Lo que determina el patrón de movimiento de la excavadora. Excavación de suelos con excavadoras de un solo cangilón. Cálculo de penetraciones de excavadoras con varios equipos de trabajo. Excavación de modelos de retroexcavadoras

A Categoría:

máquinas de movimiento de tierras

máquinas de movimiento de tierras

Las máquinas para movimiento de tierras en ingeniería civil se utilizan para aflojar suelos densos, rocosos y congelados, planificar sitios de construcción, preparar cimientos para carreteras y entradas de vehículos, excavar pozos de cimientos para los cimientos de edificios y estructuras, excavar zanjas de forma abierta al establecer comunicaciones urbanas y construcción de estructuras subterráneas, excavación de pozos y fosas, limpieza del fondo y taludes de movimientos de tierra, relleno de fosos y zanjas después de erigir cimientos y tendido de comunicaciones, compactación de suelos, etc.

Las máquinas llevan a cabo el desarrollo del suelo de tres formas principales:
mecánico, en el que el suelo se separa de la matriz mediante elementos de corte pasivos y accionados (activos): cuchillos, dientes, raspadores, cuñas, cortadores, cortadores, etc.;
hidromecánica, en la que el suelo es destruido en cara abierta por un chorro de agua dirigido con la ayuda de un monitor hidráulico a una presión de hasta 6 MPa o por la succión del suelo previamente destruido (por un monitor hidráulico o cortador) del fondo de un río o embalse por una bomba de dragado de suelo;
explosivo, en el que la destrucción del suelo (roca) se produce bajo la presión de la expansión de los productos de combustión (gases), explosivos.

A veces se utilizan métodos combinados de desarrollo del suelo, por ejemplo, explosivos (aflojamiento preliminar) en combinación con mecánicos (desarrollo posterior mediante una máquina de movimiento de tierras con un cuerpo de trabajo de cuchilla o cubo).

Actualmente, alrededor del 95% de los movimientos de tierra en la construcción se realizan mecánicamente.

Al realizar movimientos de tierra, se utiliza una amplia gama de máquinas, diferentes en propósito, diseño y principio de funcionamiento, que se dividen en: - máquinas para trabajos preparatorios; – movimiento de tierras y transporte; – excavadoras; – perforación; – para el tendido de comunicaciones sin zanjas; – para la excavación hidromecánica del suelo; - para la compactación del suelo.

Hay máquinas de movimiento de tierras: excavadoras de un solo cangilón y de varios cangilones, máquinas de movimiento de tierras: excavadoras, traíllas, motoniveladoras, motoniveladoras; máquinas de compactación del suelo que funcionan según el principio de acción de laminación, apisonamiento y vibración: rodillos, apisonadores, máquinas vibratorias.

máquinas de movimiento de tierras

Las excavadoras de un solo cangilón cavan el suelo y lo mueven con el movimiento del cangilón. La fuerza a la cuchara se transmite desde el motor a través de la transmisión. Al mismo tiempo, la excavadora permanece en su lugar (excavadora de un solo cangilón) o se mueve lentamente (cuchara zanjadora).

Las excavadoras mueven el suelo en distancias cortas (solo la longitud del cuerpo de trabajo). Se utilizan para excavar tierra y enviarla inmediatamente al vertedero o para excavar y cargar tierra en vehículos cuando se transportan largas distancias.

Las excavadoras de cangilones (Fig. 10) se dividen en excavadoras de zanjas con cadena y cuerpo de trabajo giratorio. También hay excavadoras de cadena y excavadoras de rueda de cangilones diseñadas para operaciones de desmonte y minería en minería a cielo abierto y para otros tipos de movimiento de tierras.

La excavadora de un solo cangilón es la máquina de movimiento de tierras más común y versátil. Se compone de tren de rodaje, plataforma giratoria, equipo de trabajo. Uno o más motores están instalados en la plataforma giratoria.

El equipo de funcionamiento de una excavadora de un solo cangilón está diseñado para mover la excavadora en el frente a medida que se desarrolla el suelo y en distancias cortas dentro del sitio de construcción. El tren de rodaje de las excavadoras de un solo cangilón es oruga, rueda neumática, marcha. Para trabajos especiales se utilizan excavadoras flotantes montadas sobre pontones.

El tren de rodaje de oruga de las excavadoras de un solo cangilón no está diseñado para el movimiento a largo plazo en largas distancias, ya que se desgasta rápidamente y queda inutilizable. Por lo tanto, para una distancia de más de 15 km, las excavadoras sobre orugas se transportan en vehículos especiales en remolques, por ferrocarril o por vías fluviales.

Arroz. 10. Excavadora de cangilones para zanjas: a - con cuerpo de trabajo de cadena, b - con cuerpo de trabajo giratorio

Las excavadoras neumáticas de ruedas de un solo cangilón con una capacidad de cangilón de 0,2 a 0,4 m3 pueden moverse a gran velocidad a lo largo de largas distancias por sus propios medios y se utilizan ampliamente para realizar pequeñas cantidades de trabajo.

Las excavadoras andantes tienen esquís retráctiles para el movimiento. La carrera de desplazamiento se utiliza en excavadoras de alta potencia diseñadas para trabajar en suelos blandos.

Un dispositivo giratorio con un marco giratorio de excavadora está instalado en el marco del tren de rodaje. El dispositivo de giro consta de rodillos o bolas ubicados entre dos pistas anulares y funciona como un rodamiento de bolas o de rodillos. Se instala una plataforma giratoria en el anillo superior, que gira con la ayuda de dos engranajes. El pequeño engranaje gira en cojinetes montados en la plataforma. La gran rueda dentada está fijada en el bastidor del tren de rodaje.

La plataforma giratoria acomoda el motor, la transmisión, la cabina del conductor y el equipo de trabajo.

Dependiendo del trabajo realizado, se instalan varios equipos de trabajo en excavadoras de un solo cangilón, que se muestran en la fig. once.

Una pala recta es el tipo principal de equipo de trabajo, que se usa con mayor frecuencia para excavar el suelo y cargarlo en camiones de volteo o carros de transporte de tierra, en plataformas ferroviarias o en un vertedero. Se puede instalar una retroexcavadora en lugar de una pala frontal, y la mayoría de las excavadoras universales usan un cucharón, un mango, una flecha y bloques de pala frontal para montar una retroexcavadora.

Se utiliza una retroexcavadora cuando se excavan pozos y zanjas para tender tuberías.

La draga se utiliza para desarrollar el suelo y cargarlo en un vertedero.

La tierra rara vez se carga con una línea de arrastre en los vehículos, ya que el balde está suspendido de cuerdas, que se balancean durante la descarga y la descarga en un lugar designado con precisión (por ejemplo, la carrocería de un automóvil) es difícil. Con la ayuda de una dragalina, se arrancan pozos y canales, se vierten los terraplenes ferroviarios de la reserva y se extraen minerales.

Una grúa excavadora con pluma de dragalina se utiliza en la construcción para la instalación de estructuras.

Además de los tipos mencionados de equipos de trabajo intercambiables, las excavadoras se utilizan con los siguientes equipos:

cuchara para operaciones de carga y descarga y para el desarrollo de pozos; removedor de tocones; arado para la planificación; raspador y relleno para fosas.

Además, se puede suspender del brazo de la excavadora una placa de apisonamiento para la compactación del suelo, una bola de metal o un martillo de cuña para romper suelos congelados, superficies de carreteras viejas y edificios que se van a demoler.

Arroz. 11. Equipo de trabajo intercambiable de excavadora de pala universal

Las excavadoras de construcción universal se fabrican en varios tamaños con baldes con una capacidad de 0,15 a 2,5 m3 y se utilizan según la cantidad de trabajo realizado.

Las excavadoras de un cangilón a cielo abierto y de sobrecarga sobre una oruga ancha y una pista peatonal se fabrican con cangilones con una capacidad de 2 a 25 metros cúbicos o más. Por ejemplo, la excavadora ESH 25/100 tiene una cuchara con una capacidad de 25 m3 y una longitud de pluma de 100 m.

Estas máquinas están destinadas principalmente a la minería a cielo abierto y no se tratan en este tutorial.

La gran maniobrabilidad del cucharón de una pala excavadora y las importantes fuerzas desarrolladas en los dientes hacen posible el uso de palas excavadoras para el desarrollo de suelos heterogéneos con inclusiones sólidas. Las excavadoras de cangilones se utilizan con gran éxito para el desarrollo de suelos homogéneos.

Para el funcionamiento ininterrumpido de ambos tipos de excavadoras, el tamaño de las inclusiones sólidas en el suelo no debe exceder de 0,20 a 0,25 del ancho de la cuchara. Con inclusiones de gran tamaño, las excavadoras de rueda de cangilones no pueden funcionar y el rendimiento de las excavadoras de rueda de cangilones disminuye.

En condiciones favorables (suelo homogéneo, mismo tipo de trabajo, etc.), es recomendable utilizar excavadoras de rueda de cangilones. Además, el control de una excavadora de rueda de cangilones requiere la participación constante del conductor, mientras que el control de una excavadora de rueda de cangilones es casi automático, ya que solo requiere una intervención periódica para regular, dirigir, arrancar, detener y monitorear constantemente el funcionamiento de la máquina.

Máquinas de movimiento de tierras

Las máquinas de movimiento de tierras incluyen excavadoras, traíllas, motoniveladoras, arados zanjadores y algunas otras máquinas.

Las máquinas de movimiento de tierras consisten en un tractor de ruedas o de orugas y un equipo de trabajo remolcado o montado. Estas máquinas cortan el suelo, lo mueven y lo colocan, y también realizan trabajos de planificación.

Las máquinas para movimiento de tierras se diferencian de las máquinas para movimiento de tierras en que el corte y el movimiento del suelo se realizan solo cuando las máquinas están en movimiento y la posición del cuerpo de trabajo en relación con el tractor no cambia o casi no cambia, y también en que la fuerza de tracción del tractor se utiliza para cortar y mover el suelo.

Estas máquinas se caracterizan por una estructura simple, alta productividad, por lo que el costo de excavación es bajo. Por lo tanto, tales máquinas son cada vez más utilizadas en la economía nacional del país.

Las máquinas de movimiento de tierras son máquinas versátiles, ya que pueden realizar varios movimientos de tierra y mover el suelo a varias distancias. Sin embargo, en condiciones de barro, lluvia y arena suelta, no se pueden utilizar.

Máquinas compactadoras de suelos

La compactación del suelo se realiza de la siguiente manera: - por presión estática - por rodillos de rodillos lisos, acanalados, de leva o rodillos con neumáticos; - golpes de apisonamiento de cuerpos de trabajo - apisonadores; - con la ayuda de la vibración - máquinas de vibración.

Los rodillos de remolque consisten en un marco, un tambor hueco soldado o fundido y dispositivos de acoplamiento. El tambor está equipado con trampillas para cargar balasto, lo que aumenta el peso del rodillo y permite compactar el suelo a mayor profundidad (Fig. 12).

El tambor gira sobre cojinetes lisos montados en el bastidor. El tambor liso del rodillo de remolque puede equiparse con levas unidas a llantas de acero montadas en el tambor.

Un raspador para limpiar el tambor, dos dispositivos de acoplamiento, delantero y trasero, y bufandas extraíbles en las esquinas para unir rodillos adicionales están montados en el marco de la pista. A menudo trabajan con dos rodillos conectados entre sí, a veces con tres y menos frecuentemente con un enganche de cinco rodillos. Los rodillos de leva compactan el suelo a una profundidad de 0,25-0,3 m, sin embargo, queda una pequeña capa de suelo de 4-6 cm sin compactar.

El suelo recién vertido se compacta suficientemente bien con neumáticos de traíllas y volquetes. En este caso, el suelo debe verterse en pequeñas capas.

Para la compactación uniforme del suelo, algunos rodillos están hechos con una suspensión separada de ruedas neumáticas, es decir, cada rueda con su propia carga es, por así decirlo, un remolque independiente.

Arroz. 12. Rodillo de leva arrastrado:
1 - tractor. 2 - marco. 3 - tambor, 4 - levas, 5 - rascadores, 6 - escotilla

Las apisonadoras compactan el suelo a una profundidad de 0,6 a 2,5 m y se utilizan en los casos en que no se puede utilizar el método de laminado, por ejemplo, en condiciones de hacinamiento. La desventaja de este método de compactación es la posibilidad de dañar el suelo por sacudidas cerca de estructuras, edificios, alcantarillado y otras tuberías colocadas en el suelo, etc. La ventaja es la posibilidad de compactar el suelo a gran profundidad.

Arroz. 13. Máquina vibratoria de compactación de suelos:
a - vista general, b - esquema de trabajo; 1 - placa, 2 - motor, 3 - eje, 4 - pesos

El suelo se puede compactar apisonando con la ayuda de una grúa excavadora, en la que, en lugar de una carga, se suspende una placa especial que pesa entre 1,5 y 4 toneladas, que se levanta y arroja alternativamente, haciendo 10-20 golpes por minuto en el terrestre.

También se utiliza equipo adjunto en el tractor T-100. El cuerpo de trabajo de esta máquina son dos placas cuadradas suspendidas de cuerdas detrás del tractor. El levantamiento y la descarga alternados de las placas se realizan mediante mecanismos de manivela montados frente al radiador del tractor. Estos mecanismos son accionados desde el cigüeñal del motor a través de una caja de cambios.

Las máquinas vibratorias se utilizan para compactar suelos no cohesivos sueltos, recién vertidos, así como para compactar margas y margas arenosas.

La vibración se refiere a las oscilaciones con una pequeña amplitud producida por un vibrador, que consta de varias partes giratorias desequilibradas-desequilibrios. Cuando los desequilibrios giran, el cuerpo en el que giran oscila. Las vibraciones del casco se transmiten al suelo y provocan el movimiento de las partículas del suelo, como resultado de lo cual el suelo se compacta.

Las máquinas vibratorias son remolcadas y autopropulsadas. La máquina autopropulsada de vibración consta de una placa vibratoria, un vibrador de cuatro balances de un solo eje, cuyos desequilibrios medios giran en la dirección opuesta a la rotación de los dos desequilibrios extremos (Fig. 13).

Al cambiar manualmente la posición de algunos desequilibrios con respecto a otros usando un engranaje especial, el conductor puede ajustar la magnitud y la dirección de las vibraciones de la placa vibratoria y, por lo tanto, cambiar la dirección de movimiento de la máquina.

El rodillo vibratorio remolcado consta de un bastidor con una barra de tiro, un motor montado en el bastidor y un tambor con un vibrador montado en el interior. El motor está conectado al vibrador mediante una transmisión por correa en V.

Los principales movimientos de tierra en la construcción de carreteras son: la construcción de terraplenes, el desarrollo de suelos en excavaciones, reservas y zanjas, trabajos de acabado, preparación de fosos de cimentación para apoyos de puentes, así como trabajos de planeamiento. Los movimientos de tierra se dividen en concentrados y lineales.

Los trabajos concentrados incluyen la construcción de grandes excavaciones y terraplenes con un volumen de más de 15,000 m3 por 1 objeto, incluida la construcción de accesos a estructuras artificiales, cruces a través de pantanos, etc.

El trabajo lineal incluye la construcción de pequeñas excavaciones y terraplenes, perfilado de subrasante, acabado de bordes de caminos y taludes. Los terraplenes generalmente se construyen a partir del suelo de las reservas laterales. El trabajo concentrado y lineal es realizado por varios destacamentos especializados equipados con máquinas diseñadas para tal fin.

Se utilizan ampliamente tres métodos principales de excavación: mecánico, hidráulico y explosivo.

El método mecánico consiste en separar una parte del suelo con un cuerpo de trabajo: un balde, un cuchillo o un cortador; en el método hidráulico, el suelo se lava con un chorro de agua suministrado a presión por un hidromonitor, o se succiona por la tubería de entrada de una draga desde debajo del agua, a veces con un aflojamiento mecánico preliminar del suelo con una punta especial en la forma de un cortador; El método explosivo se basa en aflojar el suelo o, si es necesario, mover masas de tierra en la dirección correcta (explosión a eyección) mediante la explosión de cargas explosivas.

Cada uno de estos métodos tiene sus propias áreas de aplicación. Por lo tanto, ninguno de estos métodos puede considerarse el mejor en todos los casos. Todos ellos se complementan entre sí, y en cada caso particular es necesario combinarlos correctamente de acuerdo con las condiciones específicas de trabajo.

En función de la dificultad de excavación de los suelos, que significa principalmente su resistencia a la excavación, se selecciona el método de excavación y las máquinas necesarias.

A Categoría: - Máquinas de movimiento de tierras

MÁQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

Tipos de movimiento de tierras

Las estructuras de tierra se denominan dispositivos en el suelo, obtenidos como resultado de su eliminación fuera de la estructura, o del suelo introducido en la estructura desde el exterior. Los primeros se denominan nichos y los segundos terraplenes. Según la forma y el tamaño de los huecos, se distinguen zanjas, trincheras, zanjas, zanjas, canales, pozos, pozos y perforaciones. Los hoyos y hoyos son de dimensiones comparables en las tres direcciones, siendo el hoyo generalmente menos profundo y siendo los hoyos más grandes que las otras dos dimensiones. Además, los pozos son pequeños. Las longitudes de trincheras, zanjas, zanjas y canales exceden significativamente las dimensiones de sus secciones transversales. Los pozos son excavaciones cerradas, uno de los cuales (profundidad o longitud, dependiendo de la orientación de la excavación en relación con la superficie del suelo abierto) excede significativamente las dimensiones de sus secciones transversales. Los pozos con un diámetro de hasta 75 mm inclusive se denominan perforaciones. Los pozos pueden ser verticales, horizontales e inclinados.

Al disponer las excavaciones, la tierra extraída de las mismas se retira fuera del sitio de trabajo o se coloca cerca en cavaliers para su posterior uso durante el relleno. Durante la construcción de terraplenes, el suelo se entrega desde el exterior o desde reservas laterales.

Distinga entre movimientos de tierra temporales (zanjas para tender servicios públicos subterráneos en ellos, etc.) y movimientos de tierra para uso a largo plazo (zanjas al borde de la carretera, terraplenes de carreteras, presas, presas, etc.). Los movimientos de tierra temporales se arrancan durante la construcción, por ejemplo, durante la colocación de una tubería y la instalación de accesorios de tubería, después de lo cual se restaura la superficie de tierra original. Dependiendo del tipo y condición del suelo, las condiciones climáticas, así como la duración de la existencia de movimientos de tierra temporales, para evitar el colapso, sus paredes se fortalecen o se dejan sin sujetar. Las pendientes laterales de los movimientos de tierra a largo plazo generalmente se refuerzan con césped, listones de madera, etc. Más a menudo, los terraplenes se rellenan con compactación de suelo capa por capa.

Los movimientos de tierra también incluyen carriles y sitios planificados, que pueden ser estructuras tanto temporales como a largo plazo. Dependiendo del nivel de diseño en relación con el relieve original, la necesidad de sustituir el suelo natural por el entregado desde el exterior, estos movimientos de tierra se pueden realizar según el esquema para la formación de cortes o terraplenes, así como en un manera combinada: quitando tierra de las colinas y rellenando las depresiones con ella.

Si, durante la formación de excavaciones, el trabajo se lleva a cabo solo para separar parte del suelo del macizo, asociado con la destrucción de su conectividad y su movimiento, entonces durante la construcción de terraplenes, además de mover el suelo, el el problema inverso generalmente se resuelve: restaurar el estado denso anterior del suelo.

Métodos de desarrollo del suelo.

La operación de excavación que consume más energía es la separación del suelo de la matriz (destrucción del suelo) y, por lo tanto, los métodos de desarrollo del suelo están determinados por los métodos de su destrucción, caracterizados por el tipo de impacto energético. La mayor aplicación en la construcción ha encontrado la destrucción mecánica de suelos por un efecto de fuerza de contacto concentrado del cuerpo de trabajo de la máquina sobre el suelo, también llamado corte. Para implementar este método, los cuerpos de trabajo de las máquinas de desarrollo del suelo están equipados con herramientas de corte en forma de cuña que se mueven en relación con la masa del suelo. Dependiendo de la velocidad y la naturaleza del impacto de la herramienta de corte, se distinguen la destrucción estática y dinámica de los suelos. Con destrucción estática, la herramienta de corte se mueve uniformemente o con ligeras aceleraciones a velocidades de hasta 2...2,5 m/s. Este método se utiliza como principal en el desarrollo de suelos por excavadoras, máquinas de movimiento de tierras, desgarradores y perforadoras rotativas. En las máquinas que desarrollan rocas fuertes, se implementan métodos estáticos y dinámicos de destrucción, en particular, impacto. También se conocen métodos de vibración y vibroimpacto, que aún no han recibido una amplia aplicación industrial. La intensidad energética de destrucción mecánica de suelos arenosos y arcillosos, dependiendo de su dureza y diseño de herramientas de corte, oscila entre 0,05 y 0,5 kWh/m 3 . Este método realiza hasta el 85% del volumen total de movimiento de tierras en construcción.

El flujo de trabajo de una máquina de excavación mecánica puede consistir únicamente en una operación de rotura del suelo, como un desgarrador al romper suelos duros, o incluir esta operación como parte integral del flujo de trabajo. En el último caso, simultáneamente con la separación del macizo, el cuerpo de trabajo del cucharón captura el suelo o se acumula frente a él, con un cuerpo de trabajo de volcado, por ejemplo, cuando se extrae con una excavadora, una motoniveladora. El movimiento de suelo por un cuerpo de trabajo de cubo o volcado también es una parte integral del ciclo de trabajo de la máquina, y el vertido de suelo realizado al final de esta operación consiste en su descarga intencional del cuerpo de trabajo. Para aumentar el rango de movimiento del suelo, algunas máquinas están equipadas con dispositivos de transporte especiales, por ejemplo, excavadoras continuas. Con el mismo propósito, máquinas tales como raspadores, después de separar la tierra de la matriz y llenar el balde con ella, transportan la tierra al lugar de relleno por sí mismas a distancias considerables. Durante la excavación, se utilizan vehículos de transporte especiales para el transporte de tierra - transportadores de tierra, así como volquetes, plataformas ferroviarias o barcazas.

Para intensificar el proceso de destrucción del suelo, se utilizan métodos combinados, por ejemplo, gas-mecánicos, proporcionados por el suministro pulsado de gases a presión en los orificios del cuerpo de trabajo del movimiento de tierras. Los gases que escapan a través de los agujeros aflojan el suelo, reduciendo así la resistencia al movimiento del cuerpo de trabajo.

La resistencia a la destrucción de los suelos congelados saturados de agua se puede reducir introduciendo en ellos reactivos químicos con un punto de congelación más bajo (cloruro de sodio, cloruro de potasio, etc.).

Cuando se construyen movimientos de tierra hidráulicos (presas, presas), así como en algunos otros casos en cuerpos de agua o cerca de ellos, se usa ampliamente la destrucción hidráulica de suelos con un chorro de agua utilizando monitores hidráulicos y dragas de succión. De la misma manera, se extrae arena, grava o una mezcla de arena y grava para su uso posterior como material de construcción. La intensidad energética del proceso alcanza los 4 kWh/m 3 , y el consumo de agua es de hasta 50...60 m 3 por 1 m 3 de suelo desarrollado. De la misma manera, los suelos se desarrollan en el fondo de los embalses. Al mismo tiempo, los suelos poco cohesivos se desarrollan por succión sin aflojamiento previo, y los suelos fuertes se aflojan previamente con cortadores. El método de desarrollo de suelos utilizando la presión de un chorro de agua y dragas de succión, que se utiliza para desarrollar alrededor del 12% del volumen total de suelos en construcción, se denomina hidromecánico.

Las rocas fuertes y los suelos congelados generalmente se destruyen mediante una explosión bajo la presión de los gases generados durante la ignición de los explosivos, que se colocan en orificios (agujeros) especialmente perforados, en ranuras estrechas ranuradas o en zanjas. Para perforar pozos, se utilizan máquinas perforadoras mecánicas, así como perforadoras térmicas y neumáticas térmicas. Las ranuras y trincheras generalmente se desarrollan mecánicamente. En un taladro térmico, se implementa un método termomecánico de destrucción del suelo: se calienta con un chorro de gas a alta temperatura (hasta 1800 ... 2000 ° C), seguido de la destrucción de una capa de suelo debilitada térmicamente con una herramienta de corte . Durante la perforación termoneumática, el suelo es destruido y extraído del pozo por un chorro de gas a alta temperatura a una velocidad de hasta 1400 m/s. El desarrollo de suelos por explosión es el más intensivo en energía y, en consecuencia, el más caro de todos los métodos discutidos anteriormente.

Para triturar cantos rodados y piedras de gran tamaño resultantes de la destrucción de suelos por una explosión, se utilizan instalaciones que implementan un método electrohidráulico de destrucción de suelos utilizando una onda de choque que se forma en una descarga de chispa en un líquido. En este caso, el calor recibido en el canal de descarga calienta y evapora las capas líquidas cercanas, formando una cavidad de vapor-gas con alta presión que actúa sobre el suelo.

Los métodos físicos de destrucción del suelo se usan con menos frecuencia sin combinarse con otros métodos. Se basan en el impacto sobre el suelo de los cambios de temperatura (quema de suelos sólidos, descongelación de suelos congelados), corrientes ultrasónicas de alta frecuencia, energía electromagnética e infrarroja, etc.

La elección del método de desarrollo depende, en primer lugar, de la resistencia del suelo, incluida la estacional asociada con su congelación. Con la correcta organización del trabajo planificado (que no sea de emergencia), es posible evitar o minimizar los costos de energía y otros asociados con el desarrollo de suelos congelados, realizando trabajos de excavación principalmente antes del inicio del invierno. En la práctica de la construcción, también se utilizan métodos para proteger de la congelación los suelos que se desarrollarán en invierno cubriéndolos con esteras especiales o materiales auxiliares (aserrín, nieve que cayó antes de que el suelo se congelara, una capa suelta de suelo, etc.). Por lo tanto, en la construcción de tuberías, donde, para evitar el colapso, las zanjas se arrancan con anticipación con un pequeño intervalo de tiempo antes de colocar las tuberías en ellas, las secciones sujetas al desarrollo invernal se arrancan antes del inicio de las heladas a una profundidad incompleta y dormirse inmediatamente. El suelo suelto protege las capas subyacentes de la congelación y permite volver a desarrollar zanjas de la profundidad requerida incluso a bajas temperaturas ambientales.

propiedades del suelo

Los suelos se llaman rocas meteorizadas que forman la corteza terrestre. Por origen, condición y resistencia mecánica, se distinguen los suelos rocosos - rocas cementadas impermeables con una resistencia a la tracción en estado saturado de agua de al menos 5 MPa (granitos, areniscas, calizas, etc.), semi-rocosos - rocas cementadas con una resistencia a la tracción de hasta 5 MPa (margas, arcillas petrificadas, conglomerados que contienen yeso, etc.), clásticos gruesos - trozos de roca y semi-roca, arenosos - que consisten en pequeñas partículas no cementadas, rocas destruidas 0.05 ... 2 mm de tamaño, arcilla - con un tamaño de partícula inferior a 0,005 mm.

Según la composición granulométrica, estimada por la proporción de fracciones en masa, se distinguen los suelos: arcillosos (con granulometría inferior a 0,005 mm), polvorientos (0,005...0,05 mm), arenosos (0,05...2 mm), grava (2. ..20 mm), guijarros y piedras trituradas (20...200 mm), cantos rodados y piedras (más de 200 mm). Los suelos más comunes en la práctica de la construcción se distinguen por el porcentaje de partículas de arcilla en ellos: arcilla: al menos 30%; franco - del 10 al 30%; franco arenoso - del 3 al 10% con predominio de partículas arenosas sobre las polvorientas, arenas - menos del 3%.

A continuación se presentan algunas características de los suelos que afectan el proceso de su interacción con los cuerpos de trabajo de movimiento de tierras y compactación del suelo. El suelo está compuesto de partículas sólidas, agua y gases (generalmente aire) que se encuentran en sus poros. La humedad del suelo, estimada por la relación entre la masa de agua y la masa de partículas sólidas, varía de 1 ... 2%, para arenas secas, a 200% o más, para arcillas y limos fluidos. En algunos casos, por ejemplo, al evaluar el grado de compactación forzada del suelo, se utiliza el llamado contenido de humedad óptimo, que varía de 8 ... 14% para arenas finas y limosas a 20 ... 30% para arcillas grasas .

Durante el desarrollo, los suelos aumentan de volumen debido a la formación de vacíos entre las piezas. El grado de dicho aumento de volumen se estima mediante un coeficiente de aflojamiento igual a la relación entre el volumen de cierta masa de suelo después del desarrollo y su volumen antes del desarrollo (Tabla 1). Los valores del coeficiente de aflojamiento van desde 1,08...1,15 para arenas hasta 1,45...1,6 para suelos congelados y rocas. Después de colocar el suelo en vertederos y compactación natural o forzada, el grado de su aflojamiento disminuye. Se estima por el coeficiente de aflojamiento residual (desde 1,02 ... 1,05 para arenas y margas hasta 1,2 ... 1,3 para rocas).

La compactabilidad de los suelos se caracteriza por un aumento en su densidad debido al desplazamiento de agua y aire de los poros y al empaquetamiento compacto de partículas sólidas. Después de eliminar la carga externa, el aire comprimido en los poros se expande, provocando una deformación reversible del suelo. Con cargas repetidas, se elimina cada vez más aire de los poros, como resultado de lo cual disminuyen las deformaciones reversibles.

tabla 1
Características del suelo
Categoría de suelo	Densidad kg / m 3	El número de trazos es dornii de medida densa.	factor de apertura	Resistividad, kPa
corte	cavando en el trabajo:
Rectas y retroexcavadoras	Draglay-nami	excavadoras continuas
excavación transversal	trincheras
giratorio	cadena
yo	1200-1500	1-4	1,08-1,17	12-65	18-80	30-120	40-130	50-180	70-230
Yo	1400-1900	5-8	1,14-1,28	58-130	70-180	120-250	120-250	150-300	210-400
tercero	1600-2000	9-16	1,24-1,3	120-200	160-280	220-400	200-380	240-450	380-660
IV	1900-2200	17-35	1,26-1,37	180-300	220-400	280-490	300-550	370-650	650-800
V	2200-2500	36-70	1,3-1,42	280-500	330-650	400-750	520-760	580-850	700-1200
VI	2200-2600	71-140	1,4-1,45	400-800	450-950	550-1000	700-1200	750-1500	1000-2200
VII	2300-2600	141-280	1,4-1,45	1000-3500	1200-4000	1400-4500	1800-5000	2200-5500	2000-6000
viii	2500-2800	281-560	1,4-1,6	-	220-250	230-310	-	-

El grado de compactación del suelo se caracteriza por una deformación residual, la mayor parte de la cual recae en los primeros ciclos de carga. Se estima por factores de compactación iguales a la relación entre la densidad real y su valor estándar máximo correspondiente al contenido de humedad óptimo. En la compactación de suelos se asigna el coeficiente de compactación requerido, según la responsabilidad del movimiento de tierras, en el rango de 0,9 a 1.

La resistencia y deformabilidad de los suelos está determinada principalmente por las propiedades de sus partículas constituyentes y los enlaces entre ellas. La fuerza de las partículas se debe a las fuerzas intramoleculares, y la fuerza de los enlaces se debe a su cohesión. Durante el desarrollo de los suelos, estos enlaces se destruyen y, cuando se compactan, se restauran.

Durante el movimiento mutuo de las partículas del suelo entre sí, surgen fuerzas de fricción internas, y cuando el suelo se mueve en relación con los cuerpos de trabajo, surgen fuerzas de fricción externas. De acuerdo con la ley de Coulomb, estas fuerzas son proporcionales a la carga normal con factores de proporcionalidad llamados coeficientes de fricción interna y externa, respectivamente. Para la mayoría de los suelos arcillosos y arenosos, el primero es de 0,18 a 0,7 y el segundo es de 0,15 a 0,55.

Con el movimiento mutuo del suelo y el cuerpo de trabajo del movimiento de tierras, las partículas duras del suelo rayan las superficies de trabajo de la herramienta de corte y otros elementos del cuerpo de trabajo y, como resultado, cambian su forma y tamaño, lo que se denomina desgaste. El desarrollo de suelos con una herramienta de corte gastada requiere más energía. La capacidad de los suelos para desgastar los cuerpos de trabajo de las máquinas de movimiento de tierras se denomina abrasividad. Los suelos más duros (arenosos y franco-arenosos) con partículas fijadas (cementadas) en el suelo, por ejemplo, un macizo helado, tienen mayor abrasividad. La capacidad de desgaste abrasivo de los suelos congelados, dependiendo de su temperatura, humedad y composición granulométrica, puede ser diez veces mayor que la de los mismos suelos no congelados.

Los suelos que contienen partículas de arcilla pueden adherirse a las superficies de trabajo de los cuerpos de trabajo, por ejemplo, baldes, lo que reduce su volumen de trabajo y crea una mayor resistencia al movimiento del suelo separado del macizo hacia el balde, como resultado de lo cual los costos de energía para el aumento de la excavación y la productividad de la máquina de movimiento de tierras disminuye. Esta propiedad de los suelos, llamada pegajosidad, aumenta a bajas temperaturas. Las fuerzas de cohesión del suelo congelado a los cuerpos de trabajo son decenas y cientos de veces mayores que las del suelo que no está congelado. Para remover la tierra adherida a los cuerpos de trabajo, es necesario hacer paradas forzadas de la máquina, y en algunos casos, por ejemplo, para limpiar la tierra congelada, se deben tomar medidas especiales, principalmente impacto mecánico.

Los suelos desarrollados por máquinas se clasifican según la dificultad de desarrollo en 8 categorías (Tabla 1). La base de esta clasificación propuesta por el prof. A.N. Zelenin, puso la densidad en la dimensión física [kg / m 3] y de acuerdo con las lecturas del densímetro diseñado por el DorNII (Fig. 103). Densitómetro

representa una barra de metal de sección transversal redonda con un área de 1 cm 2 con dos arandelas topes, entre las cuales se mueve libremente una carga de 2,5 kg. La carrera completa de la carga es de 0,4 m. La longitud del extremo inferior libre de la varilla es de 0,1 m. Para medir la densidad se coloca el aparato en el suelo con su extremo inferior, se levanta la carga hasta que se detiene en la arandela superior y se suelta. Al caer, la carga golpea la arandela inferior, realizando un trabajo de 1J y obligando al extremo inferior de la varilla a penetrar en el suelo. La densidad del suelo se estima por el número de impactos correspondientes a la penetración de la varilla en el suelo hasta detenerse en la arandela inferior.

Según la clasificación del prof. Los suelos A.N. Zelenin se dividen en categorías de la siguiente manera: Categoría I: arena, franco arenoso, franco blando de resistencia media, húmedo y suelto sin inclusiones; Categoría II: marga sin inclusiones, grava fina y mediana, arcilla blanda húmeda o suelta; Categoría III: marga fuerte, arcilla de resistencia media, húmeda o suelta, lutitas y limolitas; Categoría IV: marga fuerte, arcilla húmeda fuerte y muy fuerte, lutitas, conglomerados; Categoría V - esquistos, conglomerados, arcilla endurecida y loess, creta muy fuerte, yeso, areniscas, calizas blandas, rocas y rocas congeladas; Categoría VI - rocas de concha y conglomerados, lutitas fuertes, calizas, areniscas de resistencia media, creta, yeso, muflas y margas muy fuertes; VII categoría - piedra caliza, suelo congelado de resistencia media; VIII categoría - Rocas rocosas y congeladas, muy bien voladas (piezas no más de 1/3 del ancho del balde).

Cuerpos de trabajo de las máquinas de movimiento de tierras y su interacción con el suelo

Los cuerpos de trabajo, con la ayuda de los cuales el suelo se separa de la matriz (cucharones de excavadoras, palas de excavadoras, dientes de desgarradores) (Fig. 104) se denominan movimiento de tierras. En las estructuras de movimiento de tierras y máquinas de movimiento de tierras, cuyo flujo de trabajo consiste en realizar secuencialmente

operaciones de separación del suelo del macizo, su movimiento y vertido, los cuerpos de trabajo de movimiento de tierras se combinan con el transporte de cangilones (excavadoras, raspadores) o volquetes (bulldozers, motoniveladoras). Los primeros se llaman balde, y el segundo - volcado. Los dientes de los desgarradores (Fig. 104, a) separan el suelo de la masa sin combinarse con otras operaciones.

El cuerpo de trabajo del cucharón es un recipiente con un filo equipado con dientes (Fig. 104, b - d, f) o sin ellos (Fig. 104, e, g, h). Los cucharones con bordes cortantes sin dientes se usan con más frecuencia para el desarrollo de arenas poco cohesivas y margas arenosas, y los cucharones con dientes se usan principalmente para el desarrollo de suelos francos, arcillosos y fuertes. Al excavar el suelo, el cucharón se mueve en relación con la masa de suelo de modo que su filo o dientes penetren en el suelo, separándolo de la masa. La tierra desprendida como resultado de esta operación ingresa al balde para su posterior movimiento en el mismo hasta el lugar de descarga.

Los cuerpos de trabajo de la vertedera (Fig. 104, i) están equipados con cuchillos en la parte inferior, en este caso también se denominan cuchillos. Para destruir suelos más duraderos, los dientes también se instalan en los cuchillos. El proceso de trabajo del cuerpo de trabajo de la vertedera difiere del descrito anteriormente por el método de mover el suelo al lugar de colocación, arrastrando el suelo no perturbado antes del vertedero.

La parte de corte del cuerpo de trabajo de movimiento de tierras tiene la forma de una cuña puntiaguda (Fig. 105), delimitada por las caras delantera 1 y trasera 2, cuya línea de intersección se denomina filo de corte. Esquina δ formado con dirección

El movimiento de la cuña de corte por su cara frontal se denomina ángulo de corte, y el ángulo Θ , formado con la misma dirección de la cara posterior: la esquina posterior. La capacidad de destrucción de la cuña de corte es mayor cuanto mayor es la fuerza activa implementada por el cuerpo de trabajo que cae por unidad de longitud del borde de corte Con la misma fuerza, una cuña de corte estrecha es más efectiva que una ancha. Dado que la longitud total de los filos de corte de todos los dientes montados en un cucharón o cuchilla es siempre menor que la longitud del filo del mismo cuerpo de trabajo sin dientes, el cuerpo de trabajo con dientes tiene una mayor capacidad destructiva en comparación con el cuerpo de trabajo sin dientes. dientes. Cuantos menos dientes haya en el cuerpo de trabajo, mayor será su capacidad destructiva.

Cuando interactúa con el suelo con propiedades abrasivas, la cuña de corte se vuelve roma, su filo se vuelve cada vez menos pronunciado y aumenta la intensidad energética de su desarrollo del suelo.

Para aumentar la resistencia al desgaste de las herramientas de corte de los cuerpos de movimiento de tierras, el borde delantero

endurecido con aleación dura en forma de superficie con electrodos resistentes al desgaste o soldadura de placas de aleación dura de cermet (Fig. 106). Estos últimos son más eficientes que las superposiciones. Tienen una alta dureza, comparable a la dureza de los óxidos de silicio contenidos en los suelos arenosos, pero son propensos a la fractura por fragilidad cuando se encuentran con cantos rodados. En comparación con la capa de refuerzo (placa) 2, se desgasta más rápido que este último (los patrones de desgaste son mostrado en la Fig. 106 por líneas finas), de modo que la herramienta de corte permanece prácticamente afilada durante toda la operación con desafilado solo a lo largo del espesor de la capa de refuerzo. Tal herramienta de corte proporciona una excavación que consume menos energía que una no reforzada. Los esfuerzos realizados por la cuña de corte para separar el suelo del macizo (fuerzas de corte) son casi estables cuando se desarrollan suelos arcillosos plásticos (Fig. 107, a ). En todos los demás casos, las fuerzas de corte cambian de valores mínimos a valores máximos con un cierto período, similar al que se muestra en la Fig. 107, b .

Figura 107. Gráficos típicos de carga externa

La amplitud de estas fluctuaciones aumenta a medida que aumentan la resistencia y la fragilidad de los suelos. El proceso de corte va acompañado del movimiento del suelo delante del cuerpo de trabajo, en su interior (con cuerpo de trabajo de cuchara) oa lo largo de él (con cuerpo de vertedera). La combinación de estos movimientos, junto con el corte, se denomina excavación.

La resistencia del suelo al corte depende únicamente del tipo de suelo y de los parámetros de la herramienta de corte, mientras que la resistencia a la excavación también depende del método de minado (tipo de máquina de movimiento de tierras), lo cual se refleja en la Tabla 1.

La elección del método de excavación depende de las propiedades del suelo, la cantidad de trabajo, el tipo de movimiento de tierras, las condiciones hidrogeológicas y otros factores. El proceso tecnológico de excavación consiste en excavación, transporte, tendido en botadero o terraplén, compactación y nivelación. Para la mecanización de movimiento de tierras, se utilizan excavadoras de construcción de un solo cangilón con suspensión flexible y rígida del equipo de trabajo en forma de pala delantera y trasera, dragalina, cuchara, dispositivos de movimiento de tierras, planificación, planificación y carga; excavadoras continuas, que incluyen cangilones de cadena, raspadores de cadena, cangilones giratorios y sin cangilones giratorios (fresado); bulldozers, mototraíllas, motoniveladoras (remolcadas y autopropulsadas), motoniveladoras-elevadoras, rippers, perforadoras. El conjunto de máquinas para excavación de suelos mecanizada, además de la máquina de movimiento de tierras líder, también incluye máquinas auxiliares para el transporte de tierras, limpieza de fondo de excavación, compactación de suelos, acabado de taludes, desmoldeo previo, etc., dependiendo de la tipo de trabajo.

Excavación del suelo con excavadoras de un cangilón

En la construcción industrial y civil se utilizan excavadoras con cucharón con una capacidad de 0,15 a 4 m3. Cuando se realizan grandes volúmenes de movimiento de tierras en ingeniería hidráulica, se utilizan excavadoras más potentes con una capacidad de cucharón de hasta 16 m3 o más.

Se recomienda el uso de excavadoras de ruedas cuando se trabaja en suelos con alta capacidad de carga con áreas de trabajo dispersas, cuando se trabaja en áreas urbanas con reubicaciones frecuentes; las excavadoras de oruga se utilizan para volúmenes de trabajo concentrados con raras reubicaciones, cuando se trabaja en suelos blandos y en la extracción de rocas; excavadoras montadas en tractores de ruedas neumáticas, con alcances de trabajo dispersos y cuando se trabaja en condiciones todoterreno.

La excavación del suelo con excavadoras de un solo cangilón se realiza mediante penetraciones. El número de penetraciones, caras y sus parámetros se proporcionan en los proyectos y mapas tecnológicos de movimiento de tierras para cada objeto específico de acuerdo con los parámetros de movimiento de tierras (según planos de trabajo) con las dimensiones de trabajo óptimas del equipo de excavadora.

Las excavadoras de un solo cangilón son máquinas cíclicas. El tiempo del ciclo de trabajo está determinado por la suma de las operaciones individuales: la duración de llenar el balde, girar para descargar, descargar y girar hacia el frente. El menor tiempo dedicado a la ejecución del ciclo de trabajo se proporciona bajo las siguientes condiciones:

• el ancho de las penetraciones (caras) se toma de tal manera que asegure la operación de la excavadora con un giro promedio de no más de 70 grados;
• la profundidad (altura) de las caras no debe ser inferior a la longitud de las astillas de suelo necesarias para llenar la cubeta con una tapa en un paso de excavación;
• se tiene en cuenta la longitud de las penetraciones, teniendo en cuenta el número posiblemente menor de entradas y salidas de la excavadora dentro y fuera del frente.

La cara es el área de trabajo de la excavadora. Esta zona incluye el sitio donde se ubica la excavadora, parte de la superficie del macizo desarrollado y el sitio de instalación de vehículos o el sitio para el tendido del suelo desarrollado. Las dimensiones geométricas y la forma de la cara dependen del equipo de la excavadora y sus parámetros, el tamaño de la excavación, los tipos de transporte y el esquema de desarrollo del suelo adoptado. En las características técnicas de las excavadoras de cualquier marca, por regla general, se dan sus indicadores máximos: radios de corte, descarga, altura de descarga, etc. En la producción de movimientos de tierra, se toman parámetros operativos óptimos, que son 0.9 de los datos máximos del pasaporte. . La altura óptima (profundidad) de la cara debe ser suficiente para llenar el cucharón de la excavadora de una sola vez, debe ser igual a la distancia vertical desde el horizonte de estacionamiento de la excavadora hasta el nivel del pozo de presión, multiplicado por un factor de 1,2. Si la altura de la cara es relativamente pequeña (por ejemplo, al desarrollar un corte de planificación), es recomendable usar una excavadora junto con una excavadora: la excavadora desarrolla el suelo y lo traslada al lugar de trabajo de la excavadora, luego aplana el suelo. , asegurando al mismo tiempo una altura de cara suficiente. La excavadora y los vehículos deben estar ubicados de manera que el ángulo promedio de rotación de la excavadora desde el lugar donde se llena el cucharón hasta el lugar donde se descarga sea mínimo, ya que se gasta hasta el 70% del tiempo de trabajo del ciclo de la excavadora. al girar la pluma.

A medida que se desarrolla el suelo en el frente, la excavadora se mueve, las áreas trabajadas se denominan penetraciones. En la dirección del movimiento de la excavadora en relación con el eje longitudinal de la excavación, se distinguen los métodos de desarrollo longitudinal (con una cara frontal o final) y transversal (lateral). El método longitudinal consiste en desarrollar un hueco con penetraciones, cuya dirección se elige a lo largo del lado más grande del hueco. El sacrificio frontal se usa cuando se convierte un congreso en un pozo y cuando se excava el comienzo de una excavación en pendientes pronunciadas. Con una cara frontal, el suelo se desarrolla en todo el ancho de la penetración. La cara final se utiliza en el desarrollo de excavaciones por debajo del nivel del estacionamiento de la excavadora, mientras que la excavadora, moviéndose en reversa sobre la superficie de la tierra o en un nivel ubicado sobre el fondo de la excavación, desarrolla el final de la excavación. Los flancos se utilizan para la excavación con pala recta, mientras que las trayectorias de los vehículos se disponen paralelas al eje de movimiento de la excavadora o por encima del fondo del frente. Con el método lateral, se puede obtener el ancho completo de la penetración desarrollando sucesivamente una serie de penetraciones. De forma transversal (lateral), las excavaciones se desarrollan con relleno de suelo en dirección perpendicular al eje de la excavación. El método transversal se utiliza en el desarrollo de excavaciones estrechas extendidas con relleno de cavaliers o en la construcción de terraplenes a partir de reservas laterales.

Algunos tipos de cortes (por ejemplo, planeo) se pueden desarrollar por pared lateral con tránsito al mismo nivel que la excavadora. A veces, para pasar al desarrollo con una cara lateral, primero es necesario arrancar la llamada zanja pionera, que la excavadora comienza a desarrollar al descender al fondo de la cara a lo largo de la rampa. Si la altura de descarga de la excavadora es mayor o igual a la suma de la profundidad de excavación, la altura del costado del volquete y la “tapa” sobre el costado (0,5 m), la zanja pionera se desarrolla con una cara lateral cuando los vehículos se mueven sobre la superficie diurna a una distancia de al menos 1 m desde el borde de la excavación. Con un tamaño importante de la excavación, se desarrolla mediante penetraciones transversales a lo largo del lado menor, asegurando la longitud mínima de la zanja pionera, lo que permite organizar el tráfico de anillos más productivo. Las excavaciones cuya profundidad supera la profundidad máxima del frente para este tipo de excavadoras se desarrollan en varios niveles. Al mismo tiempo, el nivel inferior se desarrolla de manera similar al superior, y los autos se alimentan a la excavadora para que el cucharón quede en la parte posterior del cuerpo. La ruta del automóvil en este caso debe ser paralela al eje de penetración de la excavadora, pero dirigida en la dirección opuesta.

Una retroexcavadora equipada con una retroexcavadora se usa para excavar suelo por debajo del nivel del estacionamiento y se usa con más frecuencia para cavar zanjas para tender servicios públicos subterráneos y pequeños pozos para cimientos y otras estructuras. Cuando se trabaja con retroexcavadora, también se utiliza el sacrificio frontal o lateral. Lo más recomendable es utilizar una retroexcavadora para la excavación de pozos con una profundidad de no más de 5,5 m y zanjas de hasta 7 m La fijación rígida de la cuchara retroexcavadora permite cavar zanjas estrechas con paredes verticales. La profundidad de las zanjas estrechas desarrolladas es mayor que la profundidad de los pozos, ya que la excavadora puede bajar la pluma con el mango a la posición más baja, manteniendo la estabilidad.

Una excavadora con equipo de trabajo de dragalina se utiliza en el desarrollo de pozos grandes y profundos, en la construcción de un terraplén a partir de reservas, etc. Las ventajas de una dragalina son un gran radio de acción y una profundidad de excavación de hasta 16-20 m. , la capacidad de desarrollar caras con una gran afluencia de agua subterránea. Dragline desarrolla huecos con penetraciones finales o laterales. Para las penetraciones finales y laterales, la organización del trabajo de la dragalina es similar a la de una retroexcavadora. Al mismo tiempo, se mantiene la misma relación de profundidad máxima de corte. La dragalina generalmente viaja 1/5 de la longitud de la pluma entre paradas. El desarrollo del suelo por dragalina se lleva a cabo con mayor frecuencia en un vertedero (de un solo lado o de dos lados), con menos frecuencia, para el transporte.

Las excavadoras abren pozos y zanjas a una profundidad ligeramente inferior a la de diseño, dejando el llamado déficit. El déficit se deja para evitar daños en la base y evitar que se sobrepase el suelo, por lo general es de 5 a 10 cm Para aumentar la eficiencia de la excavadora, se usa una cuchilla raspadora montada en un balde. Este dispositivo le permite mecanizar operaciones para limpiar el fondo de pozos y zanjas y realizarlas con un error de no más de más o menos 2 cm, lo que elimina la necesidad de modificaciones manuales.

La excavación del suelo con excavadoras continuas se lleva a cabo en ausencia de piedras, raíces, etc., en el suelo Antes de comenzar a trabajar a lo largo de la ruta de la zanja, una excavadora planea una franja de tierra con un ancho no inferior al ancho de la oruga, luego, el eje de la zanja se rompe y se fija, después de lo cual comienza a cortarse desde el lado de las marcas bajas (para el flujo de agua). Las excavadoras de cangilones desarrollan zanjas de dimensiones limitadas y, por regla general, con paredes verticales.

Excavación del suelo por máquinas de movimiento de tierras

Los principales tipos de máquinas de movimiento de tierras son las excavadoras, raspadores y niveladoras, que desarrollan el suelo en un ciclo, lo mueven, lo descargan en el terraplén y lo devuelven vacío al frente.

Trabajos de excavación con bulldozers

Las excavadoras se utilizan en la construcción para desarrollar el suelo en excavaciones superficiales y extendidas y reservas para moverlo en terraplenes a una distancia de hasta 100 m (cuando se usan máquinas más potentes, se puede aumentar la distancia de movimiento del suelo), así como en la limpieza el territorio y los trabajos de planificación, y la limpieza de cimientos bajo terraplenes y cimientos de edificios y estructuras, al arreglar caminos de acceso, excavar suelos en taludes, etc.

Arroz. 7. :
a - corte convencional; b - corte de peine

En la práctica de movimiento de tierras, hay varias formas de cortar el suelo con una excavadora (Fig. 7):

• corte convencional: la cuchilla primero se profundiza hasta la profundidad máxima para un suelo determinado y se eleva gradualmente a medida que se carga, a medida que aumenta la resistencia del prisma de arrastre, que consume la tracción del tractor;
• corte de peine: el vertedero se llena con varias muescas y levantamientos alternos.

El esquema de peine le permite reducir la longitud de corte aumentando la profundidad de viruta promedio. Además, con cada penetración de la cuchilla, el suelo se astilla bajo el prisma de arrastre y el suelo ya cortado se compacta en la hoja. Esto reduce el tiempo de corte y aumenta el volumen de tierra en la cuchilla.

En la producción de movimiento de tierras, las excavadoras utilizan con éxito el método de corte cuesta abajo, basado en el uso racional de la fuerza de tracción del tractor. Su esencia es que cuando el tractor se mueve cuesta abajo, se libera parte de la fuerza de tracción, que es necesaria para mover la máquina, por lo que el suelo puede destruirse con una capa más gruesa. Cuando la excavadora trabaja cuesta abajo, se facilita el picado del suelo, se reduce la resistencia del prisma de arrastre, que se mueve parcialmente por su propio peso. En ausencia de una pendiente natural, puede ser creada por las primeras penetraciones de la excavadora. Cuando se trabaja bajo una pendiente de 10 a 15 grados, la productividad aumenta entre 1,5 y 1,7 veces.

Arroz. ocho. :
a - corte de una sola capa; b - corte de zanjas. Los números indican el orden de corte

La excavadora funciona de acuerdo con los esquemas que se muestran en la fig. 8. Con un corte de una sola capa con franjas superpuestas de 0,3-0,5 m, se elimina la capa de vegetación. Luego, la excavadora mueve la tierra hacia el botadero o eje intermedio y regresa al lugar del nuevo corte sin girar, en reversa (patrón de lanzadera) o con dos vueltas. El desarrollo de zanjas se realiza dejando ataguías de 0,4 m de ancho en suelos cohesivos y de 0,6 m en suelos sueltos. Se supone que la profundidad de las zanjas es de 0,4 a 0,6 m Los dinteles se desarrollan después del paso de cada zanja.

Realización de movimientos de tierra con rascadores

Las capacidades operativas de los raspadores permiten su uso para excavar pozos y nivelar superficies, para organizar varias excavaciones y terraplenes. Los rascadores se clasifican:

• según el volumen geométrico del cubo: pequeño (hasta 3 m3), mediano (de 3 a 10 m3) y grande (más de 10 m3);
• según el tipo de agregación con un tractor: remolcado y autopropulsado (incluidos semirremolques y sillas de montar);
• según el método de carga del cucharón: cargado debido a la fuerza de tracción del tractor y con carga mecánica (elevador);
• según el método de descarga del cucharón: con descarga libre, semiforzada y forzada;
• según el método de conducción de los cuerpos de trabajo: hidráulico y por cable.

Los raspadores están desarrollando, transportando (el rango de transporte del suelo varía de 50 m a 3 km) y colocando suelos arenosos, francos arenosos, loess, arcillosos, arcillosos y otros que no tienen cantos rodados, y la mezcla de guijarros y piedra triturada no debe superar el 10%. Dependiendo de la categoría del suelo, es más efectivo cortarlos en una sección recta del camino al descender una pendiente de 3 a 7 grados. El espesor de la capa desarrollada, dependiendo de la potencia del raspador, varía de 0,15 a 0,3 m.El raspador se descarga en una sección recta, mientras que la superficie del suelo se nivela con el fondo del raspador.

Arroz. 9. :
a - con llenado de la cuchara con virutas de espesor constante; b - con llenado de la cuchara con virutas de sección transversal variable; c - método de peine para llenar la cuchara con virutas; g - llenar el balde picoteando

Hay varias formas de cortar virutas durante el funcionamiento del raspador (Fig. 9):

• virutas de espesor constante. El método se utiliza en la planificación del trabajo;
• virutas de sección transversal variable. En este caso, el corte del suelo se realiza con una disminución gradual del espesor de las virutas a medida que se llena la cubeta, es decir, con una profundización gradual de la hoja rascadora hacia el final del conjunto;
• forma de peine. En este caso, el suelo se corta con una profundización alternativa y un levantamiento gradual de la cuchara raspadora: en diferentes etapas, el espesor de la viruta varía de 0,2 a 0,3 ma 0,08 a 0,12 m;
• picotazos El llenado de la cubeta se realiza profundizando repetidamente las cuchillas rascadoras hasta la mayor profundidad posible. El método se utiliza cuando se trabaja en suelos sueltos sueltos.

Dependiendo del tamaño de la estructura de tierra, la disposición mutua de cortes y terraplenes, se utilizan varios esquemas de operación de raspadores. El más común es el patrón de elipse. En este caso, el raspador gira en una dirección cada vez.

Arroz. diez. :
a - peine de trinchera; b - ajedrez acanalado

Cuando se trabaja en caras anchas y largas, el llenado de la cuchara rascadora se realiza mediante métodos de peine de trinchera y estriado escalonado. Con el método de trinchera-peine (Fig. 10), el desarrollo de la cara se lleva a cabo desde el borde de la reserva o excavación en franjas paralelas de una profundidad constante de 0,1-0,2 m, de la misma longitud. Entre las tiras de la primera fila, quedan tiras de tierra sin cortar: crestas, de ancho igual a la mitad del ancho del balde. En la segunda fila de pasajes, la tierra se toma en todo el ancho del balde, cortando la cresta y formando una zanja debajo de ella. El grosor de las virutas en este caso en el medio del balde es de 0,2 a 0,4 my a lo largo de los bordes de 0,1 a 0,2 m.

Con el método escalonado acanalado (Fig. 10), el desarrollo de la cara se lleva a cabo desde el borde de la excavación o reserva en franjas paralelas de modo que entre las penetraciones del raspador haya franjas de suelo sin cortar de un ancho igual a la mitad del ancho. del balde

La segunda fila de penetraciones se desarrolla, retrocediendo desde el comienzo de la primera fila en la mitad de la longitud de la penetración de la primera fila. El trabajo de la rasqueta debe combinarse con el trabajo de la excavadora, usándolos para desarrollar áreas elevadas y mover tierra en distancias cortas a lugares bajos.

Trabajos de excavación por motoniveladoras

Las niveladoras se utilizan en la planificación del territorio, taludes de movimiento de tierras, limpieza del fondo de pozos y extracción de zanjas de hasta 0,7 m de profundidad, en la construcción de terraplenes extendidos de hasta 1 m de altura y la capa inferior de terraplenes más altos de la reserva. Las motoniveladoras perfilan el lecho de la carretera, los accesos y las carreteras. Es más eficiente usar motoniveladoras con una longitud de conducción de 400-500 m Los suelos densos se aflojan antes de que una motoniveladora los desarrolle. Durante la construcción del terraplén de la reserva desarrollada, el cuchillo inclinado desplaza el suelo cortado hacia el terraplén. Con la próxima penetración de la niveladora, esta tierra se mueve aún más en la misma dirección, por lo que es recomendable organizar el trabajo con dos niveladoras, una de las cuales corta y la otra mueve la tierra cortada.

Al construir terraplenes y una calzada perfilada, el corte del suelo comienza desde el borde interior de la reserva y se realiza en capas: primero, se cortan astillas triangulares, luego, hasta el final de la capa, las astillas son rectangulares. Cuando se desarrollen amplias reservas en suelos que no requieran un aflojamiento previo, el corte comienza desde el borde exterior de la reserva y se realiza en capas, con todas las pasadas de virutas triangulares; otra forma es posible: en este caso, las fichas son de forma triangular y cuadrangular.

Al realizar varias operaciones, los ángulos de inclinación de la niveladora cambian dentro de los siguientes límites: ángulo de agarre - 30-70 grados, ángulo de corte - 35-60 grados, ángulo de inclinación - 2-18 grados. En la práctica de la construcción, se utilizan varios métodos de colocación del suelo:

• el suelo se coloca en capas, vertiéndolo desde el borde hasta el eje de la carretera (trabajos de perfilado en marcas cero con una altura de terraplén que no exceda los 0,1-0,15 m);
• los rodillos se colocan uno al lado del otro con su contacto solo con sus bases (llenando terraplenes de 0,15-0,25 m de altura);
• cada rodillo posterior se presiona parcialmente contra el colocado previamente, superponiéndolo con la base en un 20-25%; las crestas de estos dos rodillos se encuentran a una distancia de 0,3-0,4 m entre sí (relleno de terraplenes de hasta 0,3-0,4 m de altura);
• cada rodillo subsiguiente se presiona contra el previamente colocado sin ningún espacio; se mueve un nuevo rodillo con un vertedero cerca del colocado anteriormente con su captura en 5-10 cm; se forma un pozo ancho y denso por encima del primer rodillo de 10 a 15 cm (relleno de terraplenes de hasta 0,5 a 0,6 m de altura).

Desarrollo de suelos congelados.

Los suelos congelados tienen las siguientes propiedades principales: mayor resistencia mecánica, deformación plástica, levantamiento y mayor resistencia eléctrica. La manifestación de estas propiedades depende del tipo de suelo, su humedad y temperatura. Los suelos arenosos, de grano grueso y de grava, que se encuentran en una capa gruesa, por lo general, contienen poca agua y casi no se congelan a bajas temperaturas, por lo que su desarrollo invernal es casi el mismo que el verano. Durante el desarrollo de pozos y trincheras en invierno en suelos secos y sueltos, no forman pendientes verticales, no se levantan y no se hunden en la primavera. Los suelos polvorientos, arcillosos y húmedos cambian significativamente sus propiedades cuando se congelan. La profundidad y la velocidad de congelación dependen del grado de humedad del suelo. Los movimientos de tierra en invierno se llevan a cabo mediante los siguientes métodos:

• por el método de preparación preliminar de suelos con su posterior desarrollo por métodos convencionales;
• el método de precorte de suelos congelados en bloques;
• método de desarrollo del suelo sin preparación previa.

La preparación preliminar del suelo para el desarrollo en invierno consiste en protegerlo de la congelación, descongelación del suelo congelado y aflojamiento preliminar del suelo congelado. La forma más fácil de proteger la superficie del suelo de la congelación es aislarla con materiales de aislamiento térmico; para ello se utilizan finos de turba, virutas y aserrín, escorias, esteras de paja, etc., que se depositan en una capa de 20-40 cm directamente sobre el suelo. El aislamiento superficial se utiliza principalmente para pequeños huecos.

Para aislar grandes áreas, se utiliza el aflojamiento mecánico, en el que el suelo se ara con arados tractores o desgarradores a una profundidad de 20 a 35 cm, seguido de una rastra a una profundidad de 15 a 20 cm.

El aflojamiento mecánico del suelo congelado a una profundidad de congelación de hasta 0,25 m se lleva a cabo mediante desgarradores pesados. Cuando se congela hasta 0,6-0,7 m, cuando se extraen pequeños pozos y zanjas, se utiliza el llamado aflojamiento por división. Los rompedores de permafrost de impacto funcionan bien a bajas temperaturas del suelo, cuando se caracteriza por deformaciones frágiles que contribuyen a su división bajo impacto. Para aflojar el suelo a una gran profundidad de congelación (hasta 1,3 m), se utiliza un martillo diesel con cuña. El desarrollo de suelo congelado por corte consiste en cortar surcos mutuamente perpendiculares con una profundidad de 0,8 de la profundidad de congelación. El tamaño del bloque debe ser entre un 10 y un 15 % más pequeño que el tamaño del cucharón de la excavadora.

La descongelación del suelo congelado se realiza mediante agua caliente, vapor, corriente eléctrica o fuego. La descongelación es el método más complejo, lento y costoso, por lo que se recurre a él en casos excepcionales, por ejemplo, durante trabajos de emergencia.

© 2000 - 2009 Oleg V. sitio web™

Ministerio de Educación de la Federación Rusa

Universidad Estatal del Sur de los Urales

Departamento "Tecnología de producción de edificios"

SB Koval, M. V. Molodtsov

Tecnología de la Construcción de Edificios y Estructuras

Curso de conferencias para estudiantes por correspondencia

Tecnología de construcción de movimiento de tierras.

Cheliábinsk

Editorial SUSU

CDU 69.05(075.8) + 69.003.1(075.8)

Koval S.B., Molodtsov M.V. Tecnología de construcción de edificios y estructuras: un curso de conferencias para estudiantes por correspondencia. Tecnología de construcción de movimiento de tierras - Chelyabinsk: Ed. SUSU, 2003. - 25 págs.

Se dan las clasificaciones de los movimientos de tierra y los requisitos para ellos. Se consideran los principales métodos de desarrollo del suelo. Se describen las secuencias y características de la producción de obras en forma cerrada mediante perforación y voladura. Se consideran los temas de interconexión de obras.

El curso de conferencias está destinado a estudiantes de la Facultad de Arquitectura e Ingeniería Civil de cursos vespertinos y por correspondencia.

Illinois. 24, tab. 3.

Aprobado por la comisión docente y metodológica de la Facultad de Arquitectura e Ingeniería Civil.

Revisores: Kromsky E.I.

© Editorial SUSU, 2003.

Cheliábinsk 1

Clasificación de los movimientos de tierra. cuatro

Métodos de desarrollo del suelo. 5

Arroz. 3 Arreglos de cargas concentradas 10

Interconexión de los procesos productivos del movimiento de tierras. 27

Clasificación de los movimientos de tierra.

Terraplén - una estructura de ingeniería construida a partir de suelo en un macizo de suelo o erigida a partir de suelo colocado sobre la superficie de la tierra.

La clasificación de los movimientos de tierra se lleva a cabo en función de varias características:

en relación a la superficie de la tierra se divide

muescas- movimientos de tierra creados en una masa de suelo debajo de la superficie de la tierra;

terraplenes- estructuras erigidas desde el suelo sobre la superficie de la tierra;

trabajos subterráneos- erigido a cierta profundidad y cerrado desde la superficie de la tierra;

por función:

hidrotécnico- presa, presa, canal ...;

mejorador- estanques artificiales, canales de abastecimiento y drenaje de agua...;

la carretera- la estructura inferior de carreteras y vías férreas;

industriales y civiles destinos - sitios planificados, foso, trinchera, túnel, vertedero...;

por vida útil:

permanente– funcionamiento durante mucho tiempo;

temporario- están preparados para trabajos posteriores de construcción e instalación.

Métodos de desarrollo del suelo.

1) forma mecanica consiste en separar el suelo de la masa de tierra mediante corte con la ayuda de máquinas de movimiento de tierras y movimiento de tierras sin procesamiento previo y aflojamiento.

2) método hidromecánico consiste en la excavación del suelo utilizando un chorro de agua a presión de instalaciones de hidromonitor y/o aluvión de suelo durante la instalación de un trazado vertical, etc.

3) manera explosiva consiste en el desarrollo del suelo con la ayuda de explosiones está destinado a la construcción de diversos movimientos de tierra de ingeniería.

4) método combinado es realizar varios actividades preparatorias para mejorar las propiedades del suelo antes de su posterior desarrollo: aflojamiento, descongelación, control de la humedad, etc.

5)camino cerrado se lleva a cabo durante el desarrollo de trabajos subterráneos, así como al colocar estructuras de ingeniería sin excavación. Existen los siguientes métodos principales de penetración cerrada: perforación, punzonado, perforación horizontal, perforación por vibración, penetración de escudo, penetración en socavón, perforación y voladura.

forma mecanica

El método mecánico de movimiento de tierras puede reducir significativamente la intensidad de mano de obra del trabajo, mejorar la calidad de construcción del suelo y reducir el volumen de movimiento de tierras. Estas tareas son resueltas por toda una flota de máquinas y mecanismos utilizados en la construcción (Fig. 1).

Realice mecánicamente un diseño vertical, el dispositivo de excavaciones y terraplenes (Tabla 1).

tabla 1

	Tipo de trabajo	Mecanismos	Características tecnológicas obras
	Diseño vertical del sitio	Excavadora	Se está desarrollando suelo de los grupos I y II, y del grupo III con aflojamiento preliminar. Es eficaz para aplicar cuando se mueve el suelo hasta 100 metros.
			Se está desarrollando suelo de los grupos I y II. Aplicación efectiva: remolcado -1000 m, autopropulsado -5000 m.
		Pala excavadora recta	Desarrollado I, II, III gr. y IV, V, VI con aflojamiento preliminar. Usado efectivamente con volquetes con una distancia de acarreo de más de 1000 m La altura de la capa de suelo a cortar debe asegurar que el balde se llene completamente a la vez.
	dispositivo de muesca	Pala excavadora recta	El dispositivo de fosos de hasta 4 m de profundidad, más de 4 m de trabajo por cornisas. Volumen del balde 0,15…0,65 m 3 cortando la capa protectora.
		retroexcavadora	El dispositivo de trincheras y pequeños pozos de hasta 4 m de profundidad.El volumen del balde es de aproximadamente 0,5 m 3
		Dragalina	Pozos profundos de hasta 20 m.
			El dispositivo de zanjas estrechas y profundas, pozos.
		Bulldozer retroexcavadora, dragalina.	Pequeños pozos con movimiento de suelo de hasta 100 m, corte en capas de 0,6 ... 0,8 m, seguido de carga en camiones volquete.
		Excavadoras de cangilones.	El dispositivo de trincheras de hasta 3,5 m de profundidad y hasta 0,85 m de ancho Las trincheras están dispuestas solo con paredes verticales.
	El dispositivo de terraplenes, subrasante.	Excavadora	La altura del terraplén es de 1,5 m. El suelo se toma de la reserva lateral dentro de los 100 m del terraplén.
			Cuando se trabaja a lo largo de la "elipse", la altura del terraplén es de aproximadamente 1,5 m con una distancia de transporte de 1000 m. Según los "ocho", respectivamente, 6 m y 2000 m, y según el patrón en zigzag 6 m. Y la duración es ilimitada.
			La altura del terraplén es de aproximadamente 1 m, con una longitud de hasta 3000 m, el tamaño del relleno es de 300 m.
		excavadora dragalina	El tamaño del terraplén no está limitado. Se requiere compactación del suelo.

Los movimientos de tierra incluyen los siguientes procesos de construcción: excavación en la excavación, movimiento y colocación del suelo en el terraplén. Una máquina que solo desarrolla tierra se llama máquina de movimiento de tierra. Si la máquina mueve y desarrolla el suelo, entonces se llama movimiento de tierras.

Las excavadoras de un solo cangilón son ampliamente utilizadas. Cerca del 50% de los trabajos de movimiento de tierras lo realizan ellos.

El proceso de la excavadora incluye las siguientes operaciones: cortar el suelo, levantar el cucharón lleno de tierra, girar la excavadora hasta el lugar donde se descarga la tierra del cucharón, girar la excavadora hacia atrás, bajar y alimentar el cucharón para obtener un nuevo conjunto de tierra .

Los principales parámetros operativos de las excavadoras de un solo cangilón son: la mayor altura de las columnas + H, la profundidad de excavación (corte) -H, los radios de excavación más grandes y más pequeños al nivel del estacionamiento de la excavadora Rmax y Rmin, el radio de descarga Rb, la altura de descarga Hb.

Las excavadoras de un solo cangilón desarrollan el suelo, moviéndose de un estacionamiento a otro con cierto paso. El espacio que incluye el sitio en el que se encuentra la excavadora, parte de la masa de suelo excavada de un estacionamiento y el sitio en el que está instalado el transporte para cargar (o descargar el suelo) se denomina frente.
Las excavadoras de un solo cangilón, según el volumen de suelo que se está desarrollando, la profundidad de la excavación, el método de excavación del suelo (por encima o por debajo del estacionamiento de la excavadora), utilizan los siguientes tipos: con pala delantera, con pala trasera , dragalina, garfio.

Excavadora de pala recta. Desarrolla el suelo ubicado sobre el nivel del estacionamiento de la excavadora con carga en vehículos. Los siguientes métodos de desarrollo del suelo se utilizan mediante penetraciones frontales y laterales.
La esencia de la conducción frontal es que la excavadora saca la tierra que tiene delante y la carga en un vehículo ubicado al nivel del estacionamiento de la excavadora.

Los siguientes esquemas de desarrollo del suelo se utilizan por penetración frontal:
- estrecho (extremo), si el ancho del hoyo (B) es (1.5–1.9) del radio de corte óptimo (Ro); Ro = 0,9 Rmáx (Fig. 1a);
- ensanchado a lo largo del zigzag, si el ancho del hoyo es (2–2.5) Ro (Fig. 1b);
- ensanchado, con la excavadora moviéndose a través de la excavación, si el ancho del pozo (B) es (2.5–3.5) Ro (Fig. 1c).

Arroz. Fig. 1. Desarrollo de suelo con excavadora frontal. 2 Excavación lateral

Durante la conducción frontal, la excavadora se mueve paralelamente al eje longitudinal de la excavación.

Método de excavación lateral. La esencia de este método radica en el hecho de que la excavadora desarrolla el suelo, principalmente en un lado del movimiento y parcialmente frente a sí mismo (Fig. 2).

Figura 3. Penetración frontal

En este caso, el vehículo se instala para cargar en el costado del desarrollo, lo que reduce el ángulo de rotación del brazo de la excavadora al cargar el suelo; en consecuencia, se incrementa la productividad de la excavadora. Por lo tanto, el uso de la penetración lateral en comparación con la frontal es más eficaz.

Se utiliza una retroexcavadora en el desarrollo de suelos por debajo del nivel del estacionamiento de la excavadora; utilizado en el desarrollo de huecos de pequeño volumen y profundidad. Se utilizan ambos métodos de penetración: frontal y lateral (Fig. 3).

Provisiones generales. Aproximadamente el 97% de todos los trabajos en la construcción de movimientos de tierra están completamente mecanizados, es decir. durante el proceso, el trabajo manual está completamente excluido. La Figura 11 muestra los esquemas de mecanización compleja de obras durante el relleno del cuerpo de una presa de tierra. El suelo es desarrollado en una cantera por una excavadora con carga en camiones de volteo (Fig. 5.11, a), transportado a distancia L descargado después de levantar el cuerpo, nivelado con excavadoras y compactado con rodillos (Fig. 11, antes de Cristo).

Figura 11. Esquemas de mecanización compleja de movimiento de tierras.

a- desarrollo y transporte;

b - descarga y nivelación;

en- sello.

En la construcción industrial y civil, las siguientes máquinas de movimiento de tierras son las más comunes: máquinas de movimiento de tierras (excavadoras); movimiento de tierras y transporte (bulldozers, mototraíllas, motoniveladoras); aflojamiento (bulldozers-rippers, martillos diesel); transporte (camiones volquete); compactación de suelos (rodillos, placas vibratorias, etc.); máquinas especiales (perforadoras, martinetes, etc.).

El mayor volumen de movimiento de tierras en la construcción (45%) se lleva a cabo con excavadoras de un solo cangilón: sobre ruedas neumáticas (capacidad estándar del cucharón 0,15 ... 0,65 m), sobre orugas (capacidad estándar del cucharón 0,25 ... con menos frecuencia hasta 4 metros). Además de los cucharones estándar, cuando se excavan suelos livianos, se pueden instalar cucharones con mayor capacidad.

El índice (marca) de una excavadora doméstica fabricada antes de 1968 significa la capacidad de un cucharón estándar, por ejemplo, E-652A, una excavadora con un cucharón con una capacidad de 0,65 m3, modelo 2, primera modernización. El índice de una excavadora moderna contiene información sobre sus principales características (Fig. 12). Por ejemplo, la EO-3322AT es una excavadora de un solo cangilón, universal, del tercer grupo de tamaño, sobre ruedas neumáticas, con suspensión rígida del equipo, modelo 2, que ha sufrido la primera modernización en una versión tropical.

Figura 12. Esquema para marcar excavadoras universales de un solo cucharón:

EO- excavadora universal de un solo cangilón;

DE- versión del norte;

T- versión tropical;

TELEVISOR- versión húmeda tropical;

G - tren de rodaje de oruga con la superficie mínima permitida de las pistas;

GU- tren de rodaje de oruga con una mayor superficie de las pistas;

PAGS- tren de rodaje con ruedas neumáticas;

A NOSOTROS- chasis especiales de tipo automóvil;

PERO- chasis de camiones;

Tr- tractor;

Etc- tren de aterrizaje del remolque;

por favor- tren de rodaje flotante.

Las excavadoras de modelos obsoletos del tipo E, por regla general, se producían con suspensión flexible y control por cable. Las excavadoras modernas del tipo EO se fabrican con suspensión rígida y control hidráulico.

El equipo principal de la excavadora es la cuchara retroexcavadora. Otros tipos de equipos intercambiables incluyen una pala frontal, una garra, una dragalina y cucharones de nivelación y carga.

El área de trabajo de la excavadora, incluido el estacionamiento de vehículos, se llama sacrificio, movimiento de la excavadora durante la excavación - hundimiento. El valor de mover una excavadora al cambiar un estacionamiento adyacente se llama longitud de viaje. Las caras son frontales (cuando se usa una retroexcavadora - final) y laterales, penetraciones - longitudinales y transversales. Dependiendo del número de penetraciones a lo largo de la altura de la excavación, se distinguen excavaciones de uno, dos y tres niveles.

El ciclo de trabajo de una excavadora consta de cinco operaciones principales: excavación, movimiento de la cuchara, descarga de la cuchara en un basurero o vehículo, rotación inversa para excavar, descenso de la cuchara para excavaciones posteriores. Para reducir el tiempo del ciclo, las excavadoras suelen combinar la cuarta y la quinta operación cuando cargan tierra en un vehículo, y la segunda y tercera operación cuando vierten tierra en un vertedero.

El rendimiento de la excavadora y otras máquinas de movimiento de tierras y movimiento de tierras.

T, T- respectivamente, el tiempo de funcionamiento de la máquina, el tiempo del ciclo de excavación;

q- capacidad geométrica de la cubeta (prisma de tierra);

A, A,A- respectivamente, los coeficientes de llenado del balde, aflojamiento del suelo, el uso del tiempo durante el turno.

La productividad se puede mejorar como resultado de las siguientes actividades:

acortar el ciclo de excavación ( T), combinar operaciones de trabajo, reducir el ángulo de rotación de la pluma durante la descarga, aflojar el suelo durante las pausas en el suministro de transporte, etc.;

aumento en el volumen de suelo desarrollado en un ciclo (q, k), en el caso de utilizar baldes de mayor capacidad, su llenado más completo ("con tapón"), etc.;

aumento del coeficiente A en el proceso de reducción de tiempos improductivos (mantenimiento preventivo oportuno, presentación del alcance del trabajo, transporte de combustibles y lubricantes, etc.).

Selección de excavadora y vehículos. La excavadora se puede seleccionar de acuerdo con el alcance del trabajo, los plazos especificados para la finalización del trabajo o las características requeridas de las máquinas. Al tener en cuenta el alcance del trabajo, puede guiarse por los datos a continuación (Tabla 7).

Tabla 7

Alcance del trabajo Q, m					más de 20000
Capacidad cubeta q, m
cambiando

Con un plazo determinado para la finalización del trabajo, se selecciona una máquina que puede completar el trabajo a tiempo, de acuerdo con la productividad

q- alcance del trabajo;

T- período determinado.

Al seleccionar una excavadora de acuerdo con las características técnicas requeridas, se tienen en cuenta los parámetros principales de la máquina (Fig. 13) y las condiciones de trabajo.

Operar con el alcance máximo (R) da como resultado un desgaste rápido de la máquina, por lo que se asumen parámetros operativos óptimos ( R ), componentes del 90% de los valores máximos mostrados en la Figura 5.13:

Al operar una excavadora con carga de tierra en los vehículos, la cantidad de camiones volquete requeridos:

T, T, T- la duración, respectivamente, de las maniobras de carga, descarga, volquete;

L- distancia de transporte;

V- la velocidad media del coche (en la ciudad V= 25 ).

Figura 13. Diagrama de los principales parámetros técnicos de la pala excavadora.

PERO - radio de corte máximo;

A- radio máximo de excavación;

DE - la mayor profundidad de excavación;

D- altura máxima de excavación;

mi- altura máxima de descarga;

F- la mayor profundidad de corte;

GRAMO- radio mínimo de descarga;

A - radio de descarga en altura mi

Duración de la carga

,

H- la norma de tiempo para el desarrollo del suelo con su carga en vehículos (ENiR E2-1);

norte- el número de baldes cargados en el camión volquete;

V- el volumen de tierra en el balde.

dónde q, Q: respectivamente, la capacidad de carga del camión volquete y la masa de tierra en el cucharón de la excavadora.

Parámetro

Densidad del suelo;

q- volumen geométrico del balde;

A- se supone que el coeficiente de llenado del balde con tierra suelta es de 1 a 1.2;

A- coeficiente de aflojamiento del suelo (ver Tabla 3).

Excavadora de pala frontal(fig.14, a) se utiliza principalmente en el desarrollo de excavaciones en suelos secos y de baja humedad, lo que se asocia a la necesidad de conducir hasta el fondo de la excavación. Aplicar frontal longitudinal (Fig. 14, b - d) o lateral (fig.14, mi) penetraciones con carga de tierra en un vehículo, que generalmente se coloca directamente en la cara. Para la salida y entrada de vehículos se disponen rampas inclinadas con una pendiente de 10…15°.

Figura 14. Esquemas para el desarrollo de excavaciones con una excavadora de "pala recta":

a - forma general;

b, c, d- penetraciones frontales, respectivamente: estrecho, ancho normal, ensanchado;

d- entrada lateral

El ancho normal de la penetración frontal (ver Fig. 14, en)

dónde R, - radio de corte óptimo;

L- la duración del turno, es decir la distancia que la excavadora se mueve después de la excavación desde el estacionamiento anterior.

Junto con penetraciones de ancho normal [(1.5 ... 1.9) R] debido a las condiciones de trabajo, penetraciones estrechas (hasta 1,5 R0) y; amplias penetraciones [(2... 2,5) R]. Dependiendo del ancho de penetración, las caras frontales se dividen en estrechas, normales y ensanchadas. Debido al gran ángulo de rotación de la pluma, el rendimiento de una excavadora que opera en una cara estrecha es menor que cuando trabaja en caras normales y ensanchadas.

Para penetración lateral (ver fig. 14, mi) el transporte se alimenta para la carga desde el costado de la excavación, lo que reduce el ángulo de rotación del brazo de la excavadora y mejora su productividad.

Excavadoras equipadas con retroexcavadora, desarrollan rebajes con penetración final (frontal) y lateral (Fig. 15), ubicados sobre el fondo del paramento, lo que permite: utilizarlos en el desarrollo de suelos húmedos y húmedos, con carga en vehículo o en basurero.

Figura 15. Opciones de conducción de excavadoras con equipo de trabajo de retroexcavadora:

a- final (frontal);

b- frontal ensanchado;

en- extremo cruzado;

GRAMO- lado;

d- frente a la descarga de suelo en el transporte y en un vertedero;

1 - camión de la basura;

2 - excavadora.

El transporte se puede alimentar a lo largo del fondo de la excavación o en la parte superior desde uno o ambos lados. La profundidad de la cara está determinada por la longitud del mango de la excavadora. El ancho de la penetración final para la carga de dos lados de camiones volquete es (1.6 ... 1.7) R, para un lado - (1.2 ... 1.5) R. Cuando se trabaja en el basurero, el ancho de la penetración es menos - (0.5. .. 0.8) R. En conducción lateral, los vehículos de carga pueden ser alimentados por la parte superior o inferior del foso, por el lado derecho o izquierdo (Fig. 16).

Excavadoras de cangilones se utiliza en el desarrollo de cavidades estrechas o profundas (zanjas, pozos) en suelos blandos y sueltos, incluidos aquellos con un alto nivel de agua subterránea. El cucharón se puede montar en un asa o colgar en una pluma de celosía, la tierra se recoge mediante un accionamiento hidráulico o un cucharón pesado que se sumerge en el suelo (Fig. 17, a, b). El sistema de accionamiento hidráulico le permite desarrollar suelos densos con cucharones livianos, lo que hace posible recolectar más tierra en el cucharón en un ciclo de excavación. La productividad de las excavadoras con dicho equipo aumenta significativamente. Cuando se extraen excavaciones pequeñas y profundas, una excavadora equipada con una cuchara bivalva trabaja sin moverse. En la extracción de zanjas, se desplaza a lo largo de la zanja, por lo que se puede acceder al transporte desde cualquier lado libre.

Figura 16. Esquemas de desarrollo del suelo con una excavadora equipada con una cuchara retroexcavadora:

a, b - con suspensión rígida y flexible;

en - desarrollo de suelo en la ocurrencia continental con la instalación de vehículos por encima y por debajo del estacionamiento de excavadoras;

g- desarrollo de suelo pre-aflojado;

d, e- Opciones de acceso para automóviles.

Figura 17. Esquemas de desarrollo del suelo por excavadoras equipadas con cucharas de "agarre" y "draga":

un, b- al instalar la cuchara en el asa y la pluma de celosía;

c, g- trabajar con un balde "dragline";

yo- la posición del balde al recolectar tierra;

Yo- lo mismo al levantar y descargar.

Dragalina(fig. 17, en, GRAMO) utilizado en el desarrollo del suelo por debajo del nivel del estacionamiento de la excavadora, sin rampa hasta el fondo de la excavación, por lo que la presencia de agua subterránea no afecta el funcionamiento de la máquina.

La draga se utiliza para excavar pozos y zanjas relativamente grandes, así como para rellenar terraplenes, en particular en la construcción de canales, carreteras y vías férreas.

Cuando se utiliza una dragalina, la excavación se puede realizar mediante penetraciones frontales o laterales. Dado que el cucharón está suspendido de una cuerda, cuando está cargado, se balancea y es lanzado a una distancia que excede la longitud de la pluma; a menudo usan métodos de trabajo de lanzadera (Fig. 18, a, b).

Con el método de lanzadera cruzada, el camión volquete se carga recogiendo alternativamente el cucharón de ambos lados de la carrocería. Con una lanzadera longitudinal, el suelo se recoge delante de la puerta trasera de la carrocería del camión volquete. El ángulo de rotación del brazo de la excavadora cuando se carga de acuerdo con el esquema de lanzadera longitudinal se acerca a 0, y con la lanzadera transversal, a 15 ... 20 °. Durante la descarga, el movimiento de la cuchara no se detiene, por lo que la duración del ciclo de excavación se reduce en 20 ... 26 %.

Figura 18. Métodos de desarrollo del suelo.

a- lanzadera transversal;

b- lanzadera longitudinal;

en- "a mí mismo";

1 - levantamiento de cangilones;

2 - bajar el balde al recoger tierra;

3 - descarga del cubo;

4 - camión de la basura.

Excavadoras de pluma telescópica(fig.18, en) trabajar de la misma manera que las excavadoras equipadas con una retroexcavadora. Sin embargo, además de los trabajos de excavación convencionales, este equipo puede utilizarse para realizar trabajos de limpieza y explanación, lo que supone una ventaja en el desarrollo de pequeños movimientos de tierra dispersos. Para aumentar la velocidad de movimiento de un objeto a otro, existen excavadoras neumáticas. Su mecanismo de retracción de la pluma está adaptado para excavar el suelo, nivelar y limpiar superficies, cargar materiales a granel y piezas de carga.

Los cargadores de ruedas neumáticos y de oruga (Fig. 19), como una pala recta, trabajan por encima del nivel de estacionamiento de la máquina al alejar el cucharón de sí mismo. La capacidad del cucharón de la cargadora es 1,5...2 veces mayor que la capacidad del cucharón de una pala recta, lo que puede aumentar significativamente el rendimiento de la excavadora. El movimiento del filo de la cuchilla a lo largo de un camino recto horizontal le permite planificar el sitio en el que trabaja la máquina. Gracias a la capacidad de mover el suelo en distancias cortas, el trabajo de las palas cargadoras es especialmente eficaz en condiciones de hacinamiento. El balde se llena con métodos escalonados, de excavación, separados y combinados (ver Fig. 19, I-IV respectivamente).

Figura 5.19. Esquemas de desarrollo de suelos con cargadores de un solo cangilón

a- en un conducto neumático;

b- sobre orugas,

en , d, e - en consecuencia, esquemas de excavación rotativos, de lanzadera y combinados.

Descripción de la presentación en diapositivas individuales:

1 diapositiva

Descripción de la diapositiva:

2 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Desarrollo y excavación La producción de movimiento de tierras con excavadoras de un cangilón consta de cuatro procesos de trabajo principales: desarrollo y excavación; moviéndolo al lugar de colocación; colocación de tierra en un terraplén o vertedero; acabado de movimiento de tierras, es decir, llevar la excavación y el terraplén al perfil de diseño.

3 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Desarrollo y excavación del suelo Con las excavadoras de un solo cangilón, el suelo del frente se desarrolla mediante varias penetraciones. Los parámetros de penetraciones y caras deben garantizar la capacidad de la excavadora para trabajar con la menor cantidad de tiempo dedicado al ciclo de trabajo de excavación.

4 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Ciclos de excavación excavación girar la plataforma con el cucharón cargado descargar el cucharón girar la plataforma hacia el frente bajar el cucharón a la posición de corte

5 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

La duración del ciclo de excavación es uno de los principales factores que afectan el rendimiento de la excavadora. De particular importancia son las operaciones de giro de la plataforma, que ocupan hasta el 60% del tiempo de ciclo.

6 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Reducción del tiempo para completar el ciclo de trabajo de excavación: el ancho de las penetraciones debe garantizar la operación de la excavadora con un valor promedio de los ángulos de rotación dentro de los 70 °; la profundidad (altura) de las caras no debe ser inferior a la longitud de las virutas de suelo necesarias para llenar la cubeta; la longitud de las penetraciones debe garantizar el menor número de entradas y salidas de la excavadora en el frente; el radio de excavación debe estar entre 0,7 y 0,9 del radio de excavación más grande para este tipo de excavadora; la excavación del suelo se realiza a plena potencia del motor; combine las operaciones de trabajo tanto como sea posible; cuando se desarrollan suelos de categorías I - III, se utilizan baldes de mayor capacidad.

7 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Categorías de suelo Categoría I: suelo arenoso, arenoso, vegetal y turba; Categoría II - franco, grava de hasta 15 mm de tamaño; Categoría III: arcilla grasa, marga pesada, grava gruesa; Categoría IV: chatarra de arcilla, marga con piedra triturada. Cuanto más alta es la categoría del suelo, más difícil es su desarrollo.

8 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Uso de una pala recta Cuando se usa una pala recta, el suelo se desarrolla por encima del nivel del estacionamiento de la excavadora por penetración frontal o lateral (Fig. 7.2). Con una penetración frontal de pequeño ancho, la excavadora se mueve en el centro y con una grande, en forma de zigzag. Los suelos blandos se desarrollan de modo que cada excavación posterior se superponga a la anterior; suelos sólidos - en un patrón de tablero de ajedrez; excavaciones profundas: con salientes, mientras se desarrolla primero una zanja pionera con una cara frontal o extendida, y luego con caras laterales. La parte inferior de cada repisa debe tener una pendiente hacia el desarrollo para drenar el agua de lluvia. Con una pala recta con balde giratorio, se llena el balde con un movimiento casi rectilíneo, seguido de un giro “sobre sí mismo”. El desarrollo del frente o la carga de materiales a granel se realiza desde la parte superior del frente. Al girar la manija y el balde o simplemente girar el balde, lo llenan, lo giran “sobre sí mismos”, levantan la pluma, sacan el balde del frente, giran la plataforma para descargar y descargan el balde.

9 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Desarrollo del frente con una excavadora equipada con una pala recta: a - conducción frontal con tierra colocada en ambos lados del frente; b - conducción frontal con carga de suelo por ambos lados en vehículos que se mueven a lo largo de la parte superior de la cara; c - desarrollo amplio con carga de suelo en vehículos que se mueven a lo largo de la parte inferior de la cara; d - conducción lateral con carga de suelo en vehículos

10 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Usando una retroexcavadora Cuando se usa una retroexcavadora, el suelo se desarrolla principalmente por debajo del nivel del pasaje frontal del estacionamiento de la excavadora (Fig. 7.3), y cuando se limpian los canales, se limpian las pendientes de los pozos - laterales. Cuando se desarrollan pozos anchos, el suelo se desarrolla por penetración frontal, mientras que la excavadora se mueve en zigzag o en forma paralela. Las dimensiones de las penetraciones dependen de los parámetros de la retroexcavadora. El cucharón se llena girando el cucharón “hacia usted” o girando el asa “hacia usted” y luego girando el cucharón. El espesor de corte del suelo se ajusta subiendo o bajando la pluma. El cucharón lleno se levanta del frente levantando la pluma y girando la manija “en dirección contraria a usted”. Después de retirar el cucharón del frente, la plataforma se gira en la dirección de descarga. El balde se descarga girándolo “en dirección contraria a usted”.

11 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Al cargar tierra en vehículos, el ancho de penetración es de 1,2 a 1,3 del radio de excavación más grande, al descargar en un vertedero de 0,5 a 0,8 del mismo radio, y el eje del movimiento de trabajo de la excavadora se desplaza hacia el acercamiento de los vehículos. Durante la descarga del cucharón, la excavadora y los vehículos se instalan de modo que el ángulo entre el eje de la excavadora y el eje del vehículo no supere los 40 °, y el ángulo de rotación de la excavadora para una mayor productividad no supere de 70°. Los camiones de volteo se utilizan para quitar la tierra de la cara.

12 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Desarrollo del frente con excavadora equipada con retroexcavadora: a - conducción frontal con carga de tierra en vehículos; b - conducción frontal con colocación del suelo en el basurero

13 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Carga del suelo en vehículos El sitio debe estar preparado: nivelado compactado tener una pendiente de no más de 5° El vehículo (coche) para cargar sube solo a la señal del conductor de la excavadora, el coche debe frenarse de manera confiable, el conductor debe salir y alejarse a una distancia segura, el resto de los medios de los vehículos no deben situarse en la zona de peligro. La distancia desde el borde de la pendiente hasta el apoyo más cercano de la excavadora, así como desde la pared del frente hasta la parte trasera giratoria de la excavadora es de al menos 1 m. Ni la excavadora ni el vehículo deben estar en el prisma. del colapso del suelo. Antes de realizar una operación de trabajo o antes de dar marcha atrás, el operador de la excavadora debe dar una señal sonora para advertir a los demás del peligro. No permita el frenado repentino de la plataforma giratoria.

14 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Carga de tierra en un vehículo La carga de tierra en un vehículo se realiza a través del tablero lateral o trasero (está prohibido mover carga sobre la cabina). El balde debe moverse suavemente, sin tocar el cuerpo y la tierra que contiene. La carga debe hacerse uniformemente en toda la carrocería, evitando sobrecargar el eje trasero. Está prohibido nivelar y compactar el suelo en el cuerpo con un balde. El nivel del suelo en la carrocería a lo largo de los bordes está 100...150 mm por debajo del borde superior del lateral para evitar derrames durante el transporte.

15 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Carga de piedras en vehículos Cuando se cargan piedras grandes, primero se llenan los tocones con material pequeño hasta el fondo y se coloca encima el material grande, bajando la cuchara lo más posible hasta el lugar de descarga. El cucharón siempre debe estar en el campo de visión del operador de la excavadora. La relación óptima entre el volumen del cucharón de la excavadora y la carrocería del vehículo es de 3 a 7, es decir, De 3 a 7 cubos deben caber en la parte trasera.

16 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Desarrollo de zanjas, trincheras y pozos Al desarrollar grandes pozos, excavaciones para caminos y canales, canteras, etc., cuando el suelo se transporta a distancias que exceden las capacidades del equipo de trabajo de las excavadoras, se utilizan vehículos de transporte que se seleccionan teniendo en cuenta la capacidad del cucharón de la excavadora. Se debe preparar el área de trabajo: se nivela la capa fértil, se eliminan los tocones grandes y los cantos rodados.

17 diapositivas

Descripción de la diapositiva:

Ubicación de la excavadora La excavadora siempre debe estar más alejada del borde de la pendiente, la excavadora debe colocarse perpendicular a la cresta. La distancia desde la pendiente depende de la profundidad del pozo y del tipo de suelo. Cuanto mayor sea la profundidad y menos compacto sea el suelo, más lejos se debe ubicar la excavadora. La distancia desde la base de la pendiente hasta el punto de apoyo más cercano de la excavadora es de al menos 1 m o más que la profundidad de la excavación en 1 m Se permite desarrollar excavaciones con paredes verticales sin fijación por encima del nivel freático: en suelos arenosos y de grava: no más de 1 m; en franco arenoso - no más de 1,25 m; en margas y arcillas - no más de 1,5 m; con pendientes sin fijación - hasta 5 m; cuanto mayor sea la profundidad, menos empinada debe ser la pendiente. Durante el trabajo, es necesario vigilar el prisma de colapso para evitar que la excavadora se deslice o vuelque.

GRÁFICO TECNOLÓGICO TÍPICO (TTK)

DESARROLLO DE ZANJAS POR LA EXCAVADORA E0-3322B, EQUIPADA CON UNA PALA TRASERA Y UNA CUCHARA DE PERFIL, CON DESCARGA DE LA TIERRA EN EL VOLQUETE

1 área de uso

Se elaboró ​​un mapa tecnológico típico para el desarrollo de zanjas con una excavadora E0-3322B equipada con una retroexcavadora y un cucharón perfilado, con descarga de tierra en un basurero

Excavación del suelo con máquinas de movimiento de tierras

El proceso tecnológico del dispositivo de excavación incluye el desarrollo de suelo con carga en vehículos o en el borde de la excavación, transporte de suelo, planificación de fondo y pendiente.

La elección del método de excavación del suelo y el esquema de mecanización compleja depende del volumen y el momento del trabajo, el tipo de suelo, los parámetros geométricos del movimiento de tierras y las condiciones para la producción del trabajo.

En excavación de mecanizado complejo, además de la máquina de movimiento de tierras líder, el conjunto también incluye máquinas auxiliares para el transporte de suelos, nivelación, etc.

Una excavadora de un cangilón se utiliza como máquina líder en el desarrollo de excavaciones permanentes de gran profundidad, pozos y zanjas de gran tamaño. Para el transporte de suelo, los camiones volquete se utilizan con mayor frecuencia, así como el transporte ferroviario, transportador e hidráulico. La cantidad de vehículos y el esquema de su suministro a la excavadora se asignan a partir de la condición de garantizar el funcionamiento ininterrumpido de la excavadora.

Para limpiar el fondo de la excavación, nivelar el suelo y rellenar los senos, por regla general, se utilizan excavadoras.

Las capacidades tecnológicas de la excavadora dependen del tipo de equipo de trabajo, su sistema de accionamiento y el parámetro principal: la capacidad del cucharón. Las recomendaciones para elegir la capacidad del cucharón y otros parámetros de la excavadora, según el volumen de excavación, se dan en la literatura reglamentaria y de referencia sobre movimiento de tierras.

Para excavaciones de volúmenes significativos, se utilizan excavadoras con una gran capacidad de cucharón. Cuando se desarrollen suelos inundados, es preferible utilizar excavadoras con equipo de trabajo "retroexcavadora", "dragalínea". Es aconsejable excavar el suelo en zanjas profundas con fijación de paredes verticales, así como en pozos de hundimiento, con cuchara bivalva.

Las excavadoras con un sistema hidráulico para impulsar el equipo de trabajo brindan una alta precisión de los parámetros geométricos de la excavación y grandes oportunidades para automatizar el proceso de la máquina.

El espacio en el que se ubica la excavadora y se realiza la excavación del suelo se denomina frente de excavación. El perfil de las caras de la excavadora y sus parámetros geométricos para los principales tipos de equipo de trabajo de la excavadora se muestran en la Fig.1.

Figura 1. Perfiles frontales de excavadoras con diversos equipos de trabajo:

a - pala recta con control por cable del equipo de trabajo; b - retroexcavadora; en - dragalina; g - agarrar;

d- perfil frontal de una pala recta con sistema de control hidráulico; mi - lo mismo, retroexcavadora; y - tomar;

radio de excavación; - radio de descarga; + - altura de excavación; - - profundidad de excavación; - altura de descarga

Al diseñar la producción de obras, las dimensiones del frente se asignan a partir de las condiciones para garantizar la máxima productividad de la excavadora al reducir el tiempo del ciclo de trabajo. Para ello, la altura (profundidad) del frente debe asegurar el llenado del balde con un “tapón” en una sola operación de corte del suelo, el ángulo de giro para la descarga del balde debe ser mínimo, etc.

La excavación resultante del desarrollo secuencial del suelo con el movimiento periódico de la excavadora en el frente se denomina excavación.

Dependiendo de la ubicación de la excavadora en relación con la cara y su movimiento en el proceso de excavación, la penetración puede ser frontal (extremo) o lateral.

Las trincheras se desarrollan, por regla general, en una penetración frontal. La excavación se lleva a cabo mediante una o más penetraciones paralelas. Con una profundidad de excavación significativa, se desarrolla en niveles, profundizándose gradualmente hasta formar el contorno de diseño del pozo (Fig. 2).

Figura 2. Esquemas de penetraciones de excavación con equipo de trabajo "pala recta":

a - penetración frontal (extremo); b - lo mismo, con un arreglo de transporte bidireccional; c - penetración frontal ampliada con el movimiento de la excavadora "zigzag"; g - penetración cruzada; d- penetración lateral; e - excavación por niveles:

I, II, III, IV - niveles de desarrollo; 1 - excavadora; 2 - camión volquete; 3 - dirección del tráfico

Según los parámetros geométricos de la excavación y las características del equipo de trabajo de la excavadora, se asignan el tipo, el tamaño y la cantidad de penetraciones.

Las excavadoras de un solo cangilón con equipo de trabajo de "pala recta" deben usarse para desarrollar excavaciones de tamaño considerable en ausencia de agua subterránea o su entrada insignificante.

Cuando se desarrolla el suelo con carga en vehículos, una "pala recta" es el tipo de equipo de trabajo más productivo. Una excavadora con dicho equipo se coloca en la parte inferior de la cara y desarrolla el suelo por encima del nivel de estacionamiento. La excavación del suelo se suele realizar con carga en vehículos, que pueden ubicarse al mismo nivel que la excavadora o por encima del fondo del frente.

Dependiendo del ancho del foso, la penetración frontal de la excavadora puede ser recta, en zigzag y en cruz. La penetración lateral se utiliza en el desarrollo de fosas anchas. Los contornos de la excavación para varias penetraciones se muestran en la Fig.2. El ancho de las penetraciones frontales está determinado por las fórmulas:

para rectilíneo frontal

;

para zig-zag

;

para cara cruzada

;

para lado

dónde:

Radio de corte óptimo de la excavadora;

La duración del movimiento de trabajo de la excavadora;

Radio de corte a nivel de estacionamiento;

El número de movimientos transversales de la excavadora;

- factor de pendiente;

- altura de la cara

Para ingresar al pozo, se prepara una zanja con una pendiente de 10-15 ° y un ancho de hasta 3,5 m para el tráfico en un solo sentido y hasta 8 m para el tráfico en los dos sentidos.

Las excavadoras con equipo de trabajo de retroexcavadora y dragalina desarrollan excavaciones (pozos, trincheras, etc.) de cualquier ancho y profundidad que no excedan la profundidad máxima de corte, no se suele practicar la excavación escalonada con este tipo de equipo. La excavadora está ubicada sobre la cara, lo que facilita el desarrollo de suelos húmedos y regados.

La excavación del suelo se puede realizar en la dirección coincidente con el movimiento de la excavadora - penetración frontal y perpendicular a la dirección del movimiento - lateral. En este último caso, la profundidad de desarrollo es menor que con la cara frontal. Los esquemas de penetraciones y sus dimensiones se muestran en la Fig.3.

Fig. 3. Esquemas de penetraciones de una excavadora con equipo de trabajo "dragalina" y "retroexcavadora":

a - penetración frontal; b - frontal ensanchado; en - extremo cruzado; g - penetración lateral; d- excavación del pozo con dos penetraciones frontales; I y II - la secuencia de penetraciones; 1 - excavadora; 2 - camión volquete

El suelo se desarrolla con carga en transporte o en un vertedero. La draga funciona de manera más productiva con el movimiento del suelo hacia un vertedero o terraplén.