Свайно-тросовое папильонирование

maxresdefaultНа земснарядах, работающих в строительстве, чаще всего применяют свайно-тросовое папильонирование, которое от тросового отличается более сложной конструкцией, но большей простотой эксплуатации. Свайно-тросовое папильонирование земснаряда осуществляется поворотом его вокруг сваи, заглубленной в дно водоема. При этом грунтозаборное устройство движется по дуге, радиус которой равен расстоянию от оси сваи до груди забоя по горизонтали.

Механизм свайно-тросового папильонажного устройства состоит из двух папильонажных лебедок, устанавливаемых в носовой части земснаряда, и свайного аппарата. Поворачивают земснаряд вокруг сваи выбором папильонажного троса, закрепленного за якорь, одной из лебедок и травлением троса другой лебедкой. Жесткая фиксация системы свай, корпус позволяет создать усилие, необходимое для резания плотного грунта механическим рыхлителем, поддержания постоянного контакта его с грунтом, преодоления силы течения (при работе на реке) и восприятия ветрового воздействия.

Максимальный угол поворота а земснаряда около 90°, обычно работают с углом поворота 70—80°, что при работе земснаряда типа 150—45 обеспечивает ширину прорези 25—30 м при глубине разработки забоя 5—6 м.

Во избежание наматывания папильонажного троса на фрезу при закладке якорей угол между осью рамы рыхлителя и перекладываемым папильонажным тросом при нахождении грунтозаборного устройства у границы прорези должен составлять не менее 30°.

Простейший шагающий свайный ход с неподвижными направляющими установлен на корме земснаряда. Портал, стойки которого расположены симметрично относительно продольной оси земснаряда, смонтирован на раме, на которой также установлены две сваеподъемные лебедки. Конструктивно эти лебедки не отличаются от лебедок подъема рамы рыхлителя. На стойках портала, раскрепленных подкосами, на поперечных балках на определенном расстоянии попарно на одной вертикали закреплены четыре направляющих башмака с шарнирно закрепленными к ним крышками.

В башмаках перемещаются сваи. Нижняя подвеска сваи, когда трос с барабана через два двойных блока проходит через одинарный ролик полиспаста и прикрепляется на коуше к нижнему направляющему башмаку. Такую систему сваи применяют на небольших земснарядах типа 80-30, 150-45. На земснарядах 300-40, 350-50, 140-К и других применяют фрикционный захват свай. Захват состоит из двух колодок, соединенных между собой пластинами на шарнирах. Одна из колодок (обычно задняя) соединена с полиспастом подвески сваи.

Когда полиспаст начнет передвигаться вверх, то захват зажмет сваю и свая начнет подниматься. Если включить лебедку на разматывание троса, то полиспаст вместе с захватом и сваей начнет опускаться вниз. Как только захват сядет на нижнюю направляющую обойму и трос ослабнет, колодки захвата разомкнутся и свая получит возможность падать под действием собственной массы. Это обеспечивает хорошее закалывание наконечника сваи в грунт. Такая подвеска имеет преимущества перед нижней подвеской свай.

Рассмотрим работу шагающего свайного хода. Опустив с помощью лебедки одну из свай (предположим, правую Б) на дно водоема, вторую сваю А оставляют подвешенной на тросе левой лебедки. Включают привод правой папильонажной лебедки, и земснаряд начинает передвигаться от левой границы к правой границе прорези, разрабатывая при этом грунт. При повороте земснаряда на правой свае левая свая А вместе с левой частью кормы земснаряда продвинется вперед на определенное расстояние. Величина подачи земснаряда вперед зависит от расстояния между сваями и угла поворота земснаряда.

Очевидно, что чем больше угол поворота земснаряда и расстояние между сваями, тем на большую величину подается земснаряд. Обычно величина подачи земснаряда вперед не должна превышать длины фрезы. Когда земснаряд достигнет правой границы прорези, опускают левую сваю А, а сваю Б поднимают, после чего включают левую папильонажную лебедку и земснаряд, поворачиваясь вокруг левой сваи А, опять продвинется вперед.

Таким образом происходит как бы шагание земснаряда на сваях. Несмотря на простоту и надежность работы, шагающий свайный ход имеет существенный недостаток. Вследствие того что земснаряд поворачивается вокруг двух разных центров (Л, Ль Л2, Б, Би Б2), грунтозаборное устройство разрабатывает грунт неравномерно. Как видно из рисунка, фреза вначале пути проходит по выработанному пространству и производительность земснаряда по грунту приближается к нулю, затем по мере продвижения фреза начинает нарезать грунт и только в конце пути (почти у границы прорези) фреза загружается полностью. Указанный недостаток шагающего свайного хода особенно ощутим при разработке плотных грунтов и невысоких забоев.

Наиболее совершенной системой свайного хода является механизм напорного свайного хода. При установленном на земснаряде механизме напорного свайного хода папильонирование осуществляется только вокруг одной рабочей сваи, которая установлена в двух направляющих башмаках. Башмаки смонтированы на портале, размещенном на специальной тележке. Тележка по специальным направляющим может передвигаться относительно корпуса по оси земснаряда. При заколотой в грунт рабочей свае и включении привода напорного хода земснаряд подается вперед па забой и грунтозаборное устройство перемещается по дуге части концентрической окружности, срезая равномерно грунт.

Таким образом, загрузка рыхлителя при напорном свайном ходе по всей траектории перемещения грунтозаборпого устройства одна и та же, что не может быть при шагающем свайном ходе.
Механизм напорного свайного хода обеспечивает не только стабильную загрузку грунтозаборпого устройства и чистую выработку забоя без огрехов, но и регулирование ширины срезаемой стружки грунта, что необходимо при различных его физико-механических свойствах.

Другим достоинством механизма напорного свайного хода является возможность выработки забоя без смены сваи на 2,5—3 м, т. е. на величину полного хода тележки рабочей сваи. В результате уменьшаются скрытые потери рабочего времени земснаряда на перестановку свай по сравнению с механизмом шагающего свайного хода.

Для фиксации земснаряда в забое во время перегона тележки рабочей сваи из крайнего заднего положения в переднее на земснаряде устанавливают прикольную сваю. Чтобы земснаряд не вышел из забоя, тележку рабочей сваи перестанавливают в момент, когда земснаряд находится на оси прорези. Третьим достоинством меха-низма напорного свайного хода является возможность подачи земснаряда назад при обвале забоя. Этими механизмами обязательно оборудуют земснаряды с роторно-ковшовым грунтозаборным устройством (например, 150-45, 200-50, 350-50ТМ).

Основу механизма напорного свайного хода составляют вертикальные и горизонтальные направляющие, которые образуют сварную конструкцию, закрепленную болтами в кормовой прорези корпуса земснаряда. Тележка, на которой установлены портал и лебедка рабочей сваи, движется в вертикальных направляющих на катках. Тележка перемещается двухзаходным винтом с трапецеидальной резьбой с шагом 80 мм.

Винт передает движение ленточной гайке, установленной в карданном шарнире кронштейна, который болтами закреплен па левой боковой стенке тележки. Винт размещен параллельно оси движения тележки и смонтирован на раме блока в подшипниках качения, воспринимающих радиальные усилия. Для восприятия осевых усилий служат два упорных шариковых подшипника, установленных в заднем кронштейне. Винт вращается электродвигателем, соединенным упругими полумуфтами с входным валом редуктора типа РМ. Выходной вал редуктора упругими полумуфтами соединен с винтом.

Для ограничения движения тележки вперед и назад под винтом вблизи кронштейнов подшипников установлены конечные выключатели, которые при подходе тележки к крайнему положению отключают электродвигатель привода винта под воздействием специального толкателя, закрепленного на кронштейне ленточной гайки. Для компенсации усилий, возникающих в связи с односторонним приложением нагрузки от винта к тележке, с правой стороны тележки на кронштейнах установлены два катка, движущихся в горизонтальных направляющих.

В других конструкциях механизма напорного свайного хода применяют два параллельных винта, создающих симметричные нагрузки на обе стороны тележки, что исключает применение боковых роликов. Применяют также канатный привод тележки.

На тележке установлен па шарнирах и закреплен пальцами портал с растяжками. На поперечных балках портала смонтированы по одной вертикали две направляющие сваи с открывающимися на шарнирах крышками. В этих направляющих установлена рабочая свая 1 с ходовой посадкой, обеспечивающей свободное перемещение ее в направляющих.

На стойке портала установлен блок с двумя роликами для направления троса. Между роликами помещен конечный выключатель электродвигателя лебедки, срабатывающий при закалывании сваи в грунт и ослаблении троса. Для ограничения подъема сваи имеется конечный выключатель верхнего положения сваи. Прикольная свая смонтирована на корме правой коробки корпуса земснаряда. Конструкция портала, направляющих роликов и других устройств аналогична описанному выше порталу рабочей сваи.