Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
23，力
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Основана 6 1959 а
Выпуск 577
Я. М. БОЯЗНЫЙ. В. В. КУЗЬМЕНКО
БЕСТРАНШЕЙНАЯ ПРОКЛАДКА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
囲
ББК 31.2
Б86
УДК 621.315.23
Рецензент В. И. Кабанов
Редакционная коллегия:
В. Н. Андриевский, С. А. Бажанов, Д. Т. Комаров, В. П. Ларионов, Э. С. Мусаэлян, С. П. Розанов, Ф. И. Синьчугов, В. А. Семенов, А. Д. Смирнов, А. Н. Трифонов, П. И. Усти-» нов, А. А. Филатов
Боязный Я- М., Кузьменко В. В.
Б86 р Бестраншейная прокладка силовых кабелей.—— М.: Энергоатомиздат, 1985.一―120 с., ил.— (Б-ка электромонтера; Вып. 577).
35 к. 25 000 экз.
Рассмотрены вопросы современной технологии и средств комплексной механизации прокладки силовых кабелей в земле бестраншейным способом. Приведены технология н организация монтажа кабельных линий, требования к проектированию кабельных трасс, а также методы контроля смонтированных кабелей. Описаны конструкции современных кабелеукладочных машин с пассивным и активным рабочими ор- ганами, а также конструкции вибрационных кабелеукладчиков для прокладки в высокопрочных и скальных грунтах.
Для электромонтеров, занимающихся монтажом кабельных линий.
ББК 31.26П2.1ББК 31.26П2.12302010000-098“
ББК 31.2
6П2.1
ББК 31.2
6П2.1
Б44-85
051(01)-85
ПРЕДИСЛОВИЕ
Непрерывный рост объемов прокладки силовых кабельных линий в земле выдвигает задачу совершенствования существующей и создания новой прогрессивной технологии прокладки кабелей, а также создания высокопроизводительной кабелеукладочной техники. Несмотря на достигнутый высокий уровень механизации строительства кабельных линий с применением современных отечественных ка белеук л адчиков, наиболее прогрессивные методы монтажа, к которым следует отнести бестраншейную прокладку, еще не получили достаточно широкого распространения.
Книга посвящена впервые внедренному в нашей стране бестраншейному способу прокладки силовых кабелей в земле с помощью кабелеукладчиков ножевого типа, представляющему собой комплексно-механизированный процесс. Применение бестраншейного способа открывает возможности комплексной механизации монтажных ра- ^от, обеспечивающей в сопоставлении с традиционным способом прокладки в предварительно открытую траншею снижение трудозатрат в 4,5—5 раз.
Внедрение бестраншейного способа наряду с технико-экономическими преимуществами обеспечивает решение ряда важных народнохозяйственных задач и в том числе сохранения земельных угодий в процессе прокладки кабельных линий. Достоинством бестраншейной прокладки является повышение надежности смонтированных кабельных линий, что нашло свое подтверждение многолетним применением ее за рубежом. Следует отметить, что условия эксплуатации кабельной техники при отсутствии нижнего и верхнего слоев искусственных подсыпок земли не ухудшаются, режим охлаждения кабеля и сохранность его наружной оболочки находятся в нормальных пределах. В результате нагрузочная способность кабельной линии находится на требуемом уровне.
В последние годы способ получил достаточно широкое применение, однако его повсеместное распространение сдерживается в значительной степени отсутствием информации по технологии производства работ, конструкциям кабелеукладочной техники и по обобщению передового опыта.
В книге освещаются вопросы проектирования кабельных тра :с? технологии прокладки кабельных линий* рассматриваются конструкции современных кабелеукладочных машин и механизмов и методы их наиболее рациональной эксплуатации. Проводится анализ достижений мировой практики по результатам работ наиболее развитых в области энергетического строительства зарубежных стран, в котором отражается общность и различие технических решений проблем в сопоставлении с отечественной практикой.
Книга освещает современное состояние и дальнейшие пути .развития впервые вошедшего в практику энергетического строительства бестраншейного способа с тем, чтобы содействовать широкому распространению и наиболее рациональному применению комплексной механизации прокладки силовых кабелей в земле.
Все замечания и предложения по книге просим направлять в Энергоатомиздат по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Авторы
ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЬНЫХ ТРАСС В ЗЕМЛЕ
При строительстве кабельных линий необходимо учитывать сезонные изменения температурных и почвенногрунтовых условий на трассе. Эти условия определяют технологию строительства, состав механизированных колонн и организацию работ. Так, если летом кабель прокладывают бестраншейным способом с помощью полевых кабелеукладчиков, то зимой при значительной глубине промерзания грунта — в заранее вырытую траншею. В открытую траншею прокладывают кабели в скальных грунтах. Способы прокладки отличаются по стоимости работ и затратам времени, поэтому в каждом конкретном случае необходимо экономически обосновать их целесообразность. При этом необходимо учитывать замедление темпа работ, вызываемое неблагоприятными метеоусловиями (распутица, обильные осадки, мороз и т. д.).
На юге, западе и в средней полосе СССР работы можно проводить круглый год, меняя технологию в зависимости от времени года. Работы в пустынях и полупустынях выполняют, как правило, зимой и весной, когда температура воздуха не превышает допустимых для работы пределов. При необходимости строительства в жаркое время года рекомендуется работать в утреннее и вечернее время или ночью с освещением. В таежных болотистых районах, в районах тундр и лесотундр строительным периодом является зима, так как летом эти районы труднопроходимы для транспорта и строительной техники.
Прокладка кабеля ножевым кабелеукладчиком возможна при промерзании грунта на глубину 20—25 см. При большей толщине мерзлого слоя кабели, как правило, прокладывают в открытую траншею, разрабатываемую специальными машинами. В этом случае значительно меняется организация работ.
Кабели прокладывают, как правило, при положительной температуре окружающего воздуха. В зависимости от конструкции, рода изоляции и номинального напряжения определяется предельная температура, при которой этот кабель можно прокладывать без предварительного подогрева, а также до какой температуры он должен быть предварительно подогрет при различных отрицательных температурах окружающего воздуха. При температуре ниже минус 40 °C прокладка любого кабеля не допускается даже в подогретом состоянии.
Глубина и скорость промерзания грунта зависят не только от длительности зимнего периода и температуры, но и от направления и силы ветра, скорости нарастания снежного покрова, характера естественного покрытия грунта, уровня грунтовых вод. Учитывая, что каждый фактор меняется даже в пределах одного района, необходимо уточнять климатические особенности всех участков трассы в местной метеослужбе и в других организациях.
Особые требования предъявляются к качеству изысканий и разработке проектных решений при строительстве кабельных линий в районах вечной мерзлоты, для которых из-зй высокой прочности грунта и опасных мерзлотно-грунтовых явлений необходимо разрабатывать специальную технологию производства работ и средства механизации. Поверхностный сезонно-оттаивающий (деятельный) слой грунта в районах вечной мерзлоты является нестабильной средой. Толщина деятельного слоя зависит от свойств грунта, его влажности, интенсивности и продолжительности прогревания поверхности земли, наличия растительного и снежного покрова и колеблется в пределах от 0,2 м до нескольких метров. Из- за изменений теплового и гидравлического режимов происходит деформация грунта, выражающаяся в так называемых пучениях, просадках, оползнях, образовании морозобойных трещин.
Наиболее опасным сочетанием указанных факторов является наличие сильнопучинистых грунтов (пылеватых супесей и суглинков), обильного подтока грунтовых вод и замедленного промерзания. Вследствие различия в составе грунта, его свойствах, условиях охлаждения и питания водой при промерзании пучение даже в близко расположенных сечениях оказывается различным. В результате неравномерности пучения смерзшийся с
грунтом кабель подвергается воздействию сложных деформаций. При оттаивании грунта кабель обычно только частично выпрямляется, не возвращаясь в положение, предшествовавшее моменту промерзания. С годами накапливаются необратимые деформации кабеля, приводящие к нарушению целости оболочки и обрывам жил. Кроме того, повреждения кабелей могут возникнуть в результате появления морозобойных трещин, образующихся при неравномерном сжатии мерзлого грунта в процессе его дальнейшего охлаждения. Чаще всего такие трещины возникают на оголенных от снега участках, на гребнях откосов и обочинах дорог. Морозобой- ные трещины, как правило, образуются в одних и тех же местах. Опасными для кабеля являются морозобой- ные трещины глубиной более 1,2 м и шириной по поверхности более 5 см.
Характерным проявлением грунтово-мерзлотных процессов в районах вечной мерзлоты является возникновение просадок ——местных понижений поверхности земли в результате вытаивания в толще вечномерзлых пород подземного льда. Процесс образования на поверхности земли заполненных водой просадок вследствие изменения теплообмена в верхних слоях грунта называется термокарстом. Появление термокарстов на кабельных трассах может вызвать провисание кабелей, а в отдельных случаях и повреждение их.
В период оттаивания деятельного слоя на склонах часто наблюдаются оползни (солифлюкция), представ- ляющие собой сплывы поверхностных талых грунтов. Эти явления представляют собой большую угрозу для кабелей и других подземных сооружений.
Для обеспечения нормальной работы кабельной линии в период изысканий необходимо тщательно исследовать климатические, инженерно-геологические, гидрогеологические и мерзлотно-грунтовые условия района строительства кабельной линии. При выборе трассы в районах вечной мерзлоты по возможности избегают участков с переувлажненными грунтами.
В соответствии с существующими указаниями по строительству кабельных линий определяют участки трассы с неопасными, опасными и особо опасными грун- тово-мерзлотными условиями, способы прокладки и тип кабеля. В зависимости от климатических, топографических и почвенно-грунтовых условий определяют для каж-
дого района строительства продолжительность строительного сезона, темп строительно-монтажных работ, длину производственных участков, состав механизированных колонн.
При прокладке кабелей в каменистых и скальных грунтах затруднена разработка траншей, но при этом практически отсутствуют механические повреждения кабеля после прокладки, как это происходит в сезоннопро- мерзающем и особенно вечномерзлом грунтах.
Значительная часть кабельных трасс проходит по дну рек, водоемов и по заболоченным участкам.
При прокладке кабелей через судоходные и сплавные реки глубиной до 8 м кабели заглубляются в дно не менее чем на 1 м. В дно небольших озер, рек, ручьев, оросительных каналов глубиной до 1,5 м и шириной до 25 м кабели прокладывает обычная мехколонна без применения дополнительных средств. При переходах через горные реки кабель заглубляют в дно на 2——3 м, а иногда защищают стальными трубами. При строительстве в таких условиях иногда временно изменяют русло реки.
Заболоченные участки на трассе классифицируют следующим образом:
болота, заполненные торфом и допускающие работу машин с удельным давлением (2+3)「(И Па;
болота, заполненные торфом и допускающие работу техники на специальных перекидных щитах при удельном давлении до 1 • 104 Па;
болота, на которых может работать только плавучая техника.
Особенности грунтов на трассе прокладки кабелей изучают при изыскательских работах и учитывают в проектной документации.
В лесах и при прокладке кабелей по лесополосам вырубают и расширяют лесные просеки в строгом соответствии с выданным лесорубным документом. Для устройства просек организуют специальную мехколонну.
Пни на трассе корчуют. Бульдозерами выравнивают микрорельеф трассы, удаляют с поверхности камни. Кроме того, при наличии в грунте камней, значительных растительных остатков и других включений, вызывающих резкую неравномерность хода ножа по глубине, выполняют предварительную пропорку грунта на трассе прокладки кабелей.
Трассу строительства кабельной магистрали забла-
говременно осматривают начальник участка или прораб совместно с начальником мехколонны с целью определения мест отгрузки и стоянки мехколонн, расположения кабельных площадок и баз снабжения горючесмазочными материалами.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТОВ РАЗРЕЗАНИЮ
Резание грунтов без образования стружки узкими вертикальными ножами типа кабелеукладочных принято называть разрезанием.
На основе экспериментальных данных установлена расчетная зависимость удельных сопротивлений разрезанию для различных форм рабочих органов грунторазрабатывающих машин, существующих на практике, и вы« ведена эмпирическая формула, по которой можно определять удельное сопротивление грунта разрезанию
К = 466・1,7-1пС1пЗ. ,(1)
1п 2
где С — число ударов динамического плотномера (ударника ДорНИИ) на данном грунте.
Критерием прочности может служить приведенная ниже шкала категорий грунтов, оцениваемых по числу ударов С динамического плотномера (ударника ДорНИИ):
НемерзлогоМерзлого
Категория I II III IV V VI VII VIII грунта
Число 1—4 5—8 9—16 16—34 35—70 70—140 140—280 280—560 ударов С
Удельные сопротивления разрезанию грунтов примерно в 10 раз превосходят удельные сопротивления другим видам резания и копания.
Большие сопротивления, возникающие при разработке грунтов кабелеукладывающими ножами, требуют мощных тяговых средств для перемещения ножевых ка- белеукладчиков, что решается применением сцепов из промышленных тракторов. Тяговое усилие тракторов зависит от состояния поверхности грунта на строительных объектах. При обосновании параметров кабелеук- ладчиков, расчетах надежности и экономической эффективности при общем планировании выпуска и определении вспомогательного оборудования необходимо
Грунт
Предел прочности при одноосном сжатии, 10 Па
Объемная масса, т/м
Пески, супеси и суглинки, в том
0—1,97
1,75—2,2
числе пылеватые; гравийно-песчаные массы
Суглинки, в том числе засолен-
2,06—3,53
1,57—2,22
ные; глины, гравийно-песчаные
массы； слежавшиеся галечники
Тяжелые супеси и суглинки, в
4,24—5,61
1,73—2,2
том числе засоленные
То же, в том числе лессовидные
6,22—7,7
1,94—2,15
Влажность, %
Удельное сцепление, 105 Па
Угол внутреннего трения, град
Число ударов плотномера ДорНИИ С
Категория грунта
9,6—24,7
0—0,7
6—24
1—8
I, П
13,6—25,2
0,85—1,36
3—22
3—18
II—IV
7,9—12,7
1,47—2,25
11—24
12—26
III, IV
10,1—16,3
1,70—3,2
18—33
16—45
IV, V
равным 2-105 Па.
жанием песчаных частиц не более 25 %. Эти данные хорошо совпадают с данными карт распределения грунтов на территории СССР, в частности 2—3-метрового слоя приповерхностной толщи отложений.
Таким образом, можно полагать, то кабелеукладчики преимущественно (почти в 50 % всех случаев) работают в грунтах II категории и с вероятностью примерно 0,9 эксплуатируются в грунтах не выше III категории.
Рис. 1. Гистограммы распределения прочности, влажности и объемной массы грунтов:
С — показатель прочности по числу ударов ударником ДорНИИ; з — влаж- ность грунта, %; А — плотность грунта, т/м3; Р — показатель появления данной категории грунта на трассе
В некоторых случаях для определения эксплуатационных показателей машин можно пользоваться так на- зываемым средним грунтом, имеющим показатели:
Прочность по динамическому плотномеру
Влажность, % ....
Объемная масса, т/м3 1,8
Временное сопротивление одноосному сжатию, 105 Па3
Удельное сцепление, 105 Па 0,7
Коэффициенты трения: по грунту 1
по стали 0,7
Для отдельных строительных объектов распределения грунтов могут существенно отличаться от общего. Приведенные оценки являются ориентировочными и требуют в дальнейшем учета условий строительства, особенно в северных и восточных районах страны.
РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ НОЖЕВЫМИ
КАБЕЛЕУКЛАДЧИКАМИ
Физико-механические процессы, происходящие при бестраншейной прокладке кабелей, определены взаимодействием рабочих органов кабелеукладчиков с грунтом.
Рабочими органами пассивных и активных кабелеукладчиков являются кабелеукладочные ножи.
Пассивные ножевые рабочие органы кабелеукладчиков получили наибольшее р аспространение вследствие простоты и надежности в работе. Пассивный рабочий орган выполнен в виде вертикального ножа с передней режущей частью, имеющей различную форму: с одним или несколькими плоскими заостренными носками (долотами), с режущими кромками, образующими тупой или острый угол резания.
Активные рабочие органы, используемые в современных кабелеукладчиках, представляют собой вибрационные ножи, совершающие колебания в продольной плоскости. В настоящее время физическая картина вибрационного резания изучена недостаточно. Известно лишь, что под воздействием вибраций в разрушаемой среде частицы отделяются от массива и начинают колебаться, перемещаясь относительно рабочего органа—кабелеукладочного ножа. При этом из грунта удаляются вода и воздух, захватывающие с собой мелкие частицы.
Частицы грунта по мере удаления от вибрирующего рабочего органа прекращают свои колебания, прекращается высвобождение частиц воды и воздуха и на некотором расстоянии от ножа колебания среды затухают. В последующих слоях грунта остается зона только
упругих деформаций среды под действием кабелеукладочного ножа.
За счет вибрации грунта происходит снижение кажущегося коэффициента трения соответствующего началу перемещения грунта при вибрации
Г = FIN,
где F ——тангенциальная сила, необходимая для преодоления сопротивления перемещению при вибрации; N — нормальная сила при вибрации.
Экспериментально установлено, то /' для песка, супеси и глины по стали при частоте вибрационных колебаний со=32+55 Гц снижается с 0,35 до 0,05.
Вибрация зависит от соотношения поступательной скорости и амплитудного значения скорости колебаний. Наибольший эффект вибрации возникает, когда скорость поступательного движения кабелеукладчика меньше амплитудного значения скорости колебаний.
При разработке и внедрении новых кабелеукладочных машин с активным рабочим органом необходимо контролировать ряд эксплуатационных параметров ка- белеукладчиков, влияющих на качество прокладки, сохранность конструктивных элементов и надежность проложенных кабелей. Целесообразность применения кабелеукладчика определенной конструкции на заданной трассе определяется сопротивлением грунта резанию на лезвие кабелеукладочного ножа, которое не должно превышать тягового усилия кабелеукладчика или кабелеукладчика ми в сцепе с тракторами. Тяговое усилие трактора измеряется на натурных полевых испытаниях пружинным динамометром или передвижной тензометрической станцией.
Для буксировки прицепных кабелеукладчиков применяют главным образом гусеничные тракторы большой мощности, давление которых на грунт составляет от 0,27-105 до 0,6-105 Па. Технические данные некоторых отечественных тракторов, применяемых для буксировки прицепных кабелеукладчиков, приведены в табл. 2.
Тяговое усилие гусеничного трактора определяется мощностью его двигателя и передаточными числами трансмиссии, а также условиями сцепления его ходовой части с грунтом. Сила тяги трактора по сцеплению с грунтом
尸=% мз.
Показатели
Тракторы
т-юом
Т-ЮОМ БТ
Т-140
Т-180
ДЭТ-250
Мощность двигателя, кВт
79,4
79,4
102,9
132,3
220,6
Тяговая мощность, кВт
52,9
52,9
84,6
108,8
130,1
Тяговое усилие, кН
95
95
133
147
до 220
Скорость движения при наибольшем тяговом усилии, км/ч
Среднее давление на грунт, МПа
2,36
2,36
2,38
2,74
2,3
0,49
0,27
0,42
0,42
0,56
Ширина гусеницы, мм
600
970
700
700
690
Масса, т
11
13,3
15,3
15,2
26,15
где (рс ——коэффициент сцепления; X—коэффициент, учитывающий изменение массы трактора (九=cosa, а —— угол уклона поверхности); G — масса трактора.
Коэффициент сцепления (рс гусениц тракторов зависит от вида пути и составляет:
1,10,90,61,20,90,60,70,50,40,3(0,15—0,9)1,10,90,61,20,90,60,70,50,40,3(0,15—0,9)Сухая грунтовая дорога: на глинистом грунте . на песчаном грунте . на черноземе ....
1,1
0,9
0,6
1,2
0,9
0,6
0,7
0,5
0,4
0,3(0,15—0,9)
1,1
0,9
0,6
1,2
0,9
0,6
0,7
0,5
0,4
0,3(0,15—0,9)
Луг
Луг скошенный влажный Стерня влажная ..., Пахота слежавшаяся . Пахота свежая .... Песок влажный ...
Песок сухой Болото
Ходовая часть прицепного кабелеукладчика обеспечивает движение его по грунту и поддерживает корпус кабелеукладочного агрегата в требуемом положении. Ходовая часть кабелеукладчика состоит из опорных элементов: колес с жесткими ободьями, пневмоколес и лодок-волокуш. Конструкция любого к а белеукл адч ика должна удовлетворять общим требованиям, обеспечивающим ему достаточную проходимость: малое давление опорных элементов ходовой части на грунт, а также возможность движения по заболоченным участкам, участкам с естественными преодолимыми препятствиями
(пнями, валунами и т.п.), в условиях узких проходов и на поворотах трассы с малыми радиусами кривизны. Все эти требования учитываются в конструкциях опорных элементов ходовой части современных прицепных кабелеукладчиков и при выборе типов буксирующих тракторов.
Потребная сила тяги трактора зависит от коэффициента сопротивления качению колеса и тем больше, чем больше этот коэффициент, зависящий от свойств грунта:
Глинистый грунт: сухой 0,06—0,08
влажный. .. 0,16—0,2
Песчаный грунт: сухой плотный 0,10—0,12
рыхлый . . , . . .0,2—0,4
Стерня: сухая. .0,1—0,15
влажная.0,15—0,2
Пахота 0,18—0,3
Торф с дерновым покрытием, осушенный ....0,2——0,3
Колеса с жесткими ободьями создают большее давление на грунт и оказывают более высокое сопротивление движению кабелеукладчика, чем пневмоколеса.
Если колесо с жестким ободом катится по следу гу- сеницы трактора, то коэффициент сопротивления качению колеса возрастает по мере нарушения целости дернового покрова гусеницей, а также вследствие буксования. Для исключения этого явления при прокладке кабеля по болотно-торфяному грунту вместо сцепа тракторов в линию применяют сцеп «елочка», в котором каждый трактор движется по своей собственной колее, а кабелеукладчик ——по колее, образуемой одним центральным трактором сцепа.
4・ ДОПУСТИМОСТЬ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
При бестраншейной прокладке кабеля кабелеуклад- чиком исключена укладка в грунт кирпича, бетонных плит или других твердых покрытий, являющихся механической защитой кабеля при земляных работах вблизи трассы. Вопрос о допустимости прокладки кабеля без указанной механической защиты был впервые специально исследован в Швеции и опубликован в офици-
альном отчете комитета по прокладке кабелей, при этом была проанализирована аварийная статистика за 20 лет. Из всего числа повреждений кабеля, приведших к несчастным случаям, только 0,4 % приходится на кабельные линии, проложенные в земле, причем ни один случай не был отнесен к тяжелым.
Наличие защиты из кирпича ни в одном из случаев не предотвратило повреждений кабеля.
Согласно действующим в нашей стране Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) при прокладке на глубину 1—1,2 м кабелей напряжением до 20 кВ защита от механических повреждений не требуется.
ВНИИпроектэлектромонтаж проводил экспериментальные исследования по определению эксплуатационных параметров и состояния конструктивных элементов кабеля, проложенного бестраншейным способом (ножевым кабелеукладчиком), и кабеля, проложенного традиционным способом в траншее.
Экспериментальная прокладка силового кабеля была проведена в грунте II категории (суглинок) при температуре воздуха ——2℃. Механизированная колонна состояла из кабелеукладчика и трех тяговых тракторов. Во время прокладки контролировались сила тяги трак^ торов, скорость размотки кабеля с барабана и радиус изгиба кабеля. Скорость прокладки составляла в среднем 2,3 км/ч. На трассе были вырыты шурфы, осмотрены и вырезаны куски кабеля, которые исследованы методами, предусмотренными действующими стандартами.
Кабель испытан повышенным напряжением, измерены сопротивление жилы постоянному току, тангенс угла диэлектрических потерь, проверено сопротивление изоляции. У образцов кабеля проверено состояние наружных покровов, оболочки и бумажной изоляции, наличие разрывов, перекрытия и совпадения лент, расположенных одна над другой, и, кроме того, выполнена проверка состояния противокоррозионных покровов путем приложения напряжения постоянного тока 5—10 кВ между оболочкой и броней кабеля. Для сравнения такие же испытания проведены на образцах кабеля, проложенного бестраншейным способом и взятого той же строительной длины, что и проложенный кабелеукладчиком.
Проверялся нагрев кабеля при номинальном токе, С этой целью кабель, проложенный кабелеукладчиком,
и кабель, проложенный традиционным способом в траншее, подвергали в течение 5 сут непрерывно допустимой токовой нагрузке 170 А, выбранной согласно ПУЭ. На каждом кабеле устанавливали термопары для измерения температуры нагрева бронеленты. Одновременно измеряли температуру грунта на расстоянии не менее 10 м от кабельной линии на глубине прокладки. Температура жилы определена как сумма измеряемой температуры брони и известного по опытным данным перепада температуры от бронеленты до жил кабеля.
Допустимый ток кабеля, А,
，Ал，№п =，on，Ал，№п =，on7дл нои — Токр^ОП — 70Kp7дл нои — Токр^ОП — 70Kp
，Ал，№п =，on
，Ал，№п =，on
7дл нои — Токр^ОП — 70Kp
7дл нои — Токр^ОП — 70Kp
где /Оп ——ток в кабеле во время опыта; Т〃п,доп ——длительно допустимая температура нагрева жилы; Тонр — температура окружающей среды (в данном случае земляного слоя) во время опыта; Топ — температура жилы кабеля во время опыта.
Сопоставление тока /дл, доп для кабеля, проложенного кабелеукладчиком, и для кабеля, проложенного в траншее, позволяет определить необходимость введения поправочного коэффициента к допустимому току нагрузки кабеля, проложенного бестраншейным способом.
Извлечение из земли отрезков кабеля, проложенного кабелеукладчиком, позволило установить при визуальном осмотре отсутствие каких-либо повреждений его конструктивных элементов. Лабораторные испытания этих отрезков показали, что их диэлектрические характеристики и состояние изоляции, покровов, оболочки и брони такие же, как и до прокладки кабеля. Контрольные отрезки кабеля до прокладки имели средние значения электрической прочности 62,5 кВ и tg 6=0,004, образцы того же кабеля после прокладки ка бе леукл адчи ком и пятисуточного нагрева длительно допустимым током соответственно 61,5 кВ и tg б=0,0044.
Тепловые испытания показали, что в первые 12— 13 ч температура бронеленты у кабеля, проложенного кабелеукладчиком, была в среднем на 6 ℃ выше, чем у кабеля, проложенного в траншее. В последующие часы в течение тех же суток температура выравнялась и наибольшая разность не превышала 1,7 °C, что находится в допустимых пределах. Это объясняется тем, что в первые 12 ч после прокладки бестраншейным способом над
кабелем образуется земляной свод, воздушное пространство которого препятствует нормальному теплообмену. В последующие часы свод разрушается, земля покрывает проложенный кабель, что обеспечивает практически такую же теплопередачу, как и для кабеля, проложенного в траншее с устройством нижнего и верхнего слоя земляной постели.
Результаты тепловых испытаний позволяют сделать вывод о том, что при бестраншейной прокладке кабеля поправочные коэффициенты к принятым токовым нагрузкам вводить не требуется.
Извлечение отрезков контрольной кабельной линии, уложенной вручную, для сопоставления подвергнутых разборке конструктивных элементов позволило выявить на трех образцах из девяти разрушение поясной бумажной изоляции.
На извлеченных отрезках кабеля, проложенного ка~ белеукладчиком, не обнаружены нарушения конструктивных элементов, что является результатом отсутствия каких-либо недопустимых перегибов кабеля.
В начале прокладки, в момент трогания с места, растягивающее усилие, действующее на кабель, не превышало 1—1,5 кН, а при установившемся движении — 0,55——0,75 кН, что в несколько раз меньше допустимого усилия тяжения прокладываемого кабеля, равного 4 кН.
Таким образом, при прокладке силовых кабелей ножевым кабелеукладчиком состояние всех конструктивных элементов и технические характеристики кабеля остаются неизменными.
Сохранность кабеля при бестраншейном способе прокладки обеспечивается в большей мере, чем при традиционном способе прокладки с укладкой его вручную, в процессе которой не исключена возможность возникновения недопустимых деформаций кабеля из-за несогласованных или небрежных действий исполнителей или других субъективных причин.
После пребывания кабеля (уложенного бестраншейным способом) в земле в течение года были проведены исследования при воздействии на него номинального тока 170 А и повышенного напряжения 17 кВ. В процессе пятисуточного нагружения кабеля непрерывно производились замеры температуры бронеленты и земли с помощью медь-константановых термопар, включенных в специально собранную схему.
Анализ графика изменения температуры бронеленты кабеля, земли и окружающей среды показывает, что температура нагрева кабеля (/ср=26,8 ℃), замеренная на двух участках трассы, не превышает допустимой 隔оп=60°С). Разность средних арифметических температур на замеряемых участках кабеля составляет около 1 ℃.
Для определения возможностей свободных температурных перемещений кабеля в допустимых пределах были проведены замеры отклонений кабеля от прямолинейного положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кабельная линия была вскрыта на участке длиной 100 м на полную глубину залегания кабеля. Установлено, что в горизонтальной плоскости кабеля отклонение от направления укладки колеблется в пределах 土 15 мм, а отклонение в вертикальной плоскости ±35 мм.
Проведенные замеры и внешний осмотр кабеля сви- детельствов а л и, что прокладка кабелеукладчиком выполняется без механических повреждений кабеля, достигнутые разности уровней уложенного в грунте кабеля отвечают требованиям действующих норм.
Исследования бестраншейного способа прокладки кабелей позволили сделать вывод о соответствии в целом способа по всем параметрам требованиям действующих нормативных документов, а также ряде его преимуществ в сопоставлении с традиционным способом.
5・ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЯ НОЖЕВЫМИ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКАМИ
Кабелеукладочные машины, выпускаемые отечественной промышленностью, позволяют прокладывать бестраншейным способом одиночные бронированные кабели напряжением до 10 кВ со свинцовой или алюминиевой оболочкой на открытой местности по пашням, степи, лесостепи и т. д. Запрещается бестраншейная прокладка в городских электросетях, на территории строящихся промышленных предприятий, на участках, имеющих подземные коммуникации и пересечения с инженерными сооружениями, а также на участках, на которых требуется специальная механическая защита, в местах частых раскопок и в насыпном грунте.
Современная отечественная кабелеукладочная техни-
ка обеспечивает прокладку кабелей практически во всех категориях грунтов, позволяет проходить болота, овраги и неширокие водные преграды в виде мелководных речек и ручьев.
Технология бестраншейной прокладки с помощью ножевых кабелеукладчиков с пассивным рабочим органом определяет пооперационную последовательность и основные требования к прокладке силовых кабелей в землю на глубину 1—1,2 м от поверхности.
Кабелеукладчики с пассивным ножом обеспечивают эффективную прокладку в суглинистых, глинистых, песчаных и других грунтах I—III категорий.
До начала работ необходимо выделить отрезки трассы, на которых нельзя производить бестраншейную прокладку. К ним относятся участки:
кабельных трасс, где имеются места пересечений с различными подземными инженерными коммуникациями, заложенными на глубину менее 1,5 м (кабель евя- зи, силовой кабель, трубопроводы и др.), и надзекными сооружениями высотой менее 3,5 м;
с лесистой местностью;
с щебеночными и каменистыми грунтами III и V категорий;
требующие специальной защиты кабеля (места частых раскопок, насыпной грунт со шлаком и строительным мусором, зола, известь, органические вещества, солончаки и т. д.).
При всех возможных конструкциях кабелеукладчики должны быть оснащены специальной кассетой для прокладки силовых кабелей, у которой направляющий желоб должен обеспечивать радиус внутренней кривой изгиба прокладываемого кабеля, равный не менее 25 диаметров его оболочки.
Важным технологическим требованием к выполнению прокладки является обеспечение свободной размотки кабельного барабана, установленного на кабельном транспортере, например, типа ТКВ-6. Установка кабельного барабана на кабельном транспортере или устройстве для размотки кабеля, размещенном на платформе другого транспортного средства, должна быть такой, чтобы усилие тяжения, прикладываемое к концу кабеля, не превышало 500 Н.
Вместо кабельного транспортера типа ТКБ-6 может быть использован грузовой автомобиль повышенной проходимости типа «Урал-375» или подобный, на плат- 20
форме которого должны быть установлены инвентарные устройства для транспортировки кабельных барабанов и раскатки с них кабеля.
Технологический процесс должен выполняться в соответствии с основными правилами ведения работ, регламентирующими взаимодействие монтажной организации, проектировщика и заказчика.
Трасса * прокладки силовых кабелей должна быть определена рабочим проектом на прокладку кабельных линий напряжением до 10 кВ, в котором должно содержаться разрешение на применение бестраншейного способа прокладки. Конфигурация и длина кабельных трасс должны соответствовать технологическим требованиям способа прокладки, выполняемого с применением существующих средств кабелеукладочной техники, в части рельефа местности, характера и свойств грунта на всей длине трассы, радиусов углов поворота трассы. Местоположение участков кабельной трассы определяет монтажная организация совместно с заказчиком.
Предварительно осматривают местность, где пройдет сооружаемая кабельная линия, совместно с представителем монтажной организации и начальником механизированной колонны для ознакомления в натуре с трассой, указанной в проектной документации, и для выбора мест расположения приобъектных площадок. Геодезическую разбивку участков кабельной трассы выполняют заблаговременно до начала работы мехколонны, при этом выявляются и особо выделяются участки со сложным рельефом местности. Кабельную трассу разбивают инженер-геодезист с начальником мехколонны: участки обозначают отличительными вешками, расстояние между которыми определяется пределами видимости.
Трассу, проходящую вблизи подземных инженерных сооружений или в местах их пересечений с сооружаемой кабельной линией, разбивают в присутствии владельцев подземных сооружений, обязанных указать координаты их расположения, отметив достаточным количеством реперов с надписями «кабель связи», «ВВ кабель» и т. п. Геодезические и геометрические привязки кабельной трассы необходимы в течение всего срока эксплуатации кабельной линии, и поэтому их оформляют двусторонним актом представители генподрядчика и механизированной колонны.
Началу работы механизированной колонны предшествуют планировочные работы для подготовки рабочей
полосы шириной 5——6 м, необходимой для прохода ка- белеукладчика, а также для выравнивания неровностей рельефа, бугристости, устройства объездов через овраги и т. п.
Существуют ограничения к профилям местности, учет которых обеспечит нормальное движение кабеле- укладчика в составе мехколонны. Кривизна профиля трассы, проходящей через перевалы возвышений, должна иметь радиус не менее 50 м. Радиус кривизны профиля трассы, проходящей через овраги или водосточные каналы, должен составлять не менее 25 м. Встречающиеся на трассе спуски к рекам, а также выходы из них могут располагаться с уклоном не более 20 °.
Планировку трассы, как правило, выполняют бульдозером до начала работы мехколонны.
Транспортировку, хранение, вскрытие кабельных барабанов и определение пригодности кабелей К прокладке выполняют в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Прокладка кабеля начинается с определения технической готовности кабелеукладчика в соответствии с заводским паспортом и инструкцией по эксплуатации. Кабелеукладочный нож с кассетой заглубляют в предварительно вырытом котловане глубиной 1100 мм, имеющем размеры в плане 2000x800 мм.
' Тракторы, число которых определяется категорией грунта на трассе, сцепляют по схеме, приведенной на рис. 2, обеспечивающей наиболее высокую эффективность сложения их тяговых усилий. По данным полевых испытаний сцеп из пяти-шести тракторов имеет коэффициент использования их тяги, равный 0,8 для различных условий прокладываемых трасс.
Рис. 2. Сцеп тракторов и кабелеукладчика с пассивным рабочим органом:
/ — динамометр； 2 — конец кабеля; 5 — зажим; 4—анкер; 5 — контрольная линия
Тракторы рекомендуется сцеплять следующим образом: фаркоп коренного (первого) от кабелеукладчика трактора и канат от второго по счету сцепить с дышлом кабелеукладчика, затем канат третьего трактора сцепить с передним крюком коренного, канат четвертого трактора сцепить с передним крюком второго и т. д.
Перед началом движения цуга тракторов натягивают канаты, сцепляющие тракторы, в очередности от второго, следующего за коренным, к последнему трактору. Движение тракторов начинается по команде. Для предотвращения возможных повреждений все изменения хода следует выполнять плавно, без резких рывков и торможений.
После сцепки тяговых тракторов с кабелеукладчиком и заглубления ножа необходимо подготовить барабан с кабелем к размотке. Барабан может быть размещен на кабельном транспортере или на платформе грузового автомобиля, двигающегося в составе механизированной колонны.
В качестве кабельного транспортера используют кабельные тележки ТК-5 или КУ-22, на которые в полевых условиях устанавливают кабельные барабаны с помощью самоходного автокрана, о беспечи в а ющего подъем кабельного барабана. Кроме того, применяют кабельные транспортеры ТКБ6 или ТКБ10, оснащенные грузоподъемными механизмами, для погрузки и выгрузки кабельных барабанов. Погрузка и выгрузка кабельных барабанов, выполняемая на трассе, составляет до 40 % общих трудозатрат на прокладку кабелей с помощью ножевого кабелеукладчика. Снижения трудозатрат достигают использованием в составе механизированной колонны вместо прицепной кабельной тележки грузового автомобиля высокой проходимости. На платформе грузового автомобиля (например,《Урал-375》)устанавливают инвентарные приспособления, подобные кабельным домкратам, на которых транспортируют кабельные барабаны, и затем с этого же автомобиля раскатывают кабель. Автомобиль двигается в створе с кабелеукладчиком на жесткой сцепке, обеспечивающей совпадение скоростей перемещения. При этом кабель, сматываемый с вращающегося барабана, поступает в кассету кабелеукладчика.
Использование в составе механизированной колонны второго грузового автомобиля обеспечивает возможность прокладки в непрерывном режиме. Если второй ав-
томобиль, так же как и первый, имеет на платформе инвентарные приспособления для установки и размотки барабанов с кабелем, то отпадает необходимость перегрузки кабельных барабанов с автомобиля на кабельную тележку, для чего требуется постоянно держать на трассе автомобильный кран. Вполне очевидно, что замена кабельной тележки грузовым автомобилем повышенной проходимости позволяет значительно увеличить производительность прокладки кабелей механизированной колонной и не применять в составе кабелеукладочной техники автомобильного крана.
До начала прокладки конец кабеля, заведенный в кассету кабелеукладчика, должен быть неподвижно закреплен на дне котлована или приямка для заглубления кабелеукладочного ножа, где также размещается динамометр для контроля усилия тяжения кабеля (рис. 2).
Кабель, поступающий в кассету с разматываемого кабельного барабана, должен иметь на входе запас слабины не менее половины длины витка на барабане. В дальнейшем при движении кабелеукладчика эта слабина должна быть несколько меньше, однако поддерживаться она должна постоянно. Скорость размотки кабеля с барабана оператор кабелеукладчика регулирует и поддерживает равной скорости движения механизированной колонны. Прокладываемый кабель входит в кассету свободно, оставаясь ненатянутым. Контроль за глубиной прокладки оператор кабелеукладчика выполняет постоянно при движении механизированной колонны. Оператор следит за заглублением ножа по красной контрольной линии, нанесенной на наружной боковой поверхности ножа.
Все маневры механизированной колонны совершаются по общей команде, плавно, без резких рывков и торможений, что является гарантией высокого качества прокладки кабельной линии. Параллельная прокладка одиночных кабельных линий выполняется на расстоянии не менее 1 м одна от другой.
Переходы через действующие кабельные линии и подземные коммуникации совершают с поднятым кабелеукладочным ножом, без остановки движения механизированной колонны. В местах пересечения с подземными коммуникациями прокладываемый кабель доуглубляют с соблюдением соответствующих мер предосторожности, 24
Доуглубленный участок проложенного кабеля на участке пересечения защищают металлическим коробом из двух раздельных стальных профилей (швеллеров или уголков).
Конец строительной длины прокладываемого кабеля соединяют с концом кабеля на кабельном барабане, подлежащем размотке, внахлест на длине не менее 3,5 м. При этом конец проложенного кабеля располагается сверху кабелеукладчика и подматывается смоляной лентой на длине не менее 80 см (рис. 3). Концы
Рис. 3. Соединение концов строительных длин прокладываемых кабелей:
/ — подмотка из смоляной ленты
кабельной смоляной ленты при соединении необходимо изогнуть по радиусу, равному радиусу кривизны кассеты, чем достигается частичное снижение растягивающих усилий сопротивления перемещению кабеля при прохождении кассеты.
Места стыковки строительных длин кабелей (места установки соединительных муфт) обозначают на местности временными реперами (вешками, столбиками и т. п.).
Котлован под монтаж соединительной муфты должен иметь размеры в плане 2,5X1,5 м и располагаться по одну сторону от проложенного кабеля с тем, чтобы обеспечить условия для механизированного рытья котлована с помощью землеройной машины. Кабель отрывают вручную с соблюдением мер предосторожности во избежание возможных повреждений.
Важной задачей является точное фиксирование мест стыковки концов кабеля. Возможно, более точное обозначение мест рытья котлованов для монтажа соедини-
тельных муфт значительно сократит затраты времени на монтаж кабельной линии.
Следует соблюдать особую осторожность при работе на участках пересечений с ранее проложенными кабельными линиями или подземными коммуникациями. Рекомендуется выглублять кабелеукладочный нож на расстоянии не менее 5 м от места пересечения с подземными сооружениями, которые должны быть обойдены. При прокладке кабеля необходимо правильно рассчитывать точки установки муфт, где предстоит рытье котлованов, избегая труднодоступных мест (в болотах, оврагах и т. п.)
Одним из требований, предъявляемых к бестраншейной прокладке, является необходимость выравнивания н уплотнения грунта на всей длине трассы, что обеспечивается приспособлениями, предусмотренными в конструкции кабелеукладчика, или выполняется бульдозером, имеющимся в составе механизированной колонны.
Обслуживание кабелеукладочного ножа при прокладке кабеля сводится к его периодической очистке от засорений.
При прокладке кабеля кабелеукладчиком непрерывно контролируется глубина заложения кабеля по контрольной линии 5 шириной 100 мм, нанесенной на кабелеукладочном ноже на расстоянии 1200 мм от носка ножа (см. рис. 2). При выявлении отклонений от нормальной глубины заложения кабеля колонна должна быть немедленно остановлена. Прокладка может быть продолжена только после устранения причин, вызвавших отклонение от заданной глубины. Место недостаточного заглубления кабеля (менее 0,9 м) отмечают вешкой и укладывают его на проектную глубину вручную.
Для защиты от случайных механических повреждений прокладываемого кабеля существует контроль усилия тяжения, который рекомендуется осуществлять в начале прокладки.
Усилия тяжения контролируют динамометром, один конец которого крепится в грунте металлическим стержнем, другой присоединяется к зажиму или проволочному чулку, надетому поверх наружного покрова конца кабеля (рис. 2). Показание динамометра для силовых кабелей с медными и алюминиевыми жилами в алюминиевой или свинцовой оболочке не должно превышать 1,5 кН. Для установки контрольного динамометра подготовляют котлован в виде приямка размерами 2000X 26
X800X 1100 мм, который располагают симметрично оси прокладки кабеля. Как показывает многолетняя практика, при прокладке ножевыми кабелеукладчиками усилия тяжения кабеля не превышают 0,5——1,5 кН, при этом в момент трогания с места усилия составляли не более 1,5 кН, а при установившемся движении на ходу механизированной колонны эти усилия не превышают 0,5——0,7 кН. Обследования смонтированных кабельных линий, проложенных с помощью кабелеукладчика ножевого типа, позволили установить при осмотре котлованов, вырытых в местах расположения кабельных муфт со средней частотой два — четыре котлована на 1 км длины трассы, что колебания глубины залегания не превышают 5——6 % номинальной. Обследования уложенных в земле соединенных (связанных) концов кабелей, прошедших кассету ножа, что является наиболее сложным элементом прокладки, не выявили ни одного повреждения кабеля, разрыва изоляции,' разрушения брони или защитных покровов.
Рассмотрим особенности прокладки в различных грунтовых условиях. При прокладке кабеля ножевыми кабелеукладчиками в грунтах I—III категорий достаточно тягового усилия трех——пяти тракторов (100 кН), например Т-100М., один из которых должен быть гидро- фицирован для подачи рабочей жидкости в силовые гидроцилиндры, установленные на кабелеукладчике. При необходимости увеличения тягового усилия тракторов в отдельных местах к ним подключают бульдозер.
Прокладка кабеля через болота допускается при глубине залегания торфяного слоя не более 1 м с укладкой кабеля на твердом грунте. Через нетопкие (проходимые) болота кабель прокладывают так же, как и в грунтах I——III категорий. Через топкие болота шириной до 1000 м кабель прокладывают с помощью длинного каната, перекинутого через болото. В качестве тяги используют сцеп тракторов, один из которых оснащен гидравлической станцией, или специальную тяговую лебедку ЛТ-140, смонтированную на тракторе Т-140 и обладающую тяговым усилием 200—600 кН и канатремкостью 100 м.
Через водные преграды кабель прокладывают в местах, определенных проектом. На местности трассу перехода обозначают вешками, установленными вне рабочей зоны в 3—4 м от оси трассы с двух сторон. Через не-
большие реки, ручьи, оросительные каналы и т. п. при глубине воды 1—1,5 м, ширине зеркала до 25 м кабель прокладывают с ходу обычной механизированной колонной. При глубине воды более 1,5 м и ширине зеркала более 25 м для прокладки кабеля используют длинный канат и сцеп тракторов или тракторную лебедку ЛТ-140. Перед прокладкой понтонные отсеки кабелеукладчика заполняют водой, а на носу и корме устанавливают две мерные рейки, длину которых выбирают в зависимости от глубины водной преграды.
Через глубоководные преграды кабель прокладывают в следующем порядке: сначала переходят кабеле- укладчиком вхолостую (т. е. без кабеля) по створу перехода для выявления препятствий, затем предварительно пропарывают по стволу перехода для устранения препятствий на полную глубину залегания кабеля и после этого производят прокладку кабеля.
Для обеспечения обратного хода (вытаскивания) ка- белеукладчика на берегу, где он установлен, оставляют один-два трактора, соединенных канатом достаточной длины с кабелеукладчиком. Тракторная лебедка должна быть надежно заякорена, а тяговые трактора соединены в колонну сцепкой. Тяговый канат перетаскивают через водную преграду трактором или тракторной лебедкой с помощью вспомогательного каната, предварительно перетянутого через преграду.
При встрече ножа кабелеукладчика с непреодолимыми препятствиями при предварительной пропорке кабе- леукладчик извлекают в исходное положение и проходку переносят параллельно пер во начальной на несколько метров.
Технология прокладки кабелей бестраншейным способом с применением вибрационных кабелеукладчиков существенно не отличается от прокладки кабелеукладчиком с пассивным рабочим органом. Вибрационные ка- белеукладчики позволяют прокладывать кабели на глубине 0,9—1,2 м в грунтах I—IV категорий, а также на переходах через заболоченные участки и овраги. Отмечая повышенную маневренность кабелеукладчиков, обеспечивающую возможность использования их на территориях современных крупных промышленных объектов и вблизи городов, следует тем не менее указать недостатки, ограничивающие их применение. Вибрационный кабелеукладчик не разрешено применять на кабельных
трассах, где имеются пересечения с различными подземными инженерными коммуникациями, заложенными на глубину не менее 1,5 м (кабели связи, кабель высокого напряжения, трубопроводы и т. п.); на участках с лесистой местностью, со щебеночным и каменистыми грунтами IV и V категорий.
При выборе кабельной трассы необходимо иметь в виду, что спуски к рекам и оврагам, а также выходы из них должны иметь угол уклона не более 20 °.
Прокладку начинают с заглубления кабелеукладочного ножа способом, соответствующим инструкции по эксплуатации кабелеукладчика. Если грунты на трассе увлажнены и условия сцепления гусениц трактора ухудшаются, то в помощь кабелеукладчику дополнительно используют трактор, оборудованный ходоумень- шителем. Глубину укладки кабеля у стан авливают, при-
Рис. 4. Кабелеукладчик с вибрационным рабочим органом в сцепе с грузовым автомобилем
меняя сменный кабелеукладочный нож. Кабельный барабан устанавливают на переднем навесном оборудовании кабелеукладчика или на платформе грузового автомобиля, связанного с кабелеукладчиком жесткой сцепкой. При прокладке кабеля с использованием грузового автомобиля типа «Урал-375» для сокращения времени погрузочно-разгрузочных работ рационально размещать на платформе один (или более) барабан с кабелем (рис. 4). Барабаны устанавливают на инвентарных устройствах, обеспечивающих транспортировку барабанов, раскатку с них кабеля и подачу его по валкам, размещенным на кабине автомобиля, в кассету кабелеукладчика.
wwТаблица 3
w
w
Машины и механизмы
Марка (индекс)
Трассы прокладки
需
雷
Трактор
Тт100М
4
6
3
Трактор
Т-ЮОМБГ
1
1
—
—
—
Трактор
Т-100МБ
—
5
—
—
—
—
Бульдозер
ДЛ93А
1
1
1
2
1
1
—
Корчеватель
Д-513А
—
—
3
1
—
Трактор трелевочный
ТГ-4
—■
—
—
—
i
Тракторная лебедка
ЛТ-140
—■
1
—
1
Кабельный транспортер
КТ-2
2
1
1
1
1
—
—
Ка белеукладчик
КУ-150Б
1
—
—
—
Ка белеукл адчик
КУ-Б-3
—
1
—
—
—
Ка белеукладчик
КУ-120Е
1
—
—
—
Траншеезасыпщик прицепной
ТЭ-2Б
1
1
—
—
—
—
—
Ка белеукладчик
КУ-Г-3
—
—
1
1
—
—
Кран тракторный
КТС-53
—
1
—
1
—
—
—
Автокран грузоподъемностью 6,3 т
К-64
1
—
1
—
—
—
Автокран грузоподъемностью 10 т
К-10-15
1
1
1
1
1
1
—
1 -1 -1 - - - - - - - 11 - - -10-
12 --
1 - 2 -11 - 114 一 1 1 1 - 1 - - 1 3 2 - 1
11112 二 --11 - 111 - 一一一 3 2 11
-12 - 1 - - W - - 42
1 一 - - - - 一 1 11 - - - - - 321 -
2 1 1 - 32 - - - - - - 1 11- - - - - 3 2 1
Автомобиль
Автомобиль Бензовоз Вездеход
ЗПЛ-131,
ЗИЛ-157
ГАЗ-66, ГАЗ-51
АЦ-4-157
АТЛ-5
Прицеп
2П-4
Прицеп для ГСМ
2П-4 ГСМ
Кабельный транспортер
КУ-22r
Экскаватор
3,302-В
Экскаватор
Э-153
Экскаватор
ЭТЦ-161
Компрессор
ЗИФ-155
Роторный экскаватор
ЭТР-131
Бочка для воды на одно
—
осном прицепе
Сварочный агрегат
АСБ-300
Электроста нция
АБ-2
Пропорщик грунта
ПГ-1
Контурная машина или
МСКЗ-2,
вибромолот
ВМ-3
Перфоратор
ПП-1
Бензопила
«Дружба»
Гидробур БГ-3 или ма
КМ-143М
шина прокола грунта
Фургон жилой
6X48
Фургон-склад
ФХ-17
Фургон-сушилка
ФХ-20
Тракторная таровая ма
БМ-Л,5
шина
Авторемлетучка
ПАРМ-1
Перед прокладкой конец кабеля, выходящего из канала кассеты на 1,5 м, прикрепляют к стержню, заглубленному в дне котлована на 0,5—0,7 м. Постоянство глубины прокладки обеспечивается касанием колес трамбовате- ля о грунт, достигаемым при заглублении кабелеукладочного ножа. Движение кабелеукладчика начинают со скоростью, обеспечивающей необходимое тяговое усилие. При всех схемах прокладки вращение кабельного барабана осуществляется принудительно при постоянном контроле размотки кабеля и прохождения его по валковым устройствам до входа в кассету. При этом необходимый запас длины кабеля на входе в кассету должен составлять 0,5—1 м. При размещении кабельного барабана на переднем навесном оборудовании кабелеукладчика соответствие скоростей подачи кабеля в кассету и движения трактора обеспечивается ручной регулировкой скорости вращения механизма размотки кабельного барабана. При прокладке кабеля один член экипажа через специальный люк в кабине трактора визуально контролирует целость прокладываемого кабеля. При выявлении случайных отклонений от нормальной глубины заложения кабеля прокладку приостанавливают.
Современные вибрационные кабелеукладчики позволяют успешно прокладывать кабели в мерзлых грунтах и на болотистых трассах.
Вибрационным кабелеукладчиком кабели прокладывает экипаж из двух человек. Механик-водитель управляет трактором и механизмами кабелеукладчика, в том числе механизмом размотки, обеспечивает движение по заданной трассе. Помощник механика — оператор находится в кабине у люка и контролирует размотку кабельного барабана, состояние оболочки кабеля, глубину укладки по отметке на ноже кабелеукладчика, свободный запас кабеля до входа в кассету.
При прокладке кабеля с использованием грузового автомобиля для транспортировки по кабельной трассе барабанов с кабелем в состав бригады входят дополнительно два монтажника, обеспечивающие принудительную размотку барабанов.
Комплектация механизированных колонн для бестраншейной прокладки кабелей на различных трассах с помощью кабелеукладчиков приведена в табл. 3.
ПРОКЛАДКА КАБЕЛЕЙ В МЕРЗЛЫХ
И СКАЛЬНЫХ ГРУНТАХ
С целью продления сезона кабелеукладочных работ ведется прокладка кабелей с начала зимы, когда грунт промерзает не более чем на 0,2—0,3 м, а температура окружающего воздуха не ниже —10 ℃. При таких условиях перед прокладкой кабелей мерзлый слой грунта многократно пропарывают с помощью пропорщика или кабеле)^кладчика с пропорочным ножом. Количество проходов пропорщика зависит от состава грунта и степени его промерзания. После пропорки трассы кабели прокладывает обычная кабелеукладочная колонна.
В случае промерзания грунта на глубину более 30 см кабели прокладывают в траншее, заранее вырытой роторными экскаваторами. Траншеи в мерзлых грунтах роют также дискофрезерными машинами с приводом от вала отбора мощности трактора. При температуре окружающего воздуха ниже —10 ℃ кабель перед прокладкой следует предварительно отогреть.
Оттаивание грунта в районах вечной мерзлоты протекает очень медленно, из-за чего период прокладки кабеля ножевыми кабеле^^кладчиками непродолжительный (2—3 мес в году). Увеличение сезона кабелеукладочных работ иногда достигается за счет многократной пропорки трассы с помощью прицепных пропорщиков или кабелеукладчиков, оборудованных пропорочными ножами. Предварительная пропорка трассы наиболее эффективна при использовании рыхлителей мерзлых грунтов и горных пород, смонтированных на базе мощных гусеничных тракторов тягового класса не менее 150 кН.
В районах вечной мерзлоты следует внимательно следить за сохранением дернового и мохового покровов, нарушение которых может повлечь за собой ухудшение условий проходимости н нежелательные изменения теплового режима грунта. По этим же причинам работы по вырубке лесных просек при подготовке трассы рекомен- дуется производить до оттаивания грунта. Условия производства работ значительно улучшаются при использовании самоходных строительных и транспортных машин повышенной проходимости.
На участках трассы, где глубина сезоннооттаиваю- щего слоя грунта меньше требуемой глубины заложения кабеля, а также в низинах на участках, непроходимых в
период оттаивания грунта, рекомендуется прокладывать кабели ранней весной или поздней осенью, когда деятельный (сезоннооттаивающий) слой грунта находится в мерзлом состоянии, а температура воздуха достаточно высока для производства кабельных работ.
На отдельных участках кабельной трассы, где не могут использоваться кабелеукладчики, особенно при работах в городских условиях, для разработки прочных грунтов (мерзлых и скальных) применяется рыхление пневматическими и электрическими отбойными молот* ками.
При разработке мерзлых грунтов в населенных пунктах применяют различные способы оттаивания грунта. Наиболее распространенным является оттаивание при сжигании различного твердого и жидкого топлива (дров, угля, отходов дизельного топлива, мазута и т.п.). При этом используются металлические секционные короба, которыми накрывается зона оттаивания вдоль трассы. Для интенсивного сгорания твердого топлива применяются специальные воздухонагнетательные устройства и вытяжные трубы. Жидкое топливо можно наиболее эффективно использовать, сжигая его в форсунках, встроенных в защитные короба. При этом температура достигает 1 000 °C и за счет тяги тепло эффективно прогревает грунт. Оттаивать грунт можно также разогретым до высокой температуры (200 °C и выше) песком, шлаком или другим сыпучим материалом, который вывозится на трассу в разогретом состоянии и рассыпается вдоль будущей траншеи. Для оттаивания грунта можно использовать также горячую воду или пар, которые через специально пробуренные скважины подаются в грунт и отогревают его.
В некоторых случаях эффективным может оказаться разогрев грунта электротоком, который пропускают через грунт с помощью ввинченных в него электродов или через специальные электронагревательные элементы, укладываемые на поверхности грунта.
Достаточно эффективным и дешевым способом сохранения грунта от промерзания при заранее планируемых работах в зимнее время является тепловая защита поверхности грунта на трассе работ. Для тепловой защиты применяют опилки или стекловату. При наличии рано выпавшего снега в качестве тепловой изоляции может применяться толстый слой снега, который сгреба-
ется над будущей траншеей или завозится специально и предотвращает промерзание грунта.
При проведении работ по прогреву грунта в пунктах, где имеются подземные сооружения, следует соблюдать правила безопасности и обеспечить сохранность этих сооружений.
Разработка скальных грунтов при относительно невысокой твердости породы и выветренной трещиноватой структуре поверхности грунта может казаться менее трудоемкой, чем мерзлых. В этом случае хороший эффект дает пропорка грунта на заданную глубину за один или несколько проходов.
В скальных грунтах требуемая глубина заложения кабеля составляет 0,5 м, и при трещиноватой структуре грунта возможно его расклинивание специальными пропорочными ножами, (например, НП-2), устанавливаемыми на кабелеукладчики вместо обычных ножей или на специальные пропорщики трасс, а иногда и обычными ножами кабелеукладчиков.
В районах со скальным грунтом перед прокладкой кабелей должна проводиться специальная разведка трассы и разрабатываться технологическая карта проведения работ.
Разработка траншей резко усложняется при наличии на трассе крупных валунов, монолитных скальных пород. В этом случае может применяться малопроизводительная разработка отбоймыми молотками или взрывное разрушение грунта.
Использование взрывного метода ограничено из-за опасности работ, наличия сильного шума и сотрясения окружающего грунта, что в горах, например, может привести к сходу лавины. Этот метод с успехом применяется при сооружении кабельных магистралей в малонаселенных районах. Наиболее эффективно применение шпурового метода, когда разрабатываются отбойными молотками через каждые 0,5—1 м шпуры, в которые после очистки вводится и взрывается взрывчатое вещество, что приводит к образованию разрыхленной линейной выемки. Затем разрыхленный скальный грунт может пропарываться для обеспечения по всей длине заданной глубины разработки и после этого может укладываться кабель. Недостатком взрывного метода является разброс грунта при взрыве, что иногда осложняет засыпку траншеи.
При взрывном шпуровом методе разработки прочных грунтов на глубину прокладки кабелей опасной зоной разброски грунта считается зона в радиусе до 100 м. Для уменьшения разброски грунта применяют деревянные или металлические щиты шириной 1,5—2 м.
Для работ на скальных участках трассы должны создаваться специальные механизированные колонны. Перспективным для разработки скальных и мерзлых грунтов является применение рыхлителей ударного действия, однако в настоящее время еще не разработаны надежные промышленные образцы этих рыхлителей.
КОНТРОЛЬ ЗА БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКОЙ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
Контроль за прокладкой, как правило, начинается еще до начала работ с анализа рабочей документации проекта кабельных линий с позиций технико-экономической целесообразности применения бестраншейного способа на всех участках трассы, определения суммарной длины выбранных участков кабельных трасс. Участки трассы, на которых прокладка будет осуществляться бестраншейным способом, должны быть заранее разбиты на местности и обозначены отличительными вешками, тщательно обследованы в местах пересечения кабельной трассы с действующими кабельными линиями и подземными коммуникациями. Барабаны с кабелем, подлежащим укладке, должны быть до начала работ сосредоточены на одной площадке и испытаны в соответствии с техническими нормами. На этом этапе контроля целесообразно выполнить подбор кабельных барабанов таким образом, чтобы строительные длины использовались полностью, без разрезания. Контролю подлежит также готовность механизированной колонны к работе и, прежде всего, укомплектованность техникой, личным составом, материалами с таким расчетом, чтобы рытье котлованов под соединительные муфты и места связки концов кабелей и укладка концов кабелей в котлованы выполнялись сразу за прохождением механизированной колонны в том же темпе.
При прокладке кабелей одной из основных задач контроля за соблюдением технологического режима является наблюдение за постоянством требуемого запаса слабины кабеля на входе в кассету. Перед входом в кас-
сету кабель должен образовать дугообразный напуск и свободно, не спрямляясь, опускаться по желобу кассеты, не испытывая усилий натяжения. В аварийном случае, если, например, по каким-либо причинам принудительное вращение кабельного барабана прекратится и, более того, барабан будет заторможен полностью от поворота на оси, кабель, уложенный в земле, начнет перемещаться вместе с кабелеукладчиком короткое время до команды оператора. Прочность кабеля в этом случае не будет нарушена, так как сопротивление перемещению наиболее тяжелого из прокладываемых кабелей длиной до 600—700 м всегда остается меньше допустимого усилия растяжения по действующим нормам.
Важным контролируемым параметром прокладки является постоянство глубины заложения кабеля, а также точное фиксирование мест расположения связанных концов кабеля, ушедших в землю.
МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТРАНШЕЙ
ПОД КАБЕЛИ
Траншеи, как правило, роют механизированным способом. При вскрытии дорожных покрытий и при разработке прочного грунта вблизи действующих подземных сооружений применяют отбойные молотки (ОМПС-5, МО-бк) и пневматические ломы (СЛП-2). Только в исключительных случаях, когда требуется особая осторожность, применяют лопаты и кирки.
Основной объем работ по рытью траншей выполняют одноковшовыми, цепными и роторными экскаваторами.
При разработке траншей в грунтах I—IV категорий применяют одноковшовые экскаваторы общего назначения (табл. 4).
Широкое распространение получили траншейные цепные экскаваторы ЭТЦ-161, ЭТЦ-163 (табл. 5).
Для разработки траншей прямоугольного сечения в грунтах I——IV категорий применяют траншейный роторный экскаватор ЭТР-141, рабочий орган которого выполнен в виде полуприцепа с пневмокатком к трактору Т-74. Ротор экскаватора имеет по периметру ковши. Внутри ротора расположен транспортер. Грунт, разрабатываемый ковшами, подается на транспортер и ссыпается сбоку траншеи.
Таблица 4
Параметры
Тип экскаватора
ЭО-2021А
Э-302Б
Э-652Б
Емкость ковша, м3
0,25
0,4
0,65
Наибольшая глубина копа-
3
4
5,8
НИЯ, м
5
5.9
Наибольший радиус копа-
7,8
ння, м
Скорость передвижения, км/ч
2,1—19
До 15,4
1,7—3
Мощность двигателя, кВт
44
36
До 60
Габариты, мм;
длина
6480
4140
4990
ширина
2200
2688
2880
высота
3900
3130
3590
Масса, кг
5700
11 700
21200
Другой модификацией роторного экскаватора с по- луприцепным ротором является экскаватор ЭТР-61 к трактору Т-74-С9, предназначенный для рытья траншей под кабели, трубы и другие устройства в грунтах до IV категории, а также в сезоннопромерзающих на глу-
Таблица 5
Параметры
Тип экскаватора
ЭТЦ-161
ЭТЦ-163
Ширина траншеи, мм
200, 400
250
Наибольшая глубина тран-
1600
1700
шеи, мм
Наибольшая производитель-
400
450
ность, м/ч Масса, кг
4700
4880
бину до 0,7 м грунтах. Привод ротора экскаватора ЭТР-61 осуществляется от вала отбора мощности трактора. Транспортер, отводящий грунт, может быть повернут влево или вправо. Заглубление и выглубление рабочего органа осуществляется плавно гидрофицированным устройством. Опорное пневмоколесо полунавесного рабочего органа сделано поворотным, что облегчает маневрирование экскаватора. Дно траншеи зачищается специальным скребком, установленным между ротором и опорным колесом.
Для рытья траншей в талых н мерзлых грунтах может применяться траншейный роторный экскаватор БТМ-ТМГ. Ротор приводится в действие от дизельного двигателя базового тягача БТМ. Рабочий орган переводится в рабочее и транспортное положения лебедкой. Передвижение экскаватора в работе может осуществляться как от механической, так и от гидравлической трансмиссии, что позволяет получать оптимальную производительность при работе на грунтах различной категории сложности. Грунт отбрасывается в сторону двумя лопастными метателями. Для ограничения дальности метания имеются отражатели. Для зачистки дна траншеи имеется башмак, расположенный сзади ротора. На
Рис. 5. Экскаватор ЭТР432Б
раме экскаватора установлены откосообразователи в виде ножей-отвалов.
Экскаватор БТМ-ТМГ отличается мобильностью, маневренностью, имеет большой диапазон скоростей, возможностью применения бесступенчатой гидротрансмис- спи, что делает его высокопроизводительным механизмом. Недостатком является значительная сложность конструкции. ，
Специализированными роторными экскаваторами для рытья траншей в прочных грунтах являются экскаваторы ЭТР-132Б и ЭТР-134.
Экскаватор ЭТР-132Б (рис. 5) имеет полуприцепное
рабочее' оборудование с трактором Т-180Г. Рабочий орган дискофрезерного типа приводится в действие от ва・ 刀а отбора мощности трактора. Управление всеми механизмами осуществляется из кабины трактора. Рабочий орган поднимается в транспортное и опускается в рабочее положение двумя гидроцилиндрами. Грунт отваливается на обе стороны траншеи. Дно траншеи подчища- ется башмаком. При необходимости сзади фрезы может устанавливаться кабельная кассета, что позволяет одновременно с разработкой траншеи укладывать кабели. Экскаватор роет траншею на глубину до 1,3 м шириной 0,27 м. Фреза имеет двенадцать зубьев, снабженных твердосплавными вставками. Рабочая скорость передвижения 10——0,8 км/ч, транспортная — до 12 км/ч, масса экскаватора 25 600 кг.
% Разработка прочных грунтов достаточно эффективно ведется машинами с баровыми цепями. В табл. 6 даны
Т а б л и ц а 6
Параметры
Тип машины
ЭТУ-353
ВМ-РМГ-1
Максимальная глубина прорезаемой щелн, м
2
2
Ширина щели, мм
140
140
Привод подъема рабочих орга-
Канатный
Гндравличес-
нов
кий
Число рабочих цилиндров Габариты, мм:
—
2
длина
6500
7220
ширина
2680
2460
высота
3460
3060
Масса, кг
11 320
14 900
йекоторые параметры двухбаровых машин ЭТУ-353 и БМ-РМГ-1 с приводом рабочих органов от вала отбора мощности базового трактора.
Для разработки уплотненного и смерзшегося грунта при необходимости прокладки кабелей электроснабжения в теле земляного полотна может применяться траншеекопатель типа ТКТС-2 на базе железнодорожной^ дрезины ДГКу.
Специальная технология работ по прокладке кабелей в прочных грунтах применяется при образовании тран-
шей путем рыхления. После рыхления грунта на трассе кабели прокладывают, как правило, бестраншейным способом с помощью кабелеукладывающего ножа, но в некоторых случаях взрыхленный грунт вынимают экскаватором и траншею дорабатывают до необходимых размеров.
Современные рыхлители подразделяются на пассивные, производящие рыхление за счет тягового усилия тягача, и активные, у которых рабочий орган интенсифицирован ударными импульсами, вибрацией, газодинамическими воздействиями и т. п.
Пассивные рыхлители подразделяются на рыхлители с базовым тягачом навесные, полуприцепные и прицепные. Наибольшее распространение получили обладающие высокой маневренностью и мобильностью навесные рыхлители.
На рис. 6 показаны наиболее типичные схемы навесных рыхлителей. Рабочие органы пассивных рыхлителей (рыхлительные зубья) имеют различный вид (рис. 7).
Рис. 6. Схемы навесных пассивных рыхлителей
Рис. 7. Рыхлительные зубья
Зубья бывают прямые (рис. 7, а) или изогнутые (рнс. 7, б). Большую роль играет форма и износостойкость носка. На рис. 7, 6 показаны наиболее часто встречающиеся формы носков. Носки выполняются съемными
и могут быть заменены при износе. Угол резания носков зубьев составляет 30——50°. Зубья могут крепиться жестко или шарнирно. При шарнирном креплении зубьев снижаются динамические нагрузки, действующие на ба- • зовый тягач, за счет изменения значения силы тягового сопротивления при рыхлении. Поэтому шарнирное крепление предпочтительно при рыхлении трещиноватых скальных грунтов и грунтов, засоренных крупными валунами.
Для глубокого линейного рыхления, которое требуется при образовании траншей, целесообразнее применять жестко закрепленные зубья, что позволяет получить более ровную траншею.
На рис. 8 показан полуприцепной специализированный рыхлитель траншей под кабели ПГЗ-2В, который в практике строительства называется пропорщиком. Этот пропорщик может не только рыхлить прочные грунты, очищать трассы от корневищ, камней, но и прокладывать провода грозозащиты.
В строительстве кабельных линий применяются навесные бульдозеры-рыхлители (Д-711 С, ДЗ-90С) на базе промышленных тракторов Т-180 и Т-130 и специализированный мощный рыхлитель Д-652АС с бульдозером Д-572 на базе дизель-электрического трактора ДЭТ-250. Для рыхления траншеи на рыхлителе устанавливается один зуб.
Рис. 9. Микротраншеекопатель МТК-2
При сооружении кабельных линий часть работ приходится вести в стесненных условиях, где применение общестроительной техники крайне затруднено или вообще невозможно. Так приходится работать на подходах к служебно-техническим зданиям и при прокладке коротких концов кабеля местных сетей. Кроме того, часто возникает необходимость прокладки кабелей по болтам, возделанным полям и огородам, где требуется минимальное разрушение поверхностного слоя грунта. В этих случаях для механизации работ требуется малогабаритная легкая техника, которая может быть доставлена к месту работ перекатыванием и переноской.
В настоящее время проблема механизации работ в стесненных условиях решается внедрением малогабаритных легких траншеекопателей и переносных кабелеукладчиков. Для этого в Минтрансстрое разработаны две модификации микротраншеекопателя: МТК-1 на базе мотороллерного двигателя Т-200 и МТК-2 на базе двигателя общего назначения УД-25 (рис. 9).
Обе модификации машины по устройству не имеют принципиальных различий. Микротраншеекопатель смонтирован на раме, имеет трехколесную ходовую систему. Два пневмоколеса расположены на общей оси, третье ——меньшего диаметра выполнено поворотным на вертикальной оси. Рабочий орган представляет собой
баровую цепь, установленную на телескопической трубчатой балке, которую можно отрегулировать с помощью винтового механизма для установки и натяжения цепи. Имеются ведущая и опорные звездочки. Чтобы предотвратить попадание между звездочками и цепью твердых включений из грунта, перед звездочками со стороны набегающей ветви цепи установлены ребра-отсекатели. Натяжение цепи при работе и демпфирование происходят с помощью рессоры с роликом. Грунт от краев траншеи отводится шнеком (или отвалами у машины МТК-1). Баровая цепь опускается винтовым механизмом на глубину до 1 м, который связан тягами через рычажную систему с жестко укрепленным на трубчатой балке рабочего органа рычагом, установленным на валу ведущей звездочки шарнирно (возможен поворот вокруг вала).
Машина перемещается лебедкой, приводимой в действие двигателем, и тросом, закрепленным за анкер. Привод режущей цепи осуществляется с помощью цепных передач, муфты включения и редуктора. Вал лебедки приводится во вращение от вала ведущей звездочки режущей цепи через цепную передачу и редуктор. Трос к барабану лебедки прижимается двумя роликами.
Для предохранения рабочего органа, а также для предотвращения перегрузки троса .лебедки на валу ведущей звездочки режущей цепи и в системе привода лебедки установлены муфты предельного момента.
Ширина траншеи 96 мм. Длина троса лебедки микротраншеекопателя МТК-1—35 м, а МтК-2——20 м. Масса микротраншеекопателя МТК-1—223 кг при длине машины 2520 мм, а МТК-2 — 341 кг при длине 3650 мм. Уменьшение массы и длины микротраншеекопателя МТК-1 упрощает и облегчает работу при использовании его в стесненных условиях. Он создан на базе легкого и компактного двигателя, масса которого вместе с коробкой перемены передач и муфтой сцепления составляет 37 кг. Рама машины пространственная, легкая, из труб» в машине использованы облегченные элементы крепления осей колес и коробчатые кронштейны звездочек. Однако двигатель Т-200 более дефицитен, чем двигатель УД-25.
Микротраншеекопатели можно использовать и для работы в грунтах с каменистыми включениями (щебень вблизи железнодорожных путей) и строительным мусо-
ром (насыпные грунты на подходах к зданиям). В этих случаях их комплектуют баровыми цепями с режущими зубьями изогнутой формы из износостойкой стали 65r. Во всех случаях в качестве несущей используют цепь общего назначения ПР38,1-12700. Можно применять зубья простой пластинчатой формы, изготовление которых не требует штамповочного оборудования. Для грунтов со значительными твердыми включениями используют зубья с твердыми износостойкими вставками (пластины типов ТК, ВК).
Микротраншеекопатель доставляют на строительство на любом транспорте. Двое рабочих выгружают его из кузова автомобиля по пандусам (наклонным балкам) без кранового оборудования с помощью каната, перекинутого через блок, закрепленный в кузове. Далее машину перекатыванием доставляют к месту работы.
При рытье траншеи машину обслуживает один рабочий. Машина идет по трассе устойчиво, поэтому в большинстве случаев участие рабочего в управлении не требуется.
Для засыпки траншеи и планировки грунта, разрушенного ножом кабелеукладчика, могут применяться отечественные прицепные (КМ-125, ТЗ-26) и навесные (КМ-149, КМ-156) траншеезасыпщики.
При транспортировке к месту работ траншеезасып- щик КМ-125 устанавливают в транспортное положение на полозья, прицепляют при помощи дышла к трактору и транспортируют. На трассе траншеезасыпщик устанавливают в рабочее положение. Отвалы при движении захватывают разрушенный грунт и выравнивают его, образуя небольшую насыпь по трассе укладки кабеля. Нож устанавливают в щель грунта, разрушенного кабе- леукладчиком; при движении траншеезасыпщика нож направляет его по трассе укладки кабеля. Траншееза- сыпщик работает с трактором типа Т-130.
Траншеезасыпщик КМ-149 (рис. 10) навешивается на трактор Т-130. Он состоит из отвалов I длиной 1200 мм и высотой 700 мм. Отвалы расположены под углом 30° к направлению движения трактора и соединены между собой поперечными балками 12. Дышла /0> жестко связанные с балкой 9, соединяют отвалы засыпщика с кронштейнами //, закрепленными на раме трактора. На балке 9 устанавливают ножи 7, которые за-
крепляют на пальцах 8 и шплинтуют. Ножи устанавливают в тех случаях, когда трасса покрыта дерном или разрушенный грунт имеет большие и затвердевшие глыбы, что не обеспечивает образования над траншеей необходимого валика. Подъем отвалов и перевод засыпщика в транспортное положение производятся лебедкой 6, установленной на тракторе. От лебедки трос 3 идет к раме отвалов через блоки 2 и 5. Управляют ле
Рис. 10. Траншеезасыпщик КМ-149
бедкой из кабины трактора. Все поперечные балки траншеезасыпщика расположены выше форкопа буль- дозера, что исключает их засорение грунтом и корнями. При попадании в отвалы засыпщика корней и других включений его останавливают, поднимают отвалы н очищают. В транспортном положении отвалы поднимают и закрепляют около стоек 4 двумя цепями, что позволяет использовать трактор, передвигающий траншеезасыпщик в сцепе тракторов кабелеукладчика.
Траншеезасыпщик КМ.-156 по конструкции похож на траншеезасыпщик КМ-149.
ПРОКЛАДКА КАБЕЛЕЙ ПОД ДОРОГАМИ
На пересечениях с шоссейными и железными дорогами кабели прокладывают в трубах. Когда прокладка труб открытым способом затруднена или невозможна, применяется бестраншейная прокладка труб способами прокола, продавливания или бурения. Способом прокола создается скважина без удаления грунта, путем его расклинивания и уплотнения. Этот способ применяется для прокладки труб малого диаметра. Способом продавливания скважина образуется при вдавливании в грунт стальной трубы большого диаметра, как правило, с помощью гидравлических или винтовых домкратов с последующей выемкой грунта из полости трубы. Этот способ в основном применяется для прокладки труб большого диаметра. Способом бурения скважина создается при помощи буровых станков или бурового инструмента.
Основной объем работ по проколу горизонтальных скважин выполняют с помощью гидравлического пресса БГ-3 (рис. 11), входящего в комплект машины КМ-170,
Рис. 11. Гидравлический пресс БГ-3
смонтированной на базе автомобиля. В комплект машины КМ-170, кроме пресса БГ-3, входят набор штанг (30 шт.), три расширителя, опорные плиты гидропресса, вспомогательный инструмент и лестница. На раме базового автомобиля смонтированы два насоса типа Н-401 Для подачи масла в гидравлический пресс БГ-3, гидравлический кран грузоподъемностью 500 кг, насос ВНМ-18 для откачки грунтовых и талых вод из котлована н лебедки.
Устройство горизонтальных скважин путем прокола применяют в основном в летнее время. Зимой прокол грунта делают под промерзшим слоем, при этом, чтобы не застыло масло, пресс обогревают. Сначала роют ра~ бочий котлован для установки гидравлического пресса и траншею для отыскания места выхода наконечника штанги. Дно рабочего котлована должно располагаться на 0,5 м ниже оси прокладываемых труб. Стенки котлована крепят с помощью щитов или отдельных досок толщиной 40：—50 мм.
Первый прокол грунта делают наконечником диаметром 56 мм, который ввертывают в первую штангу, установленную на гидробуре БГ-3. После прохода в грунте первой штанги к ней привертывают вторую и т. д. Штанги наращивают до выхода наконечника в траншею с противоположной стороны дороги.
При прокладке асбестоцементных труб скважины расширяют до необходимого диаметра с помощью расширителей. Для этого после выхода в траншею наконечник вместе с первой штангой отвертывают. На резьбовом конце штанги с помощью муфты и опорного фланца навертывают расширитель диаметром 130 мм. При обратном ходе штанги с расширителем диаметр скважины увеличивается до 130 мм. После этого в скважину проталкивают необходимое количество штанг и при выходе первой штанги навертывают на нее расширитель диаметром 170 мм. Так, скважину диаметром 250 мм можно проколоть за пять циклов: 1-й цикл ——прокол диаметром 70 мм; 2-й цикл ——диаметром 130 мм; 3-й цикл —— диаметром 170 мм; 4-й цикл — диаметром 210 мм; 5-й цикл — диаметром 250 мм. Затем в приготовленную скважину вводят асбестоцементные трубы, которые соединяют между собой стальными или полиэтиленовыми муфтами с буртиками для упора стыкуемых труб. После окончания всех работ по затягиванию асбестоцементных труб концы их плотно закрывают пробками. Продолжительность работ по устройству скрытого перехода зависит от его длины, емкости трубного блока и состояния грунта.
При устройстве скважин можно также пользоваться реверсивными пневматическими пробойниками типов ИП-4603 (рис. 12) и ИП-4605, предназначенными для пробивания сквозных и глухих горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин в грунтах I—III категорий.
Пневматические пробойники могут быть использованы также для забивки в грунт труб и извлечения их, забивки электродов контуров заземления. Работы с помощью таких пневмопробойников ведутся следующим образом. Цилиндрический с заостренным концом пневмопробойник, перемещаясь в грунте, пробивает скважину. Под действием сжатого воздуха размещенный внутри корпуса пневмопробойника поршень-ударник совершает воз-
Рис. 12. Пневматический пробойник ИП-4603
вратно-поступательное движение и ударяет при этом по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт. Силы трения между наружной поверхностью корпуса и грунтом препятствуют обратному перемещению корпуса.
Пневматические пробойники ИП-4603 и ИП-4605 имеют реверсивное устройство, позволяющее изменять направление ударов ударника на 180°. Это позволяет возвращать при необходимости пневмопробойники назад по пробитой скважине, например при резком изменении направления скважины в результате изменения плотности грунта.
Пневматический пробойник ИП-4603 без расширителя пробивает скважину диаметром 0,13 м, а с расширителем —диаметром до 0,3 м. Пневмопробойник ИП-4605 пробивает скважину соответственно диаметром 0,09 и 0,18 м.
Для ввода пневмопробойника в грунт роют рабочий котлован длиной 1,8——2 м и шириной 1 м. В месте выхода пневмопробойника роют приемный котлован длиной 1,8—2 м, шириной 0,5 м. Глубина рабочего котлована должна соответствовать глубине заложения скважины, а глубина приемного должна быть на 0,5 м больше глубины входного. Чтобы избежать существенного отклонения скважины, пневмопробойник ориентируют в задан-
ном направлении. При небольшой длине прокола достаточная точность ориентирования (прицеливания) пневмопробойника может быть достигнута с помощью простейших приспособлений — уровня, отвеса и шнура, натянутого на колышках параллельно оси скважины.
При приближении пневмопробойника к ранее пробитой скважине на расстояние менее двух-трех его диаметров пневмопробойник обязательно поворачивается в ее сторону и дальше движется по старой скважине. Эта особенность движения пневмопробойника может быть использована при необходимости изменения направления трассы перехода. В этом случае пневмопробойник повторно запускают со стороны приемного котлована. На практике такая необходимость может возникнуть, например, при недопустимо малой глубине выхода пневмопробойника. Кроме того, указанная особенность движения пневмопробойника может быть использована для преднамеренного искривления трассы скважины, например, с целью обхода препятствия.
КЛАССИФИКАЦИЯ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКОВ
К пассивным относятся кабелеукладчики, у которых нож прикреплен неподвижно на раме и прорезает грунт только за счет тягового усилия тягача. Активные кабеле- укладчики снабжены ножами, которые приводятся в колебательное движение, активизируются ударным, газодинамическим и другими способами. Активизация ножей снижает их тяговое сопротивление и тем самым позволяет уменьшить массу тяговых средств, повысить мобильность и проходимость механизированных колонн. В мировой практике до промышленного внедрения на сегодняшний день доведены только вибрационные кабеле- укладчики.
Имется ряд конструкций кабелеукладчиков у нас в стране н за рубежом, нож которых совершает вертикальные колебания. В ^последние годы появились полупри- цепные и прицепные экспериментальные кабелеукладчи- ки с циркуляционно колеблющимся ножом.
Для эффективного решения проблемы комплексной механизации работ по прокладке кабелей на территории нашей страны имеется тенденция использовать кабеле- укладчики в зависимости от рабочих условий, а именно: в грунтах I——IV категорий, в прочных грунтах (скаль-
Магистральн ые
Прицепные
Полуприцепные
Вибра- Пассив-
ционные
ные
Пассивные ивибрационные
Колес- Понтон*
ные
ные
Кабелеукладчики
Самоходные
Пассив-ные
Ударного действия
Ми крокабелеукладчи ки
Вибра- Полупри-
Легкие
ционные
цепные
Самоходные
Прицепныеканатнойтяги
Самоходные
Ударного действия
Пассив-ные
Вибрационные
Пассивные
Вибрационные
Рнс, 13. Классификация бестраншейных кабелеукладчиков
ных и мерзлых), в условиях сплошной заболоченности, на дне небольших рек и водоемов.
В зависимости от типа кабелей и условий строительства кабелеукладчики различают по габаритам, массе, количеству одновременно прокладываемых кабелей и делят на магистральные (тяжелые), легкие и микрока- белеукладчики.
Магистральные кабелеукладчики отличаются большой массой и габаритами, выполняются, как правило, с колесной ходовой системой или в виде понтона-волокуши и предназначаются для прокладки тяжелых кабелей по трассам большой протяженности, через болота и небольшие водные преграды.
Легкие кабелеукладчики бывают навесными (самоходными) и полуприцепными; предназначаются для прокладки кабелей диаметром до 35 мм на трассах небольшой протяженности и в условиях населенных пунктов.
Микрокабелеукладчики бывают прицепными с канатной тягой и самоходными, как правило, с виброножом.
Микрокабелеукладчики с^канатной тягой имеют массу 150—500 кг, легко разбираются и могут быть перенесены по частям или перекатаны вручную на участке работ; предназначаются для прокладки легких кабелей в стесненных условиях. Тяга микрокабелеукладчиков осуществляется автомобильными и тракторными лебедками или тягачом. Самоходные микрокабелеукладчики с виброножом находят широкое распространение за рубежом и выполняются как на колесном, так и на гусеничном ходу.
На рис. 13 показана классификация бестраншейных кабелеукладчиков.
МАГИСТРАЛЬНЫЕ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ
С ПАССИВНЫМИ НОЖАМИ
Прицепные кабелеукладчики- Кабельные магистрали прокладывают в сложных грунтах и различных климатических условиях, встречающихся на территории СССР. Прокладка ведется как в заболоченной, так и в лесистой местностях, в мерзлых и каменистых грунтах. При этом максимально используются серийные ножевые кабелеукладчики. И только там, где кабелеукладчик не в состоянии прорезать грунт даже за несколько проходов, изыскивают другие пути разработки грунта.
Магистральные кабелеукладчики имеют значительную собственную массу и несут на себе большие и тяжелые кабельные барабаны. При полной загрузке масса кабелеукладчика составляет 15——20 т. Такие кабелеукладчики выполняются на многоколесном или гусеничном ходу или на понтоне-волокуше.
Колесный кабелеукладчик КУ-К-ЗМ(Б) (рис. 14) и его модификацию КУ-К-ЗБ применяют при прокладке кабельных магистра-
Рис. 14. Колесный ка белеук л адчик КУ-К-ЗМ(Б)
Рис. 15. Кабелеукладчик КУ-Б-4 на подкатных тележках
лей на глубине 1,2 м, по дну несудоходных рек, по лесным просекам, болотам. Кабелеукладчик является прицепным устройством на пнев- моколесном ходу. Ходовая система трехосная. Передние две оси установлены на балансирной подвеске, что способствует хорошему копированию микрорельефа трассы. Колеса расположены в бортовых нишах понтонного корпуса. Конструкция дышла с винтовой стяжкой позволяет менять высоту сцепной петли в зависимости от высоты расположения сцепного устройства тягача.
Кабелеукладчик КУ-К-ЗМ(Б) может одновременно прокладывать
от одного до четырех кабелей с помощью соответствующей кассеты, имеющей разделительные перегородки. Масса кабелеукладчика 8100 кг. Кабелеукладчик может транспортироваться за грузовым автомобилем. В верхней части корпуса оборудована площадка для рабочих, раскручивающих барабаны при прокладке кабеля.
Для прокладки всех типов кабелей дальней связи на глубину до 1,2 м в тяжелых условиях иногда применяется гусеничный кабелеукладчик КУ-Г-3. Его ходовая часть заимствована у трактора Т-130Б (болотной модификации). Кабелеукладчик имеет корпус понтонного типа, аналогичный корпусу кабелеукладчика КУ-К-ЗМ(Б). После незначительной переделки гусеничный ход может быть заменен на колесный и наоборот.
При прокладке кабелей по болотам применение колесных и гусеничных машин является малоэффективным. В этих случаях целесообразно применять специализированные кабелеукладчики КУ-Б-4 или КУ-20.
На рис. 15 показан кабелеукладчик КУ-Б-4, устанавливаемый для транспортирования на подкатные тележки. Корпус кабелеукладчика выполнен в виде понтона-волокуши с двумя выступами по всей ширине понтона, которые сделаны для уменьшения сопротивления движению на плотных грунтах.
Пропорочный и корнерезный ножи кабелеукладчика КУ-Б-4 такие же, как у кабелеукладчика КУ-К-ЗМ(Б), а кабелеукладочный нож специальный. Кабельные барабаны на кабелеукладчике КУ-Б-4 располагаются значительно ниже, чем на кабелеукладчике КУ-К-ЗМ(Е), что обеспечивает ему хорошую устойчивость. Масса кабелеукладчика 10 200 кг. Удельное давление на грунт 0,15-105 Па. Транспортируется кабелеукладчик КУ-Б-4 на трайлере или подкатных тележках.
Для тяги магистральных ка белеук л адчиков требуется три ——восемь тракторов типа Т-130 при переходе через заболоченные участки, реки, небольшие водоемы. При этом кабелеукладчик устанавливается на одном берегу реки (болота и т. п.), а трактор — на другом, и при помощи троса, соединяющего сцеп тракторов и кабелеукладчик, последний передвигается через препятствие, прокладывая кабель. /
Рассмотрим конструкции применяемых в настоящее время ножей магистральных кабелеукладчиков (рис. 16).
Кабелеукладочиый нож НК-1 (рис. 16, а) предназначен для прокладки одного-двух кабелей в грунтах I~III категорий на глубину 0,9—1,2 м. Нож НК-2 (рис. 16, 6) имеет меиьшую толщину и предназначен для прокладки одного кабеля. Для прокладки кабеля в каменистых и мерзлых грунтах низкой прочности на глубину 0,9— 1,2 м используется иож НК-3 (рис. 16,в). Этим иожом одновремен-
но можно прокладывать один или два кабеля. До четырех кабелей одновременно можно прокладывать в грунтах I——III категорий ножом НК-5, который имеет ширину 210 мм (рис. 16,г). На болотных кабелеукладчиках используется нож НК-6, который в отличие от рассмотренных ножей имеет кассету, не шарнирно подвешенную, а жестко связанную с ножом (рис. 16,0).
Рис. 16. Ножи магистральных кабелеукладчи-
Ножи отечественных магистральных кабелеукладчиков, предназначенные для работы в грунтах I—Ш категорий (НК」，НК-2, НК-5, НК-6), по своей конструкции несколько отличаются от ножей зарубежных фирм: носок ножа, имеющий долотообразную рабочую поверхность, наклоненную к горизонтальной плоскости под углом 35°.
плавно переходит в серповидное лезвие с переменным углом заострения. В средней части заострение лезвия наибольшее (угол заострения равен 40°). Ножи зарубежных кабелеукладчиков имеют, как правило, прямое режущее лезвие и долотообразный носок.
Зарубежные магистральные кабелеукладчики с пассивными ножами для прокладки кабелей на глубину до 130 см имеют конструктивное отличие от отечественных и выполняются, как правило, полуприцепными.
Полуприцепной кабелеукладчик Mainline фирмы Midwest Utility является типичным по конструктивному решению для данного семейства машин. Кабели и трубы диаметром до 8,9 см прокладываются на глубину до 132 см. Кабелеукладчик оборудован автоном- ной гидравлической системой, приводимой в действие бензиновым двигателем. Кабелепрокладочный и корнерезный ножи, опорные колеса и рама для кабельного барабана перемещаются с помощью гидроцилиндров. Кабелепрокладочный нож перемещается по направляющим полозьям вертикально. Управление гидрорычагами осуществляет оператор, располагающийся на платформе кабелеукладчика.
Подобен по устройству кабелеукладчику Mainline кабелетрубо- укладчик фирмы Ken-Tel Equipment, позволяющий прокладывать на глубину до 132 см три гибкие трубы диаметром до 10 см каждая или три кабеля. Кабелеукладчик снабжен автоматическим устройством, останавливающим тягач в случае превышения силы натяжения кабеля.
Несколько модификаций полу прицепных кабелеукладчиков выпускает одна из старейших специализированных фирм Ryan. Конструкция кабелеукладчиков этой фирмы в основном аналогична рассмотренным выше.
Достоинствами прицепных и полуприцепных кабелеукладчиков с пассивными ножами являются простота конструкции, высокая надежность, низкая стоимость и простота эксплуатации. Однако такие простые по конструкции кабелеукладчики обладают и существенными недостатками. Основной их недостаток ——большое тяговое сопротивление пассивных кабелепрокладочных ножей, для преодоления которого требуется сцеп тракторов. Такая колонна машин неудобна в эксплуатации, недостаточно мобильна, требует многочисленного обслуживающего персонала, разрушает почвенный слой. В период весенней или осенней распутицы, а также на трассах с низкой несущей способностью грунта тракторы делают иногда колею глубиной до 1 м.
Громоздкая механизированная колонна затрудняет обслуживание, маневрирование, переброску механизмов с участка на участок. Все это снижает производительность работ, особенно на строительстве линий небольшой протяженности, поскольку в общем объеме
работ значительную часть времени занимает развертывание и организация работ механизированной колонны.
К недостаткам отечественных прицепных магистральных кабеле- укладчиков следует также отнести низкий уровень механизации отдельных трудоемких процессов (подъем и опускание ножей, размотка кабельных барабанов), значительные трудозатраты на обслуживание, нестабильность глубины прокладки, недостатки в обеспечении безопасности проведения работ.
Механизация прокладки кабелей в дне рек и водоемов. В зависимости от глубины и судоходности рек и водоемов устанавливают различные нормы и правила прокладки кабелей. Места про- кладки кабелей согласовывают с организациями Министерства речного флота, организациями, сплавляющими лес. В населенных пунктах ведется согласование мест прокладки с Советами депутатов трудящихся и организациями, ведающими подземными сооружениями. Заглубление кабелей в дно водоемов проводится в соответствии с проектом. В дно судоходных и сплавных рек кабели могут заглубляться до 3 м. На несудоходных реках и озерах при глубинах до 8—10 м кабели могут прокладываться обычными прицепными колесными и болотными кабелеукладчйками. При этом их понтонные корпуса заполняются водой.
Когда рельеф и засоренность дна, скорость течения, состав грунта, ширина и глубина водоема не позволяют использовать обычный кабелеукладчик, траншеи разрабатывают специальными механизмами. Прокладку кабелей в траншею проводят с буксирных судов, барж, понтонов.
Трассы кабельных переходов должны располагаться на прямолинейных участках реки с устойчивыми руслом н берегами, с минимальной шириной заливной поймы.
На судоходных реках наименьшее расстояние трассы кабеля от мостов магистральных автомобильных и железных дорог должно быть не менее 1 км, на других реках — не менее 50 м.
Береговые откосы выравниваются бульдозером до угла откоса не более 20°. Когда этот угол более 20°, траншеи на откосах роют вручную зигзагообразно. Дно реки или озера должно предварительно пропарываться пропорщиком.
При прокладке кабелей через горные реки часто приходится временно отводить воду из основного русла и вести разработку экскаваторами, а при скальном грунте — с применением взрывчатых веществ. На обоих берегах реки в специальные котлованы должен укладываться запас кабеля на глубину не менее 1,2 м.
Ось кабельных переходов через водные преграды отмечают специальными знаками со щитками.
В состав механизированной колонны, производящей переход че-
рез водную преграду, должна включаться тяговая лебедка, тросы, лодки и спасательные средства.
При сооружении кабельных переходов через судоходные реки и другие водные преграды следует учитывать, что особенно часто повреждаются прибрежные участки кабелей тралами рыболовных судов, якорями, днищами судов и т. п.
С целью соблюдения правил техники безопасности при прокладке кабелей через водные преграды кабелеукладчиком зона прокладки через судоходные реки должна быть ограждена створными знаками, запрещающими бросать якоря в этой зоне; на расстоянии 0,5——1 км с обеих сторон от зоны прокладки должны выставляться на плавучих средствах сигнальные посты для подачи сигналов судам; при тяге кабелеукладчика по дну с помощью тросов в зоне ограждения запрещается присутствие людей или они должны быть защищены специальными кабинами, решетками и сетками; должны быть предусмотрены специальные спасательные плавучие средства.
Из зарубежных средств бестраншейной прокладки кабелей в дне крупных водоемов, а также море访 н океанов представляет интерес кабелеукладчик фирмы Bell (США). Кабелеукладчик опирается на передний и два задних башмака. Несущая кабелеукладоч-
Рис. 17. Схема буксировки кабелеукладчика судном
ный нож балка связана шарнирно с основной рамой, может поворачиваться с помощью гидроцилиндра, выглубляя и заглубляя нож, имеет внутри полость для прохода кабеля, который из балки подается в кассету ножа. Кассета снабжена откидной крышкой, управляемой гидроцилиндром. Кроме того, гидроцилиндрами фиксируется буксирное устройство и специальная уширительная накладка ножа, которая вводится в действие при необходимости пропуска стыка кабеля (или при пропуске усилителя, встраиваемого в кабель связи).
На раме кабелеукладчика установлена специальная насосная станция, питающая гидроцилиндры. Кабелеукладчик буксируется судном, как показано на рис. 17. Скорость прокладки кабеля до 2 км/ч. Масса кабелеукладчика около 15 T.
Управление и контроль за работой осуществляются с применением гидрофонов, осветительной аппаратуры, телевизионных камер
и измерительного комплекса, включающего измерители крена, глубины погружения, глубины хода ножа, скорости и других показателей.
Самоходные магистральные кабелеукладчики базируются, как правило, на серийных тракторах и других тяговых средствах.
Зарубежные кабелеукладчики фирм Davis, Ditch-Witch, Parsons имеют в своей основе специализированные шасси, разработанные под данный тип кабслеукладчика. При этом шасси могут иметь индивидуально управляемые мотор-колеса, ломающуюся раму, гидро- фицированную трансмиссию, резинометаллические гусеницы и другие особенности конструкции в зависимости от требований к данному кабелеукладчику.
На базовые тягачи самоходных отечественных и зарубежных кабелеукладчиков ножи навешиваются по одной из схем, показанных на рис. 18. Применяется параллелограммная (тра пецеидальн а я)
Рис. 18. Схемы навески кабелеукладочных ножей
гидроуправляемая навеска (рис. 18, а—в) или нож устанавливается на балке (рис. 18, г—з). При этом в случае необходимости кабеле- укладчик может оборудоваться механизмами для изменения угла наклона (рис. 18,6) и глубины хода ножа (рис. 18,6,0). Применяются механизмы для смещения ножа относительно продольной оси ка-
«белеукладчика (рис. 18, d) с целью так называемой офсетной прокладки (прокладки за поперечным габаритом базового шасси).
В настоящее время в нашей стране промышленность освоила самоходный кабелеукладчик МКУ-1, разработанный Минтрансстро- 6M. Кабелеукладчик выполнен на базе гусеничного трактора Т-180Г с бульдозерным о борудов а нием. На грунтах Ш——IV категорий используется второй тяговый трактор. Машина предназначена для бестраншейной прокладки кабелей различного назначения. Оборудование кабелеукладчика навешено на трактор сзади.
В передней части трактора устанавливается бульдозерный отвал или вместо отвала навешивается вилочное устройство для двух кабельных барабанов. Кабелеукладчик состоит из ножа с кассетой, ♦оборудованной каналами для кабеля； основной рамы, жестко закрепляемой на тракторе; ножевой рамы; двух поворотных вилочных устройств для установки кабельных барабанов № 17 (ГОСТ 5151—79Е); направляющих роликов; гидроцилиндров для подъема .и заглубления ножа и подъема вилочных устройств.
Ном изготовлен из листовой стали, по кромкам лезвия установлены накладки, наплавленные твердым сплавом. К задней части ножа на быстросъемных зажимах прикреплена кассета с крышкой. Направляющие ролики кассеты обеспечивают плавное вхождение кабелей в грунт. На сварной раме ножа на шарнирах смонтированы гидроцилиндры подъема и заглубления ножа и нож с кассетой. Шарнирное крепление рамы ножа к несущей раме, жестко установленной на тракторе, позволяет работать кабелеукладчикам на криволинейных участках.
На несущей - раме на шарнирах закреплены вилки для установки кабельных барабанов, гидроцилиндры подъема, направляющие кабели, ролики с запорными болтами и силовые гидроцилиндры с гидрозамками. Управляют гидроцилиндрами с пульта, расположенного сбоку несущей рамы.
При укладке кабелей, предварительно раскатанных вдоль трассы, используют инвентарные направляющие ролики, в которых при помощи стопорных пальцев фиксируют кабели.
Нож заглубляют без рытья приямка включением гидроцилиндров на опускание при движении трактора вперед.
Одновременно могут укладываться два кабеля. Обслуживают ка белеу кладчик два человека. Сменная произ во дительность кабелеукладчика МКУ-1 достигает 3 км/ч.
Наибольшее распространение за рубежом получили самоходные магистральные кабелеукладчики на базе тракторов Caterpillar и International Harvester (США), навесное кабелеукладочное оборудование к которым производят фирмы АТЕ СО и Kelley.
На рис. 19 показан навесной кабелеукладчик фирмы Kelley. В задней части трактора на шарнирно закрепленной несущей коробчатой балке установлен шарнирно пассивный ка белеукла доч ный нож /, к которому в свою очередь на шарнирах закреплена кабельная кассета 2. Кабелеукладочный нож из рабочего положения в транс-
портное и наоборот переводится парой цилиндров 3, которые поворачивают несущую балку 4 вокруг горизонтальной поперечной оси. Другая пара цилиндров 5 поворачивает вокруг вертикальной оси кронштейн крепления ножа, в результате чего нож уходит в сторону от оси движения агрегата, обеспечивая офсетную прокладку кабеля. Впереди- трактора навешена вилочная рама 6 для погрузки и транспортирования кабельных барабанов. Два гидроцилиндр а 7 служат для подъема и опускания рамы. Кабель поступает по специальным роликам через кабину трактора в кассету.
Кабелеукладчики рассматриваемого типа навешиваются на тракторы мощностью 48^~285 кВт и обеспечивают прокладку кабелей диаметром до 8,9 см на глубину 60——180 см.
Фирма АТЕСО выпускает несколько моделей кабелетрубоуклад- чиков с различными типами навески и механизмов офсетного смещения ножа. На рис. 20 показана классическая навеска ножа на моделях серии ОСРР. Эти модели обеспечивают прокладку кабелей и труб диаметром до 8,9 см на глубину 105—150 см. С помощью гидроцилиндров, поворачивающих кронштейн ножа вокруг вертикальной оси в моделях ОСРР, обеспечивается офсетное смещение ножа на 55 см.
Фирма АТЕСО выпускает кабелеукладчики серии OCLR для офсетной прокладки кабеля за габаритами трактора. Кабелеуклад- чик OCLR-T72-51, который монтируется на колесном тракторе, имеет нож, который с помощью кронштейна крепится на телескопической балке, имеющей в сдвинутом положении длину 210 см, а в раздвинутом—280 см. Балка раздвигается с помощью гидроцилиндр а. Предусмотрена регулировка угла наклона ножа в вертикальной плоскости. Регулировка осуществляется гидроцилиндром. По данным фирмы это позволяет поддерживать равномерную глубину укладки кабеля. Максимальная глубина прокладки 105 см. Кабеле- укладчик имеет автономную гидросистему. Все узлы кабелеукладочного ножа изготовлены методом ковки из легированной никелем стали с последующей закалкой, носок ножа сменный из износостойкой стали. В нижней части направляющей кассеты для уменьшения трения установлены ролики.
В местах, недоступных для прохода кабелеукладчиков, кабель по особому согласованию может прокладываться в теле земляного j полотна железной дороги. Для этой цели в СССР имеется специализированный кабелеукладчик на железнодорожном ходу КБЖ-1 для прокладки кабелей связи.
Кабелеукладчик предназначен для прокладки одновременно до четырех кабелей. В кузове / кабелеукладчика (рис. 21), смонтированном на четырехосной грузовой железнодорожной платформе, размещены дизель-генератор, насосная станция, аппаратура управления
:и контроля, бытовое купе, кабина. Основные балки 7, управляемые гидроцилиндрами 5, расположены симметрично по обе стороны платформы и к ним на параллелограммных тягах 8, перемещаемых гидроцилиндрами 6, шарнирно прикреплены кабелеукладочные ножи 9. На опорной конструкции 3 смонтированы два кабельных барабана 4 <с направляющими устройствами 2 для кабеля и каток 10.
Рис. 21. Кабелеукладчики на железнодорожном ходу
Кабелеукладчик работает в составе кабелеукладочного поезда, в который входят также тяговый локомотив и серийная раскаточ- ная четырехосная платформа, рассчитанная на установку пяти——семи кабельных барабанов размером до № 26. В качестве силовой установки использован дизель-генератор ДЭСМ-30.
Агрегат оборудован двумя типами ножей с устройствами, предохраняющими ножи от поломки при столкновении со скальными включениями в грунте.
Перед работой кабелеукладчик и раскаточную платформу загружают кабельными барабанами с вставленными внутрь осями (карандашами), концы которых устанавливают в опорные гнезда, обеспечивающие возможность вращения барабанов при размотке кабелей. С помощью направляющих устройств 2 (рис. 21) концы кабелей выводят к одному ножу кабелеукладчика. Затем запускают дизель- генератор и с помощью гидроцилиндров освобождают стопорные устройства, фиксирующие балку 7 H 8. Нож кабелеукладчика опускают на грунт, снимают крышку кабельной кассеты ножа, а кабели заправляют в каналы кассеты. Затем концы кабелей фиксируют для того, чтобы в начале прокладки обеспечить усилие нх протаскивания в кассете, крышку кассеты закрывают. Кабелеукладочный поезд начинает двигаться, а нож заглубляться в грунт. Глубина укладки и состояние кабеля контролируют при работе из кабины.
ЛЕГКИЕ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ С ПАССИВНЫМИ НОЖАМИ
Пол у прицепные легкие кабелеукладчики. К легким кабелеуклад- чикам, используемым в настоящее время на строительстве кабельных линий, относятся кабелеукладчики типов КУ-2, КУ-4, Л КУ-61 и СКУ-64, которые представляют собой одноосные полу прицепные устройства на пневмоколесном ходу.
Кабелеукладчнк КУ-2 (рнс. 22) предназначен для механизированной прокладки кабелей в грунтах I——III категорий. При помощи этого кабелеукладчика можно осуществлять одновременную прокладку до четырех кабелей диаметром до 26 мм. Кабелеукладчнк снабжен комплектом сменных ножей и кассет, имеющих разделительные перегородки для ряда кабелей (два ножа для прокладки
6980
Рис. 22. Кабелеукладчнк КУ-2
кабеля диаметром до 16 мм на глубину 0,9 и 1,2 м и один нож для прокладки кабеля диаметром до 25 мм на глубину 1»2 м). Толщина ножей 40 мм. Масса кабелеукладчика с полным комплектом снаряжения составляет 5000 кг. В зависимости от категории грунта и глубины прокладки кабелеукладчик тянут один-три трактора типа Т-130.
Кабели можно прокладывать с четырех металлических катушек, из которых три устанавливают на опорах несущей конструкции, монтируемой на передней части рамы, а четвертую — на опорах устройства для погрузки и разгрузки кабельного барабана.
Ходовая часть машины имеет спаренные пневмоколеса, смонтированные на полуосях опоры, которая при выглублении и заглублении ножа поворачивается вокруг горизонтальной поперечной оси, неподвижно закрепленной на раме кабелеукладчика.
В конструкции КУ-2 предусмотрены кран с ручной лебедкой и устройство для погрузки и разгрузки устанавливаемого сзади кабельного барабана.
При прокладке кабелей через водоемы на переднюю часть рамы устанавливают лыжу, которая предотвращает заглубление передней части рамы с прицепным устройством в дно водоема.
Перед разметкой и укладкой в грунт однопарных кабелей перематывают кабель на катушки и намотанные катушки устанавливают на опоры несущей конструкции.
Для предотвращения чрезмерного натяжения кабелей, а также для подачи сигнала трактористу имеется система звуковой электросигнализации, которая состоит из установленного на стойке демпферного устройства и звукового сигнализатора, находящегося в кабине тракториста.
При эксплуатации кабелеукладчика КУ-2 выявились его недостатки, к которым в первую очередь относятся сложность конструкции, неудобство эксплуатации, низкая надежность и низкая эффективность работы устройства контроля и сигнализации.
С целью улучшения ряда основных технических параметров в настоящее время разработан кабелеукладчик КУ-4. В сравнении с КУ-2 кабелеукладчик КУ-4 значительно упрощен и гидрофицирован. Он снабжен сменными ножами для прокладки кабеля диаметром до 26 мм на глубину 1,2 и 0,9 м. Толщина ножей, как и у КУ-2, равна 40 мм. Кроме того, предусматривается установка ножа, поставляемого заводом-изготовителем по специальному заказу, для прокладки на глубину 0,9 м различных типов кабелей диаметром до 32 мм. С помощью гидросистемы кабелеукладчика глубина прокладки мо- жет устанавливаться в пределах 0,7——0,9 и 1——1,2 м.
Большое распространение получил кабелеукладчик Л КУ-61 (рис. 23), отличающийся простотой, низкой стоимостью и малыми
габаритами. Выглубление ножа кабелеукладчика осуществляется с помощью рамки 1. На платформе 2 кабелеукладчика установлены три катушки 3, предназначенные для размотки кабеля с бухт. Недостатком ЛКУ-61 является отсутствие устройств для установки барабанов с кабелем. Поэтому при подготовке кабелеукладчика к эксплуатаций в строительных организациях изготовляют эти устройства самостоятельно и устанавливают их на платформе кабелеукладчика „
Рис. 23. Кабелеукладчик ЛКУ-61
Полуприцепной кабелеукладчик СКУ-64 (рис. 24) применяется при небольших объемах работ. Кабелеукладочный нож I имеет в задней части паз для прохода кабеля в грунт. Паз закрывается съемной крышкой. На кабелеукладчике может быть установлен один кабельный барабан, для погрузки которого используется ручная лебедка кабелеукладчика 5, с помощью которой закатывается барабан по специальным скатам 4, имеющим опоры 3. На кабелеукладчике имеются в задней части скребки 2 для засыпки щели, образующейся после прохода ножа.
За рубежом также применяются легкие полуприцепные кабе- леукладчики.
На рис. 25 показана схема кабелеукладчика 67/65 (ГДР, Институт почтово-телеграфной связи). Сзади к кабелеукладчику крепится одноосный кабельный транспортер, с которого кабель поступает в. кассету ножа. Диаметр укладываемого кабеля до 65 мм, глубина прокладки 0,7 и 1 м.
Фирма Michels, США, выпускает несколько моделей полупри- цепных кабелеукладчиков. На одной модели этой фирмы кабельный барабан размещается на специальных кронштейнах, расположенных спереди тягового трактора на специальных вилках, установленных на бульдозерном отвале. Регулировка глубины прокладки и подъем
ножа в транспортное положение осуществляются гидроцилиндром, который воздействует на вилочную раму с двумя опорными колесами на ее концах. Прокладываются кабели диаметром до 8,9 см на глубину до 1,07 м.
Кабелеукладчик оригинальной конструкции выпускает фирма Lancier, ФРГ. Кабелеукладчик состоит из балки, на которой установлены кабелеукладочный нож с каналами для прохода кабеля, корнерезный днсковы访 нож, опорные металлические катки, лыжа и кронштейн с роликом для поддержания кабеля. Кроме того, к балке поперечно прикреплен рычаг, конец которого отстоит от балки на расстоянии 2,5 м. Этот рычаг используется для выравнивания кабе-
леукладчика при прокладке кабелей, что бывает иногда необходимо, так как узкие опорные катки не в состоянии обеспечить достаточной поперечной устойчивости. Кабелеукладчик крепится скобой к трактору и работает как полуприцепное устройство, но может перемещаться и с помощью троса, опираясь при этом на передний каток. Кабель перед прокладкой предварительно разматывается вдоль трассы. Кабелеукладчик прокладывает кабели диаметром до- 67 мм на глубину 60 и 85 см.
Самоходные легкие кабелеукладчики. В последние годы разработаны прогрессивные самоходные кабелеукладчики с навесными гидрофицированными ножами.
Легкий кабелеукладчик КУН-900 (рис. 26), смо нти ров а нный на базе трактора К-701, одновременно может прокладывать два кабе-
Рис. 26. Кабелеукладчик легкий КУН-900
ля диаметром до 36 мм на глубину до 900 мм. Тяговое сопротивление и обволакивание растительными остатками ножа в значительной степени зависит от угла заострения, формы и изношенности лезвия. Проведенное с помощью тензозвеньев динамометрирование ножа с прямым лезвием, наклоненным к вертикали под углом 15° и имеющим угол заострения 50° при радиусе скругления режущей кромки 7——9 мм, а также ножа с серповидным лезвием с углом заострения 30° и радиусом скругления режущей кромки 1——2 мм показало, что применение острого ножа с углом заострения 30° на засоренных древесными корневищами участках приводит к снижению тягового сопротивления на 35——50 %, а на незасоренных суглинистых грунтах — на 15—25%. Кроме того, эти ножи мало забиваются
растительными остатками. В настоящее время применяют износостойкие серповидные иожи из стали 65Г.
Производительность труда при прокладке кабелей с помощью- самоходного кабелеукладчика повысилась в среднем на 25——30 %,, трудозатраты сократились в 1,8 раза, снизились транспортные расходы. Значительная экономия времени и выское качество прокладки получаются за счет гидрофицированного подъема, опускания и： управления глубиной хода ножа. Сократились расходы времени на очистку ножа.
За рубежом существует ряд компоновочных решений легких, самоходных кабелеукладчиков. Традиционной является установка
кабелеукладочного ножа на балке аналогично кабелеукладчику
МЕК-1 (рис. 27), как это выполнено в кабелеукладчике JD-3900»
Рис. 27. Кабелеукладчик фирмы John DeereРис. 27. Кабелеукладчик фирмы John Deere
Рис. 27. Кабелеукладчик фирмы John Deere
Рис. 27. Кабелеукладчик фирмы John Deere
фирмы John Deere, США (рис. 27). В качестве базового трактора используется трактор JD-450 этой же фирмы. Кроме кабелеукладочного ножа на балке, которая может поворачиваться вокруг шарнира с помощью двух гидроцилиидров, закреплен и кориерезный но*. Кабелеукладочный нож имеет сменный иосок и сменное лезвие, изготовленные из износостойкой стали. Кабельная кассета крепится к ножу. По каналу кассеты установлено три ролика для устранения трения кабеля о стенки кассеты. Кабельные барабаны устанавливаются на оборудованный специальным кронштейном бульдозерный, отвал. Кабелеукладчик JD-3900 предназначен для прокладки кабелей диаметром до 4,2 см иа глубину до 80 см.
Несколько модификаций навесных пассивных кабелеукладчиков выпускает фирма Franklin Metal, США.
Представляет интерес задненавесное кабелеукладочное оборудование этой фирмы. Кабелепрокладочный нож с трактором связан через трехзвенный механизм, два звена которого управляются гидроцилиндрами. От чрезмерных поворотов кронштейна ножа относительно промежуточного кронштейна при транспортировании предохраняют ограничительные цепи. Гидроцилиндрами можно переводить кабелеукладочный нож из рабочего положения в транспортное и наоборот, менять глубину хода и угол наклона ножа. Перед кабелеукладочным ножом установлен корнерезный дисковый нож, который перемещается вертикально с помощью гидроцилиндра, что позволяет устанавливать его в требуемое положение в зависимости от глубины хода кабелепрокладочного ножа.
Рис. 28. Кабелеукладчик на базе одноосного тягача
Фирма выпускает также кабелеукладчики для офсетной прокладки кабеля. Так, например, кабелеукладчик LSS-145 позволяет производить поперечное смещение ножа на 96 см.
Все рассмотренные кабелеукладчики построены по типичной наиболее распространенной схеме ——трактор с задненавссным кабелепрокладочным оборудованием и передненавссным оборудованием, несущим барабаны с кабелем.
Существуют и другие агрегаты по прокладке кабеля. Так, фирма АТЕСО выпускает кабелеукладчик, смонтированный на мощном грейдере.
Фирма Kochring, США, разработала н выпускает кабелеуклад- чик 1ля местных линий на базе оиюосного тягача (рис. 28). Кабе-
леукладочный нож, установленный на шарнирно закрепленной раме» навешивается на одноосный тягач. Рама поднимается и опускается гидроцилиндром. Заглубление ножа ограничивается опорными пневмокатками. Кабельный барабан размещается между колесами на задней раме. Погрузка и разгрузка барабана осуществляется гидроцилиндра мн, которые перемещают на наклонных полозьях кронштей- ны установки закладной оси (карандаш) барабана.
Эффективность легких самоходных кабелеукладчиков оказывается особенно высокой при малых объемах работ, когда прокладываются короткие отрезки кабеля и часто приходится перебазироваться с объекта на объект, а также при работе в стесненных условиях: в населенных пунктах, вблизи ограждений и зданий, в местах с ограниченными возможностями для маневрирования.
ВИБРАЦИОННЫЕ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ
Эффект виброрезания грунтов. Для повышения эффективности бестраншейных кабелеукладчиков путем снижения их тягового сопротивления современные кабелеукладчики оборудуются вертикально вибрирующими ножами (рис. 29, а). Нож в этом случае совершает колебания в вертикальном направлении, что приводит в зависимости от грунта и скорости движения к снижению тягового сопротивления на 30—60 %.
Более эффективным по снижению тягового сопротивления является применение продольных вибраций (рнс. 29,6) или вибраций, возникающих за счет угловых колебаний ножа вокруг поперечной оси (рис. 29, s).
Наибольший эффект, снижающий тяговое сопротивление на 70——90 %, получается, когда нож совершает плоскопараллельное циркуляционное (орбитальное) движение по эллиптической, круговой, овальной и другим замкнутым траекториям (рис. 29,г).
Существуют конструкции кабелеукладчиков, в которых нож совершает колебания по дуге окружности радиусом г (рис. 29,0) и одновременно вертикальные с амплитудой, равной 力/2. Движение ножа в этом случае называется циркуляционным.
Кабелеукладчики с вертикально вибрирующими ножами отличаются относительной простотой конструкции и надежностью по сравнению с к а белеукладч иками, в которых ножи совершают продольные или циркуляционные колебания, н поэтому находят все более широкое применение.
Кабелеукладчики с вибрирующими пожами особенно эффективно работают в грунтах, засоренных камнями, в насыпных грунтах, содержащих строительный мусор, на галечнике. В этих случаях сни-
гкение тягового сопротивления по сравнению с пассивным резанием может быть в 2—3 раза.
У вибрационных кабелеукладчиков отмечается достаточно высокая степень самоочищения ножа, они устойчиво выдерживают
Рис. 29. Схема вибрирующих ножей кабелеукладчиков
тлубину хода, не разрушают верхний слой грунта в такой мере, как пассивные кабелеукладчики. Щель, образованная вибрационным кабелеукладчиком, исчезает быстрее, чем при работе с пассивными ножами, а при наличии опорных трамбующих пиевмокатков полностью заделывается, что исключает применение траншеезасыпщиков. Эти качества стимулируют разработку и производство вибрационных кабелеукладчиков.
Конструкции отечественных и зарубежных виброкабелеуклад- •чиков. Первый отечественный ви брокабелеукладчик КНВЛ-1С (рис. 30) был создан Минмонтажспецстроем совместно с Минтранс-
строем и Минсвязи СССР. В середине 70-х годов этот кабелеуклад- чик успешно прошел эксплуатационные испытания.
Кабелеукладчик смонтирован на тракторе болотной модификации н предназначен для подземной прокладки силовых бронекабелей напряжением до 10 кВ в свинцовой и алюминиевой оболочке с наружным диаметром до 55 мм.
Рис. 30. Кабелеукладчик КНВЛ-1С навесной вибрационныйРис. 30. Кабелеукладчик КНВЛ-1С навесной вибрационный
Рис. 30. Кабелеукладчик КНВЛ-1С навесной вибрационный
Рис. 30. Кабелеукладчик КНВЛ-1С навесной вибрационный
Трактор Т-100МБГП 900—1200 ±8 0,3—0,6Двухвальный деба- лансный вибратор Механический Навесного типа с гидравлическим приводом 1—2 25Параллелограммы а я гидрофицироваиная 225 ,Трактор Т-100МБГП 900—1200 ±8 0,3—0,6Двухвальный деба- лансный вибратор Механический Навесного типа с гидравлическим приводом 1—2 25Параллелограммы а я гидрофицироваиная 225 ,
Трактор Т-100МБГП 900—1200 ±8 0,3—0,6
Двухвальный деба- лансный вибратор Механический Навесного типа с гидравлическим приводом 1—2 25
Параллелограммы а я гидрофицироваиная 2
25 ,
Трактор Т-100МБГП 900—1200 ±8 0,3—0,6
Двухвальный деба- лансный вибратор Механический Навесного типа с гидравлическим приводом 1—2 25
Параллелограммы а я гидрофицироваиная 2
25 ,
Кабелеукладчик может применяться на грунтах I и II категорий, а на грунтах III и IV категорий в сцепе со вторым трактором. Кабелеукладчик используется в первую очередь на участках малой протяженности и в стесненных условиях трассы, где применение механизированной колонны, состоящей из сцепа нескольких тракторов с кабелеукладчиком, затруднено и нерентабельно.
Технические данные
Базовая машина
Глубина прокладки кабеля, мм ....
Стабильность глубины прокладки, % ..
Скорость прокладки, км/ч
Источник вибрации ......
Привод вибратора
Переднее оборудование
Количество разматываемых барабанов, шт. Частота вибрации виброножа, Гц .... Тип подвески заднего навесного оборудования
Количество обслуживающего персонала, чел Минимальный радиус поворота трассы прокладки кабеля, м
Продолжение
Габариты, мм: длина 9870
ширина 3250
высота (в транспортном положении) .3650
Масса (в снаряженном состоянии), кг . .20000
Кабелеукладчик (рис. 30) смонтирован на базе трактора и имеет следующие составные части:
переднее навесное оборудование, которое крепится шарнирно к боковым балкам ходовой тележки и состоит из П-образной рамы 厶 на которой размещаются: кронштейны 2, ось 3, отлипатель 4, ме・ ханнзм размотки 5, редуктор 6, гидроцилиндр 30, с гибким трубопроводом 28； направляющий ролик 8, расположенный иа кабине трактора 29; направляющий ролик 9, расположенный за кабиной трактора; ходоуменьшитель 10;
заднее навесное оборудование, которое крепится на привалоч- ной плоскости корпуса заднего моста трактора при помощи болтовых соединений н состоит из следующих составных частей: карданного вала //, промежуточного редуктора 12, вибратора /3, ножа /4, тяги 15, кассеты 16, балки трамбователя /7, колеса трам- бователя 18, регулировочного винта /9, корнерезного ножа 20, гидроцилиндра 21, рычага подъема 22, верхней тяги 23, рычага фикса* ции 24, коренного кронштейна 25, нижней тяги 26, кронштейна 27. Конец кабеля 31 с помощью захвата 32 неподвижно крепится к анкеру 33.
Тяговое усилие кабелеукладчика через пантографную систему тяг заднего навесного оборудования преобразуется в усилие резания грунта с помощью основного рабочего органа — ножа, который оснащеи механическим дебалансным вибратором, сообщающим ему дополнительное возвратно-поступательное перемещение в вертикальной плоскости.
Вращающий момент от первичного вала коробки передач трактора через ходоуменьшитель /0, карданный вал //, промежуточный редуктор 12 передается на вибратор /3, который создает колебательное движение ножа в вертикальной плоскости с частотой до 25 Гц. При этом возмущающие силы, действующие по вертикали^ колеблются в пределах 140—200 кН.
Кабель с барабана, установленного на кронштейнах переднего навесного оборудования, через отлипатель 4 и ролики 8 и 9 проходит через канал кассеты в щель, глубина которой регулируется вин* том 19.
При перемещении кабелеукладчика размотка кабеля с кабельного барабана производится механизмом размотки, управляемым из кабины трактора.
Отметим конструктивные особенности вибрационного кабелеукладчика и основных его узлов.
Базовый трактор Т-ЮОМБГП, коробка передач которого имеет выходы трех валов (первичного, вторичного и третичного) в сторону заднего моста, позволяет осуществить установку механического ходоуменьшителя. Гидрофицйрованные механизмы переднего навесного оборудования обеспечивают подъем с грунта, транспортировку при прокладке, принудительное вращение и торможение кабельных барабанов, а также опускание их на грунт после завершения прокладки.
Подъем н опускание П-образной рамы, несущей кабельный барабан, производится из кабины трактора с помощью рычага управления гидросистемой. При этом шток гидроцилиндра перемещает за проушины П-образную раму /, являющуюся грузоподъемным порталом.
Съемные кронштейны 2 устанавливают на П-образной раме в различных положениях в зависимости от ширины кабельных барабанов. При установке одного кабельного барабана габаритов № 18 и 20 устанавливают два кронштейна. В случае установки двух барабанов необходимы три кронштейна. В верхней части кронштейны имеют вилку для закрепления осей (карандашей) кабельных барабанов.
Ось 3 является несущим элементом, удерживающим кабельный барабан. Ось соответствующего типоразмера вводится в осевые отверстия фланцев барабана. Во избежание перемещения барабана вдоль оси барабаны крепятся фиксирующими муфтами, которые должны входить в отверстия фланцев барабана н плотно прижиматься к его щекам.
Отлипатель 4 служит для высвобождения сматываемого с барабана кабеля при прилипании его к соседним виткам. Отлипатель состоит из кронштейна, который крепится к П образной раме с помощью болтового соединения.
Механизм размотки 5 обеспечивает перемещение ведущих вальцов до соприкосновения их ребристой поверхности со щеками кабельных барабанов, вращение и торможение кабельных барабанов, отвод вальцов от щек кабельных барабанов. Механизм размотки состоит из двух рам (правой н левой), в направляющих которых крепятся оси вальцов, штурвал, пружина, которая растягивается вращением штурвала, редуктора 6, гидро двигателя 7. Вращение от вала гидродвигателя через редуктор передается вальцам, приводящим во вращение кабельный барабан.
Направляющие ролики 8 к 9 предназначены для направления и поддержки кабеля при прохождении его над кабиной и за кабиной трактора.
Заднее навесное оборудование предназначено для размещения основных рабочих органов кабелеукладчнка и выполняет операции по прокладке кабеля, включающие образование щели в грунте, укладку в нее кабеля н трамбовку щели с проложенным кабелем.
Подъем заднего навесного оборудования осуществляется перемещением рычага управления из кабины трактора, при этом штоки гидравлических цилиндров 21 под давлением рабочей жидкости перемещаются, увлека я за собой рычаг 22 до соприкосновения пятки рычага с упором верхней тяги 23 и далее до совмещения отверстия рычага фиксации 24 с отверстиями в проушине коренного кронштейна 25. В совмещенное отверстие вводится фиксирующий палец, гарантир\тощий жесткое надежное закрепление заднего навесного оборудования в транспортном положении.
Опускание заднего навесного оборудования происходит после удаления фиксирующего пальца, рычаг управления переводится в соответствующее рабочее положение, при этом штоки гидроцилинд- ров начинают вдвигаться в цилиндры, увлекая за собой рычаг 22 и за ним заднее навесное оборудование, которое под действием силы тяжести опускается до упора ножа в грунт. Нижняя тяга 26： соединяющая кронштейн 27 с ножом, предназначена для передачи усилия тяжения от трактора на нож, а также для ориентирования ножа в вертикальном положении.
Кроме перечисленных составных частей в заднее навесное оборудование входит механический ходоуменьшитель 10, служащий для передачи вращающего момента от двигателя на карданный вал вибратора н получения более низких скоростей движения трактора для увеличения тяги при работе кабелеукладчнка. Ходоуменьшитель монтируется на привалочной плоскости корпуса заднего моста трактора (рис. 31). ，
Ходоуменьшитель получает вращение от первичного вала коробки передач трактора через верхний вал 12, ведущий вал 2 (рис. 32), систему шестерен, ведомый вал 4 и торсион 13 (рис. 31).
Вал ходоуменьшителя выполнен разрезным из двух частей (рис. 32, поз. 2 H 8) для возможности разобщения вала отбора мощности с карданным валом. Разобщение валов производится муфтой 5 с помощью рукоятки механизма блокировки. Ходоуменьшитель имеет два диапазона изменения скоростей движения, включение каждого из которых осуществляется рукояткой механизма блокировки с помощью муфты ходоуменьшителя 6. Масляная ванна ходоуменьшителя сообщается с масляной ванной конической передачи заднего моста трактора.
Ходоуменьшитель оборудован смотровым люком I (рис. 33), в нижней части корпуса ходоуменьшителя имеется сливная пробка. Возможность одновременного включения одного из диапазонов хо-
Рис. 31. Блокировка и управление ходоуменьшителем:
1 ——ходоуменьшитель в сборе; 2, 3 ——кронштейны; 4 ——вал; 5, 6―пластины; 7, 8 — рычаги; 9 —тяга; 10, // — рычаги; 12 — верхний вал; /3 — торсион; 14 — втулка; 15 — кронштейн; 16 ——гайка
доуменьшителя и реверса трактора исключается блокировочным устройством, которое работает следующим образом. При повороте рычага включения хода трактора в любую сторону одновременно поворачивается вал 4 (рис. 31) и пластина 6, которая занимает положение / (рис. 34) и запирает пластину /, связанную с реверсом 3 трактора (реверс трактора находится в нейтральном положении). Таким образом при включении одного диапазона ходоуменьшителя реверс трактора блокируется в нейтральном положении.
При включении реверса трактора (рис. 34) в одно из положений передвигается соединенная с ним пластина / и своим пазом замыкает пластину 2. Таким образом при включении реверса трактора рычаг, включения хода машины, связанный с валом 4 (рис. 32) с помощью шпонки, блокируется в нейтральном положении, что исключает одновременное включение хода машины и реверса.
Карданный вал (рис. 35) служит для передачи вращающего момента от ходоуменьшителя к промежуточной коробке и от проме-
Рис. 32. Ходоуменьшитель:
•/ — корпус; 2 ——ведущий вал; 3 — вал промежуточный; 4 ——ведомый вал хода трактора; 5 — муфта включения вала отбора мощности; 6 — му^та ходоумеиь- шителя; 7 — крышка; 8 — ведомый вал вибратора
жуточной коробки к входному валу вибратора. В зависимости от положения рабочего органа кабелеукладчика карданные валы меняют свою длину в диапазоне ±40 мм. Одна из скользящих вилок 4 (рис. 35) карданного вала крепится на шлицевом конце вала промежуточной коробки, а вторая ——на шлицевом конце ходоуменьши- теля и фиксируется болтом 5 с гайкой 8 и шплинтом 9. Аналогично крепится второй кардан на шлицевых валах промежуточной коробки и на входном валу вибратора. Вилки карданных валов соединены крестовинами, которые вращаются в игольчатых подшипниках. Шлицевые валы соединены с вилками шлицевым соединением н зафиксированы болтом.
4 T
6-b
Рис. 33. Разрез ходоуменьшителя:
/ — люк; 2 — сливная пробка; 3 — скалка включения хода трактора; 4 — с・・ пуи; 5 — скалка включения вала отбора мощности
Рис, 34. Схема работы блокировочного устройства:
/, 2 — пластины; 3 — реверс трактора; 4 — болт; /, //, Ш — положения пластин
Рис. 35. Карданный вал:
/ — труба; 2 — вал шлицевой; 3 — вилка приварная; 4 — вилка скользящая； 5 — болт; 6 — крестовина с подшипниками; 7 — стопорное кольцо; 6 — гайказ 9 — шплинт
Карданная муфта (рис. 36) обеспечивает передачу вращающего момента от ходоуменьшителя на промежуточную коробку и от нее на вал вибратора и состоит из трех вилок (/, 2 м 3), соединенных крестовинами 8. Болтами 4 муфта закрепляется на валу от возможного осевого смещения.
Рис. 36. Карданная муфта:
/ ——вилка средняя; 2 ——вилка шлицевая левая; 3 ——вилка шлицевая правая； 4 — болт； 5—гайка прорезная; 6 ——шплинт; 7 ——кольцо стопорное; 8 — крестовина в сборе с подшипниками
Вибратор 13 (рис. 30) двухвальный, де балансный имеет на выходном валу две шестерни, центр тяжести которых смещен от оси вращения. Корпус вибратора сварной, крепится на верхней площадке ножа при помощи болтов.
Нож 14 имеет оптимальную геометрическую форму, обеспечивающую наилучшие условия расклинивания грунта.
Тяга 15 обеспечивает подвижное пространственное соединение кассеты с ножом, допускающее отклонения в горизонтальной плоскости иа ±15° и в вертикальной на ±40 мм.
Укажем наиболее важные при прокладке силовых кабелей конструктивные особенности кабелеукладочной кассеты /6, предназначенной для плавного направления кабеля в щель, образованную ножом в грунте. Внутри кассеты имеется канал для прохода кабеля, радиус кривизны которого должен быть ие менее нормативного радиуса кривизны внутренней кривой изгиба кабеля. Канал закрывается двумя съемными крышками. При входе в канал кассеты имеются ролики, предохраняющие кабель от соприкосновения с краями корпуса. В передней части корпуса кассеты предусмотрены отверстия для установки головок сое дин ительных тяг, с помощью которых производится сочленение кассеты с ножом.
Трамбователь предназначен для регулирования глубины погружения ножа в грунт и утрамбовки щели одновременно с прокладкой кабеля. Трамбователь состоит из балки /7, двух автомобильных
колес 18 н регулировочного винта. Балка в передней части имеет проушину с отверстиями для оси, предназначенной для соединения балки с корпусом ножа. Задняя часть балки имеет с боков две оси, наклоненные к горизонтали под углом 10°, что позволяет получить развал колес для более эффективной заделки щели. Регулировку заглубления трамбователя производят регулировочным винтом.
Корнерезный нож 20 предназначен для резки верхнего покрова грунта и имеет боковые поверхности резания, на которые нанесен наплавкой твердый сплав (сталинит). Ступица ножа вращается в вилке, которая, в свою очередь, может вращаться вокруг своей вертикальной оси.
Кронштейны н тяги обеспечивают параллелограммную подвеску заднего навесного оборудования; в углах соединения тяг и кронштейнов установлены закладные пальцы. Коренной кронштейн 25. присоединен к трактору болтами в месте установки ходоуменьши- тсля.
Гидросистема кабелеукладчика, служащая для привода исполнительных рабочих органов, состоит из гидросистемы трактора, входящего в комплект заводской поставки Т-100МБГП, включающий в себя масляную насосную установку, систему трубопроводов и два гидроцилиндра, используемые в качестве механизма привода переднего навесного оборудования, гидромотор привода вращения вальцов переднего навесного оборудования, два гидроцилиндра подъемного механизма заднего навесного оборудования.
Кабелеукладчик КНВ-1, не имеющий механизма размотки кабельных барабанов, монтируется на тракторе Т-130. Он может прокладывать при наличии дополнительных двух тракторов в грунтах I——III категорий два кабеля диаметром до 38 мм или один кабель диаметром до 50 мм на глубину 900 и 1200 мм. Максимальная грузоподъемность переднего навесного оборудования, на которое устанавливают два барабана № 22 или один № 24, — 4000 кг. Сменная производительность 1,6—2 км.
В Минтрансстрое разработан более мощный вибрационный ка・ белеук л а доч н ый агрегат на базе двух тракторов Т-180, который позволит вести прокладку магистральных кабелей в грунтах IV категории на глубину 1,2 м и нести на себе пять барабанов с кабелем. Управление ножом и грузоподъемными устройствами полностью гидрофицировано. Обслуживать кабелеукладочный агрегат будут четыре рабочих.
Наиболее развитой специализированной зарубежной фирмой, выпускающей различные вибрационные кабелеукладчики, является фирма Parson. Все кабелеукладчики этой фирмы объединяет характерное конструктивное построение. Кабелеукладочный агрегат ДР-100 используется для прокладки кабелей связи, кабелей элек-
трического освещения, гибких труб диаметром до 6,3 см. Кабелеукладочный нож установлен на коробчатой балке, которая с помо-' щью гидроцилиндров может перемещаться как в вертикальной, так н в горизонтальной плоскостях. Благодаря этому обеспечивается возможность офсетной прокладки коммуникаций за внешней кромкой задних колес на расстоянии до 1,8 м. Вибровозбуждение ножа производится двухвальным дебалансным вибратором, приводимым в действие аксиаль но-поршневым гндромотором, связанным с гидросистемой трактора. По данным фирмы при наличии вибрации тяговое сопротивление ножа снижается на 30—40 %. Заделка щели осуществляется парой опорных трамбующих пневмокатков низкого давления. Гидроцилиндры, производящие подъем и опускание трам- буюгцнх катков, позволяют осуществлять точную регулировку глу- •бины прокладки. Одновременно можно прокладывать два кабеля или трубу и кабель. Для предохранения кабеля от вибрации направляющая кабельная кассета к ножу крепится шарнирно на парал- лелограммной подвеске. Управление агрегатов полностью гидрофи- цировано. Органы управления трактором (за исключением рулевой колонки) продублированы на боковом приборном щитке, где размещены также органы управления ножом, трамбующими катками и механизмом подъема барабанов. Базовым тягачом кабелеукладчика является трактор Oliver, имеющий четыре ведущих колеса и дизельный двигатель GM-53 мощностью 85 кВт. Скорость движения агрегата в вибрационном режиме резания грунта до 1 км/ч. Агрегат обладает высокой маневренностью.
Разнообразную мобильную землеройную технику на базе различных по мощности тракторов выпускает фирма Vermeer, например. кабелеукладочный агрегат на тракторе, укладывающий кабели на глубину до 60 см. Кабелеукладочный нож навешивается на трактор спереди с помощью параллелограммного механизма, управляемого гидроцнлиндром. Кабель прокладывается при движении трактора задним ходом. Как и у рассмотренного выше кабелеукладчика, щель заделывается опорными трамбующими катками, высота установки которых регулируется гидроцилиндром. Вертикальная вибрация создается двухмассовым дебалансным вибратором направленного действия, который через клиноременную передачу приводится в движение гидромотором. Кабельная кассета подвешена шарнирно. Барабан с кабелем устанавливается на вилочной раме* Управляют всеми операциями с рабочего места тракториста.
Кабелеукладчик Р-20 фирмы Vermeer навешивается сзади иа трактор М-450 с помощью параллелограммной навески. В отличие от кабелеукладчика на тракторе М-460 опорные колеса кабелеукладчика Р-20 расположены сбоку от ножа и не заделывают щель. Привод вибратора осуществляется от вала отбора мощности трак-
тора. Глубина прокладки кабеля составляет 75 см. Управление работой полностью гидрофицировано.
Фирма Case изготовляет кабелеукладчик Case-475, смонтированный на гусеничном тягаче с двигателем мощностью 54 кВт. Гидро- объемная передача позволяет плавно регулировать скорость движения от 0 до 10 км/ч. Частота колебаний вибратора также бесступен- чато регулируется дросселем управления гидромотором в соответствии с режимом прокладки. Комплект кабелеукладочных ножей позволяет прокладывать кабели и трубы диаметром до 5 см на глубине 60, 75, 90 см. Кабельная кассета установлена на параллело- граммной иавеске. Кабелеукладчик не имеет опорных колес или лыж. В отличие от рассмотренных выше кабелеукладчиков в данной конструкции нож с вибратором устанавливается на параллело- граммиой иавеске, в шарнирах которой смонтированы упругие элементы.
Не имеет опорных колес и кабелеукладочный вибрационный иож фирмы ARPS. В данном случае необходимая глубина хода ножа поддерживается гидроцилиндром. Вибратор кабелеукладчика приводится в действие от вала отбора мощности трактора.
Кабелеукладчики с вертикально вибрирующими ножами выпускают фирмы Thaler, Ditch-Witch, Dynapack, Davis и др.
Большой эффект снижения тягового сопротивления получается при циркуляционном движении ножа.
Фирма Ulrich создала экспериментальный кабелеукладчик CL-40 с циркуляционным движением ножа. По данным этой фирмы снижение тягового сопротивления ножа составляет 80 %. Кабелеукладчик CL-40 ведет прокладку кабелей и проводов диаметром до 2,9 см на глубине 60 и 90 см со скоростью 1080 м/ч. Циркуляционное движение ножа получается за счет эксцентрикового вала, установленного в верхней части стойки ножа. Тягач от вибрации защищен си- стемой резиновых амортизационных втулок.
Несколько опытных моделей кабелеукладчиков с циркуляционным движением ножа выпустила фирма Condax. Кабелеукладчики Vibra-King 420, 380 и 360 предназначены для прокладки кабелей на глубине соответственно 120, 105 и 90 см. Эти кабелеукладчики монтируются на тракторе мощностью 59 кВт, имеющем автоматическую трансмиссию, и ведут прокладку кабеля со скоростью 900— 1500 м/ч.
Кабелеукладчик Vibra-King 380 — это полуприцепной агрегат на пневмоколесах, снабженный автономным бензиновым двигателем» от которого приводится в действие вибромеханизм. Из рабочего положения в транспортное кабелеукладчик переводится путем поворота вокруг поперечной оси рычагов, на которых крепятся колеса, и путем поворота блока вибромеханизма с кабелеукладочным но-
жом. Эти операции производятся с помощью гидроцилиндров. Управление осуществляется с рабочего места тракториста. Прокладываются кабели толщиной до 7,5 см. Глубина прокладки равна 60 см, скорость 1800 м/ч. Тяговое усилие по сравнению с пассивным режимом прокладки снижается на 80 %. ~
Фирма Basser Company также создала кабелеукладчик с орбитальным движением ножа, который имеет автономный дизельный двигатель мощностью 43 кВт для привода ножа.
По данным фирмы при эксплуатации кабелеукладчика требуется усилие в 1,9 раз меньше, чем при пассивном режиме резания.
Кабелеукладчик имеет два сменных ножа для прокладки кабеля на глубине 75 и 90 см. Толщина первого ножа равна 8 см, второго —5 см.
Таким образом, несмотря и а то, что ка белеукладчики с вибрационными ножами по сравнению с пассивными более сложны по конструкции, менее надежны в эксплуатации и дороже, они получают широкое распространение.
Применение вибрационных кабелеукладчиков позволяет получить ряд важных преимуществ: снизить тяговое сопротивление от 20 до 90 % в зависимости от вида вибрации, скорости движения и свойства грунта; получить более высокую эффективность на грунтах, засоренных мелкими камнями, корнями деревьев； обеспечить стабильность глубины прокладки кабеля; обеспечить малое разрушение поверхностного слоя грунта； добиться хорошего самоочищения ножа от наволакиваемых корней растений.
МИКРОКАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ ДЛЯ РАБОТЫ В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Общие требования к микрокабелеукладчикам. При прокладке кабелей в стесненных условиях： на подходах к распределительным устройствам, служебно-техническим и жилым зданиям, внутри строящихся производственных корпусов, по болотам, по возделанным полям и огородам с минимальным разрушением поверхностного слоя грунта, у мест остановки пассажирского транспорта, на переездах^ пешеходных переходах с выполнением работ без прекращения - движения транспорта н пешеходов, роют траншеи, как правило, вручную, что часто оказывается невозможным или нежелательным. Для работ в таких условиях наиболее эффективным оказывается применение специального бестраншейнего микрокабелеукладчика, который можно было бы переносить или подкатывать к месту работы^ грузить и разгружать с транспорта вручную. Тянуть микрокабеле- укладчики при работе следует канатом при помощи автомобильных лебедок (табл. 7), специальных лебедок, устанавливаемых в кузове
Таблица 7
Параметры
Лебедки
«Урал-375Д» J
КР-214Б1
ГАЗ-66-02
Наибольшее тяговое усилие, кН
Частота вращения вала барабана лебедки при номинальной частоте вращения двигателя, об/мин:
70
120
45
при намотке
7,75
18
39
при размотке
Передаточные числа привода:
8,4
Вручную
35
при намотке
6,69
2,9
2,41
при размотке
6,16; 3,4
—
Диаметр барабана, мм
200
150
102
Протнвоперегрузочное устройство
—
Предохранительный палец
—
Канат
Длина, м:
Стальной 17.5Т-1—170 по ТУ 14-173-20-73
22-Г-1-СС-
Н—170 по
ГОСТ 7667—80
Стальной 13-Г-1-СС—170 по ГОСТ 3077— 80, ЛК-0 с одним органическим сердечником
рабочая
65
55
48
полная
70,5
65
50
Диаметр, мм
17,5
22
13
Допустимый угол отклонения каната от оси автомобиля, град
45 при выдаче троса назад;
30 при выдаче троса вперед
Не допускается без применения блока
Такеаажная оснастка
Коуш
Коуш, клин, блок
Коуш, крюк, блок-полиспаст, цепь
транспортного средства (на тракторе), или непосредственно тягой автомобиля (трактора).
С учетом того, что в стесненных условиях не всегда удается разместить тяговое средство вдоль трассы прокладки, необходимо предусмотреть переносное устройство, фиксирующееся в грунте и позволяющее изменить направление натяжения троса.
Микрокабелеукладчик должен обеспечивать прокладку одного-
двух кабелей в грунтах I——III категорий на глубине не менее 0,7 м, -а при неглубоком залегании скальных пород — на глубине 0,5 и 0,6 м. Отклонение от установленной глубины прокладки не должно превышать ±5 %. Направляющие кабель приспособления должны обеспечивать радиус изгиба кабеля, равный не менее 15 его диа-* метрам.
Кабель для прокладки в грунт может предварительно, разматываться по земле вдоль трассы или направляться в кассету ножа кабелеукладчика с барабана, установленного на козлах в кузове автомобиля.
Определение основных параметров микрокабелеукладчика. Учитывая жесткие требования к габаритам и массе микрокабелеукладчика, а также тяговое усилие лебедки самого легкого из применяемых в строительстве грузовых автомобилей, равное 45 кН (см. табл. 7), целесообразно ограничиться диаметром прокладываемого кабеля 30 мм, что позволит иметь толщину ножа в пределах 40 мм. Таким образом, при толщине ножа 40 мм при максимальной глубине разрезания 0,7 м по формуле (1) определяем тяговое сопротивление ножа в грунтах различных категорий. Данные расчета приведены в табл. 8.
Таблица 8
Категория грунта
I
IV
Среднее число ударов С
3
6
12
24
Среднее тяговое сопротивление, кН
13
22
38
64
Диапазон тяговых сопротивлений, кН
6—17
1,8—2,9
30—45
46—84
Из табл. 8 следует, что верхний предел тягового сопротивления ножа с заданными параметрами составляет для грунта III категории 45 кН, т. е. соответствует максимальному тяговому усилию лебедки автомобиля ГАЗ-66-02.
На рис. 37 показана схема сил, действующих на микрокабеле- укладчик при работе: Рх ——сила тяги; Ри — равнодействующая сила иожа; Rhx — сила тягового сопротивления ножа; Rh, — вертикальная сила, действующая на нож; RnXi Rnyt Rhx ——вертикальные и горизонтальные составляющие сил сопротивления лыжи (полозка) и колес; G — сила тяжести； Л — глубина разрезания грунта；丸。一 расстояние от точки приложения силы Рх (точка В) до поверхности земли; /к, /л, /ц — плечи, на которых действуют силы &物 КЛу и G по отношению к точке В.
Рис. 37. Схема сил, действующих на микрокабелеукладчик
Составим уравнения силового равновесия микрокабелеуклад- чнка
ХМв =勺支 4c -R理 АВ-С1Д + 凡支与 + &/к +
+ Клэе 九о + Алу 'л = °；(2)
ЕРX = Анк + Анзе + ^RX —尸冥=°；(3)
2Pу = Rh“ 一 G + R^y + 夫叫=0./(4)
Предел устойчивости хода ножа по глубине наступит, когда Rx* u^ Rwx =: 0.
При предварительной оценке условий продольной устойчивости микрокабелеукладчика можно пренебречь силой тяжести и плечами 九о, /л из-за их малых значений. Тогда уравнение моментов в предельном состоянии примет вид
Е〃В = К.п АС - 〃电 /В = 0.(5)
Таким образом, из (5) следует, что для устойчивого хода ножа в грунте должно выполняться неравенство
Ruy 4В > Кщс 4c(6)
или
сАС
Ryy > Кнн •⑺
Нз неравенства (7) следует, что чем больше ДВ, тем при меньшей заглубляющей силе Ан? будет обеспечиваться устойчивость хо- 〃а кабелеукладчика. Сила RBy зависит от углов наклона долота и лезвия и остроты носка ножа.
Таким образом, для обеспечения продольной устойчивости кабелеукладчика нужно иметь достаточно длинную несущую балку, рас-
полагать максимально близко к поверхности земли сцепное устройство и содержать в хорошем состоянии лезвие долота.
Когда расположить тяговый автомобиль вдоль трассы прокладки невозможно из-за стесненных условий (например между путями 7 железной дороги), можно тянуть кабелеукладчик 1 по схеме, показанной на рис. 38, с использованием анкерного устройства 2, которое крепится в грунте. На анкерном устройстве имеется блок 3, через который канат 4 направляется под необходимым углом к тяговому автомобилю 5 или к автомобильной лебедке 6.
На рис. 39 представлены три конструкции канатонаправляющего анкерного устройства.
С учетом того, что на анкерное устройство может действовать прн работе сила, равная удвоенной силе тягового сопротивления ножа кабелеукладчика, основным требованием к нему является требование, чтобы
BAhA>2bnhw(8)
где В а, %.4 — суммарная ширина и глубина внедрения в грунт штырей (клыка); Ьн,入н ——ширина и глубина хода ножа кабелеукладчика.
На рис. 39, а показано устройство, которое состоит из анкерного клыка, балки и блока. Устройство, показанное на рис. 39,6, состоит из рамы с тремя втулками и блоком из трех винтовых штырей. Первым условием, которому должен удовлетворять штырь, это обеспечение прочности при поперечной нагрузке. На один штырь действует поперечная сила.
2
Р/=『к，(9)
где R — сила тяги кабелеукладчика.
Как рассматривалось ранее, сила Ра приложена на расстоянии 0,67 用 от поверхности земли.
При изготовлении штыря из круглого стального проката его диаметр определится по формуле
d —d —(10)(10)
d —
d —
(10)
(10)
где [о] — допускаемое напряжение.
Предельное значение крутящего момента, необходимое для завинчивания винтового штыря в грунт, определится по формуле
MK = d2fllh + k1aD>(II)
где & — нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности штыря;々н ——коэффициент, учитывающий плотность грунта.
I
6 9
Рис. 38. Схема тяжения с использованием анкерного устройстваРис. 38. Схема тяжения с использованием анкерного устройства
Рис. 38. Схема тяжения с использованием анкерного устройства
Рис. 38. Схема тяжения с использованием анкерного устройства
Рис. 39. Канатонаправляющие анкерные устройства
проходимого лопастью; 。— шаг винта лопасти； D — диаметр лопасти.
Момент, как показывает опыт, который необходимо создать для заглубления винтового штыря, достаточно велик и для его закручивания потребуется длинный рычаг и несколько рабочих.
На рис. 39, в показано анкерное устройство с тремя заостренными штырями, которые забиваются в грунт.
Определим силу, действующую на каждый штырь за счет момента Л4п=2РлЛо, стремящегося повернуть анкерное устройство вокруг его передней кромки и вырвать штыри из грунта. Составим уравнение моментов
2Pb h0 = 2Rnll2 + Rn2li9(12)
где Rm, Rnz — силы реакции штырей.
По данным экспериментальных исследований наименее трудо емкой является установка анкерного устройства с клыком (рис. 39, а), которая отличается также наиболее высокой надежностью фиксации анкера.
Следующим вопросом, который должен решаться при использовании автомобильной лебедки для тяги микрокабелеукладчика, является вопрос о фиксации самого автомобиля, который при максимальной тяге лебедки будет скользить на заторможенных колесах.
Для эффективной фиксации автомобиля при работе лебедки используют стопорные башмаки, представляющие собой две плиты с зубьями, подобными зубьям сельскохозяйственной бороны. Эти плиты сцепляются канатом с буксирными крюками автомобиля. Автомобиль колесами наезжает на плиты до тех пор, пока канат не натянется.
Такое устройство позволяет полностью разгрузить конструкцию автомобиля при работе тяговой лебедки.
При определении достаточного количества анкерных зубьев на башмаках можно пользоваться формулой
九н
где f3 — площадь продольного сечения зуба.
Конструкция микрокабелеукладчика. Первый отечественный мик- рокабелеукладчик разработан в Минтрансстрое. Кабелеукладочное оборудование состоит из самого микрокабелеукладчика (рис. 40), канатонаправляющего анкерного устройства н стопорных башмаков. Микрокабелеукладчик состоит из кабелеукладочного ножа, балки с опорными колесами, корнерезным ножом, опорным полозком н рукоятью для транспортирования перекатыванием, связывающего кронштейна с рукоятью для корректировки положения ножа при работе.
Разборка и сборка микрокабелеукладчика производится с помощью закладных пальцев.
Каждая часть микрокабелеукладчика, а также анкерное устройство и стопорные башмаки по массе не превышают 80 кг, что поз-
Рис. 40. МикрокабелеукладчикРис. 40. Микрокабелеукладчик
Рис. 40. Микрокабелеукладчик
Рис. 40. Микрокабелеукладчик
1—2До 300,5; 0,6; 0,740502До 5 км/ч2121—2До 300,5; 0,6; 0,740502До 5 км/ч212
1—2
До 300,5; 0,6; 0,74050
2До 5 км/ч212
1—2
До 300,5; 0,6; 0,74050
2До 5 км/ч212
воляет двум рабочим переносить части кабелеукладочного обору* дования к месту проведения работ.
Техническая характеристика оборудования микрокабелеукладчика
Количество прокладываемых кабелей, шт.. Диаметр прокладываемого кабеля, мм .. Глубина прокладки кабелей, м Толщина кабелепрокладочного ножа, мм . Допустимое тяговое усилие, кН Количество обслуживающих рабочих ... Производительность при тяге автомобилем . Масса микрокабелеукладчика в сборе, кг .
В сцепном устройстве микрокабелеукладчика имеется предохранитель, срабатывающий при усилии выше 50 кН, и вытяжной стр а- ховочный канат, предотвращающий возможность травматизма при отделении от кабелеукладчика сцепной петли при срабатывании предохранителя.
Микрокабелеукладчики зарубежных фирм по конструкции отли-
чаются расположением и формой опорных элементов, корнерезных ножей, рукоятей, системами сборки ——разборки. Но принципиальное их устройство подобно кабелеукладчику, показанному на рис. 40.
СТАБИЛЬНОСТЬ ЗАГЛУБЛЕНИЯ НОЖА
При прокладке кабеля важно обеспечение стабильности его заглубления в грунт. Нестабильность заглубления возникает из-за плохого копирования ножом микрорельефа трассы, затупления носка ножа, уплотненных (солонцовые столбы, лессовые блюдца и т. п.) и каменистых включений в грунте, воздействия на базовую ходовую 、тележку кабелеукладчика твердых предметов на трассе (пни, камни и т. п.). Кроме того, кабель может оказаться залегающим не на проектной глубине из-за недопустимого натяжения кабеля при прокладке и миграции нарушенного грунтового слоя.
В зависимости от системы присоединения ножа к базовому шасси плохое копирование микрорельефа проявляется в большей или меньшей степени.
На рис. 41 показаны положения ножа кабелеукладчика при перемещении через выпуклую неровность на трассе для различных способов присоединения кабелеукладочного ножа к базовому шасси. В первом случае (рис. 41, а), характерном для длиннобазных прицепных кабелеукладчиков с жестко закрепленным ножом [например, КУ-К-ЗМ(В)], при недостаточно выровненном микрорельефе отклонение глубины прокладки может быть значительным, вплоть до полного выглубления кабеля. Такие отклонения чаще всего происходят при переходах через небольшие реки, овраги и т. п. Во втором слу-
чае (рис. 41,6), когда нож установлен на параллелограммной навеске и имеется опорное колесо, как это имеет место в большинстве самоходных кабелеукладчиков, отклонение глубины хода менее значительно и находится обычно в допустимых пределах. Наибольшая стабильность глубины заложения кабеля может быть достигнута при установке ножа на управляемой шарнирно закрепленной балке (рис. 43, в).
Рассмотрим силовое воздействие на нож при затуплении его носка (рис. 42, а). На рисунке & — тяговое сопротивление ножа;
Рис. 42. Схема силового воздействия на нож с затупленным носкомРис. 42. Схема силового воздействия на нож с затупленным носком
Рис. 42. Схема силового воздействия на нож с затупленным носком
Рис. 42. Схема силового воздействия на нож с затупленным носком
Rb — вертикальная заглубляющая сила на лезвие ножа； G — сила
Rs = §О 丿.Rs = §О 丿.тяжести; Кз — реакция затылка лезвия
Rs = §О 丿.
Rs = §О 丿.
Условие выглубления ножа запишется в виде R〉Rb+G
По мере износа значение & возрастает, что начинает сказываться в первую очередь при работе в плотных грунтах, где проис* ходит выглубление ножа, и задние колеса кабелеукладчика начина-
ют отрываться от земли. Задние колеса кабелеукладчика при этом частично разгружаются, доля силы тяжести G возрастает и нож в начальной стадии затупления не выглубляется полностью. С увеличением износа это явление прогрессирует, что может привести к полному выглублению ножа даже на грунтах малой плотности. Во избежание этого следует своевременно производить замену или заточку кабелеукладочного ножа.
/ Если трасса недостаточно подготовлена для прохода кабеле- укладчика и на ней имеются пни, камни и т. п., то при работе ка- белеукладчика с жестко установленным на ходовом шасси ножом может происходить значительное выглубление ножа (рис. 42,6). Поэтому очистке трассы перед прокладкой кабелей должно уделяться серьезное внимание.
Чрезмерное натяжение кабеля возникает из-за отсутствия механизмов размотки кабельных барабанов, когда размотка ведется путем тяжения за кабель. В этом случае кабель опирается на выпуклости дна щели, как показано на рис. 42,6.
Рис. 43. Схема силового равновесия кабелеукладчика в вертикально-продольной плоскостиРассмотрим силовое равновесие в вертикально-продольной плоскости двух наиболее общих схем навески (рис. 43, а, 6). Если считать, что равнодействующая Rt сил тягового сопротивления ножа расположена горизонтально (рис. 43, а), нож будет находиться в равновесии приРис. 43. Схема силового равновесия кабелеукладчика в вертикально-продольной плоскостиРассмотрим силовое равновесие в вертикально-продольной плоскости двух наиболее общих схем навески (рис. 43, а, 6). Если считать, что равнодействующая Rt сил тягового сопротивления ножа расположена горизонтально (рис. 43, а), нож будет находиться в равновесии при
Рис. 43. Схема силового равновесия кабелеукладчика в вертикально-продольной плоскости
Рассмотрим силовое равновесие в вертикально-продольной плоскости двух наиболее общих схем навески (рис. 43, а, 6). Если считать, что равнодействующая Rt сил тягового сопротивления ножа расположена горизонтально (рис. 43, а), нож будет находиться в равновесии при
Рис. 43. Схема силового равновесия кабелеукладчика в вертикально-продольной плоскости
Рассмотрим силовое равновесие в вертикально-продольной плоскости двух наиболее общих схем навески (рис. 43, а, 6). Если считать, что равнодействующая Rt сил тягового сопротивления ножа расположена горизонтально (рис. 43, а), нож будет находиться в равновесии при
Р 斤 Re+RhRtH=—Р 斤 Re+RhRtH=—♦九 и G/i = "к.♦九 и G/i = "к.
Р 斤 Re+Rh
RtH=—
Р 斤 Re+Rh
RtH=—
♦九 и G/i = "к.
♦九 и G/i = "к.
где Я ——расстояние от линии действия силы Rt до средней линии параллелограммной навески； RBt Rh ——реакции верхних и нижних тяг навески； G — сила тяжести заднего навесного оборудования; /【一
расстояние от линии расположения передних шарниров параллелог- раммной навески до центра тяжести (ЦТ); М* ——момент, который необходим для поддержания равновесия системы.
Момент Мх создается с помощью гидроцилиндров или за счет вертикальной реакции на опорном колесе; гидроцилиндр в этом случае находится в плавающем положении.
Конструкции с параллелограммной навеской наиболее сбалансированы в силовом отношении и при наличии опорного колеса (лыж), расположенного вблизи ножа, обеспечивают хорошее копирование микрорельефа местности.
Если нож установлен на балке (рис. 43, 6), условие равновесия имеет вид: ^H=Gli+Mx,
Таким образом, для достижения равновесия необходимо иметь достаточно большим (равным &Н) значение G厶 или создать дополнительный момент Мх. Как правило, для достижения равновесия не идут на увеличение силы тяжести от массы G. Более целесообразно увеличение длины 厶，что находит применение в некоторых конструкциях путем смещения точки шарнирного крепления балки к передней части трактора.
В большинстве случаев в кабелеукладчиках с пассивными ножами момент Мх создается гидроцили ндра ми. Такие кабелеукладчикн, как правило, не имеют опорных колес (лыж), ограничивающих перемещение ножа вниз, а глубина хода ножа регулируется при движении.
В вибрационном режиме фиксировать навеску с помощью гидроцилиндров недопустимо, так как она становится динамически жесткой и передает вибрацию на базовую машину. Поэтому вибрационные кабелеукладчики снабжены опорными пневмокатками (упругими лыжами), которые обеспечивают необходимую амплитуду перемещений и снижают рассеивание энергии колебаний, или упругой параллелограммной системой, выполняющей те же функции, что и пневмокатки.
На рнс. 44 показано, что происходит с ножом при неровностях микрорельефа, если он установлен жестко на прицепном кабеле- укладчике (рис. 44, а) или навешен с помощью параллелограммно- го механизма (рис. 44,6). При выпуклых неровностях на трассе (кривая /) нож выглубляется, при вогнутых (кривая 2)—заглубляется. Отклонение ножа от заданной глубины Д/i будет тем больше, чем круче неровность по трассе (выпуклость и вогнутость). При параллелограммной навеске и наличии опорных катков (лыж), установленных так, как показано на рис. 44,6, глубина хода ножа не меняется из-за подвижности параллелограммной навески. При наличии в конструкции гидроцилиндра оператор постоянно следит за положением ножа и корректирует его по мере надобности.
Рис. 44. Положение ножа при неровностях микрорель-
Стабильность хода ножа по глубине — одно из важнейших преимуществ навесных систем.
Значительная часть зарубежных кабелеукладчиков, особенно с пассивными ножами, имеет навесную систему, обеспечивающую оф-
сетную прокладку кабеля. Поперечное смещение ножа осуществляв ется одним из трех способов (рис. 45). Первый способ основан на изменении угла установки по отношению к направлению движения (рис. 45, а). При повороте на угол а нож уходит от продольной оси агрегата до тех пор, пока не установится равновесие между по
Рис. 46. Схема силового воз” действия на тракторРис. 46. Схема силового воз” действия на трактор46). Этот момент тем больше,,46). Этот момент тем больше,,перечными составляющими равнодействующей силы тягового сопротивления ножа и силы тяги базовой машины. Второй способ заключается в поперечном отклонении несущей иавески (рис. 45,6); третий — в перемещении иожа по поперечной балке (рис. 45, в) или в раздвижной конструкции самой балки.
Рис. 46. Схема силового воз” действия на трактор
Рис. 46. Схема силового воз” действия на трактор
46). Этот момент тем больше,,
46). Этот момент тем больше,,
Когда нож смещен отиоси- гельно продольной оси под действием тягового сопротивления иожа 后，возникает момент, стремящийся развернуть трактор (рис.
чем больше смещение ножа В. Момент должен компенсироваться за счет поперечных реакций колес (гусениц) базовой машины. Рав^ новесие достигается при
RvB = [R；+R；+R3+^hl2,
где R；, /?；, &, R；—поперечные реакции передних и задних колес; 勾一расстояние между осями колес.
При смещенном расположении иожа возникают значительные неудобства в управлении агрегатом и интенсивно изнашиваются колеса (гусеницы). Поперечные нагрузки на колеса можно снизить за счет увеличения расстояния между осями колес.
46, КОМБИНИРОВАННЫЕ ГРУНТОРАЗРАБАТЫВАЮЩИЕ АГРЕГАТЫ
Для оперативного проведения строительных й ремонтных работ, особенно в стесненных условиях населенных пунктов, целесообразно применение многофункциональных комбинированных агрегатов с набором рабочих органов, выполняющих различные строительные операции.
Специализированную комбинированную технику для строительства кабельных линий изготовляют зарубеж-
ные фирмы США (Ditch-Witch, Vermeer, Case), ФРГ (Thaler, Gehl), Англии (Davis), Швеции (Dynapac) и других стран. Типичными для таких машин являются сочетания: кабелеукладчик ——траншеекопатель ——ковшовый экскаватор типа «обратная лопата》и кабелеукладчик——траншеекопатель—бульдозер. Органы управления агрегатами в ряде моделей дублируются для удобства работы оператора при движении вперед и назад. Управление агрегатами полностью гидрофицировано.
Комбинированный агрегат фирмы Ditch-Witch со сменными рабочими органами смонтирован на базе трактора V-30. Вибрационный нож установлен на парал- лелограммной навеске. Дебалансный одновальный вибратор приводится в действие через квадратный вал от вала отбора мощности трактора. Опорные колеса расположены сбоку от ножа; выше на тракторе могут устанавливаться баровый траншеекопатель и шнековый траншеезасыпщик.
Комбинированный агрегат R-60 этой фирмы имеет навешенные сзади параллельно друг другу вибрационный кабелеукладочный нож и баровую цепь. Впереди установлена обратная лопата, бульдозерный отвал и может устанавливаться вилочное устройство для кабельных барабанов.
Многочисленное семейство машин для прокладки подземных коммуникаций производит фирма Davis. Эти машины предназначены для рытья и засыпки траншей, укладки кабеля ножом вибрационного типа, рыхления грунта, прокола грунта под препятствиями.
Фирма Davis создала м а лога б ар итный комбинированный агрегат на специализированном гусеничном ходу. Тягач имеет гидрофицированную трансмиссию. Нож кабелеукладчика вибрирующий. Вибрация возбуждается двухвальным дебалансным вибратором, приводимым в действие гидродвигателем. Нож с вибратором установлен на параллелограммной навеске, перемещение которой ограничено в небольших пределах. Передние концы тяг навески укреплены на кронштейне, установленном на тягаче. Такая система крепления обеспечивает повороты ножа относительно тягача на угол до 15°. Кронштейн тягача укреплен на горизонтальной оси и связан с гидроцилиндром, с помощью которого нож можно переводить в транспортное положение. Кабелеукладчик
предназначен для прокладки кабелей диаметром до 18 мм на глубину до 45 см.
Характерной особенностью кабелеукладочного оборудования фирмы Davis является применение вместо опорных катков пружинной лыжи, которая охватывает своими концами нож, предотвращая тем самым вспучивание почвы, что сводит к минимуму разрушения дернового слоя. Применение пружинной лыжи уменьшает также рассеивание энергии колебаний.
Более мощным агрегатом этой фирмы является агрегат Fleetline 30十4・ Кабелеукладочное оборудование Р-60 может навешиваться сзади и впереди тягача над бульдозерным отвалом.
Наиболее распространены комбинированные агрегаты фирмы Davis, имеющие в качестве сменного кабелеукладочное оборудование Fleetline 12+2, 20+4, 30+4^ 40+4 и 70+4.
Фирма Vermeer выпускает различную комбинированную землеройную технику и ведет поиск новых конструктивных решений специализированной техники для строительства кабельных линий.
Оригинальный специализированный агрегат Т-600 этой фирмы дает возможность вести прокладку в открытую траншею, разрабатываемую баровым рабочим органом, или скрытую прокладку вибрационным кабелеукладочным ножом. Нож навешивается на параллелограм- мной навеске на обводной кронштейн позади баровой цепи. Дебалансный вибратор приводится в действие гидродвигателем. Прокладка кабеля в открытую траншею ведется через кабельный канал в обводном кронштейне.
При прокладке абонентских кабелей широкое применение находит навесное оборудование фирмы Ken-Tel,, смонтированное на автомобиле Dodge. На автомобиле может навешиваться вибрационный кабелеукладочный нож, барабан с кабелем, баровая цепь для разработки открытой траншеи и шнековый засыпщик. Управление работой механизмов полностью гидр оф ицир ов ано.
Применение комбинированных многофункциональных агрегатов значительно снижает сроки строительства и стоимость работ.
РЫХЛИТЕЛИ И КАБЕЛЕУКЛАДЧИКИ
УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
Интенсивное освоение районов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера ставит проблему пойтшения эффективности машин для разработки мерзлых и скальных грунтов под укладку кабелей.
В последние годы наметилась тенденция производства работ по прокладке кабелей на заболоченных трассах в зимнее время, когда грунт промерзает, что позволяет использовать тяжелую технику.
В настоящее время увеличение объемов работ по прокладке кабелей в прочных грунтах составляет 10—— 15 % в год, а суммарный объем работ в прочных грунтах достигает 20 % общего объема.
Механические способы разработки прочных грунтов (разрушение ударом, резание и виброразрушение) находят наибольшее применение в практике строительства. В среднем энергоемкость этих работ составляет 106 (кН-м)/м3 при минимальной стоимости разработки 1 м3 0,2 руб.
Достаточно эффективным методом работы в мерзлых грунтах является использование для рытья траншей роторных экскаваторов непрерывного действия. Однако такие машины нецелесообразно применять в грунтах с повышенной абразивностью и в грунтах с каменистыми включениями в связи с быстрым износом рабочих органов. Наиболее производительным способом при больших объемах работ является рыхление взрывом. Стоимость этого способа рыхления составляет примерно 0,63 руб/м3.
В табл. 9 приведены технико-экономические показатели механических способов разработки мерзлых и скальных грунтов в сопоставлении с показателями взрывных работ.
Однако буровзрывной метод разработки траншей имеет существенные недостатки, так как работы можно вести лишь на определенном расстоянии от строений и коммуникаций, кроме того, происходит разбрасывание грунта, необходимого для засыпки траншей.
Одним из направлений повышения производительности землеройных машин является увеличение мощности и тягового усилия базовых машин. Однако увеличение мощности землеройных машин не обеспечивает пропорционального роста их производительности и позволяет
Таблица 9
Способы разработки грунтов и машины
Трудоемкость, человеке- дней
Стоимость, руб/м3
Взрывные работы
Взрывание способом рукавов
0,06
0,45
Взрывание мелкошпуровым способом
0,12
0,68
Механический способ
Рыхлитель Д-652АС
0,008
0,3
Двухбаровая скалорезная машина
0,01
0,58
Дисковая фрезерная машина ДФМ- ГПИ^50Б
0,01
0,63
Экскаватор типа Э-652 с ковшом активного действия
0,027
0,35
Пневматический отбойный молоток
0,09
3,62
Разработка многоковшовым экскаватором ЗТУ-353
0,01
0,29—0,44
Роторный экскаватор ЭТР-132
0,03
0,12
эффективно использовать эти машины только при больших объемах земляных работ.
В строительстве требуется постоянно выполнять разнообразные рассредоточенные земляные работы в достаточно стесненных условиях, не связанные с разработкой больших объемов грунта (рытье траншей под укладку кабелей и других гибких коммуникаций, котлованов и т. п.). Для этого необходимы относительно легкие мобильные машины. Поэтому в последнее время наблюдается тенденция создания землеройных машин с активными рабочими органами. Активизация рабочих органов путем приложения различного рода импульсных нагрузок (например, вибрационных или ударных) обеспечивает концентрацию усилий на рабочем органе и позволяет разрабатывать более прочные грунты.
Повышение производительности рыхлителей прочных грунтов приобретает особую актуальность при бестраншейной прокладке гибких коммуникационных и защитных устройств — кабелей, труб, грозозащитных тросов, маркерных лент и т. п. В этом случае рыхление грунта производится не по площадям, как, например, при вскрышных работах, а линейно вдоль по трассе прокладки гибкого устройства на заданной нормативной глубине.
Конструкции рыхлителей ударного действия. Изве-
стны рыхлители с пневматическим, гидравлическим, механическим, электромеханическим, взрывоимпульсным и другими способами привода ударных рабочих органов.
Во ВНИИ землеройных машин разработана конструкция рыхлителя для послойного рыхления мерзлых грунтов (рис. 47). Рыхление происходит за счет тягового усилия базового трактора и динамических усилий.
Рис. 47. Рыхлитель для мерзлых грунтовРис. 47. Рыхлитель для мерзлых грунтов
Рис. 47. Рыхлитель для мерзлых грунтов
Рис. 47. Рыхлитель для мерзлых грунтов
возникающих при ударе маятникового ударника по хвостовику рабочего органа.
Рыхлитель выполнен в виде навесного оборудования к трактору Т-100 с гидромеханическим ходоуменьшите- лем. На раме закреплена стойка с рабочим органом, опирающимся на лыжу. В задней части рамы шарнирно закреплен ударник. Подъем рабочего оборудования в транспортное положение осуществляется с помощью гидроцилиндра.
Рыхлитель оснащен автоматической системой, которая позволяет согласовывать движения рабочего органа и ударника. Удар происходит, когда ударник поднят на заднюю высоту, а рабочий орган отжат грунтом в крайнее заднее положение.
Техническая характеристика
Работа единичного удара, кДжДо 25
Число ударов в минуту 18—12
Расчетная производительность, м3/ч40
Рабочая скорость передвижения, м/чДо 350
Масса навесного оборудования, кг Не более 6000
Был предложен рыхлитель с гидропружинным молотом. Ударный механизм рыхлителя с клиновидным нос-
ком подвешивается к раме шарнирно с помощью двух тяг: поворотной тяги, положение которой меняется гидроцилиндром, и задней опорной тяги, присоединенной шарнирно к несущей раме и корпусу рабочего органа. При такой системе подвески рабочего органа можно изменять глубину рыхления, изменяя одновременно угол наклона рабочего органа. Вал отбора мощности тракто-
Рис. 48. Навесной пневмоударный рыхлитель
ра соединен с гидронасосами, которые приводят в действие гидромотор пружинного молота и гидравлический ходоуменьшитель. Молот развивает энергию удара около 600 Дж.
Рассмотренные рыхлители имеют низкую частоту удара, что приводит к неравномерному движению базового трактора и большим динамическим воздействиям на него.
Для обеспечения равномерности хода и повышения производительности целесообразно увеличить частоту ударов.
На рис. 48 показан навесной пневмоударный рыхлитель. В ударном блоке использован пневмомолот МК〜4, конструкция которого разработана Всесоюзным научно- исследовательским институтом транспортного строительства и внедрена в ковшах активного действия.
Ударный блок подвешивается к трактору Т-ЮОМГП на параллелограммной навеске, положение которой можно менять гидроцилиндром, изменяя тем самым глубину рыхления. Подводящий сжатый воздух рукав кре- пится к флюгерному устройству, закрепленному на кронштейне, жестко установленном на звене подвески. Частота ударов в минуту 570, масса навесного оборудования 1650 кг.
По данным экспериментальных исследований рыхление мерзлых тяжелых суглинков, имеющих температуру —3-；—8℃ (число ударов плотномера ДорНИИ 90— 150), осуществлялось пневмоударным рыхлителем за один проход на глубину около 30 см со скоростью 0,5— 1,5 км/ч, что соотв етствов а л о производительности 60—■ 80 м3/ч.
Рис. 49. Рыхлитель с гидропневмоударным механизмом
Существенным недостатком рассмотренного пневмо- ударного рыхлителя является наличие компрессорной установки, связанной с движущимся рыхлителем шлан- гом, что снижает его мобильность, надежность и производительность. Более перспективными являются рыхлители, вся система энергоснабжения которых обеспечивается двигателем трактора.
На рис. 49 показан рыхлитель с гидропневмоударным механизмом конструкции ВНИИ строительно-дорожных машин. Базовым трактором рыхлителя является трактор ДЭТ-250. В отличие от рыхлителя, показанного на рис. 48, рабочий орган выполнен в виде стойки с наконечником, которая помещается в пустотелом корпусе и закреплена в верхней части шарнирно к этому корпусу. Гидросистема молота включается одной из секций гидрораспределителя, установленного в кабине трактора. Частота ударов в минуту 360—370, максимальная глубина рыхления 500 мм, масса навесного оборудования 2190 кг.
ВНИИ транспортного строительства совместно с ВНИИПЭМ Минмонтажспецстроя и ССКТБ Минсвязи СССР разработал мощный полуприцепной рыхлитель оригинальной конструкции.
Рыхлитель (рис. 50) имеет пневмоколесную двухосную балансирную тележку 6, на которой расположена трехзвенная рама 2. Звенья рамы перемещаются относительно друг друга с помощью гидроцилиндров 4 2 5. Рыхлительный стержень 3 установлен на роликах с одной стороны и подвешен на кулисе 7 с другой стороны и
Рис. 50. Мощный полуприцепной рыхлитель
может в некоторых пределах перемещаться вдоль своей оси до упора в упругий ограничитель. По хвостовику рыхлительного стержня 3 наносит удары молот 1. Молот ВМД-56 ——двухвальный самосинхронизирующийся (синхронизация ударом). В его корпусе встроено два электродвигателя, на валах которых установлены деба- лансные массы. С помощью гидроцилиндров 4 H 5 можно менять угол рыхления (угол наклона рыхлительного стержня) от 18 до 45 ° и глубину рыхления от 0 до 90 см, а также переводить рыхлитель в транспортное положение, поднимая рыхлительный носок над поверхностью грунта на высоту 40 см.
Для демпфирования виброударных нагрузок, передающихся на несущую систему рыхлителя, шарниры крепления кулисы 6 к верхней балке рамы установлены на сменных резинометаллических амортизаторах, жесткость которых можно менять в соответствии с требованиями эксперимента. Сцепное устройство также имеет резинометаллический наборный амортизатор, жесткость которого может быть изменена сменой резиновых пластин.
В качестве тягача используется трактор Т-130 с ходо- уменьшителем.
Электродвигатели получают электропитание от передвижной электростанции АСДЛ-200.
Рыхлитель имеет следующие технические данные:
Масса рыхлителя, кг П 600
Масса молота, кг 2300
Масса рыхлительного стержня, кг .... .700
Частота ударов, 1/с . . 16
Возмущающая сила дебалансов, кН ....42
Испытания проводились при рыхлении мерзлого суглинка, трещиноватого доломита и известняка. Влажность суглинистого грунта составляла 17——23 %, температура в разрабатываемом слое колебалась в пределах от —8 до —2℃. Сопротивление образцов грунта сжатию составило (46Н-58) • 102 кН/м2. Число ударов ударника ДорНИИ С= 1554-190. Трещиноватый доломит VII—X категорий крепости по шкале М. М. Протодьяконова рыхлили в карьере по добыче камня. Сопротивление образцов сжатию составило 39——76 МПа. Известняк рыхлили в производственных условиях с последующей прокладкой кабеля.
Наибольшая производительность достигнута при отрицательных зазорах между молотом и наковальней на стержне, равных 8—12 мм. В этом случае наблюдался наибольший размах колебаний молота и наибольшие скорости удара при фиксированном размахе колебаний, т. е. соударение происходило на наиболее скоростном участке траектории движения молота. Потребляемая молотом энергия не превышала 60 кВт.
По результатам исследований сделаны выводы: суммарная потребляемая энергия при ударном рыхлении трещиноватого доломита VII——X категорий крепости по шкале А4. А4. Протодьяконова на глубину 0,5 м не превышала с учетом мощности трактора 170 кВт, что примерно в 3 раза меньше мощности, потребной для статического рыхления такого грунта;
полуприцепная конструкция траншейного рыхлителя позволяет устанавливать мощные молоты, эффективно использовать энергию удара и получать высокую производительность при линейном рыхлении грунта; так, максимальная линейная производительность рыхлителя составляет: на доломите — 630 м/ч; на мерзлом грунте — 410 м/ч;
Рис. 51. Рыхлитель-кабелеукладчик
затруднено управление рыхлителем на криволинейных участках трассы;
на тяговый трактор передаются превышающие норму вибрации.
Имеются другие конструкции рыхлителей. Однако рассмотренные ударные рыхлители оказались наиболее эффективными из существующих.
Специализированный рыхлитель-кабелеукладчик ударного действия. Наиболее производительным способом прокладки кабелей в прочных грунтах является способ бестраншейной прокладки одновременно с рыхлением грунта на заданную глубину. Реализация этого способа при ударной активизации рыхлительного рабочего органа затрудняется из-за необходимости защиты кабеля от воздействия ударных импульсов при прохождении его через кассету, что приводит к значительному усложнению конструкции.
ВНИИ транспортного строительства, ВНИИ строительно-дорожного машиностроения и ВНИИПЭМ создали образец кабелеукладочного агрегата для прочных грунтов с ножом ударного действия. Он предназначен для рыхления траншей и прокладки кабелей в мерзлых грунтах и трещиноватых горных породах до VII категории крепости по М. М. Протодьяконову включительно. Машина рыхлит траншеи на глубину прокладки кабелей связи за один или несколько проходов в зависимости от прочности грунта и затем укладывает в образованную траншею два кабеля закрытым способом (без выемки взрыхленного грунта).
Рыхлитель-кабелеукладчик (рис. 51) представляет собой агрегатную систему, которая состоит из базового 8* 107
дизель-электрического трактора ДЭТ-250М. /, снабженного гидрооборудованием для привода в действие гидромолота ГЗМ.-ЗОО конструкции Красноярского филиала ВНИИстройдормаша, и ходоуменьшителем, а также укомплектованного задней гидрофицированной навеской 2 серийного рыхлителя пассивного действия ДП9С, на которой шарнирно устанавливается оборудование 3 для рыхления траншей и укладки в нее двух кабелей. Кроме того, в состав кабелеукладочного агрегата входит прицепной кабельный транспортер 8 КУ-22, разработанный трестом «Межгорсвязьстрой» Минсвязи СССР, с которого разматываются кабели при укладке. Нож кабелеукладчика шарнирно закреплен в полом корпусе, который закреплен шарнирно на параллелограммной навеске. В задней части ножа 5 установлена съемная двухканальная кабельная кассета 6 для подачи кабеля в грунт. По наковальне, расположенной на ноже, наносит удары боек молота 4.
Кабель укладывают в два этапа. Первоначально рыхлят грунт по трассе на требуемую глубину. При этом кабельная кассета й транспортер отсоединяются от навесного оборудования. Когда грунт разрыхлен, на нож с помощью специального замка устанавливают кассету, а кабельный транспортер соединяют с навесным оборудованием. Кабель пропускают в направляющие каналы кассеты и при движении трактора укладывают в грунт. Для поднятия молота при установке кабельной кассеты, а также перестановки ножа по высоте с целью изменения глубины рыхления имеется ручная лебедка 7.
Техническая характеристика рыхлите л я-кабел еу кладчика
Энергия удара молота, Н-м До3000
Частота ударов, 1/с До10
Глубина рыхления, мм До1300
Производительность прокладки кабелей, м/ч .... До 350
Результаты работы рыхлителя кабелеукладчика показали следующее: агрегат работоспособен на мерзлых грунтах прочностью по числу ударов С=200 и на трещиноватых скальных породах с коэффициентом крепости V и VI по шкале М. М. Протодьяконова; максимальная глубина укладки кабелей составляет 1,3 м; перемещение кабелей в кассете и засыпка их разрыхленным грунтом происходят удовлетворительно. ■
МЕХАНИЗАЦИЯ РАЗМОТКИ КАБЕЛЬНЫХ БАРАБАНОВ
Проложенный в грунт кабель должен иметь слабину, т. е. должен быть проложен «змейкой». Однако при прокладке кабеля существующими ножевыми кабеле- укладчиками в ряде случаев кабель ложится в грунт с некоторым натяжением, зависящим от способа размотки, условий прокладки, массы кабельных барабанов и скорости подачи кабеля в кассету.
На существующих кабелеукладчиках типов КУ-120В, КУ-К-ЗМ(Б) и др. барабаны с кабелем вращают вручную, при этом создается слабина кабеля перед входом <его в кассету кабелеукладочного ножа. Такой способ размотки трудно поддается контролю и зачастую вращение барабанов происходит под действием натяжения кабеля. Наиболее неблагоприятным условием, вызывающим недопустимое натяжение кабеля, является несоответствие линейной скорости вращения кабельных барабанов и скорости движения кабелеукладчика, в результате чего возникают рывки кабеля.
Необходимо отметить, что трудоемкость работ, связанных с вращением кабельных барабанов на кабеле- укладчике, за последние годы значительно увеличилась, так как масса кабельных барабанов возросла. Для вращения и остановки барабана массой 4——6 т требуется усилие не менее четырех рабочих.
Для механической размотки кабельных барабанов предлагалось много вариантов механизмов и приспособ* лений. Имеются предложения, в которых размотка ведется путем тяжения за кабель, несколько витков которого наматывается на барабан, приводимый во вращение от опорных колес кабелеукладчика. Такой способ размотки нельзя признать пригодным, так как при этом возникают недопустимые нагрузки на кабель и частота вращения тягового (размоточного) барабана меняется в широких пределах в зависимости от условий движения кабелеукладчика.
Из существующих предложений наибольший интерес представляют устройства, схематично показанные на рис. 52.
Барабан с кабелем 7 (рис. 52, а) устанавливают на бесконечную ленту 2, которая опирается на ролики 3. Ролик 3 приводится во вращение двигателем 8 иерее
редуктор 9. Частота вращения регулируется управляющим устройством 10, которое контролируется оператором. Ограничивающие ролики 11 удерживают барабан / на ленте 2.
Другой тип механизма размотки (рис. 52,6) основан на использовании зажимных конических бабок 4, которые вводятся в осевые отверстия барабана 1. Бабку 4 устанавливают в винтовой опоре и штурвалом 5 поджи-
Рис. 52. Механизм размотки кабеляРис. 52. Механизм размотки кабеля
Рис. 52. Механизм размотки кабеля
Рис. 52. Механизм размотки кабеля
мают к барабану /. Бабка 4 приводится во вращение от двигателя 8 через редуктор 9. Частота вращения регулируется управляющим устройством I。. Недостатками такого механизма являются сложность конструкции и неудобстъо установки барабана.
На рис. 52, в показан механизм, в котором барабан I вращается с помощью покрытых шипами вальцов 7, которые поджимаются к щекам барабана 1 пружинами 6. Вращение вальцы получают от мотора 8 через редуктор 9, Частота вращения регулируется управляющим устройством 10.
Гидродвигатели размоточных блоков шлангами свя- заьш с гидросистемой трактора. Частота размотки в зависимости от типоразмера барабанов, скорости движения кабелеукладчика и количества кабеля на барабанах регулируется с помощью дросселей, снабженных специальными винтовыми механизмами со штурвалами. Скорость размотки регулируется в процессе работы оператором, который располагается у пульта в кабине трактора или в специальной кабине сзади кабелеукладчика.
Механизм размотки действует следующим образом. Когда барабаны с кабелем погружены на кабелеукладчик, оси барабанов зафиксированы в гнездах и концы кабелей заправлены в кассету кабелеукладчика, с по- мощью штурвалов разматывающие вальцы вводятся в зацепление с теми барабанами, которые подлежат размотке. Положение вальцов фиксируется храповиком. После этого оператор занимает место в кабине, вращением штурвалов запускает механизм размотки, поворачивает на некоторый угол барабаны с кабелем, с тем чтобы образовалась слабина на кабеле. Когда кабеле- укладчик начинает движение, вращением штурвалов оператор устанавливает необходимую скорость размотки и продолжает регулировать ее при движении.
При остановке кабелеукладчика механизм размотки отключается.
Оснащение кабелеукладчика механизмом размотки кабельных барабанов позволяет не только сократить число рабочих, занятых на размотке кабельных барабанов, и повысить качество и безопасность работ, но и увеличить скорость прокладки кабеля.
РАЗВИТИЕ КАБЕЛЕУКЛАДОЧНОЙ ТЕХНИКИ
В связи с интенсивным развитием системы электроснабжения большие работы предстоят по сооружению подземных силовых кабельных линий, что позволит сохранить тысячи гектаров плодородных земель и обеспечить высокую сохранность линий электропередачи.
Значительно возрастают объемы работ по подземной прокладке кабелей энергоснабжения и связи в транспортном строительстве, в сооружении объектов нефтяной и газовой промышленности и в других отраслях народного хозяйства.
Растут требования к повышению сохранности под-
земных сооружений. Кабелн и различные трубопроводы защищают от попадания в них молний проводами и тросами грозозащиты, которые укладывают в грунт вдоль трассы коммуникационного устройства. Для обозначения трассы и предохранения от повреждения при земля- ных работах в зоне залегания подземных линейных сооружений предусматривается укладка над ними в грунт на небольшую глубину маркерных лент. Увеличиваются объемы работ по сооружению контуров заземлений.
Дальнейшее увеличение объема работ по строительству всех видов «подземных гибких линейных устройств значительной протяженности без существенного увеличения численности работающих требует качественно нового подхода к созданию новых высокопроизводительных специализированных машин и механизмов.
В настоящее время для прокладки кабелей используются прицепные кабелеукладчики, перемещаемые сцепом тракторов. .
Громоздкая механизированная колонна затрудняет обслуживание, маневрирование, переброску механизмов с участка на участок. Все это снижает производительность работ, особенно на строительстве линий небольшой протяженности, поскольку в общем объеме работ значительную часть времени занимает развертывание и организация работы механизированной колонны.
На укладку кабеля уходит лишь 6—10 % рабочего времени, а остальное время занимают подготовительные и вспомогательные работы. Большая доля рабочего времени (до 40 %) уходит на перестройку механизированной колонны. К недостаткам традиционных, наиболее распространенных механизмов для укладки кабелей следует также отнести низкий уровень механизации отдельных трудоемких процессов (подъем и опускание ножей, размотка барабанов с кабелями и т. п.), значительные трудозатраты на обслуживание, нестабильность глубины укладки, недостаточная безопасность проведения работ.
Производительность механизированных колонн, равная 12 км в смену, уже не может удовлетворять потребности строительства.
Для более эффективного решения проблемы комплексной механизации работ при укладке кабелей на территории СССР в условиях разнообразия грунтов и кли» матических особенностей следует идти по пути созда-
ния средств механизации, специализированных по условиям применения для укладки в грунтах I——IV категорий; в трещиноватых скальных и мерзлых грунтах; в условиях сплошной заболоченности. Естественно, что такая специализация требует одновременного решения и вопросов унификации комплексов машин.
В связи с этим одним из важнейших направлений является создание, совершенствование н повсеместное внедрение многофункциональных навесных гидрофици- рованных агрегатов на базе энергонасыщенных промышленных тракторов.
Навесные укладчики отличаются высокой мобильностью и маневренностью, позволяют снизить тяговое сопротивление по сравнению с прицепными за счет исключения дополнительного "сопротивления перекатыванию тележки укладчика, создать конструкции, обеспечивающие хорошее копирование микрорельефа местности и, следовательно, устойчивую глубину хода ножа. В навесных гидрофицированных укладчиках легко решаются задачи подъема и опускания ножа, а также его быстрого заглубления на коротких участках пути.
Требует дальнейшего изучения и решения задача снижения тягового сопротивления укладочного ножа. Здесь, как показывают исследования, перспективным является применение направленной вертикальной вибрации ножа (возможное снижение тягового сопротивления на 60 %)、, направленной продольной вибрации ножа (до 80 %), плоскостного циркуляционного движения лезвия ножа (до 90 %), продольного (по ходу прокладки) ударного возбуждения ножа (до 100 %).
Вибрация позволяет улучшать качество и повышать производительность работ по укладке:
с помощью опорных цневмокатков-трамбователей, жестко закрепленных сзади вибрирующего ножа, можно обеспечить заделку щели в грунте после прохода ножа;
движение виброножа по глубине стабильнее, чем в пассивном режиме;
путь, достаточный для заглубления ножа, может быть сокращен до 2—3 м;
хорошее самоочищение лезвия ножа от корневищ растений;
возможность преодоления твердых включений в грунте (камни, корневища и т. □.)•
Особую сложность представляет создание высокопроизводительных машин для бестраншейной прокладки кабелей в мерзлых и скальных грунтах, требующих рыхления.
Работы по созданию высокопроизводительных траншейных рыхлителей прочных грунтов ведутся в настоящее время по двум направлениям: совершенствуется полу- прицепной траншейный рыхлитель ударного действия и разрабатываются гидравлические и взрывоимпульсные молоты повышенной мощности для ударной активизации рыхлительной стойки навесного кабелеукладчика.
Ведутся также работы по усовершенствованию оборудования и автоматизации процессов, сопутствующих укладке кабеля и гибких труб. Разрабатываются приборы для контроля глубины заложения кабеля и сигнализации о других подземных коммуникациях на трассе укладки, механизмы размотки кабельных барабанов и регуляторы натяжения укладываемого кабеля. Первоначальные затраты на создание таких устройств быстро окупятся благодаря повышению производительности труда при прокладке кабельных линий.
Увеличение мощностей тракторов, используемых для обеспечения необходимых тяговых усилий, совершенствование специальных машин для укладки гибких коммуникационных и защитных устройств в ближайшие годы будут осуществляться по следующим направлениям: создание мобильных, высокоманевренных агрегатов с навесными механизмами, обслуживаемыми из кабины базовой машины;
создание комбинированных машин со сменными рабочими органами для выполнения комплекса земляных работ;
специализация машин по видам работ в зависимости от особенностей трассы;
создание промышленных укладчиков с вертикальным орбитальным (циркуляционным) и виброударным возбуждением ножа, обеспечивающих снижение тягового сопротивления на 80 % и более;
разработка и внедрение машин для укладки кабелей и т. п. за поперечным габаритом базовой машины (офсетной прокладки);
внедрение бесступенчатых трансмиссий для привода ходовой системы и вибромеханизма ножа укладчика;
совершенствование технологических процессов при-
менительно к использованию новых укладочных агрегатов;
увеличение уровня комплексной механизации производства работ при укладке гибких коммуникационных и защитных устройств.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЕЙ
Опыт применения бестраншейного способа прокладки силовых кабелей позволяет сопоставить его основные технико-экономические показатели с традиционным спо- собом прокладки в предварительно вырытой траншее. Основываясь на фактических данных, характеризующих работу кабелеукладчика с пассивным рабочим органом в составе механизированной колонны, необходимо указать преимущества бестраншейного способа прокладки.
Снижение приведенных затрат в народном хозяйстве от применения бестраншейного способа составляет не менее 150 % за счет сокращения эксплуатационных расходов при прокладке пассивным ножевым кабелеукладчиком по сравнению с прокладкой кабеля способом раскатки с кабельного транспортера в траншею, предварительно подготовленную траншеекопателем. Себестоимость при традиционном способе производства работ на объекте определена с учетом инвентарно-расчетной стоимости эксплуатации следующих основных машин и механизмов механизированной колонны: многоковшового экскаватора ЭТЦ-161, бульдозера на базе трактора Т100 или Т130, кабельного транспортера, автомобильного крана грузоподъемностью 7,5 т и автомобиля-заправщика.
Механизированная колонна при прокладке бестраншейным способом в отличие от традиционного способа имеет в своем составе вместо траншейного экскаватора ножевой кабелеукладчик, транспортируемый сцепом в составе до пяти тракторов силой тяги 100 кН, один из которых гидрофицированный. Приведенные затраты при прокладке силового кабеля бестраншейным способом составляют 80—90 руб. на 1 км трассы.
Снижение трудозатрат на работы, отнесенные на 1 км кабельных трасс, в 4,5—5 раз. При этом заработ-
ная плата при производстве электромонтажных работ сокращается в 8—9 раз.
Резкое сокращение сроков прокладки (более чем в 10—И раз) за счет совмещения рытья траншеи и укладки кабеля.
Обеспечение большей сохранности пахотных земель.
Высокое качество прокладки.
Один кабель2219950Один кабель2219950Два кабеля17291440Два кабеля17291440Следует отметить, что бестраншейная прокладка имеет значительные неиспользованные резервы улучшения технико-экономических показателей, которые достигаются прежде всего четкой организацией работ, хорошей подготовкой и слаженной работой бригады монтажников. При хорошо организованной работе имеет место следующее распределение затрат времени (в процентах)' на выполнение отдельных технологических операций при одновременной прокладке одного и двух кабелей:
Один кабель
22
19
9
50
Один кабель
22
19
9
50
Два кабеля
17
29
14
40
Два кабеля
17
29
14
40
Подготовительные работы . •・ ・ Погрузочно-разгрузочные работы .. Подготовка кабеля к укладке . . * Прокладка кабеля •
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Правила устройства электроустановок ПУЭ-76. — М.: Энерго- атомиздат, 1985. — 640 с.
Строительные нормы и правила. СНиП Ш-33-76. — М.: Строй- издат, 1977.
Инструкция по прокладке кабеля напряжением до ПО кВ.— СН 85-74. — М.: Стройиздат, 1975. — 136 с.
Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. — М.: Машиностроение, 1968. — 37 с.
Белоруссов Н. И., Саакян А. Е., Яковлева А. И. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. Изд. 3-е. — М.: Энергия, 1971. — 704 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГУСЕНИЧНЫХ ТРАКТОРОВ В СОСТАВЕ МЕХКОЛОНН
Показатели
Трелевочные тракторы
Тяговые тракторы
ТДТ-60
ТДТ-75
ТТ-4
т-юомг
Т-100МБГ
Т-130
Мощность двигателя, л. с.
60
75
ПО
108
108
130
Эксплуатационная масса, кг Габариты, мм:
10800
10 720
12100
11400
14 850
11500
длина
5505
5505
5950
4255
4747
4330
ширина
2370
2370
2690
2460
3250
2475
высота
2700
2660
2700
3040
2760
2850
Колея, мм
1910
1910
2000
1880
2280
1880
Удельное давление на грунт, 105 мПа
0,4
0,41
0,41
0,49
0,27
0,48
Скорость движения, км/ч
2,14—7,64
2,14—7,64
2,3—10
2,36—10,13
2,36—5,4
3,2—10,6
Тяговые усилия, кН
52,6—7,0
68,2—11,5
28,0—22,6
95—15
95—29
90—20
Ширина гусениц, мм
460
460
500
500
970
500
Наибольшее тяговое усилие на тросе лебедки, кН
85,0
86,0
12,0
—
一
—
Количество, шт.
1
1
1
1
1
1
Емкость топливных баков, л
ПО
ПО
135
235
235
330
二 Завод-изготовитель
Алтайский тракторный завод
Челябинский тракторный завод
^ Техническая характеристика грузовых автомобилей в составе мехколонн
ио
Показатели
Грузовые автомобили повышенной проходимости
Грузовые автомобили с закрытыми кузовами
Самосвалы
ГАЗ-66А
ЗИЛ-157
3HJI-131
Урал-375
1 Краз-214
УАЗ-4,50
УАЗ-452
ЗИЛ-ММЗ-555
МАЗ-503
Грузоподъемность на грунте, кг
2000
2500
3000
5000
.7000
750
800
4500
7000
Наибольшая масса бук-
2000
3600
3000
6000
5000
800
800
—
—■
сируемого прицепа, кг Собственная масса в сна-
3500
5710
6000
8400
12 300
1745
1720
4500 .
6750
ряженном состоянии, кг
Габариты, мм:
длина
5655
6684
6650
7350
8530
4360
4347
5550
5920
ширина
2342
2315
2500
2690
2700
1942
1940
1790
2600
высота по кабине
2440
2360
2549
2680
2880
2050
2071
2315
2620
Мощность двигателя, кВт
84,6
76,6
110,4
132,5
150,9
47,8
51,5
110,4
132,5
Эксплуатационная норма расхода топлива на 100 км, л
Максимальная скорость (с нагрузкой), км/ч Топливо
25
85
42
65
40
55
70
14
13
27
94
28
60
80
75
55
90
95
А-72
А-66
А-76
А-72
Дизель-
А-70
А-72
А-76
Дизельное
ное
топливо
топливо
Число колес, шт.
4+1
6+1
6+1 12,00—20
6+1
4+1
4+1
64-1
6+1
Шины, шт.
11,00—18
12.00—18
14.00—20
15,00—20
6,50—16
8,40—15
9.00—20
12,00—20
Количество» шт.
1
150
1
300
2
1
1
1
1
Емкость топливных ба-
210
65
170
90
225
48
60
70
100
ков, л
3 а вод-изготовитель
Горьковский авто-
ЗИЛ
ЗИЛ
Ульянов-
Кремен-
Ульянов-
Ульянов-
Мытищинский
Минский
ский авто-
чугский
ский авто-
ский
механический
автозавод
завод
завод
автоза-
завод
автозавод
завод
им. В. И.
ВОД
им. В. И.
им. В. И.
Ленина
Ленина
Ленина
Техническая характеристика автомобилей общего назначения в составе мехколонн
Показатели
Легковые автомобили повышенной проходимости
Грузовые автомашины общего назначения
ГАЗ-69А
ГАЗ-69
УАЗ-469
ГАЗ-51
ГАЗ-53Ф
ЗИЛ-164
ЗИЛ-130
МАЗ-200
Грузоподъемность, кг
400
500
500
2000
3000
4000
4000
5000
Наибольшая масса буксируемого прицепа, кг Габариты, мм:
750
850
850
3500
4000
4500
6400
9500
длина
3850
3850
3960
5715
6395
6700
6670
7620
ширина
1750
1830
1770
2070
2380
2470
2500
2650
высота по кабине
1900
2030
1930
2130
2220
2180
2300
2430
Мощность двигателя, кВт
40,5
40,5
51,5
51,5
84,6 (66,3)
71,4
11,04
81
Эксплуатационная норма расхода топлива на 100 км, л
17,5
17,5
15,5
20
25
38
27
35
Максимальная скорость (с нагрузкой),
90
90
100
70
80 (75)
75
94
65
Топливо
А-72
А-72
А-72
А-66
А-66
А-66
А-66
Дизельное топливо
Число колес, шт.
4+1
4+】
4+1
6+1
6+1
6+1
6+1
6+1
■Шины
6,50—16
6,50—16
8,40—16
8,25—20
8,25—20
9,00—20
9,00—20
12,00—20
Количество, шт.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Емкость топливных баков, л
60
48
27
76
90
90
150
150
225
13 авод-изготовитель 5
Ульяновский автозавод им. В. И. Ленина
Горьковскцй^автозавод
ЗИЛ
Минский автозавод
35912151s5G„,0G10gш ^^ш35912151s5G„,0G10gш ^^ш
35912151s5G„,0G10gш ^^ш
35912151s5G„,0G10gш ^^ш
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ., . ,8
Характеристики кабельных трасс в земле
Сопротивление грунтов разрезанию«
Разработка грунтов ножевыми кабелеукладчиками ..
Допустимость бестраншейной прокладки силовых кабелей
Технологический процесс прокладки кабеля ножевыми кабелеукладчиками .*
Прокладка кабелей в мерзлых и скальных грунтах ..
Контроль за бестраншейной прокладкой силовых кабелей
Машины для разработки траншей под кабели .
Прокладка кабелей под дорогами
Классификация кабелеукладчиков
Магистральные кабелеукладчики с пассивными ножами .
Легкие кабелеукладчики с пассивными ножами.
Вибрационные кабелеукладчики
Микрокабелеукладчики для работы в стесненных условиях
Стабильность заглубления ножа .
Комбинированные грунторазрабатывающие агрегаты *
Рыхлители и кабелеукладчики ударного действия ..
Механизация размотки кабельных барабанов.
Развитие кабелеукладочной техники
Технико-экономические показатели бестраншейной прокладки кабелей
Список литературы .
Приложения а,
ЯКОВ МИХАИЛОВИЧ БОЯЗНЫЙ
ВАЛЕНТИН ВИКТОРОВИЧ КУЗЬМЕНКО
Ъестраншеиная прокладка силовых кабелей
Редактор Г； Е. Хромченко
^Редактор издательства Л. А Копейкина Художественный редактор В. А. Гозак-Хозак Технический редактор Н. П. Собакина Корректор 3. А Драновская
ИБ № 885
Сдано в набор 18.12.84. Подписано в печать 16.05.85» Т-11960. Формат 84ХIO8V32. Бумага кн.,-жури. имп. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 6,3- Усл. кр.-отт, 6,51. Уч.-изд. л. 6,83. Тираж 25 000 экз. Заказ 69. Цена 35 к.
Эиергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
^Владимирская типография Союзполиграфпрома при Государствеииом комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7
Цена 35 коп.
с”，上 & 1еппфшп^х навесишь
Mimeb^m uf^M нс
qqm0qqq & Ue fn/n/才 *cd；，u
Разнообразие геологических и климатических условий строительства обусловливает необходимость вероятностного подхода к оценке грунтов при эксплуатации кабелеукладчиков.
Украины, Восточной и Западной Сибири, Урала, Казах
Проведенный анализ не охватывал скальные и мерзлые грунты. Таким образом, были изучены физико-механи
ческие свойства грунтов I—V категорн員(пески, супеси, суглинки, глины, лессы и их разновидности).
В табл. 1 приведены данные физико-механических свойств грунтов, полученные при испытаниях землеройных машин в различных районах СССР; на рис. I показаны гистограммы распределения основных показателей грунтов: прочности, влажности и объемной массы.
По данным проф. И. А. Недорезова, значения прочности (С=9) и объемной массы грунта (Af=l,8 т/м3) могут характеризовать некоторые средние грунтовые условия работы, которые лежат на границе грунтов II и III категорий.
Анализ гранулометрического состава грунтов показывает, что преобладают грунты типа суглинков с содер-