводе. В рапорте предприятия в адрес Московского комитета ВКП(б) и Наркомтехпрома говорилось, что экскаватор МК-1 был изготовлен в ходе социалистического соревнования в честь XII съезда партии.
Производительность составляла около 90м3/ч, что дает 50 м/ч уставной траншеи полного профиля. Это при транспортной скорости 3 км/ч. Такие, весьма скромные, ТТХ военных не устраивали, однако, машина была вынужденно, за неимением лучшего, принята на вооружение.
В 1939 году начальником инженерного управления были утверждены требования на проектирование принципиально новой машины - роторного траншейного экскаватора КГ-65. Но, к сожалению, вмешалась война...
| Стр. 8 из 20 |
КГ-65 был принят на вооружение лишь в 1948 году, а спустя 3 года Дмитровский завод приступил к серийному производству. За разработку этой машины авторскому коллективу была присуждена Сталинская премия.
На КГ-65 был применен роторный рабочий орган с гравитационной разгрузкой ковшей от грунта. Ротор размещался позади гусениц и уравновешивался двигателем и узлами силовой передачи. Был у машины серьезный недостаток - предназначалась она только для отрывки прямолинейных траншей. Это было связано с отсутствием вертикального шарнира между рамой ротора и направляющими подъемного механизма. А траншеи, применяемые в качестве фортификационных сооружений, практически ВСЕГДА должны иметь криволинейное очертание. Поэтому отрывка траншей экскаватором КГ-65 производилось короткими фасами с последующим маневрированием. Таким образом, машина, во время работы, собственно "копала" не более 60% времени.
Позже, по опыту эксплутации в войсках, КГ-65 был модернизирован и получил марку ЭТР-152. В нем были исключены лишние переделки базового трактора С-80, упрощена кинематическая схема трансмиссии и облегчено упраление машиной. Архаичная цепная передача в приводе ходовой части была заменена бортовыми редукторами, а гидравлический привод опускания рабочего органа - тросовым.
КГ-65 и ЭТР-152 очень быстро перестали устраивать военных из-за малой транспортной скорости и недостаточной производительности, причина которой - гравитационная разгрузка ковшей.
В 1956 году была принята на вооружение траншейная машина БТМ.
Быстроходная траншейная машина БТМ предназначена для отрывки траншей и ходов сообщения в грунтах до III категории включительно с отвалом вынутого грунта по обе стороны отрываемой траншеи. В качестве рабочего оборудования применен ротор с 8-ю ковшами емкостью по 160 л. Максимальная производительность машины при ширине траншеи по верху 1,1 м, по дну - 0,6 м и при глубине 1,5 м - 800 м/ч.
Машина разработана на базе Изделия 409У, или, по другому, тяжелого артиллерийского тягача АТ-Т, спроектированого и разработанного на харьковском машиностроительном заводе им. Малышева под руководством известного советского танкостроителя А.А. Морозова. Выпускались эти машины с 1950 по 1979 гг.
На тягаче установлен дизельный двигатель А-401 мощностью 415 л.с., позволяющий развивать транспортную скорость до 35 км/ч. Запаса топлива хватает на 500 км хода или 10-12 часов работы в грунте. Кабина герметизирована, снабжена фильто-вентиляционной установкой, экипаж - 2 человека. Вес машины - 26,5 т.
Выпуск траншейных машин БТМ начат с 1957 г. на Дмитровском экскаваторном заводе. Подъем-опускание ротора осуществлялся тросо-блочной системой с помощью П-образной рамы. Ковши были закрытого типа, что сказывалось на производительности машины: при работе на глинистых и влажных грунтах ковши забивались землей и в вертикальном положении не очищались, поэтому требовалось их очищать вручную.
Предположительно, этот недостаток устранен на модификации машины БТМ-2, на котором применены ковши с цепными днищами.
На дальнейшей модификации БТМ-3 изменен механизм подьема-опускания ротора и выпускались такие машины до конца 70-х гг
На траншейной машине БТМ-4, выпускавшейся с 1978 г. в качестве базы применен многоцелевой гусеничный тягач МТ-Т.
| Стр. 10 из 20 |
В 1978 году появилась новая траншейная машина - ТМК
Траншейная машина ТМК представляет собой колесный тягач МАЗ-538, на котором смонтированы рабочий орган для отрывки траншей и бульдозерное оборудование. Машина позволяет производить отрывку траншей в грунтах до IV категории включительно. Отрыв траншей в талых грунтах при глубине 1,5 м осуществляется со скоростью 700 м/ч, в мерзлых грунтах 210 м/ч.
Рабочий орган роторный, бесковшового типа. В состав рабочего оборудования входят механическая трансмиссия привода и гидравлический механизм подъема и опускания рабочего органа. На раме рабочего органа устанавливаются откосники пассивного типа, обеспечивающие образование наклонных стенок траншеи. Поднятый из траншеи грунт с помощью метателей разбрасывается по обоим сторонам траншеи.
Установленное вспомогательное бульдозерное оборудование с шириной отвала 3,3 м позволяет производить планировку местности, засыпку ям, рвов, рытье котлованов и т.п.
Базовый полноприводный колесный тягач МАЗ-538 оснащен двигателем Д-12А-375А мощностью 375 л.с.
Изготовливался экскаватор ТМК с 1975 г. на Дмитровском экскаваторном заводе. Позже выпускалась модернизированная траншейная машина ТМК-2.
| Стр. 11 из 20 |
Котлованные машины
Котлованные машины появились сравнительно недавно. Их развитие связано с требованиями к защите войск от ядерного оружия. На самом деле, для отрывки котлованов вполне можно использовать одноковшовые экскаваторы и бульдозеры, но их производительность не дает необходимой скорости производства работ.
В 1962 году была принята на вооружение машина МДК-2
Котлованная машина МДК-2 представляет собой землеройную машину на базе тяжелого артиллерийского тягача АТ-Т ( выпускался с 1950 по 1979 гг. харьковский машиностроительный завод им.Малышева) и предназначена для отрывки котлованов размером 3,5 Х 3,5 м любой длины в различных грунтах до IV категории включительно. Имеющееся на машине бульдозерное оборудование позволяет производить планирование площадки перед отрывкой котлована, очистку и выравнивание дна котлована, засыпку ям, рвов, траншей и котлованов и т.п.
При отрывке котлованов разрабатываемый грунт укладывается в одну сторону вправо от котлована в виде бруствера на расстоянии 10 м. За один проход углубление составляет 30-40 см. Тип рабочего органа - фреза с метателем; техническая производительность - 300 м3/ч; транспортная скорость машины - 35,5 км/ч.
| Стр. 12 из 20 |
Котлованная машина МДК-3 является дальнейшим развитием машины МДК-2м и предназначена для отрывки окопов и укрытий для техники, котлованов под фортификационные сооружения. Базовая машина - многоцелевой тяжелый гусеничный транспортер-тягач МТ-Т, разработаный харьковским КБ им. А.А.Морозова и выпускавшийся с 1976 по 1991 гг. харьковским машиностроительным заводом им.Малышева.
При отрывке котлованов разрабатываемый грунт укладывается в одну сторону влево от котлована в виде бруствера. В отличие от МДК-2м котлованная машина МДК-3 при отрывке котлована двигается задним ходом, отрывая за один проход котлован глубиной до 1,75 м. Вспомогательным оборудованием является мощное бульдозерное оборудование и рыхлитель для мерзлых грунтов, что значительно повысило возможности машины по сравнению с предшествующей. Техническая производительность машины - 500 - 600 м3/ч; транспортная скорость - 65 км/ч.
| Стр. 13 из 20 |