ТРОСОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАБОЧИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЗЕМСНАРЯДА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ОЧИСТКЕ КАНАЛА ОТ НАНОСОВ Российский патент 2013 года по МПК E02B5/02 E02B3/02 E02D17/16 E02F3/88 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для производства земляных работ землесосными снарядами и может найти применение при строительстве и очистке каналов от наносов с формированием заданного устойчивого криволинейного поперечного подводного профиля русла.

Известно тросовое устройство для осуществления способа строительства и очистки каналов от наносов земснарядом, включающее рамоподъемную и папильонажные лебедки при леерном креплении тросов (Меламут Д.Л. Гидромеханизация в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. Стройиздат, 1981, стр.28, 29, 40; Харин А.И. Гидромеханизация в мелиоративном строительстве. М., «Колос», 1982, стр.102-108).

Недостатком известного устройства является невозможность с его помощью формирования заданного устойчивого криволинейного поперечного подводного профиля русла канала, возможна разработка только основной выемки русла.

Наиболее близким к предлагаемому является тросовое устройство для рабочих перемещений земснаряда при реализации способа строительства и очистки канала от наносов (авт. св. СССР №1161630, МПК E02B 5/02, E02D 17/16,1985 г.), включающее рамоподъемную и папильонажные лебедки и выполненное с возможностью программной намотки тросов на барабаны папильонажных и рамоподъемной лебедок, вращаемых с угловой скоростью, прямо пропорциональной длинам наматываемых тросов. При этом перемещение грунтозаборного устройства в горизонтальной плоскости осуществляют свайно-леерным папильонированием.

Недостатком этого способа является также невозможность формирования заданного устойчивого криволинейного поперечного подводного профиля русла канала. С его помощью возможно формирование подводного откоса канала с заданным заложением прямолинейного вида, который является менее устойчивым по сравнению с криволинейным (параболическим).

Устранить указанный недостаток позволяет предлагаемое тросовое устройство для рабочих перемещений земснаряда при строительстве и очистке канала от наносов, включающее рамоподъемную и папильонажные лебедки с программной намоткой тросов на барабаны, вращаемые с угловой скоростью, прямо пропорциональной длинам наматываемых тросов, блоки на рамоподъемной стреле земснаряда и располагаемые на берегах канала параллельно его продольной оси леерные тросы с роликовыми каретками, которое согласно предлагаемому изобретению снабжено тросом-капиром, ветви которого через блоки на раме грунтозаборника и рамоподъемной стрелы земснаряда соединены с рамоподъемной лебедкой, выполненной в виде двух, размещенных на одном валу, синхронизированных барабанов с реверсивным программным приводом, и закреплены за леерные тросы перпендикулярно продольной оси канала с помощью роликовых кареток, снабженных фиксаторами, которыми снабжены и роликовые каретки папильонажных лебедок.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что применение рамоподъемной двухбарабанной синхронизированной лебедки с программным реверсивным приводом позволяет производить одновременную намотку и размотку ветвей троса-копира, регулируя при этом скорость вращения барабанов лебедки и, соответственно, расположение и перемещение грунтозаборного устройства в вертикальной плоскости поперечного сечения канала, что необходимо для формирования заданного криволинейного подводного поперечного сечения русла. Применение леерного способа папильонирования с фиксированием положения кареток папильонажных тросов и троса-копира позволяет перемещать земснаряд перпендикулярно (β=90°) продольной оси канала при сохранении постоянной угловой скорости вращения папильонажных лебедок, что упрощает производство работ по разработке грунта.

За время t_x, необходимое для формирования подводного поперечного профиля русла канала на барабаны папильонажных лебедок, наматывается и разматывается трос длиной «X», а грунтозаборное устройство, установленное на тросе-копире, переместится также в горизонтальной плоскости на расстояние «X». За это же время t_x на барабаны синхронизированной реверсивной рамоподъемной лебедки наматывается-разматывается трос-копир длиной У_х, а грунтозаборное устройство должно пройти путь У_х в вертикальной плоскости для создания проектного подводного поперечного профиля русла канала

При этом

где V_1x - линейная скорость сматывания троса папильонажных лебедок; V_2x - линейная скорость сматывания-разматывания троса-копира на барабаны синхронизированной реверсивной лебедки.

Скорости сматывания папильонажных тросов и троса-копира, выраженные через угловую скорость вращения барабанов лебедок, составят:

где ω_1x - угловая скорость вращения папильонажных лебедок; ω_2X - угловая скорость вращения барабанов синхронизированной реверсивной рамоподъемной лебедки троса-копира; R₁ и R₂ - радиусы барабанов папильонажной и синхронизированной реверсивной лебедок.

Принимая R₁=R₂, формулу (1) можно преобразовать:

Из формулы (4) видно, что угловая скорость ω_2X вращения барабанов синхронизированной рамоподъемной лебедки отличается от угловой скорости вращения папильонажных лебедок и прямо пропорциональна длинам наматываемых - разматываемых отрезков троса-копира.

Но для формирования заданного криволинейного (параболического) устойчивого подводного профиля русла угловая скорость вращения барабанов синхронизированной рамоподъемной лебедки должна быть величиной переменной:

где Н_к - глубина воды в канале на оси русла;

h_вак - минимальная глубина воды, при которой не происходит срыва вакуума грунтового насоса;

Н_кх - глубина воды в канале на расстоянии «X» от вертикальной оси русла.

Из формулы (6) видно, что при постоянной угловой скорости вращения папильонажных лебедок ω_1x угловая скорость ω_2х вращения барабанов синхронизированной рамоподъемной лебедки величина непостоянная (в отличие от прототипа) и зависит от месторасположения грунтозаборного устройства в поперечном сечении русла.

Таким образом, при заданных проектом поперечном сечении канала и угловой скорости вращения папильонажных лебедок строительство и очистка канала от наносов земснарядом с формированием заданного устойчивого криволинейного подводного поперечного профиля русла возможны программной намоткой тросов на барабаны папильонажных лебедок и последовательной намоткой - размоткой троса-копира на барабаны синхронизированной реверсивной лебедки, вращаемые с угловой скоростью, прямо пропорциональной длинам наматываемых и разматываемых тросов.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема (план) очистки канала от наносов с использованием предлагаемого тросового устройства; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1; на фиг.4 - расчетная схема; на фиг.5 - схема расположения тросового устройства для рабочих перемещений земснаряда и грунтозаборного устройства.

Предлагаемое тросовое устройство включает трос-копир 9, ветви которого через блоки 12 на раме 13 грунтозаборного устройства 14, блоки 15 рамоподъемной стрелы 16 земснаряда 3 соединены с рамоподъемной лебедкой 17, выполненной в виде двух, размещенных на одном валу, синхронизированных барабанов с реверсивным программным приводом, и закреплены за леерные тросы 5 перпендикулярно продольной оси 4 канала 1 с помощью роликовых кареток 11, снабженных фиксаторами. К леерным тросам 5 с помощью роликовых кареток 6, также снабженных фиксаторами, перпендикулярно продольной оси канала присоединены носовые 7 и кормовые 8 тросы папильонажных лебедок 18.

Работа предлагаемого тросового устройства при очистке канала от наносов осуществляется следующим образом.

Реализацию процесса очистки русла канала 1 от наносов 2 начинают с установки земснаряда 3 на продольной оси 4 канала и устройства на его берегах леерных тросов 5. К леерным 5 тросам роликовыми каретками 6 с фиксаторами перпендикулярно продольной оси 4 канала 1 присоединяют носовые 7 и кормовые 8 тросы папильонажных лебедок 18. Максимальную длину троса-копира 9 определяют исходя из максимальной глубины h_к врезки 10 русла канала 1 и расположения на берегах леерных тросов 5. Ветви троса-копира 9 роликовыми каретками 11 с фиксаторами соединяют с леерными тросами 5 и через блоки 12 на раме 13 грунтозаборного устройства 14 и блоки 15 рамоподъемной стрелы 16 - с двухбарабанной реверсивной синхронизированной рамоподъемной лебедкой 17 с программным приводом, обеспечивающей одновременное наматывание и разматывание ветвей троса-копира 9. Двухбарабанная реверсивная синхронизированная лебедка 17 оборудуется программным устройством для регулирования скорости вращения.

Непосредственно очистку или разработку русла канала 1 от наносов 2 производят многократным возвратно-поступательным перемещением земснаряда 3 перпендикулярно продольной оси 4 канала с помощью папильонажных лебедок 18, вращаемых с постоянной скоростью, при одновременном программном по формуле (6) поднятии и опускании рамы 13 грунтозаборного устройства 14 синхронизированной реверсивной лебедкой 17.

После отработки заданного поперечного сечения канала 1 в данной позиции земснаряд 3 и трос-копир 9 тросолеерным папильонированием перемещают вдоль оси 4 русла на расстояние, равное ширине разработанной полосы 19, фиксируют положение роликовых кареток 6 и 11 на леерных тросах 5 и процесс разработки грунта повторяют и т.д.

Таким образом, предлагаемое тросовое устройство за счет регулирования положения грунтозаборного устройства в сечении канала во взаимосвязи с перемещением земснаряда позволяет осуществлять формирование заданного криволинейного подводного поперечного сечения канала, соответствующего устойчивому руслу канала, и упрощает производство работ.

Изобретение относится к устройствам для производства земляных работ землесосными снарядами и может найти применение при строительстве и очистке каналов от наносов с формированием заданного устойчивого криволинейного поперечного подводного профиля русла. Тросовое устройство включает рамоподъемную и папильонажные лебедки с программной намоткой тросов на барабаны, вращаемые с угловой скоростью, прямо пропорциональной длинам наматываемых тросов, блоки на рамоподъемной стреле земснаряда и располагаемые на берегах канала параллельно его продольной оси леерные тросы с роликовыми каретками. Устройство также снабжено тросом-копиром, ветви которого через блоки на раме грунтозаборника и рамоподъемной стрелы земснаряда соединены с рамоподъемной лебедкой, выполненнной в виде двух, размещенных на одном валу, синхронизированных барабанов с реверсивным программным приводом, и закреплены за леерные тросы перпендикулярно продольной оси канала с помощью роликовых кареток. Роликовые каретки снабжены фиксаторами, которыми снабжены и роликовые каретки папильонажных лебедок. За счет регулирования положения грунтозаборного устройства в сечении канала во взаимосвязи с перемещением земснаряда вдоль оси канала осуществляется формирование заданного криволинейного подводного поперечного сечения канала, соответствующего устойчивому руслу канала и упрощается производство работ. 5 ил.

Тросовое устройство для рабочих перемещений земснаряда при строительстве и очистке канала от наносов, включающее рамоподъемную и папильонажные лебедки с программной намоткой тросов на барабаны, вращаемые с угловой скоростью, прямо пропорциональной длинам наматываемых тросов, блоки на рамоподъемной стреле земснаряда и располагаемые на берегах канала параллельно его продольной оси леерные тросы с роликовыми каретками, отличающееся тем, что устройство снабжено тросом-копиром, ветви которого через блоки на раме грунтозаборника и рамоподъемной стрелы земснаряда соединены с рамоподъемной лебедкой, выполненной в виде двух размещенных на одном валу синхронизированных барабанов с реверсивным программным приводом, и закреплены за леерные тросы перпендикулярно продольной оси канала с помощью роликовых кареток, снабженных фиксаторами, которыми снабжены и роликовые каретки папильонажных лебедок.