Магистерский диплом (ВКР) на тему Обоснование параметров рабочих органов грейферного типа при строительстве способом «стена в грунте»

Содержание:

Введение. 4

1
Аналитический раздел. 5

1.1
Основные типы сооружений, возводимых способом «стена в грунте». Конструктивные
решения ограждающих стенок. 5

1.1.1
Сущность способа «стена в грунте» и технические характеристики подземных
сооружении, устраиваемых этим способом. 5

1.1.2
Типы подземных сооружений, возводимых способом «стена в грунте»  6

1.1.3
Конструктивные решения стен в грунте. 9

1.1.4 Наблюдения в производственных условиях за работой
грейферов при строительстве способом «стена в грунте». 15

1.2 Технология устройства стен в грунте. 18

1.3 Обзор и анализ траншеепроходческих механизмов для
разработки грунтов под водой. 22

1.4 Обзор и анализ исследований процессов подводного
копания грунтов. 37

1.5 Обзор исследований в области взаимодействия
элементарных рабочих органов (штампов) с грунтом. 40

1.6
Машины и механизмы для устройства стен в грунте. 41

1.6.1
Траншеекопатели отечественного производства. 41

1.6.2
Траншеекопатели зарубежного производства. 45

1.6.3
Обзор исследований в области разработки грунтов
рабочими органами грейферного типа. 54

1.7
Новые направления в развитии рабочих органов при образовании глубоких узких
траншей способом «стена в грунте». 56

Выводы,
цель и задачи исследований. 72

2
Исследовательский раздел. 74

2.1
Методика планирования, проведения и обработки результатов экспериментов  74

2.2
Экспериментальные исследования деформирования грунтов под водой  75

2.3
Выбор траншее-проходческих машин для образования узких глубоких траншей по
технико-экономическим характеристикам. 79

2.4 Влияние формы и
размеров режущих профилей рабочих органов и параметров срезаемой стружки на
усилие и удельное усилие резания. 84

Выводы.. 88

3
Расчётный раздел. 89

3.1.
Методика расчета рабочих органов грейферного типа для разработки траншей при
строительстве способом «стена в грунте». 89

3.2.
Методика расчета основных показателей траншеепроходческих грейферов  91

3.3
Расчёт сил, действующих на рабочий орган грейферного типа при строительстве
методом «стена в грунте». 95

3.4
Расчет элементов рабочего органа грейферного типа. 96

Выводы.. 101

4
Экономический раздел. 102

4.1
Определение капитальных вложений. 102

4.2
Определение эксплуатационной производительности. 103

4.3
Определение удельных капитальных вложений. 104

4.4
Определение себестоимости машино-смены.. 104

4.5
Определение себестоимости продукции. 108

4.6
Годовой экономический эффект от внедрения проектируемого рабочего органа  109

4.7
Коэффициент сравнительной экономической эффективности. 109

Выводы.. 110

6
Раздел охраны труда. 111

Заключение. 112

Список
литературы.. 113

Введение:

Актуальность темы обусловлена
тем, что рабочие органы грейферного типа
являются широко применяемыми траншеепроходческими механизмами, преимущество
которых состоит в том, что для транспортировки разработанного грунта со дна
траншей на поверхность они не требуют специального оборудования, что упрощает и
обеспечивает экономичность разработки траншей. Кроме того, такие показатели
грейферных рабочих, как надежность, универсальность и оперативность обуславливают
их эффективное применение в сжатых условиях муниципальных образований РФ.
Производительность данных агрегатов зависит от объемов грунта, извлекаемого за
один цикл, который пропорционален заглубления рабочих органов грейфер­ного
ковша в начале цикла копания, когда при заглублении в грунт гидро­статическое
давление приводит к увеличенным энергозатратам на копание. Таким образом, внедрение
рабочих органов грейферов в грунт выступает ос­новным процессом копания
грунтов, от которого зависит производительность и эффективность процессов. В
связи с этим обоснование пара­метров рабочих органов грейферов, работающим при
строительстве способом «стена в грунте» является актуальны.

Новизна
заключается в анализе и обобщении имеющегося в литературе материала по теме
исследования, в предложениях по проектированию и расчету рабочих органов
землеройных машин для разработки грунтов при строительстве спо­собом «стена в
грунте».

Заключение:

Как показал обзор и анализ проведенных исследований, реко­мендации по
снижению усилия резания грунтов под гидростатическим давлением сводились в основном
к оптимизации геометрических па­раметров и режимов работы рабочих органов
землеройных машин. Та­кой подход дает возможность снизить вредное влияние
гидростати­ческого давления и повысить производительность, однако пол­ностью
исключить его не позволяет.

В результате обобщения имеющихся в литературе исследований, установлено,
что гидростатическое давление оказывает существен­ное влияние на сопротивление
внедрению в связный грунт режущих элементов землеройных машин под водой. Гидростатическое давле­ние оказывает
влияние на физическую картину внедрения штампов в грунт, препятствуя
вспучиванию грунта в месте вдавливания и несколько уменьшая размеры углубления.
При этом наблюдается меньшее количество трещин и разрывов в грунте в зоне
вдавлива­ния штампа.

Проведенные
расчеты свидетельствуют о том, что для выбранной конструктивной ковша рабочего органа
грейферного типа, геометрических
размеров элементов конструкции, материала — сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79, а также принятых нагрузок, такие показатели
прочности, как эквивалентное напряжение по Мизесу, суммарное линейное
перемещение, коэффициент запаса по текучести и коэффициент запаса по прочности
лежат в границах допустимых значений, и, следовательно, ковш рабочего органа
грейферного типа может быть
использован по назначению.

Рассчитанные технико-экономические
показатели свидетельствуют о их приемлемости, и, соответственно, о требуемой
эффективности принятых проектных решений.

Фрагмент текста работы:

1 Аналитический раздел 1.1 Основные типы сооружений, возводимых способом
«стена в грунте». Конструктивные решения ограждающих стенок 1.1.1 Сущность способа «стена в грунте» и
технические характеристики подземных сооружении, устраиваемых этим способом Способ «стена в грунте» заключается в сооружении
несущих стен подземных помещений или противофильтрационных завес путем отрывки
глубоких узких траншеи под глинистым рас­твором с последующей укладкой в
траншею бетона или другого заполнителя. При устройстве монолитной бетонной или
железо­бетонной стенки бетонную смесь укладывают в траншею методом ВПТ
(вертикально перемещающейся трубы). Принципиальная технологическая схема
устройства стен в грунте показана на рисунке 1.1. 1 — устройство форшахты; 2 — рытье траншем на длину захватки;
3 — установка ограничителей; 4 — установка армированного каркаса; 5 —
бетонирование методом ВПТ

Рисунок 1.1 — Технологическая схема устройства стены в грунте

Конструкции подземных сооружений, состоящих из прямоли­нейных
стенок, представлены на рисунке 1.2. а — консольные стенки с заделкой нижней части в грунте; б — консольные
стенки с одним креплением по высоте распорками; в — консольные стенки с
многоярусным креплением по высоте распорками; г — консольные стенки с
креплением анкерами

Рисунок 1.2 — Схемы сооружений с параллельными стенами в грунте 1.1.2 Типы подземных сооружений, возводимых способом
«стена в грунте» На рисунке 1.3 показано помещение размером 60´40 м, глубиной 33 м, возводимое способом «стена в грунте» взамен опускного
колодца диаметром 42,7 м, глубиной 43 м, с толщиной стенок 1,6-3,0 м. Рисунок 1.3 — Разрез подземного сооружения асбестообогатительной фаб­рики,
возводимого способом «степа в грунте»

1 — приемный бункер: 2 — мельница I помола; 3 — транспортер: 4 — мельница
II помола

Применение способа «стена в грунте» позволяет
упростить и уде­шевить строительство. Это наглядно видно из таблицы 1.1, где
при­ведены основные технико-экономические показатели строитель­ства двумя
способами.

Таблица 1.1 — Основные технико-экономические
показатели строитель­ства двумя способами Показатель Опускной колодец «Стена в грунте» Объем подземного
помещения, м3 58000 42000 Площадь, м2 1430 1200 Объем железобетонных конструкции степ, м3 13000 4100 » вынутых скальных
пород, м2 16400 120 На рисунке 1.4 показаны технологические схемы, которые
наи­более часто используются при разгрузке бункерного склада грейферными
кранами либо ленточным конвейером, расположен­ным в одну или две линии. а — однопутного с плоским днищем (разгрузка грейферами); б — двухпутного с
наклонными стенками (разгрузка ленточными конвейерами); 1 — стена в грунте; 2 —
прогоны; 3 — рама; 1 — грейфер; 5 — плоское дни­ще; 6 — дренаж

Рисунок 1.4 — Устройство бункерных складов способом «степа в грунте»

Стены в грунте применяются и при строительстве
насосных станций для перекачки воды, необходимой для охлаждения тур­богенераторов
ТЭЦ. На рисунке 1.5 показано расположение стен в грунте: внешние
стены колодца, служащие водонепроницаемой перемычкой, состоят из сплошной
степы, а в центре стены сделаны с разрезами в виде не связанных между собой от­дельных
фундаментов.