По
результатам опытной
эксплуатации в районе
Ямбурга роторного
траншейного
экскаватора ЭТР-307 и
получения СКБ
«Газстроймашина»
нового опыта
разработки больших
траншей 3 х 3,1 м в
вечномерзлых грунтах
до VIII категории
прочности, ООО
«Экомаш» в
партнерстве с СКБ
«Газстроймашина» и
ОАО «Кировский завод»
в период 1994-2003 гг. был
создан
энергонасыщенный
роторный траншейный
экскаватор ЭТР309 для
разработки траншей 2,1
х 3,0 м в условиях
Крайнего Севера.
В основе конструкции
экскаватора ЭТР309, как
и его предшественника
ЭТР254, лежит подход
создания машины,
соответствующей
нагрузкам, режимам
работы и
технологическим
требованиям, присущим
этому виду техники.
Так, при установленной
на экскаваторе ЭТР309
мощности двигателя 650
л.с., многие
трансмиссионные узлы,
узлы гидравлики,
пневмосистемы,
топливной системы,
органы управления,
контроля и др. взяты от
скоростного колесного
трактора К-703М
«Кировец» мощностью
300-350 л.с., выпускаемого
в значительных
количествах.
При этом узлы
«Кировца» встроены в
трансмиссию
экскаватора таким
образом, что
передаваемые ими
нагрузки меньше, чем
на тракторе. Ходовая
часть экскаватора
сделана из узлов
ходовой части
Чебоксарского
промышленного
трактора Т20.10. Если бы
в качестве базы
экскаватора
использовался
промышленный трактор
мощностью 600-650 л.с., то
только тягач
экскаватора имел бы
массу 60-65 т, тогда как
масса всего
экскаватора ЭТР309
составляет 70 т.
Отечественная школа
разработчиков
роторных траншейных
экскаваторов всегда
использовала
полуприцепную
компоновочную схему
соединения рабочего
органа с тягачом.
Западная школа
отличается
использованием только
навесных схем.
Полуприцепная схема
соединения рабочего
органа с тягачом
придает машине ряд
базовых преимуществ
при работе в не очень
стесненных условиях:
- при этой схеме масса
рабочего органа может
составлять половину
массы всей машины (при
навесной схеме тягач
для уравновешивания
рабочего органа
должен иметь 2/3 массы
экскаватора). Это
позволяет усилить
рабочий орган,
подвергающийся
максимальным и
интенсивным нагрузкам
в грунтовых условиях
Крайнего Севера, без
значительного
увеличения общей
массы машины;
- полуприцепная схема
с колесной опорой в
задней части рабочего
органа позволяет
совершать протяженные
перегоны машины
самоходом и
осуществлять
перевозки машины на
серийном трейлере без
разборки экскаватора,
когда колесо задней
опоры рабочего органа
катится по дороге;
- грамотно
структурированная
полуприцепная схема,
когда оси
вертикального и
горизонтальных
шарниров механизма
сочленения рабочего
органа с тягачом
пересекаются,
значительно повышает
продольную и
поперечную
устойчивость машины,
позволяет при работе и
транспортировке
преодолевать
значительные уклоны;
- полуприцепная схема
с шарнирным в двух
плоскостях
соединением рабочего
органа с тягачом
обеспечивает
идеальную продольную
прямолинейность
траншеи при
разработке как талых,
так и мерзлых грунтов;
- наличие шарнирного
соединения рабочего
органа с тягачом
позволяет снижать
влияние местных
неровностей и
получать траншеюсо
сглаженным дном;
- реализованная в ЭТР309
конструкция
полуприцепной схемы
обеспечивает при
небольшой массе
высокую прочность и
пространственную
жесткость, что в
совокупности с местом
расположения шарнира
сочленения рабочего
органа с тягачом
сводит к минимуму
динамику работы, в том
числе и при разработке
прочной мерзлоты;
- примененная
пространственная
полуприцепная схема
имеет переменный
габарит по высоте. Это
позволяет при
перевозке на трейлере
и перегонах самоходом
со снятыми верхними и
нижними ковшами,
уменьшать по высоте
габарит механизма
подъема рабочего
органа вплоть до
габарита роторного
колеса.
В ЭТР309 применена
специальная система
поперечного
позиционирования
рабочего органа,
встроенная в систему
полуприцепного
шарнирного сочленения
его с тягачом. Эта
система позволяет
автоматически
обеспечивать
вертикальность стенок
траншеи в широком
диапазоне поперечных
уклонов местности и
избегать скручивания
несущих
металлоконструкций
рабочего органа, что
особенно важно при
увеличении глубины
копания до трех метров
в жестких грунтах.
В течение нескольких
десятилетий
разработчики
отечественных
траншейных роторных
экскаваторов в СКБ
«Газстроймашина»
создавали,
совершенствовали и
развивали способы
размещения режущего
инструмента на ковшах
ротора с целью
оптимизации процесса
копания. Оказалось,
что число зубьев на
ковше должно быть
минимальным, а число
ковшей в грунте, зубья
которых перекрывают
всю ширину забоя,
должно быть
наибольшим. Такой
подход обеспечивает
минимальное трение
задних граней о грунт,
скол грунта крупными
фракциями (а не его
размельчение),
равномерное
заполнение всех
ковшей грунтом,
уменьшение динамики
работы машины при
разработке прочной
мерзлоты. В ЭТР309
применена схема
расстановки зубьев по
патенту России № 1745819.
Она представляет
собой сочетание
несимметричной
ступенчато-шахматной
расстановки,
состоящей из двух
групп ковшей на
роторе, и симметричной
ступенчатой
расстановки, имеющей
одну группу ковшей на
роторе. Эти зубья
закреплены на
подкладках и имеют
увеличенный вылет. При
малых подачах и в
нижней части забоя
работают только эти
зубья. При больших
подачах в работу
вступают зубья,
установленные без
подкладок. Это
обеспечивает
сохранение
оптимальной толщины
стружки и усилия
резания на режущем
инструменте в широком
диапазоне подач
ротора.Разработка
узкой траншеи в один
проход
Разработка траншеи
сечением 2,1 х до 3,0 м (в
один проход)
применялась для
укладки
балластируемых
трубопроводов
диаметром до 450 мм, а
также при укладке в
одну траншею
трубопровода сбора
газа и
метанолопровода на
ЗГНКМ (см. рис. 1).
Для работы роторного
экскаватора снежный
покров убирался в
отвал, а трасса
планировалась тяжелым
бульдозером (см. рис. 2).
Эта мера обеспечивала
достижение, при
необходимости,
экскаватором почти
трехметровых значений
глубины траншеи и
снижение волнистости
дна траншеи до
величин, допускающих
укладку трубопровода
без сооружения
подсыпки из мягкого
грунта.
|
|
Рис.
1. Укладка
трубопровода
сбора газа и
метанолопровода в
одну траншею,
разработанную
роторным
траншейным
экскаватором
ЭТР309 на ЗГНКМ |
Рис.
2. Земляное
полотно,
подготовленное
для работы
роторного
траншейного
экскаватора ЭТР309
на ЗГНКМ |
Экскаватор
устанавливался в
начало участка так,
чтобы задняя
разметочная вешка оси
трассы находилась в
вертикальной
плоскости, проходящей
по середине между
колесами задней опоры.
При этом тягач
ориентировался так,
чтобы визир,
установленный на
капоте машины,
находился в
вертикальной
плоскости, проходящей
через технологическую
вешку и визирную линию
на переднем стекле
кабины управления.
Далее, на участке
длиной 10-12 м
производилось
заглубление рабочего
органа на требуемую
глубину и переход в
режим копания траншеи
(см. рис. 3, 4).
|
|
Рис
3. Роторный
траншейный
экскаватор ЭТР309 в
работе |
Рис
4. Траншея,
выкопанная
роторным
траншейным
экскаватором
ЭТР309 в один
проход |
Профиль
поперечного сечения
полосы земляных работ
при разработке
траншеи в один проход
представлен на
рисунке 5.
Рис.5.
Профиль поперечного
сечения траншеи,
разработанной
роторным экскаватором
ЭТР309 в один проход
Разработка
широкой траншеи в два
прохода
Разработка
траншеи сечением 4,5 х
до 3,0 м производилась в
два прохода и
применялась для
укладки
балластируемых
трубопроводов
диаметром 1420 мм.
Траншея
разрабатывалась
комплексом машин,
включающим:
- два роторных
траншейных
экскаватора ЭТР309 –
для одновременной
разработки двух узких
траншей;
- два бульдозера D-355 A
«Komatsu», либо
одноковшовых
экскаватора PC 400 «Komatsu»
- для засыпки траншей
грунтом, разрыхленным
экскаваторами ЭТР309;
- один одноковшовый
экскаватор PC 400 «Komatsu» -
для выемки
разрыхленного грунта
и формирования
широкой траншеи.
Для работы роторных
экскаваторов снежный
покров убирался в
отвал, а трасса
планировалась.
Вначале на участке
производилась
разметка осей двух
траншей (см. рис. 6).
|
|
Рис.6.
Профиль
поперечного
сечения широкой
траншеи после
прохода первым
экскаватором
ЭТР309 |
Рис.7.
Профиль
поперечного
сечения траншеи
после прохода
вторым
экскаватором
ЭТР309 |
Первой
начинала
разрабатываться левая
траншея № 1.
Разработанный
экскаватором грунт
укладывался слева от
траншеи. За
экскаватором траншея
сразу засыпалась
бульдозером или
одноковшовым
экскаватором.
Когда впереди второго
экскаватора
образовывался фронт
засыпанной траншеи № 1
длиной 30-40 м, в работу
запускался второй
ЭТР309, разрабатывавший
траншею № 2 (см.
рисунки 7, 8).
При выполнении
второго прохода левая
гусеница экскаватора
двигалась на
расстоянии до 6 см от
бровки правой стенки
уже засыпанной
траншеи № 1. За
экскаватором траншея
№ 2 так же засыпалась
бульдозером или
одноковшовым
экскаватором грунтом
из созданного им
отвала (см. рис. 9, 10 и 11).
Рис.
8. Второй
экскаватор копает
траншею № 2 на
расстоянии 30-40 м
от первого после
засыпки траншеи №
1 |
|
|
Рис.
9. Засыпка траншеи
№ 2 одноковшовым
экскаватором |
Рис.
10. Траншея
подготовлена к
выемке
разрыхленного
грунта и
формирования
профиля 4,5 х 3,0 м |
Рис. 11. Профиль
поперечного сечения
широкой траншеи,
подготовленной для
разработки
одноковшовым
экскаватором
Окончательная
выемка грунта из
подготовленной таким
образом траншеи
производилась
одноковшовым
экскаватором, который
выбирал насыпной
грунт из обеих
траншей, подкалывал
перемычку и удалял ее
обломки (см. рис. 12, 13).
|
|
Рис.
12. Выемка грунта
одноковшовым
экскаватором из
широкой траншеи |
Рис.
13. Забой широкой
траншеи |
Рис.
14. Широкая траншея,
разработанная
комплектом машин,
включающим
роторныетраншейные
экскаваторы ЭТР309
Законченная
траншея имеет вид, как
показано на рисунке 14.
Технология применения
ЭТР309 для разработки
узких 2,1 х 3,0 м и
широких 4,5 х 3,0 м
траншей для была
отработана совместно
с ООО
«Сибрегионгазстрой» и
ООО
«Ленгазспецстрой».
В 2004-2005 гг. ОАО
"Ирмаш" по заказу
ЗАО
"Стройтрансгаз"
выпустил обновлённый
вариант ЭТР254А, в
котором были учтены
как лучшие решения,
полученные при
разработке и
испытаниях ЭТР309, так и
особенности нового
базового трактора
К-703М, выпускаемого
Кировским заводом.
|
|
Альшиц
Марк Зиновьевич –
главный
конструктор
роторных
траншейных
экскаваторов
ЭТР254 и ЭТР309 |
Пащенко
Геннадий
Васильевич –
водитель
седельного тягача
КЗКТ 7428 «Русич», 6
лет перевозил
ЭТР309 по дорогам и
трассам
строительства
газопроводов в
районах Нового
Уренгоя и
Заполярья |
|
|
Сафин
Табриз (Анатолий)
– машинист
экскаватора
(слева)
Шлегель Алексей
Кондратьевич –
машинист
экскаватора
(справа) |
Стативкин
Валерий Иванович
– машинист
экскаватора |
|
|
Стативкин
Валерий Иванович
– машинист
экскаватора |
Сафин
Табриз (Анатолий)
– машинист
экскаватора
(слева)
Михаил – машинист
экскаватора (в
центре)
Ларин Сергей
Сергеевич –
машинист
экскаватора
(справа) |
|
|
Александр
– автоэлектрик
(слева)
Михаил – машинист
экскаватора
(второй слева)
Ларин Сергей
Игоревич –
руководитель
проекта (третий
слева)
Пуляевский
Иннокентий
Евгеньевич –
старший механик (в
центре)
Пащенко Геннадий
Васильевич –
водитель
седельного тягача
КЗКТ 7428 «Русич»
Сафин Табриз
(Анатолий) –
машинист
экскаватора
(справа) |
Ларин
Сергей Игоревич –
руководитель
проекта (слева)
Пуляевский
Иннокентий
Евгеньевич –
старший механик
(справа) |
|
|
Пащенко
Геннадий
Васильевич –
водитель
седельного тягача
КЗКТ 7428 «Русич» |
Сафин
Табриз (Анатолий)
– машинист
экскаватора
(слева)
Ларин Сергей
Игоревич –
руководитель
проекта (в центре)
Михаил – машинист
экскаватора
(справа) |
|
|
Сафин
Табриз (Анатолий)
– машинист
экскаватора
(слева)
Ларин Сергей
Игоревич –
руководитель
проекта (в центре)
Стативкин Валерий
Иванович –
машинист
экскаватора
(справа) |
Стативкин
Валерий Иванович
– машинист
экскаватора
(слева)
Сафин Табриз
(Анатолий) –
машинист
экскаватора
(справа) |
|