Каналоочистители. Машины для содержания и ремонта каналов.

1. Основные технологические операции по содержанию и ремонту каналов. Способы очистки каналов

На мелиоративных осушительных и оросительных системах важнейшим их составным элементом, во многом определяющим функционирование всей системы, является сеть каналов.

В результате ошибок при проектировании, нарушений технологии строительства, влияния различных природных факторов, нарушений правил эксплуатации сеть каналов теряет свою работоспособность.

В зависимости от причин утраты работоспособности для ее восстановления наиболее часто выполняются следующие основные операции:

  • углубление и очистка русел каналов от наносов и заиления,
  • удаление посторонних предметов,
  • уход за сеяной травой,
  • скашивание (уничтожение) сорной травянистой растительности на дне,
  • откосах и бермах,
  • срезание древесно-кустарниковой растительности,
  • ремонт крепления русел и откосов,
  • восстановление профиля и крепления.

При подготовке к вегетационному периоду выполняется очистка от снега и льда устьев коллекторов, осуществляются мероприятия по предотвращению заторов льда в каналах, пропуску паводка, заготавливается камень, хворост, фашина, мешки с песком, ремонтируются ГТС, окрашиваются, смазываются и опробуются подвижные элементы водоподпорных и водорегулирующих сооружений, ремонтируется бетонная облицовка каналов, исправляются места размывов и оползней каналов и т. п.

В вегетационный период производятся очистка каналов от наносов и растительности, ремонт крепления каналов дерном и подсевом трав, удобрение и подсев трав, устраняются оползни, перекаты и завалы, удаляются посторонние предметы.

По окончании вегетационного периода с целью консервации и предзимней подготовки выполняются окраска арматуры, нанесение защитных покрытий, удаление водной растительности из каналов, вырубка кустарника, ремонт гидрометрических пунктов береговой обстановки и оборудования подпорных сооружений.

Одним из основных видов работ на каналах является их очистка от наносов, что выполняется каналоочистительными машинами, и растительности, что выполняется каналоокашивающими машинами. Однако ряд каналоочистительных машин снабжен рабочими органами, предназначенными и для удаления травянистой или древесно-кустарниковой растительности.

Очистка каналов производится гидравлическим, гидромеханическим, химическим, огневым, биологическим, газодинамическим, механическим, механическо-пневматическим и электроискровым способами.

Гидравлическая очистка (промывка) применяется, как правило, для удаления наносов в облицованных каналах путем организации течения воды с повышенными размывающими скоростями.

Гидромеханический способ заключается в применении земснарядов или землесосов для удаления илистых или песчаных отложений.

Химический способ служит для уничтожения растительности путем обработки канала веществами, уничтожающими или подавляющими растительность (гербицидами, дефолиантами, арборицидами). Способ является экологически опасным.

Очистка огневым способом осуществляется путем сжигания растительности рабочим органом, состоящим из ряда бензиновых или газовых горелок. Способ пожароопасен, особенно на торфяниках. В настоящее время запрещен.

Биологический способ предназначен для борьбы с сорной растительностью в периметре канала и заключается в ее подавлении путем засевания откосов каналов кормовыми травами (люцерна, житняк), затенении приканальными древесными насаждениями и уничтожении растительности зарыблением каналов и водоемов белым амуром, карпом, толстолобиком. Белый амур поедает подводную и надводную часть тростника, рогоза, рдеста, роголистника, урути, съедая за сутки травы иногда больше собственной массы. Толстолобик, питаясь фитопланктоном, препятствует цветению воды и зарастанию водоемов.

При газодинамическом способе загрязнения из сухого облицованного канала выдуваются высокоскоростными газовыми струями.

Механический способ состоит в применении для содержания, ремонта и реконструкции каналов и других мелиоративных объектов общестроительных и специализированных эксплуатационных машин с механическим рабочим оборудованием.

Механическо-пневматический способ заключается в применении машин с механическим отделением удаляемой среды и пневматическом ее транспортировании за пределы канала.

Электроискровой способ предназначен для угнетения травяной растительности путем пропускания через нее электрического тока.

Для удаления растительности из каналов нередко применяются специализированные машины – косилки, подборщики, опрыскиватели, травосжигатели и т. п.

Способ очистки канала, технология его обслуживания и ремонта, вид назначаемых машин зависят, помимо прочего, от крепления канала, его назначения и размеров. В зоне осушения обычно строятся каналы следующих размеров (табл. 1).

Таблица 1. Размеры каналов зоны осушения

Вид каналов Глубина, м Ширина по дну, м Коэффициент заложения

откосов

минимальная максимальная
Осушители 1,0 1,7 0,2 0,5…1,5
Коллекторные 1,3 2,5 0,4 1…2
Магистральные 1,7 3,5 0,6 и более 1…2,5

В зоне орошения предусмотрено строительство мелиоративных каналов пяти типоразмеров. Их основные данные и максимально допустимая толщина наносов приведены в табл. 2.

Таблица 2. Размеры каналов стандартных типоразмеров и допустимая толщина наносов

Типоразмер

канала

Глубина

канала, м

Ширина

по дну, м

Заложение

откосов

Допустимая толщина

наносов, м

Первый 0,5…1,0 0,4…0,8 1:1 0,28
Второй 1,0…2,0 0,6…2,0 1:1,5 0,5…0,6
Третий 1,5…3,0 1,2…3,0 1:1,5 0,8
Четвертый 2,0…4,0 3,0…5,0 1:1,5 0,8…1,2
Пятый Более 4,0 Более 5,0 1:1,5 0,85

Для скашивания, уничтожения и удаления растительности из каналов обычно используются специальные машины или многоцелевые каналоочистители со специализированными рабочими органами.

2. Классификация каналоочистителей и основные требования, предъявляемые к ним

По назначению каналоочистители делятся на машины для удаления наносов, восстановления поперечного сечения каналов, многоцелевые.

По характеру выполнения рабочего процесса каналоочистители подразделяются на машины циклического и непрерывного действия.

Каналоочистители циклического действия обычно имеют одноковшовый рабочий орган с различными типами стрел и ковшей. Стрелы бывают навешенными спереди, сбоку, сзади, на поворотной платформе, на дополнительном ходовом устройстве.

Каналоочистители непрерывного действия по виду рабочего органа делятся на многоковшовые цепные, многоковшовые роторные, скребковые цепные, шнековые, фрезерные, отвально-фрезерные, водоструйные, комбинированные, со сменными рабочими органами и др.

По режиму передвижения в процессе работы машины делятся на машины позиционного действия и осуществляющие рабочий процесс в движении.

По зоне рабочего передвижения различают береговые, внутриканальные (внутрирусловые) и надканальные, или седлающие, каналоочистители, движущиеся по откосу, берме и откосу, откосу и дну, двум откосам, со сменными зонами.

По типу ходового устройства каналоочистители классифицируют как гусеничные, колесные, гусенично-колесные, с дополнительным опорным устройством, шагающие, плавучие, с наклоняющимися гусеницами.

По способу агрегатирования каналоочистители делятся на навесные, полунавесные, прицепные, полуприцепные.

По направлению рабочего передвижения режущих или копающих элементов различают каналоочистители продольного, поперечного и изменяемого направления копания или черпания.

По расположению оси вращения основного рабочего органа каналоочистители непрерывного действия делят на каналоочистители с вертикальной, горизонтальной, наклонной, регулируемой осями вращения и др.

Основными требованиями к каналоочистителям являются следующие: достаточная проходимость, мобильность, устойчивость, возможность очистки каналов разных размеров, способность очищать канал без доделочных работ, возможность очищать дно и откосы одновременно, а при необходимости только дно или только откос, соблюдение требуемых параметров канала, способность удалять наносы от бровки канала, возможность очистки каналов в торфяных и минеральных грунтах, каналов сухих и с водой, в том числе с наличием растительных остатков и каменистых включений, высокая надежность, низкая себестоимость работ.

3. Каналоочистители непрерывного действия

Типичными рабочими органами каналоочистителей непрерывного действия являются

  • многоковшовые цепные,
  • многоковшовые роторные,
  • скребковые цепные,
  • шнековые,
  • фрезерные,
  • землесосные,
  • щеточные,
  • газодинамические,
  • комбинированные.

При выполнении очистки каналов рабочий орган машин данной группы устанавливается в нужное (рабочее) положение относительно канала и приводится в действие, а каналоочиститель начинает перемещаться с рабочей скоростью вдоль канала, обеспечивая тем самым очистку или профилирование канала. Часто эти машины могут использоваться также для обработки кюветов, водоводных лотков, откосов дамб и дорог.

Многоковшовый цепной рабочий орган поперечного копания схематически представлен на рис. 1. Он состоит из рамы рабочего органа 1, ковшей 2, ковшовой цепи 3, планирующего звена 4, лопастного метателя 5, ленточного конвейера 6, привода с ведущими звездочками 8. Приводимая в действие ведущими звездочками ковшовая цепь, охватывающая раму, движется вместе с закрепленными на ней ковшами, которые, боковой режущей кромкой срезая грунт, постепенно им заполняются. Для предотвращения вытекания переувлажненного грунта через заднюю кромку сверху ковш закрыт подвижным днищем 10, удерживаемым в исходном положении пружиной 9. Выйдя за пределы канала и поднявшись в зону выгрузки, ковш выступом на днище наталкивается на подпружиненный обрезиненный ролик 7. При этом днище ковша повернется (рис. 1, б) и вытолкнет грунт из ковша, после чего днище вернется в исходное положение. Удаляемый из ковшей грунт падает рядом с каналом в виде небольшого кавальера, который впоследствии потребуется разравнивать. Для увеличения дальности отбрасывания извлекаемого грунта на рабочем органе может устанавливаться ленточный конвейер, на который будет попадать удаляемый из ковшей грунт, или лопастный метатель. Последний, кроме увеличения дальности отбрасывания, обеспечивает и распределение грунта относительно тонким равномерным слоем, не требующим разравнивания.

Существует также схема работы с одновременной установкой ленточного транспортера и приводимого от него цепной передачей метателя (рис. 1, а). Для перенастройки рабочего органа на очистку требуемого элемента профиля канала служит планирующее звено. Схема работы при очистке дна и откоса показана на рис. 1, а, откоса и частично дна – 2.1, в, дна – 2.1, г.

Схема многоковшового цепного рабочего органа поперечного копания

Рис. 1. Схема многоковшового цепного рабочего органа поперечного копания: а – рабочий орган в сборе; б – процесс выгрузки грунта; в – схема очистки откоса; г – схема очистки дна; 1 – рама рабочего органа; 2 – ковши; 3 – ковшовая цепь; 4 – планирующее звено; 5 – лопастный метатель; 6 – ленточный конвейер; 7 – ролик  одпружиненный; 8 – ведущие звездочки; 9 – пружина; 10 – подвижное днище

Общий вид одной из марок (МР-15) каналоочистителя с цепным многоковшовым рабочим органом поперечного копания показан на рис. 2 и 3.

Рабочий орган 1 с метателем 2 присоединяется с возможностью поворота вокруг вертикальной оси к пилону 3. Органы управления расположены в кабине 6, силовая установка (дизельный двигатель с воздушным охлаждением) – под капотом 7. Каналоочиститель перемещается на двух гусеницах – основной 12 и дополнительной 14. Привод хода метателя и рабочего оборудования обеспечивается гидромоторами 8, 9, 11. Управление рабочим органом производится гидроцилиндрами 5, 10, 13.

каналоочиститель МР-15 в транспортном положении

Рис. 2. Общий вид каналоочистителя МР-15 в транспортном положении: 1 – рабочий орган; 2 – метатель; 3 – пилон; 4 – освещение; 5, 10, 13 – гидроцилиндры; 6 – кабина; 7 – капот; 8, 9, 11 – гидромоторы; 12 – основная гусеница; 14 – дополнительная гусеница

Гусеницы между собой соединены двумя телескопическими балками и телескопическим валом, приводящим в движение дополнительную гусеницу, на которой для повышения устойчивости каналоочистителя может устанавливаться противовес.

Благодаря возможности поворота рабочего органа вокруг пилона каналоочиститель легко настраивается на работу по береговой или седлающей схемам, как показано на рис. 3. Здесь положение а соответствует береговой схеме работы, б – седлающей.

 

Вид сзади на каналоочиститель МР-15 и схемы его работы

Рис. 3. Вид сзади на каналоочиститель МР-15 и схемы его работы: а – береговая; б – седлающая

Схема многоковшового цепного каналоочистителя на базе одноковшового гидравлического экскаватора показана на рис. 4. Рабочий орган крепится к стреле 3 экскаватора 1, управляемой гидроцилиндрами 2. Рукоять 5 управляется гидроцилиндром 4. Для задания нужного положения рабочего органа в канале предназначены гидроцилиндры 6 и 13. Возможность наклона и поворота рабочего органа обеспечивается двухплоскостным шарниром 14. Охватывающая направляющие ролики 12 ковшовая цепь 11 вместе с ковшами 10 приводится в действие от гидромотора. Ковши во время движения забирают наносы, поднимаются вверх и опрокидываются при огибании ведущего вала 7, после чего содержимое ковша попадает в приемный бункер 9 и далее на ленту транспортера 8, который удаляет наносы за пределы канала.

Многоковшовый рабочий орган к экскаватору

Рис. 4. Многоковшовый рабочий орган к экскаватору с гидравлическим приводом рабочего оборудования: 1 – экскаватор; 2 – гидроцилиндры; 3 – стрела; 4 – гидроцилиндр; 5 – рукоять; 6 – гидроцилиндр; 7 – ведущий вал; 8 – транспортер; 9 – приемный бункер; 10 – ковши; 11 – ковшовая цепь; 12 – направляющие ролики; 13 – гидроцилиндр; 14 – двухплоскостный шарнир

Другим сменным рабочим органом для очистки дна каналов является многоковшовый роторный рабочий орган с поворотным ротором. Схематически он показан на рис. 5.

По назначению и принципу действия он близок к рассмотренному выше многоковшовому цепному рабочему органу.

Ротор 3 базируется на раме 5. Ковши 1 забирают грунт и поднимают его к бункеру 2. Для преждевременного опорожнения ковшей служит стальной лист 6. После достижения ковшом верхнего края стального листа грунт из ковша выгружается в бункер, из которого попадает на отвальный ленточный транспортер 4.

Схема рабочего органа с многоковшовым поворотным ротором

Рис. 5. Схема рабочего органа с многоковшовым поворотным ротором: 1 – ковши; 2 – бункер; 3 – ротор; 4 – ленточный транспортер; 5 – рама; 6 – стальной лист

По такой же схеме может работать многоковшовый цепной рабочий орган с треугольной рамой.

Многоковшовые рабочие органы обеспечивают хорошее качество работ, достаточно легко перенастраиваются, могут очищать облицованные и необлицованные каналы, удаляют наносы с растительностью, мелкими камнями и древесными остатками. Способны очищать сухие каналы и каналы с водой. Благодаря принудительной очистке ковшей могут работать в вязких и влажных грунтах. К недостаткам таких рабочих органов следует отнести их большую массу, многопроходность, относительно низкую производительность, конструктивную сложность.

Скребковые рабочие органы являются органами поперечного копания, очищающими откос (рис. 6, а), дно и откос (рис. 6, б), а также могут быть полнопрофильными (рис. 6, в).

скребковые рабочие органы

Рис. 6. Схема скребковых рабочих органов: а – очищающего откос; б – очищающего дно и откос; в – полнопрофильного; 1 – цепь; 2 – ведущая звездочка; 3 – скребки; 4 – рама рабочего органа; 5 – направляющая звездочка

Один из вариантов компоновки каналоочистителя со скребковым рабочим органом показан на рис. 7. Для повышения поперечной устойчивости каналоочиститель может быть снабжен боковым противовесом.

Рабочее оборудование каналоочистителя состоит из следующих частей: рамы 1, гидроцилиндров 2, 10 и 21, скребков 3, ведущей звездочки 4, валов 5, 12, 18 и 20, растяжек 6 и 9, натяжного ролика 7, рамы рабочего органа 8, редукторов 11, 13, 15 и 19.

Поскольку наносы, выносимые скребками из канала, размещаются рядом с его бровкой, необходимо выполнять их разравнивание с перемещением от канала. С этой целью каналоочистители могут быть оборудованы пассивным отвальным кавальероразравнивателем 16, управляемым гидроцилиндрами 14.

Каналоочиститель со скребковым рабочим органом

Рис. 7. Каналоочиститель со скребковым рабочим органом: 1 – рама; 2, 10, 21 – гидроцилиндры; 3 – скребки; 4 – ведущая звездочка; 5, 12, 18, 20 – валы; 6, 9 – растяжки; 7 – натяжной ролик; 8 – рама рабочего органа; 11, 13, 15, 19 – редукторы; 14 – гидроцилиндры; 16 – кавальероразравниватель; 17 – базовая машина

Достоинствами скребковых рабочих органов являются малая масса, простота конструкции, достаточно высокая скорость цепи. Их недостатки заключаются в следующем. Невозможно или крайне непроизводительно применение в грунтах с каменистыми или древесными включениями, в каналах с плотным дерновым покровом, в каналах, заросших травой или кустарником, с высоким уровнем воды. Из-за повышенного изнашивания нежелательно очищать сухие каналы и удалять плотные наносы. Нельзя очищать только дно канала. Необходимо производить удаление вынутого грунта от бровки канала. В связи с этим применение скребковых рабочих органов ограничено.

В Японии для очистки рек и каналов глубиной до 10 м разработан радиоуправляемый робот, который, перемещаясь по дну, скребковым транспортером сгребает отложения и в виде пульпы переправляет их по трубопроводу на поверхность. Источником энергии служит дизельэлектрическая станция, устанавливаемая на берегу. Робот оснащен устройством автоматической остановки перед препятствием. Местоположение робота под водой указывается установленным на нем прожектором. Рабочий процесс снимается видеокамерой и транслируется на монитор. Скорость движения составляет около 0,1 м/с, производительность – 14 м3/ч.

Шнековые рабочие органы отделяют грунт и перемещают его в осевом направлении вращающимся шнеком, который обычно частично охвачен кожухом. На рис. 8 показана схема шнекового рабочего органа с осью вращения, параллельной откосу, предназначенного для очистки и профилирования его.

Схема шнекового рабочего органа с осью вращения, параллельной откосу

Рис. 8. Схема шнекового рабочего органа с осью вращения, параллельной откосу: 1 – привод; 2 – выгрузное окно; 3 – кожух; 4 – шнек; 5 – лыжа; 6 – пассивный отвал

Вращаемый приводом 1 шнек 4 срезает с откоса грунт и перемещает его вверх. Перемещаемый грунт находится внутри цилиндрической поверхности, образованной кожухом 3 и грунтом забоя. Выгрузка производится в кавальер на берму через выгрузное окно 2 в кожухе. Верхняя часть рабочего органа связана с базовой машиной и опирается на нее, а нижняя – на лыжу 5. Для обеспечения подчистки дна к нижней части кожуха крепится пассивный отвал 6, направляющий донные отложения к шнеку. Размещение извлеченных из канала наносов на его берме требует последующего их перемещения и планировки, поэтому шнеки нередко оснащены метателями или иногда работают в комбинации с фрезами.

На рис. 9 показаны: а – шнековый цилиндрический рабочий орган с соосным метателем и с осью вращения, параллельной откосу, предназначенный для его очистки; б – то же, но с метателем, имеющим ось вращения, перпендикулярную оси шнека.

Шнековые цилиндрические рабочие органы с осью вращения

Рис. 9. Шнековые цилиндрические рабочие органы с осью вращения, параллельной откосу: а – с соосным метателем; б – то же, но с метателем, имеющим ось вращения, перпендикулярную оси шнека

Для очистки дна каналов используются рабочие органы, показанные на рис. 10. На рис. 10, а показан шнековый цилиндрический рабочий орган с горизонтальной осью вращения, предназначенный для очистки дна канала и совмещенный с фрезой, на рис. 10, б – то же, но с лопастным метателем.

Шнековые цилиндрические рабочие органы с осью вращения, параллельной дну канала

Рис. 10. Шнековые цилиндрические рабочие органы с осью вращения, параллельной дну канала: а – совмещенный с фрезой (торцевая центральная подача); б – с лопастным метателем

В зависимости от ширины очищаемого канала по дну положение двух последних рабочих органов может изменяться по отношению к оси канала. Метатели и фреза этих рабочих органов обеспечивают большую дальность отбрасывания (до 20 м) грунта и равномерное его распределение вдоль канала.

Вид каналоочистителя с цилиндрическим шнековым рабочим органом, очищающим откос, показан на рис. 11.

У данного каналоочистителя шнек дополнен метателем. Привод шнека и метателя обеспечивается от вала отбора мощности посредством вала с шарниром. Подъем и опускание производятся гидроцилиндрами с помощью рычажной системы. Для восприятия встречных нагрузок предназначен канат. Посредством этого же каната и гидромеханической лебедки рабочий орган устанавливается в транспортное положение вдоль трактора. Рабочий орган в этом случае горизонтален и параллелен продольной плоскости симметрии трактора и опирается на кронштейн стойки.

каналоочиститель с цилиндрическим шнековым рабочим органом

Рис. 11. Общий вид каналоочистителя с цилиндрическим шнековым рабочим органом

Для очистки дна каналов могут применяться машины со шнековым рабочим органом, установленным на понтонах, малогабаритном земснаряде или смонтированным на гусеничном или колесном шасси, перемещающемся по берме канала.

Плавучий каналоочиститель (рис. 12) базируется на понтонах 1, на которых установлен крутонаклонный шнек 3 с осью вращения, лежащей в плоскости симметрии канала, приводимый во вращение от силовой установки 4. Нижняя часть шнека 5 может быть конической формы. Шнек забирает со дна грунт, перемешивает его с водой и посредством соосного метателя выбрасывает получающуюся пульпу за пределы канала.

Схема плавучего каналоочистителя

Рис. 12. Схема плавучего каналоочистителя: 1 – понтоны; 2 – выгрузной бункер; 3 – шнек; 4 – силовая установка; 5 – нижняя часть шнека

Очистка и восстановление профиля небольших каналов в торфяниках может производиться рабочим органом, состоящим из конического шнека 1 (рис. 13) с вертикальной осью вращения, охваченного с тыльной стороны кожухом 2, и ротора-метателя 3, закрытого кожухом 4, имеющим два окна для выброса за пределы канала извлеченного из него вращающимся шнеком грунта. В качестве опоры в рабочем положении используются лыжи 5.

Фрезерные рабочие органы отличаются высокими скоростями резания (20 м/с и более) и имеют различное расположение оси вращения фрезы.

Конический шнековый рабочий орган

Рис. 13. Конический шнековый рабочий орган: 1 – конический шнек; 2 – кожух шнека; 3 – ротор-метатель; 4 – кожух ротора-метателя; 5 – лыжи

Схема работы каналоочистителя с фрезерным рабочим органом с осью вращения, параллельной оси канала, показана на рис. 14.

каналоочиститель с фрезерным рабочим органом

Рис. 14. Схема работы каналоочистителя с фрезерным рабочим органом: 1 – трактор; 2, 4 – гидроцилиндры; 3 – рама; 5 – рукоять; 6 – тяга; 7 – рабочий орган; 8 – гидромотор

Рабочий орган 7 обычно навешивается сбоку на колесный или гусеничный трактор 1 посредством рамы 3 и рукояти 5. Фреза приводится в действие от вала отбора мощности или от гидромотора 8. Подъем и опускание рамы и рукояти производятся гидроцилиндрами 2 и 4. Угол и дальность выброса наносов изменяются тягой 6.

Очистка канала производится при движении машины вперед, вместе с тем существуют каналоочистители, выполняющие процесс очистки при движении назад.

Фрезерный рабочий орган с осью вращения, параллельной оси канала, предназначен для очистки дна канала за один или несколько проходов. Основными составными частями рабочего органа (рис. 15, а) являются кожух 1, иногда называемой улиткой, и фреза, состоящая из диска 2 с закрепленными на нем ножами-лопатками 3. Лопатки имеют режущую кромку 6 и отогнуты вперед так, что отделенные и перемешанные с водой при наличии в канале наносы оказываются в полости, образованной ножом-лопаткой и кожухом. Это позволяет фрезе перемещать наносы к выбросному окну 5 и выбрасывать их за пределы канала. Дальность выброса может достигать 30 м, хотя, как правило, она составляет 12…15 м. Выброшенные наносы распределяются вдоль канала достаточно тонким слоем, что не вызывает необходимости их разравнивания.

Схемы фрезерных рабочих органов с осью вращения, параллельной оси канала

Рис. 15. Схемы фрезерных рабочих органов с осью вращения, параллельной оси канала: а – вид спереди; б – вид сбоку фрезы с кожухом, опирающимся о дно; в – вид сбоку фрезы с кожухом, не опирающимся о дно; 1 – кожух; 2 – диск; 3 – ножи-лопатки; 4 – дополнительные ножи; 5 – выбросное окно; 6 – режущая кромка; 7 – противорежущая кромка

В процессе очистки рабочий орган в зависимости от варианта исполнения может опираться кожухом о дно канала (рис. 15, б) или поддерживаться в нужном положении стрелой рабочего оборудования (рис. 15, в). Для срезания растительности на диске могут устанавливаться дополнительные ножи 4. В этом случае кожух имеет противорежущую кромку 7. При опоре кожуха о дно канала подрезание наносов производится режущей кромкой 6. Регулирование угла выброса пульпы производится путем поворота кожуха, наклоном рабочего органа или предусмотренной для этого заслонкой. Для увеличения компактности струи пульпы и снижения энергоемкости процесса ножилопатки к диску крепятся с отклонением назад от радиального положения.

Большая дальность отбрасывания наносов может привести к повреждениям культурных растений, которые, как правило, находятся рядом с очищаемым каналом или кюветом. В этом случае фреза должна быть настроена так, чтобы направление и дальность выброса обеспечивали сохранность растений, как это показано на рис. 16.

Процесс очистки канала при наличии посевов на прилегающих территориях

Рис. 16. Процесс очистки канала при наличии посевов на прилегающих территориях

В связи с работой в абразивной среде режущие кромки ножей довольно быстро изнашиваются. Существует фреза с дисковыми ножами (рис. 17), у которой ножи-лопатки изготовлены в виде дисковых наклоненных под углом к диску 7 фрезы ножей 3, имеющих по всему периметру режущую кромку. Ножи посредством кронштейнов 2 и лопаток 4 крепятся к диску 7 со ступицей 1, находящимися в кожухе. При затуплении работающей части режущей кромки ослабляют центральные болты 8, поворачивают дисковые ножи и фиксируют их так, чтобы в работу вступила незатупленная часть режущей кромки. По периферии диска установлены плоские ножи 5, которые при затуплении режущих кромок также можно перемещать в радиальном направлении после ослабления болтов 6.

Схема фрезерного рабочего органа с дисковыми ножами

Рис. 17. Схема фрезерного рабочего органа с дисковыми ножами: 1 – ступица; 2 – кронштейны; 3 – ножи; 4 – лопатки; 5 – плоские ножи; 6 – болты; 7 – диск фрезы; 8 – центральные болты

Усовершенствованным вариантом фрезерного рабочего органа с осью вращения, параллельной оси канала, является машина РММ-600 (рис. 18) с фрезой диаметром 600 мм, которая после незначительных доработок и испытаний получила марку КОРО-2.

Плоский фронтально расположенный жестко прикрепленный к ступице 12 нож 1 отделяет наносы. Благодаря тому, что плоскость ножа расположена под углом к диску 7 фрезы, наносы отбрасываются назад, захватываются лопастями 4, приваренными к его основанию 3 посредством болтов, прикрепленных к диску фрезы, и выбрасываются, скользя по кожуху 10, из канала. Направление и тем самым дальность выброса регулируется козырьком 8, положение которого определяется длиной регулируемой тяги 9. Подрезание наносов по периферии и срезание растительности производятся Г-образными ножами 6. В процессе работы фреза нижней частью кожуха 5 опирается о дно канала.

Фрезерный рабочий орган РММ-600 (КОРО-2)

Рис. 18. Фрезерный рабочий орган РММ-600 (КОРО-2): 1 – нож; 2 – болты; 3 – основания лопастей; 4 – лопасти; 5 – нижняя часть кожуха; 6 – ножи Г-образные; 7 – диск фрезы; 8 – козырек; 9 – регулируемая тяга; 10 – кожух; 11 – кронштейны; 12 – ступица; 13 – плита кожуха; 14 – гидромотор; 15 – прижижная пластина

Фреза в сборе насаживается на вал гидромотора 14, закрепляемого в плите 13 кожуха. Для удобства монтажа кожух снабжен кронштейнами 11. На рис. 19 показан рабочий орган КОРО-2.

Фрезерный рабочий орган КОРО-2

Рис. 19. Фрезерный рабочий орган КОРО-2

Очистку и профилирование откосов можно производить фрезерным каналоочистителем с осью вращения фрезы, перпендикулярной плоскости откоса (рис. 20).

Рабочее оборудование навешивается посредством рамы 9 на трактор 4, дополнительно снабженный боковым противовесом 1, баком гидросистемы 2 и насосной установкой 3. Подъем и опускание рабочего органа производятся гидроцилиндром 10, поворот фрезы 6 с целью требуемой ее установки выполняется гидроцилиндром 8. Во вращение фреза приводится гидромотором. Необходимое направление срезанному фрезой грунту обеспечивается кожухом 7, охватывающим фрезу. Частичная подчистка дна канала производится прикрепляемым к кожуху зачистным пассивным устройством 5. Оно подбирает наносы, лежащие на дне, и подает их к фрезе.

Рабочий орган имеет высокую производительность, хорошее качество очистки, не требуются доделочные работы, однако его большая масса и значительный боковой вылет нарушают устойчивость машины.

Каналоочиститель с фрезой, имеющей ось вращения, перпендикулярную откосу

Рис. 20. Каналоочиститель с фрезой, имеющей ось вращения, перпендикулярную откосу: 1 – боковой противовес; 2 – бак гидросистемы; 3 – насосная установка; 4 – трактор; 5 – зачистное пассивное устройство; 6 – фреза; 7 – кожух; 8 – гидроцилиндр; 9 – рама; 10 – гидроцилиндр

Для очистки дна и частично откосов используется фреза, с осью вращения, наклоненной к оси канала и к горизонту (рис. 21).

Схема фрезы с осью вращения, наклоненной к оси канала и к горизонту

Рис. 21. Схема фрезы с осью вращения, наклоненной к оси канала и к горизонту

Фреза ножами отделяет грунт, срезает растительность и выбрасывает их за пределы канала. В зависимости от поперечного сечения канала фрезу можно поворачивать вокруг вертикальной оси. Возможна очистка каналов параболического сечения. Фреза имеет недостатки вышеописанного рабочего органа.

Для очистки облицованных каналов с водой применяется каналоочиститель со сменным землесосным рабочим органом с гидравлическим рыхлением наносов. Схема работы такого каналоочистителя показана на рис. 22.

Схема каналоочистителя со сменным землесосным рабочим органом с гидравлическим рыхлением наносов

Рис. 22. Схема каналоочистителя со сменным землесосным рабочим органом с гидравлическим рыхлением наносов

Схема землесосного рабочего органа с гидравлическим рыхлением наносов показана на рис. 23.

Рабочий орган с помощью механизма боковой навески опускается на дно канала и опирается на колеса 15. При этом подвижный копир 5 ложится на слой наносов 6, задавая оптимальное положение связанным с копиром соплам 4 и экрану 7. Копир с основанием рабочего органа связан осью 9. В исходном и транспортном положении положение копира задается тягой 8. Гидромотор 3 с помощью редуктора 13 приводит в действие насосы 1 и 11. Насос 11 забирает воду через фильтр 10 и подает ее к соплам 4, размывающим наносы и подающим их под основание 14 рабочего органа. Из-под основания наносы вместе с водой по колену 16 забираются насосом 1 и затем выбрасываются в виде струи пульпы через ствол 2. Масло к гидромоторам подается по шлангам 12.

Землесосный рабочий орган с гидравлическим рыхлением наносов

Рис. 23. Землесосный рабочий орган с гидравлическим рыхлением наносов: 1, 11 – насосы; 2 – ствол; 3 – гидромотор; 4 – сопла; 5 – подвижный копир; 6 – слой наносов; 7 – экран; 8 – тяга; 9 – ось; 10 – фильтр; 12 – шланги; 13 – редуктор; 14 – основание рабочего органа; 15 – колеса; 16 – колено

Очистку заросших каналов можно осуществлять рабочим органом с гидромеханическим рыхлением наносов (рис. 24).

Схема рабочего органа с гидромеханическим рыхлением наносов

Рис. 24. Схема рабочего органа с гидромеханическим рыхлением наносов: 1 – редуктор; 2, 16 – насосы; 3 – цепная передача; 4 – фильтр; 5 – гидромотор; 6 – экран; 7 – трубчатые стойки; 8 – копир; 9 – тангенциальные ножи; 10 – пустотелый вал; 11 – противорежущие элементы; 12 – золотник; 13 – плоские радиальные ножи; 14 – основание рабочего органа; 15 – всасывающий наконечник; 17 – колеса; 18 – труба

Гидромотор 5, установленный на редукторе 1, приводит во вращение насосы 2 и 16 и посредством цепной передачи 3 фрезу, состоящую из пустотелого вала 10 с золотником 12, плоских радиальных ножей 13 и тангенциальных ножей 9 со щелевыми соплами, соединенными с пустотелым валом трубчатыми стойками 7. Рыхление грунта и измельчение растительности производятся тангенциальными и радиальными ножами и противорежущими элементами 11.

Вода через фильтр 4 от насоса 2 подается к пустотелому валу. При прохождении трубчатыми стойками зоны, не ограниченной золотником, к тангенциальным ножам поступает вода и размывает наносы, которые затем засасываются насосом 16 через щелевой всасывающий наконечник 15. Далее пульпа выбрасывается за пределы канала или направляется к гидроциклону по трубе 18, из которого осветленная вода возвращается в канал, а сгущенная пульпа сливается за бровку канала. Для улучшения консистенции пульпы фреза охвачена экраном 6, посредством копира 8 опирающимся на наносы. По дну канала рабочее оборудование перемещается с помощью колес 17.

Удаление наносов в облицованных каналах с водой может производиться путем их взмучивания щетками или скребками, а также перемещением вдоль канала заслонками, обеспечивающими местное ускоренное течение воды (рис. 25).

Схема гидравлического рыхления наносов посредством заслонки

Рис. 25. Схема гидравлического рыхления наносов посредством заслонки

Очистка откосов сухих облицованных каналов или иных аналогичных откосов или горизонтальных поверхностей осуществляется щеткой-фрезой (цилиндрической щеткой) с осью вращения, параллельной обрабатываемой поверхности (рис. 26). На рис. 26, а показано положение щетки на откосе канала, на рис. 26, б – схема рабочего органа.

Схема щетки-фрезы с осью вращения, параллельной обрабатываемой поверхности

Рис. 26. Схема щетки-фрезы с осью вращения, параллельной обрабатываемой поверхности: а – положение щетки на откосе канала; б – схема рабочего органа

Очистка откосов дорог и сухих облицованных каналов осуществляется щеткой-фрезой с осью вращения, перпендикулярной откосу, с одним (рис. 27, а) или двумя (рис. 27, б) рабочими элементами.

Схема щетки-фрезы с осью вращения, перпендикулярной обрабатываемой поверхности

Рис. 27. Схема щетки-фрезы с осью вращения, перпендикулярной обрабатываемой поверхности: а – щетка с одним рабочим элементом; б – с двумя элементами

Вариант исполнения оборудования с подобными элементами приведен на рис. 28.

щеточное оборудование

Рис. 28. Общий вид щеточного оборудования

Для очистки сухих водоводных бетонных лотков и облицованных каналов оросительных систем разработан газодинамический (газоструйный) очиститель (рис. 29).

Он состоит из базового трактора 1, дополнительно оснащенного топливным баком 2 и навеской 3, на которой установлена топливоподающая аппаратура, рама 4 и отработавшие нормативный срок службы реактивные авиационные двигатели 6, управляемые гидроцилиндрами 5.

Схема газодинамического (газоструйного) каналоочистителя

Рис. 29. Схема газодинамического (газоструйного) каналоочистителя: 1 – базовый трактор; 2 – топливный бак; 3 – навеска; 4 – рама; 5 – гидроцилиндры; 6 – реактивные авиационные двигатели; 7 – газопровод; 8 – горелка

К двигателю присоединен газопровод 7 с горелкой 8. Газы, поступающие с высокой скоростью от двигателя по газопроводу, рыхлят наносы и выдувают их из канала.

4. Каналоочистители с комбинированными рабочими органами

Наиболее часто применяющимися для очистки дна каналов от наносов являются шнекороторные рабочие органы, состоящие из привода (рис. 30), кожуха 2, лопастного метателя 3 и конического шнека 1, в рабочем положении имеющего ось вращения, параллельную оси канала.

Шнекороторный рабочий орган

Рис. 30. Шнекороторный рабочий орган: 1 – конический шнек; 2 – кожух; 3 – метатель

Привод рабочего органа (рис. 31) обеспечивается от гидромотора 1 через редуктор 3, с ведущим валом которого гидромотор сообщен посредством шлицевой муфты 2. Передача вращения на метатель 4 производится зубчатыми колесами по кинематической цепи, указанной штриховыми стрелками. Шнек 5 имеет значительно меньшую частоту вращения, чем метатель. Вращение на шнек от гидромотора передается по цепи, обозначенной штрихпунктирной стрелкой.

Такой рабочий орган может работать даже при достаточно большой глубине воды в канале, но не превышающей ¾ диаметра метателя. Рассматриваемые шнекороторные рабочие органы нежелательно применять в сухих и заросших каналах. При очистке каналов без воды, которые проложены в минеральных грунтах, особенно быстро изнашиваются элементы шнековых рабочих органов, контактирующие с абразивной средой. Нельзя работать в грунтах, имеющих посторонние включения – камни и древесные остатки.

привод шнекороторного рабочего органа

Рис. 31. Кинематическая схема привода шнекороторного рабочего органа: 1 – гидромотор; 2 – шлицевая муфта; 3 – редуктор; 4 – метатель; 5 – шнек

Компоновка каналоочистителя со шнекороторным рабочим органом на примере каналоочистителя МР-16 показана на рис. 32.

Базой машины является трактор 1 на гусеничном ходу с увеличенной опорной поверхностью. На него навешено оборудование для разравнивания кавальеров 2, противовес 3 и рабочее каналоочистительное оборудование, состоящее из телескопической стрелы 6, управляемой гидроцилиндрами подъема 5 и поворота 4. Длина стрелы изменяется сдвоенным гидроцилиндром 9.

Изменением длины винтовой тяги 8 задается нужное положение рабочему органу 7. Горизонтальные усилия, направленные против хода каналоочистителя и действующие на рабочий орган, воспринимаются телескопической тягой 11. При транспортном положении стрела рабочего органа ориентируется вдоль трактора и укладывается на опору 10. Одновременно противовес поворачивается назад, уменьшая габарит каналоочистителя по ширине в транспортном положении.

Каналоочиститель МР-16 со шнекороторным рабочим органом

Рис. 32. Каналоочиститель МР-16 со шнекороторным рабочим органом: 1 – трактор; 2 – оборудование для разравнивания кавальеров; 3 – противовес; 4 – гидроцилиндр поворота; 5 – гидроцилиндр подъема; 6 – телескопическая стрела; 7 – рабочий орган; 8, 12 – винтовые тяги; 9 – сдвоенный гидроцилиндр; 10 – опора; 11 – телескопическая тяга

Шнекофрезерный рабочий орган с коническим шнеком, схематически изображенный на рис. 33, а, служит для очистки дна и откоса и представляет собой комбинацию из фрезерного рабочего органа 1 с осью вращения, перпендикулярной откосу, и шнекового рабочего органа 4 с осью вращения, перпендикулярной откосу.

Фреза охвачена кожухом 2 и приводится в действие приводом 3, а шнек – приводом 5.

Двухфрезерный рабочий орган (рис. 33, б) служит для очистки дна и откоса и представляет собой комбинацию из фрезерного рабочего органа 6 с осью вращения, параллельной оси канала, и фрезерного рабочего органа 1 с осью вращения, перпендикулярной откосу.

Схема комбинированных рабочих органов

Рис. 33. Схема комбинированных рабочих органов: а – шнекофрезерного с коническим шнеком; б – двухфрезерного; 1 – фрезерный рабочий орган с осью вращения, перпендикулярной откосу; 2 – кожух; 3 – привод фрезы; 4 – шнековый рабочий орган с осью вращения, перпендикулярной откосу; 5 – привод шнека; 6 – фрезерный рабочий орган с осью вращения, параллельной оси канала

Фрезерно-роторный рабочий орган (рис. 34) с цилиндрической фрезой, имеющей горизонтальную ось вращения, перпендикулярную оси канала, служит для очистки дна облицованных, в том числе заросших каналов.

Гидромотор 1 посредством редуктора 2 и цепной передачи 3 приводит во вращение фрезу 4 и лопастный метатель 9, ось вращения которого параллельна оси канала. Ножи 6 вращающейся фрезы, установленные на стойках 5, отделяют грунт и растительность и перемещают их к направляющему устройству 8, имеющему в передней части режущие кромки для подрезания грунта и измельчения растительности.

Для повышения транспортирующей способности фрезы на ее валу установлены лопасти 7, сдвигающие отделенный, измельченный и перемешанный с водой грунт к направляющему устройству, с которого грунтовая масса поступает на метатель и через окно 10 в кожухе выбрасывается за пределы канала.

Фрезерно-роторный рабочий орган

Рис. 34. Фрезерно-роторный рабочий орган с цилиндрической фрезой, имеющей горизонтальную ось вращения, перпендикулярную оси канала: 1 – гидромотор; 2 – редуктор; 3 – цепная передача; 4 – фреза; 5 – стойки; 6 – ножи; 7 – лопасти; 8 – направляющее устройство; 9 – лопастный метатель; 10 – окно

Шнекофрезерный рабочий орган с цилиндрическим шнеком показан на рис. 35.

Схема комбинированного шнекофрезерного рабочего органа с цилиндрическим шнеком

Рис. 35. Схема комбинированного шнекофрезерного рабочего органа с цилиндрическим шнеком: 1 – кожух; 2 – дисковая фреза; 3 – рукоять; 4 – редуктор гидропривода; 5 – цилиндрический шнек

Рабочий орган крепится к рукояти 3 и приводится в действие от редуктора гидропривода 4. Во вращение приводятся охваченный сзади кожухом горизонтальный цилиндрический шнек 5 и снабженная кожухом 1 дисковая фреза 2. Шнек сдвигает наносы на фрезу, которая их захватывает и с большой скоростью выбрасывает за пределы канала.

К достоинствам фрезерных рабочих органов с осью вращения, параллельной оси канала, относятся: низкие материалоемкость и энергоемкость, хорошее качество выполняемых работ, срезание растительности, достаточно высокий КПД, низкое тяговое сопротивление, отсутствие заметных кавальеров.

Недостатками являются невозможность их использования в сухих минеральных грунтах и грунтах с каменистыми и древесными включениями. Невозможна также работа в канале с глубиной воды, превышающей ¾ диаметра фрезы. К недостаткам следует отнести и малую ширину захвата.

Последний недостаток устраняется дополнением фрез отвалами и открылками, т. е. использованием активно-пассивных рабочих органов. Схема рабочего органа с открылками показана на рис. 36. Выдвинутые вперед открылки 1 устанавливаются в соответствии с размерами очищаемого канала. Они в процессе рабочего перемещения каналоочистителя отделяют наносы и направляют их к центру канала. Затем наносы подбираются фрезой 2 и выбрасываются за пределы канала.

Схема фрезерного рабочего органа с открылками

Рис. 36. Схема фрезерного рабочего органа с открылками: 1 – открылки; 2 – фреза

Отвально-фрезерные каналоочистители (рис. 37) используются для полнопрофильной очистки канала.

отвально-фрезерный каналоочиститель

Рис. 37. Схема отвально-фрезерного каналоочистителя: а – вид сбоку; б – вид сверху; 1 – трактор; 2 – отвалы; 3 – рама; 4 – цепной редуктор; 5 – лыжа; 6 – фреза; 7 – лемех

Большая масса рабочего оборудования каналоочистителей предопределяет их применение в качестве внутриканальных, навешиваемых на трактор 1 с узкой колеей. Очистительное оборудование крепится к раме 3. От вала отбора мощности трактора посредством карданного вала вращение передается на цепной редуктор 4 и далее на фрезу 6, которая выбрасывает грунт, подаваемый ей отвалами (откосниками) 2 и лемехом 7, подчищающим дно. В рабочем положении оборудование опирается на лыжу 5.

По другому варианту исполнения фреза приводится во вращение посредством карданного вала, соединяющего фрезу напрямую с валом отбора мощности. Цепной редуктор в этом случае отсутствует.

5. Каналоочистители циклического действия

Применение узкоспециализированных каналоочистителей непрерывного действия не всегда возможно по ряду причин. К таким причинам относятся: наличие камней и древесных остатков в удаляемых грунтах, сильная деформация бермы или откосов, большие размеры каналов, чрезмерное зарастание каналов, отсутствие воды в канале, большая глубина воды в канале, необходимость очистки водоемов и некоторые другие. Для работы в подобных условиях предназначены каналоочистители циклического действия. В большинстве своем они представляют собой разного рода ковши, навешенные по схеме обратной лопаты или драглайна на базовую машину – трактор, одноковшовый экскаватор или специальное колесное или гусеничное шасси. В небольшом количестве выпускаются плавучие машины. Рукоять или стрела могут быть выполнены удлиненными. Известны машины, имеющие рукоять со сменными удлинительными вставками или телескопическую рукоять.

Использование одноковшовых экскаваторов с ковшами общестроительного назначения, как правило, экономически нецелесообразно или технологически невозможно, так как такие ковши искажают профиль каналов, повреждают их крепление, требуют доделочных работ, имеют низкую производительность из-за малого объема наносов, плохого опорожнения ковшей, недостаточного заполнения ковшей при заборе грунта из-под воды.

Значения коэффициента наполнения в зависимости от глубины воды приведены в табл. 3.

Таблица 3. Значения коэффициента наполнения ковша одноковшового экскаватора при заборе грунта из-под воды

Глубина воды, см Вид грунта
Суглинки Торф
10 0,70 1,00
20 0,40 0,75
40 0,20 0,40
50 0,15 0,30

Классифицировать машины циклического действия можно следующим образом:

  • по назначению – для удаления наносов, растительности, профилирования каналов, извлечения посторонних предметов;
  • по обрабатываемому элементу периметра канала – для очистки откосов, очистки дна, очистки дна и откосов;
  • по зоне стояния в процессе работы – береговые, надканальные (седлающие), внутриканальные (внутрирусловые), с изменяемой зоной стояния;
  • по типу рабочего органа – обратная лопата, телескопическая стрела, драглайн, боковой драглайн, с направляющей балкой, грейфер, манипулятор;
  • по направлению движения рабочего органа – поперечного, продольного и продольно-поперечного копания;
  • по виду ковша – ковш с отверстиями, решетчатый, решетчатый с удлиненными зубьями, ковш-грабли, ковш-косилка, ковш уширенный с прямой режущей кромкой, ковш уширенный поворотный (циркульный), ковш профильный, грейферный, с поперечным наклоном, с газодинамической выгрузкой и др.

В связи с тем что толщина снимаемой ковшом стружки и длина пути, на котором происходит заполнение ковша, ограничены (иногда он равен ширине канала по дну), ковши делаются уширенными. Это позволяет улучшить качество очистных работ и повысить производительность экскаватора.

Поскольку наносы являются легкоразрабатываемыми грунтами, режущая часть ковша может выполняться без зубьев в виде прямой режущей кромки (рис. 38, а). Такой ковш позволяет получить и более ровную очищенную поверхность.

Профильный ковш (рис. 38, б) работает по продольной схеме копания. Он позволяет качественно очищать дно каналов, обеспечивать их хорошее сопряжение с откосами и получать ровные откосы. Однако продольную схему работы сложно осуществить при очистке.

Для удаления из каналов растительности и посторонних предметов используются навешиваемые на рукоять одноковшового экскаватора вилы (рис. 38, в).

При большой ширине ковша его усиливают вертикальными перегородками (рис. 38, г).

сменные рабочие органы циклического действия

Рис. 38. Виды сменных рабочих органов циклического действия: а – уширенный ковш с прямой режущей кромкой; б – профильный ковш; в – вилы; г – уширенный ковш с перегородками

Наиболее широко применяющимся сменным рабочим органом является ковш уширенный поворотный с прямой режущей кромкой. Он показан на рис. 39.

Вид ковша уширенного поворотного с прямой режущей кромкой

Рис. 39. Вид ковша уширенного поворотного с прямой режущей кромкой

Повышения коэффициента наполнения ковша добиваются, выполняя его с отверстиями или щелями в днище и стенках (рис. 40, а). Это могут быть ковши обратной лопаты, драглайна, профильные, поворотные и др.

Виды сменных рабочих органов циклического действия

Рис. 40. Виды сменных рабочих органов циклического действия: а – решетчатый ковш; б – решетчатый ковш с удлиненными зубьями; в – уширенный самоочищающийся ковш; г – корчующий рабочий орган

При очистке от растительности сильно заросших водоемов или каналов целесообразно применять решетчатый ковш с удлиненными зубьями (рис. 40, б). Этот ковш имеет увеличенные объем и ширину захвата, навешивается и работает по схеме обратной лопаты или драглайна. Он свободно пропускает воду и хорошо заполняется водорослями.

Для очистки каналов поперечным ходом ковша для удаления налипающих грунтов применяется уширенный поворотный самоочищающийся ковш (рис. 40, в). После извлечения ковша из канала при повороте его во время выгрузки происходит и его принудительная очистка.

Очистка каналов от древесно-кустарниковой растительности производится корчующим рабочим органом (рис. 40, г). Данный рабочий орган имеет малую массу, конструктивно прост и достаточно производителен, однако при удалении кустарника на откосах часто остаются ямы от выкорчеванной корневой системы.

Извлечение посторонних предметов и погрузку срезанной растительности могут выполнять многозубым захватом (рис. 41).

Многозубый двухчелюстной захват

Рис. 41. Многозубый двухчелюстной захват

Для удаления водной растительности, в том числе на большой глубине, применяется решетчатый ковш с удлиненными зубьями, показанный на рис. 42, а. Он навешивается по схеме драглайна, что позволяет забрасывать ковш на большое расстояние и погружать его на значительную глубину. В процессе извлечения растительности он разрушает корневую систему растений, замедляя тем самым повторное зарастание.

Для предотвращения повреждения крепления канала применяется уширенный ковш с прямой режущей кромкой, движущийся в рабочем положении на лыжах (рис. 42, б). Их наличие исключает касание режущей кромки облицовки канала.

Виды сменных рабочих органов циклического действия

Рис. 42. Виды сменных рабочих органов циклического действия: а – решетчатый ковш с удлиненными зубьями; б – уширенный ковш на лыжах

Удаление растительности может производиться также корчующей бороной, навешиваемой по схеме одного из видов сменного рабочего оборудования одноковшового экскаватора – драглайна (рис. 43).

Корчующая борона

Рис. 43. Корчующая борона

Одним из наиболее широко применяющихся рабочих органов является ковш уширенный поворотный, или так называемый циркульный ковш (рис. 44), который также называют и ремонтной лопатой. Уширенные поворотные ковши используются на очистке каналов с объемом наносов до 2 м3 на метр длины канала. В очищаемых каналах допускается наличие камней размером до 30 см, глубина воды в канале должна быть не более 1 м.

Экскаваторы с поворотным ковшом способны удалять в периметре канала грунт вместе с кустарниковой растительностью при толщине стволов до 5 см.

Схемы работы такого ковша показаны на рис. 44.

При очистке противоположного откоса (рис. 44, а) ковш 1 подтягивается за счет поворота рукояти 4 и приподнимания или опускания стрелы 5. Нужное положение или поворот ковша обеспечиваются гидроцилиндром 3 посредством рычажной системы 2. Шарнирная рычажная система предназначена для увеличения угла поворота ковша.

При очистке только дна (рис. 44, б) забор грунта производится поворотом ковша при неподвижных стреле и рукояти, а при очистке ближнего откоса (рис. 44, в) – подтягиванием рукояти 4 гидроцилиндром 3 и соответствующим перемещением стрелы 5 гидроцилиндром 7.

Схема работы экскаватора с уширенным поворотным (циркульным) ковшом

Рис. 44. Схема работы экскаватора с уширенным поворотным (циркульным) ковшом: а – очистка дальнего откоса; б – очистка дна; в – очистка ближнего откоса; 1 – ковш; 2 – рычажная система; 3 – гидроцилиндр рукояти; 4 – рукоять; 5 – стрела; 6 – фреза; 7 – гидроцилиндр стрелы

Поворотные ковши выпускаются в качестве сменного оборудования к гидравлическим экскаваторам, к экскаваторам с канатноблочным управлением и к каналоочистителям.

У экскаватора с канатно-блочным управлением поворот ковша производится посредством блока с канатом или гидроцилиндра, что является более удобным, поэтому гидроцилиндр поворота ковша устанавливается даже на экскаваторах с канатно-блочным управлением. В этом случае на поворотную платформу устанавливается бак гидросистемы, насос, монтируются маслопроводы, проходящие по стреле.

Для расширения возможностей при очистке каналов могут быть использованы удлиненные рукояти, рукояти с переустанавливаемыми удлинителями или рукояти, длина которых изменяется посредством гидроцилиндра (телескопические рукояти).

В связи с воздействием значительных реакций на боковые участки ковша в местах его присоединения к рукояти возникают большие напряжения, приводящие к поломкам. Поэтому иногда выпускаются ковши (рис. 45), имеющие присоединительные отверстия на боковых стенках ковша и на его перегородке, если она имеется. Стенки и перегородка посредством пальцев шарнирно соединяются с проушинами вилообразной рукояти.

Схема поворотного ковша с вилообразной рукоятью

Рис. 45. Схема поворотного ковша с вилообразной рукоятью

При необходимости очистки дна и откосов продольным движением удобно использовать ковши с поперечным наклоном (наклоняемые ковши) – уширенный (рис. 46, а) или профильный (рис. 46, б).

Схемы наклоняемых ковшей

Рис. 46. Схемы наклоняемых ковшей: а – уширенного; б – профильного

При очистке заросших травянистой растительностью каналов могут использоваться решетчатые уширенные ковши-косилки, имеющие

вместо передней режущей кромки активный сегментно-пальцевый или многороторный косилочный аппарат.

Однако такие ковши не применяются для удаления наносов, поэтому более подробно они рассмотрены при описании машин для удаления растительности.

Одновременное удаление наносов и растительности способен производить уширенный поворотный ковш с неподвижной заслонкой и противорежущей кромкой (рис. 47, а).

Уширенный поворотный ковш с неподвижной заслонкой и противорежущей кромкой

Рис. 47. Уширенный поворотный ковш с неподвижной заслонкой и противорежущей кромкой: а – общий вид; б – схема работы; 1 – неподвижная заслонка; 2 – корпус ковша; 3 – кромка; 4 – противорежущая кромка

Поворот корпуса ковша 2 (рис. 47, б) при заборе грунта приводит к сближению его кромки 3 с противорежущей кромкой 4 и перерезанию растительности или при необходимости отрезанию бровки канала. Возврат ковша в исходное положение обеспечивает принудительное выталкивание забранной массы из ковша неподвижной заслонкой 1. Благодаря тому что противорежущая кромка подпружинена и имеет возможность перемещаться, режущие кромки предохраняются от повреждений при попадании между ними камней. Принудительная выгрузка осуществляется и в поворотном решетчатом самоочищающемся ковше, у которого роль заслонки играют неподвижные грабли с пальцами, расположенными между прутьями днища ковша, поворачиваемого гидроцилиндром.

Для профилирования и очистки откосов могут использоваться одноковшовые экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием, на котором для повышения производительности и качества работ вместо ковша устанавливается отвал или ковшовое рабочее оборудование обратной лопаты с системой, обеспечивающей необходимую траекторию ковша.

Перечисленные виды рабочих органов перемещаются в основном в поперечном направлении. При очистке или ремонте крупных каналов достаточно широко применяются драглайны. Нередко они располагаются на берегу канала, и ковш движется в поперечном или в продольно-поперечном направлении к оси канала. В этом случае сложно сохранить проектное сечение канала и не повредить его крепление. Лучше вписываются в профиль канала и, как правило, обеспечивают более высокое качество работ ковши, перемещающиеся вдоль канала. Драглайн может работать и по продольно-поперечной схеме копания. Он же, располагаясь внутри канала (внутрирусловая зона стояния) при очистке крупных каналов или располагаясь над каналом (седлающая схема) при очистке мелких каналов, обеспечивает продольную схему копания. Однако размеры большинства мелиоративных каналов не позволяют использовать драглайны обычной конструкции.

Специализированным оборудованием продольного копания, предназначенным для очистки или реконструкции мелиоративных каналов, является боковой драглайн, или драглайн бокового копания. Сменное оборудование драглайна бокового копания показано на рис. 48.

Основным элементом рабочего оборудования, обеспечивающим требуемое направление движения ковша, является дополнительно устанавливаемая боковая стрела 2, которая в горизонтальной и вертикальной плоскостях фиксируется оттяжками, связывающими ее оголовок с поворотной платформой экскаватора 4 и его двуногой стойкой 15. Стойка опирается на вал 1. Перемещение ковша 8 обеспечивается, как и у обычного драглайна, тяговым 6, подъемным 10 и разгрузочным 16 канатами. Они управляются барабанами 13 и 14 главной лебедки. Тяговый канат огибает блоки 3 и 12. Наводка в данном оборудовании отсутствует. Головной блок 11 основной стрелы 9 для обеспечения возможности движения каната под углом выполнен поворотным. Для предотвращения поворота платформы под воздействием силы сопротивления перемещению ковша платформа снабжается стопорным устройством 7, связывающим поворотную платформу с ходовой частью 5.

Оборудование драглайна бокового копания

Рис. 48. Оборудование драглайна бокового копания: 1 – вал; 2 – боковая стрела; 3, 12 – блоки; 4 – поворотная платформа; 5 – ходовая часть; 6 – тяговый канат; 7 – стопорное устройство; 8 – ковш; 9 – основная стрела; 10 – подъемный канат; 11 – головной блок; 13, 14 – барабаны главной лебедки; 15 – двуногая стойка; 16 – разгрузочный канат

Схема, поясняющая работу драглайна бокового копания, приведена на рис. 49.

Стрела 2 драглайна при копании устанавливается под углом к оси канала. По поворотному головному блоку 1 перемещаются канаты 4, обеспечивая продольное движение ковша 3 и забор грунта им. Нужное направление движения задается боковой стрелой 5. Подъем ковша и выгрузка грунта производятся так же, как и у обычного драглайна.

Оборудование бокового драглайна выпускается к экскаваторам третьей и четвертой размерных групп. Таким оборудованием очищаются каналы глубиной до 5,5 м, шириной по дну до 1,5 м и шириной по верху до 24 м.

Существует рабочее оборудование бокового драглайна с изменяемой длиной боковой стрелы.

Схема работы бокового драглайна

Рис. 49. Схема работы бокового драглайна: 1 – поворотный головной блок; 2 – стрела; 3 – ковш; 4 – канаты; 5 – боковая стрела

Наибольшую точность обработки канала циклическим рабочим органом обеспечивает каналоочиститель с направляющей балкой (траверсой) (рис. 50).

Рабочее оборудование такого каналоочистителя, имеющего марку РР-303, навешивается на нижнюю опорную раму 6, крепящуюся к гусеничному трактору 2. С ней посредством шарниров и рычажной системы 4 соединена сдвоенная телескопическая рама 1, на которой шарнирно подвешена направляющая балка 7 с опорными плитами 9 и ковшом 8. Кроме того, на балке смонтирована система, состоящая из гидроцилиндров, каната и блоков и обеспечивающая возвратнопоступательное перемещение ковша с подвижной стенкой 11.

При очистке канала сдвоенная телескопическая рама посредством гидроцилиндров рычажной системы опускается и устанавливается на опорные плиты. Ковш при движении вперед вырезает наносы и растительность и заполняется ими. Давление поступающей в ковш массы отодвигает подвижную стенку к задней части ковша. В конце хода передняя часть ковша закрывается заслонкой 12. После заполнения ковша телескопическая рама поднимается в вертикальное положение, ковш по направляющей балке перемещается назад. В конце возвратного хода ковша подвижная стенка наталкивается на упор 10 и выталкивает из ковша его содержимое на берегу канала, после чего цикл повторяется. Длина хода ковша ограничивается конечными выключателями. Для увеличения расстояния расположения выброшенного грунта от бровки канала на каналоочиститель может быть установлен наклонный лоток 3, на который поступает выталкиваемая из ковша масса.

Каналоочиститель с направляющей балкой

Рис. 50. Каналоочиститель с направляющей балкой: 1 – сдвоенная телескопическая рама; 2 – трактор гусеничный; 3 – наклонный лоток; 4 – рычажная система; 5 – боковой противовес; 6 – нижняя опорная рама; 7 – направляющая балка; 8 – ковш; 9 – опорные плиты; 10 – упор; 11 – подвижная стенка; 12 – заслонка

Каналоочиститель комплектуется ковшами разного профиля и разной ширины, может работать во всех, в том числе мелкокаменистых и переувлажненных грунтах. Глубина очищаемых каналов – до 3,5 м, минимальная ширина по дну – 0,5 м. Для повышения устойчивости каналоочиститель снабжен боковым противовесом 5.

Одним из главных недостатков каналоочистителей циклического действия является их низкая производительность, обусловленная большой длительностью рабочего цикла.

Наименьшая длительность цикла обеспечивается применением пневмоимпульсной выгрузки. Для очистки дна облицованных каналов с шириной по дну 0,4…0,8 м применяется внутриканальный каналоочиститель, состоящий из гусеничного низкоклиренсного малогабаритного трактора и фронтально навешенного на него пневмоимпульсного ковша. Во время работы ковш опускается на дно канала. В результате поступательного перемещения каналоочистителя ковш срезает слой наносов и постепенно заполняется. Одновременно с процессом резания в камеру формирования пневмоимпульса компрессором трактора нагнетается сжатый воздух. Затем воздух импульсно через клапан подается под имеющийся в ковше грунт, который примерно за 0,2 с выталкивается из ковша через два направляющих патрубка (рис. 51). Дальность выброса составляет 7…8 м, давление в момент начала выброса – 0,55…0,65 МПа.

рабочий орган внутриканального каналоочистителя с пневмоимпульсной разгрузкой ковша

Рис. 51. Схема рабочего органа внутриканального каналоочистителя с пневмоимпульсной разгрузкой ковша

Условия выполнения ремонтно-эксплуатационных работ на мелиоративных объектах отличаются достаточно большим разнообразием.

Поэтому не для всех видов работ созданы специальные каналоочистители непрерывного действия. К тому же их применение не всегда возможно по ряду причин. К таким причинам относятся: сильная деформация бермы или откосов, наличие древесных остатков и камней в удаляемых наносах, большие размеры каналов или водоемов, их сильное зарастание, отсутствие воды в канале, большая глубина воды в канале или водоеме, необходимость выполнения работ, близких к общестроительным, и некоторые другие. В таких условиях для механизации работ применяются каналоочистители циклического действия.

К достоинствам каналоочистителей циклического действия можно отнести то, что они, как правило, имеют относительно более широкие технологические возможности, меньше, чем каналоочистители непрерывного действия, зависят от условий работы. В качестве базы для их создания нередко используются серийно выпускаемые тракторы, или они могут представлять собой одноковшовые экскаваторы со сменным рабочим оборудованием. Часть ремонтно-эксплуатационных работ вообще может выполняться универсальными одноковшовыми экскаваторами, оснащенными обратной лопатой с общестроительным ковшом или драглайном. Применение сменных стандартных ковшей еще более расширяет возможности одноковшовых экскаваторов.

К недостаткам каналоочистителей циклического действия следует отнести то, что они имеют сравнительно большую массу, низкую производительность, невысокое качество работ, требуют повышенного внимания при работе на каналах с креплением русла и откосов во избежание их возможного повреждения, в процессе работы представляют повышенную опасность по отношению к имеющимся в зоне работы ГТС и их элементам. Они, как правило, не способны обеспечить требуемый уклон дна канала, могут нарушать требуемые параметры поперечного сечения каналов, после их применения обычно требуются доделочные работы и работы по разравниванию образующихся кавальеров.

6. Особенности конструкций ходовых систем каналоочистителей

В качестве базовых машин для создания каналоочистителей часто используются колесные и гусеничные тракторы, иногда автомобили или ходовые системы с силовой установкой землеройных или мелиоративных машин. Однако это не всегда возможно, так как каналоочистители осуществляют процесс очистки, стоя или перемещаясь в процессе работы по берме, откосу, дну, руслу, обеим бермам, берме и откосу и т. д.

Рабочее оборудование у разных конструкций может занимать самое разное положение, причем реакции, действующие на него, как правило, способствуют опрокидыванию или развороту машины. Это особенно опасно, так как каналоочистители обычно работают в непосредственной близости от бровки канала. Данная ситуация выдвигает повышенные требования к устойчивости машины. Кроме того, ходовая часть машины нередко перемещается по местности с недостаточной несущей способностью, по закрепленному откосу, дну или берме, на которые, во избежание деформирования, нельзя оказывать большие давления, что обусловливает необходимость достаточно низкого опорного давления. В связи с этим существуют разнообразные варианты конструкций ходовых систем каналоочистителей.

Например, каналоочиститель МР-21 (рис. 52), имеющий широкий набор сменных органов и работающий по береговой схеме, сконструирован на специальном самоходном гусеничном шасси с увеличенной опорной поверхностью.

многоцелевой каналоочиститель МР-21

Рис. 52. Общий вид многоцелевого каналоочистителя МР-21: 1 – фреза; 2 – кожух; 3 – рычаг; 4 – рукоять; 5, 7, 9, 12 – гидроцилиндры; 6 – стрела; 8 – кабина; 10 – поворотная платформа; 11 – гидромотор привода поворотной платформы; 13 – противовес; 14 – ходовое устройство

Он состоит из сменного рабочего органа – фрезы 1 с кожухом 2, рукояти 4 с рычагом 3 и гидроцилиндрами 5, 7, 9, 12, стрелы 6, кабины 8, поворотной платформы 10 с гидромотором ее привода 11, противовеса 13 и ходового устройства 14.

Существовал вариант использования дреноукладчика в качестве базы для каналоочистителя. На месте установки дреноукладочного оборудования на раме дреноукладчика была смонтирована поворотная платформа с приводом от гидромотора. На платформу навешивалось рабочее оборудование – стрела, рукояти, сменный рабочий орган и гидроцилиндры управления.

Подавляющее большинство каналоочистителей создано с использованием в качестве базы колесных или гусеничных сельскохозяйственных, промышленных или мелиоративных тракторов. Например, на рис. 53 показан каналоочиститель на базе колесного трактора 1, на который с использованием задней поворотной колонки 2 навешено рабочее оборудование 3 со сменным рабочим органом 5 и механизмом его поворота 4.

Для повышения устойчивости колея колесного трактора обычно при возможности устанавливается на наибольшую величину, в колеса (или заднее колесо), противоположные берме передвижения, может заливаться вода, на их диски могут крепиться грузы, каналоочиститель может снабжаться боковым противовесом. Иногда используются спаренные колеса. В случае установки на трактор дополнительного бака гидросистемы он, как правило, смещается в сторону, противоположную вероятному направлению опрокидывания.

использование колесного трактора в качестве базы для каналоочистителя

Рис. 53.: Использование колесного трактора в качестве базы для каналоочистителя: 1 – колесный трактор; 2 – задняя поворотная колонка; 3 – рабочее оборудование; 4 – механизм поворота сменного рабочего органа; 5 – сменный рабочий орган

Одним из достаточно часто используемых мероприятий по повышению устойчивости является установка на стороне трактора, ближайшей к бровке канала, дополнительной опоры. У машин позиционного действия опора выполняется в виде гидравлически управляемого башмака, у машин, работающих в движении, в качестве опоры нередко используется опорное колесо. К последним относятся каналоочистители КМ-82, ОКН и др. Схема каналоочистителя с дополнительной колесной опорой показана на рис. 54.

каналоочиститель с дополнительной боковой колесной опорой

Рис. 54. Вариант каналоочистителя с дополнительной боковой колесной опорой

Ряд зарубежных фирм выпускает на базе колесных тракторов каналоочистительные машины (рис. 55), рабочее оборудование 4 которых монтируется на дополнительной, устанавливаемой сзади трактора 1, двухколесной опоре 2 с поворотной колонкой.

каналоочиститель с дополнительной задней колесной опорой

Рис. 55. Вариант каналоочистителя с дополнительной задней колесной опорой: 1 – трактор; 2 – двухколесная опора; 3 – гидроцилиндры; 4 – рабочее оборудование

Нагрузка на колеса опоры может регулироваться посредством гидроцилиндров 3 в зависимости от ситуации. Опора может быть полуприцепной или реже полунавесной.

Подобная схема выполняется и с передней опорой (рис. 56).

Известна также машина для обслуживания каналов, созданная на базе гусеничного трактора с расположенной спереди полуприцепной колесной или гусеничной опорой.

Германская фирма Ducker выпускает на базе автомобиля машину для обслуживания обочин и откосов дорог. У этой машины для снятия возникающих от сил тяжести рабочего оборудования нагрузок, действующих на передний мост, впереди и сбоку от моста устанавливается дополнительная двухколесная опора рояльного типа. При транспортном передвижении она поднимается.

каналоочиститель с дополнительной передней колесной опорой

Рис. 56. Вариант каналоочистителя с дополнительной передней колесной опорой

Фирмами Krinke und Kruger и Berky на специальных трехопорных шасси выпускаются машины разных типоразмеров, предназначенные для очистки каналов от растительности (рис. 57). На раме 2, связывающей две основные опоры 1 и 6, смонтирована силовая установка 5 и органы управления 10, 11. Вспомогательная опора 4 является активной, т. е. имеющей привод от установленного на ней гидромотора. При транспортном перемещении она движется рядом с основными опорами. Машина при этом имеет минимальную колею.

трехопорный каналоочиститель АСМ

Рис. 57. Схема трехопорного каналоочистителя АСМ: а – вид слева; б – вид спереди; 1, 6 – основные опоры; 2 – рама; 3 – насос; 4 – вспомогательная опора; 5 – силовая установка; 7 – переднее навесное устройство; 8 – боковое навесное устройство; 9 – рабочее оборудование; 10, 11 – органы управления; 12 – заднее навесное устройство

На машину одновременно могут навешиваться три рабочих органа, например, на переднее навесное устройство 7 – косилка для окашивания бермы, на боковое 8 – косилка для окашивания откоса, на заднее 12 – грабли. Привод рабочих органов гидравлический. Привод колес производится посредством гидромоторов колес. Переднее колесо 6 является управляемым. Управление поворотами осуществляется рулевым колесом 10, механически связанным с насосом-дозатором. Он направляет рабочую жидкость от насоса 3, установленного на силовой установке, к гидромотору поворота переднего колеса.

Такая машина под маркой АСМ (агрегат самоходный мелиоративный) подготовлена к производству ОАО «Амкодор-КЭЗ». Основными видами рабочего оборудования, навешиваемого на заднее устройство, являются очистной уширенный поворотный ковш обратной лопаты геометрической вместимостью 0,2 м3, ковш решетчатый уширенный такой же вместимостью и с шириной захвата 2,54 м, грабли мелиоративные с шириной захвата 2,4 м. На переднее и боковое устройства могут навешиваться косилка сегментная с шириной захвата 1,9 м, косилка сегментная с дополнительным устройством для окашивания дна канала с общей шириной захвата 2,4 м, косилка роторная с шириной захвата 1,6 м.

Описанная конструкция машины позволяет ей хорошо приспосабливаться к различным условиям работы. При окашивании канала в зависимости от ситуации вспомогательная опора может опираться на берму канала, его ближний откос, дно или дальний откос.

Кроме того, основные опоры такой машины при необходимости могут перемещаться и по откосу, причем установкой в нужное положение вспомогательной опоры легко обеспечивается удобное для оператора вертикальное положение основных опор. Таким образом, машина может работать, передвигаясь по берме и откосу (рис. 58, а), берме и дну (рис. 58, б), откосу и дну (рис. 58, в).

При необходимости могут использоваться и другие варианты. Трехопорные машины разных типоразмеров производит фирма Berky (Германия).

зоны передвижения трехопорного каналоочистителя

Рис. 58. Схема вариантов зон передвижения трехопорного каналоочистителя: а – берма и откос; б – берма и дно; в – откос и дно

Для примера одна из машин данной фирмы с навешенными сегментной косилкой с изогнутым режущим брусом и роторными граблями показана на рис. 59, а.

Более простой схемой трехопорной машины является машина, показанная на рис. 59, б.

Трехопорные каналоочистители фирмы Berky

Рис. 59. Трехопорные каналоочистители фирмы Berky

Существуют каналоочистители (МР-15) на гусеничном шасси с раздвижными гусеницами, способные по мере необходимости изменять расстояние между гусеницами и перенастраиваться на работу по береговой или седлающей схеме. Ходовая часть МР-15 (рис. 60) состоит из основной 1 и поворотной вспомогательной 3 гусениц, соединенных двумя телескопическими балками 2 и телескопическим валом привода хода вспомогательной гусеницы. Она посредством гидроцилиндра может поворачиваться в горизонтальной плоскости, что выполняется при изменении расстояния между гусеницами.

Изменение расстояния производится в движении или при неподвижном каналоочистителе.

Конструкция ходовой части каналоочистителя МР-15

Рис. 60. Конструкция ходовой части каналоочистителя МР-15: 1 – основная гусеница; 2 – телескопические балки; 3 – вспомогательная гусеница

При неподвижном каналоочистителе (рис. 61, а) гусеница поворачивается на 90° и, после ослабления хомутов, выключается бортовой фрикцион основной гусеницы и включается привод вспомогательной гусеницы. Перемещаясь в нужную сторону, она будет изменять колею. При изменении колеи в движении (рис. 61, б) ослабляются хомуты, фиксирующие телескопические балки, вспомогательная гусеница посредством гидроцилиндра поворачивается на 10…20° от продольной оси, и производится передвижение каналоочистителя на первой передаче в нужную сторону. При этом вспомогательная гусеница будет приближаться или удаляться от основной. После получения требуемого расстояния она поворачивается в исходное положение, а хомуты зажимаются.

изменение расстояния между гусеницами каналоочистителя МР-15

Рис. 61. Схема изменения расстояния между гусеницами каналоочистителя МР-15

Вспомогательная гусеница 3 (рис. 62) может не только поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг поворотной головки 5, но и благодаря шарнирному соединению поворачиваться в вертикальной продольной плоскости относительно ведущего вала 4 цепной передачи 2. Это обеспечивает равномерное давление гусеницы на грунт по длине опорной поверхности гусеницы и позволяет ей принимать нужное положение при движении по неровной поверхности или, например, при взъезде каналоочистителя на трейлер, не приводя к скручиванию рамы.

Схема вспомогательной гусеницы

Рис. 62. Схема вспомогательной гусеницы: 1 – противовес; 2 – цепная передача; 3 – вспомогательная гусеница; 4 – ведущий вал; 5 – поворотная головка

При работе по береговой схеме для повышения устойчивости вспомогательная гусеница может догружаться противовесом 1.

Для обслуживания откосов могут использоваться фронтальные косилки на мотоблоках. Они могут иметь сегментный или роторный рабочий орган.

Существуют также специальные ремонтно-эксплуатационные машины, перемещающиеся по откосу. К ним относятся гусеничный каналоочиститель МР-20 и колесная машина фирмы Berky. Они имеют увеличенные опорную поверхность и колею, а также низкий центр тяжести, что обеспечивает возможность передвижения их по откосам. Угол поперечного опрокидывания у каналоочистителя МР-20 составляет 50°.

Известно техническое решение, по которому в качестве базы каналоочистителя используется гусеничный трактор с наклоняемыми гусеницами (рис. 63).

гусеничный внутриканальный каналоочиститель с наклоняемыми гусеницами

Рис. 63. Схема гусеничного внутриканального каналоочистителя с наклоняемыми гусеницами

Фирма Berky выпускала внутриканальную машину на полноприводном четырехколесном шасси с арочными шинами (рис. 64). Колеса с платформой машины соединялись с помощью одновременно наклоняемых гидроцилиндрами аутригеров. Путем изменения их наклона обеспечивалось требуемое положение платформы и тем самым рабочего оборудования по отношению к каналу. При необходимости валы колес можно было изменять по длине.

колесный внутриканальный каналоочиститель с наклоняемыми колесами

Рис. 64. Схема колесного внутриканального каналоочистителя с наклоняемыми колесами

В последнее время фирма выпускает четырех- и шестиопорные машины с набором сменных рабочих органов (рис. 65).

Рис. 65. Схема колесного многоопорного каналоочистителя: 1 – колесные опоры; 2 – стойки аутригеров; 3 – аутригеры; 4 – платформа; 5 – кабина; 6 – гидропривод

Колесные опоры 1 имеют гидропривод 6 и связаны с платформой 4 двухзвенными гидроуправляемыми аутригерами 3. Перемещение правой и левой сторон ходовой части выполнено независимым друг от друга, что позволяет каналоочистителю перемещаться, опираясь на любые элементы периметра канала. При этом кабина 5 остается в вертикальном положении. Некоторые модели имеют возможность изменять длину стоек 2 аутригеров.

Для плавучих машин в качестве базы используются разного рода понтоны, баржи, мотоботы и катера. Иногда одноковшовые машины для очистки каналов и водоемов создаются на базе плавучих платформ, которые для повышения устойчивости снабжаются управляемыми сваями. При этом рабочий ход обеспечивается лебедками с якорями.

На рис. 66 показана плавучая машина, у которой платформа снабжена четырьмя гидроуправляемыми аутригерами (опорами) с колесами. Перед копанием грунта аутригеры опускаются под воду до упора колес в дно. Тем самым обеспечивается необходимая устойчивость платформы.

Плавучая машина с аутригерами

Рис. 66. Плавучая машина с аутригерами

Кроме того, существуют машины-амфибии на гусеничном и колесном ходу. По воде они перемещаются с помощью винта, водометного движителя или за счет реактивных сил, создаваемых движущимися гусеницами.

На рис. 67 показан вариант машины-амфибии на резиногусеничном ходу, перемещающейся по воде с помощью двух гребных винтов.

Ремонтно-эксплуатационная гусеничная машина-амфибия

Рис. 67. Ремонтно-эксплуатационная гусеничная машина-амфибия

В Нидерландах фирмой Knoop разработана и поставлена на производство машина-амфибия марки Waterking. Машина поставляется в четырех моделях. Их основные технические данные приведены в табл. 4.

Таблица 4. Техническая характеристика машин Waterking

Показатели WK 80 WK 100 WK 220 WK 250
Масса, т 12 20 28 32
Мощность двигателя, кВт 64 86,5 114 129
Опорное давление, кПа 10,3 12,3 9,8 9,8
Вместимость ковша, м3 0,50 0,65 1,20 1,50
Максимальная глубина

копания, м

4,6 7,8 9,2 9,2
Размеры понтона, м 5,10×1,05×

×1,40

7,25×1,50×

×1,60

8,25×2,00×

×1,68

9,50×2,00×

×1,68

Схематически машина-амфибия показана на рис. 68. Машина базируется на понтонах 5 с гусеничным ходом. На поворотной платформе 3 установлены силовая установка 4, кабина 2 и рабочее оборудование 1. Основным видом рабочего органа является ковш обратной лопаты, однако машина может использоваться и с сортировочным грейферным ковшом, гидравлическими ножницами, землесосом, виброблоком, сменными ковшами и др. Для повышения устойчивости могут использоваться боковые понтоны с гидравлическими сваями.

гусеничная машина-амфибия Waterking

Рис. 68. Схема гусеничной машины-амфибии Waterking: 1 – рабочее оборудование; 2 – кабина; 3 – поворотная платформа; 4 – силовая установка; 5 – понтоны с гусеничным ходом

Плавучая машина с гидравлическими сваями и боковыми опорами выпускается в Финляндии под названием Watermaster (рис. 69, а). Она базируется на понтоне 2. На нем установлено силовое оборудование и кабина 4. Перемещение по воде (рис. 69, б) производится с помощью гребного винта, расположенного в задней части понтона. В его передней части установлено рабочее оборудование 3.

Для обеспечения необходимой устойчивости к боковым частям понтона прикреплены дополнительные съемные передние стабилизаторы (опоры) 1, которые используются при работе в водоемах глубиной до 2,5 м. В задней части машины установлены две сваи 5 или задние стабилизаторы. Они могут погружаться на глубину до 4,9 м, а при необходимости – наклоняться вперед. Такая конструкция ходовой части позволяет перемещаться по воде и обеспечивает устойчивость при работе. В случае выполнения работ на глубине свыше 2,5 м для повышения устойчивости и увеличения площади палубы могут использоваться съемные боковые понтоны 7. Для перемещения отводных труб и других сервисных работ на палубе установлен сервисный кран 6 с грейферным захватом.

При необходимости, опираясь поочередно на рабочий орган, передние боковые опоры и задние стабилизаторы, машина способна выбираться на сушу.

Плавучая машина Watermaster

а

Плавучая машина Watermaster

б

Рис. 69. Плавучая машина Watermaster: а – в работе; б – при перемещении вплавь; 1 – съемные передние стабилизаторы; 2 – понтон; 3 – рабочее оборудование; 4 – кабина; 5 – сваи; 6 – сервисный кран; 5 – съемные боковые понтоны

Положение машины в начале ее вывода на сушу показано на рис. 70.

Положение машины Watermaster в начале ее вывода на суш

Рис. 70. Положение машины Watermaster в начале ее вывода на сушу

При погрузке ее на трейлер машина поднимается на опорах, а трейлер загоняют под понтон, что исключает использование дополнительных погрузочных средств.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *