Это соотношение работ непостоянно в зависимости вида земляных работ.

—

Машины для земляных работ широко применяются при строительстве автомобильных и железных дорог, каналов, ирригационных сооружений, для рытья траншей и котлованов, выполнения планировочных и других работ.

В зависимости от вида выполняемых работ машины можно подразделить на следующие основные группы:
I. Машины для подготовительных работ.
II. Землеройно-транспортные машины.
III. Экскаваторы.
IV. Машины и оборудование для гидромеханизации земляных работ.
V. Машины для уплотнения грунта.
VI. Машины для разработки мерзлых грунтов.
VII. Машины для отделочных и укрепительных работ.
VIII. Машины для буровых работ.

Машины для земляных работ могут быть циклического и непрерывного действия и оборудуются всеми известными типами приводов, ходовых устройств и систем управления.

Грунты и горные породы разрушаются механическим, гидромеханизированным и взрывным способами.

Наиболее распространены механические способы (85% всего объема работ), энергоемкость которых составляет 0,05—0,7 кВт • ч/м3 в зависимости от вида оборудования и твердости грунтов.

Гидромеханизированный способ требует значительно меньших затрат на оборудование и одновременно обеспечивает высокоэффективную транспортировку грунта. Энергоемкость колеблется в пределах 0,15—2 кВт • ч/м3.

Взрывной способ является самым дорогим, и затраты энергии только на буровые работы составляют 0,8—1,1 кВт • ч/м3. Этот способ применяется для предварительного рыхления скальных и мерзлых грунтов перед их разработкой одноковшовыми экскаваторами, а также для разработки грунтов на выброс.

—

Технологический процесс земляных работ состоит из нескольких основных и вспомогательных операций. К основным относят разработку грунта, его транспортирование, укладку в земляные сооружения или отвал, горизонтальную планировку участков под сооружения и уплотнение. Такие же операции, как подготовка грунта к разработке (рыхление, водопонижение), устройство стенок, ограждающих котлованы и т. п., считают вспомогательными.

Условия производства земляных работ в нашей стране чрезвычайно разнообразны. Они различаются состоянием грунта, климатическими и метеорологическими особенностями места выполнения, степенью сосредоточенности (количество разрабатываемого грунта на единицу длины или площади объекта работ) и интенсивности (количество грунта, разрабатываемого в единицу времени). Земляные сооружения (насыпи, котлованы и т. п.) имеют самые различные конструкции и размеры. Технология’и организация производства работ, соответствующие их условиям, также весьма различны. С учетом этого создано много типов и размеров машин для земляных работ.

Основные машины для земляных работ по характеру рабочего процесса можно разделить на ряд групп:

землеройные машины, которые отделяют грунт от массива и перемещают его за счет энергии своего двигателя. При этом расстояние, на которое перемещается грунт, определяется размерами конструктивных элементов машин. К группе землеройных машин относят экскаваторы различных типов:
— землеройно-транспортные машины, разрабатывающие грунт под действием тягового усилия, т. е. только во время движения. В эту группу машин входят бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы. Дальность перемещения грунта, как правило, не зависит от размеров конструкций машин и определяется технико-экономическими соображениями;
— погрузочные машины, к которым относят прежде всего фронтальные погрузчики, соединяющие в себе черты землеройных и землеройно-транспортных машин; они могут копать грунт как стоя на месте, так и в движении;
— машины для гидравлической разработки грунта, отрывающие его от массива и транспортирующие с помощью энергии воды (гидромониторы, землесосы и землесосные снаряды);
— грунтоуплотняющие машины — различные катки, трамбующие и вибрационные машины.

Вспомогательные машины, обеспечивающие работу основных машин, также подразделяют на несколько групп. К ним относят: машины для подготовки площадки к работе основного оборудования (корчеватели, кусторезы, камнеуборочные и другие машины); машины для подготовки грунта к разработке —рыхлители. В эту же подгруппу входят и буровые машины, с помощью которых бурят шпуры для рыхления плотных и мерзлых грунтов взрывом; машины и оборудование для водопонижения и водоотлива, обеспечивающие работу основных машин при высоком уровне грунтовых вод.

Некоторые машины могут выполнять разнохарактерные работы.

Рабочий процесс всех машин может протекать непрерывно или циклично. В первом случае машины (например, экскаваторы непрерывного действия, землеройные струги, средства гидромеханизации) работают при установившемся режиме, во втором— периодически чередуются рабочие операции — копание, перемещение грунта, холостой ход и т. д. Циклично работают одноковшовые экскаваторы и погрузчики, скреперы и др. У некоторых машин цикличного действия отдельные операции рабочего цикла протекают при установившемся режиме (например, копание и перемещение грунта грейдером). У таких машин, как одноковшовые экскаваторы, бульдозеры, скреперы, каждая операция цикла совершается при неуста-новившемся режиме.

Каждая машина состоит из пяти групп элементов, сочетание которых определяет собой конструкцию машины в целом. К этим элементам относят: рабочее оборудование, непосредственно выполняющее технологическую операцию (например, разработку грунта); си-„ловое оборудование (двигатель), являющееся источником энергии для приведения в движение элементов машин; базовое и ходовое оборудование, позволяющее объединить все элементы машин в единое целое (рама), передвигать ее и передавать давление на опорную поверхность; передаточные механизмы (трансмиссии), передающие энергию двигателя рабочему и ходовому оборудованию; система управления, служащая для включения и выключения отдельных механизмов машины и ее двигателя.

Последовательность и способ передачи движения от двигателя к механизмам машины показывают на ее кинематической схеме, а взаимное расположение элементов машины и связь между ними — на конструктивной схеме.

Машины классифицируют с учетом типов их элементов. Рабочее оборудование различают по конструктивному устройству, определяемому рабочим процессом машины, и размерам (например, вместимостью ковша экскаватора). Размерами рабочего оборудования определяется в конечном счете мощность машины, конструкция ее элементов и основные технико-экономические показатели в целом.

Различают машины универсальные, имеющие несколько видов рабочего оборудования, и специальные — обычно только с одним видом рабочего оборудования. Специальные машины, как правило, бывают более мощными. Машины могут иметь в качестве основного привода электрические двигатели или двигатели внутреннего сгорания. Применяют и комбинированные приводы (например, дизель-электрические}.

Все машины для земляных работ имеют ходовое оборудование, которое может быть автомобильного типа, специальным пневмоко-лесным, гусеничным, плавучим, шагающим. Передаточные устройства (трансмиссия) могут быть механическими, гидравлическими, пневматическими, электрическими. Часто они представляют собой комбинации различных типов.

В зависимости от систем управления различают машины с ручным и автоматическим управлением, а от средств управления — с механическим, электрическим, гидравлическим, пневматическим или комбинированным.

Все машины по назначению подразделяют на классы. Машины для земляных работ образуют один класс. Этот класс состоит из групп, в которые включают машины с одинаковыми рабочими процессами. Группы машин для земляных работ были перечислены ранее. Внутри каждой группы машины делят на типы, различающиеся конструкциями основных элементов. Например, в группу землеройно-транспортных машин включены бульдозеры, скреперы и другие машины. Типоразмеры машин различаются внутри типа своими техническими характеристиками (например, вместимостью ковша, мощностью двигателя).

В СССР машины классифицируются по производственно-отраслевому назначению в соответствии с общесоюзным классификатором промышленной и сельскохозяйственной продукции. В этом классификаторе каждой машине присвоен шестизначный индекс.

Земляные работы могут выполнять различные машины.

Эффективная работа машины характеризуется тем, что приведенные затраты имеют минимальное значение. Для этого необходимо, чтобы производительность машин была максимальной; затраты времени и других ресурсов на перемещение машин между объектами работ должны быть минимальными, а расход энергии, эксплуатационных материалов, инструментов при работе машин, а также затраты времени и других ресурсов на ремонты и технические обслуживания машин — наименьшими; управление машинами должно быть простым, а количество машинистов — минимальным.

Перечисленные положения являются наиболее общими основными требованиями к машинам. Их можно объединить в три группы: производственные, транспортные и надежностные. Все требования к машинам, входящим в группу производственных, направлены на повышение производительности машин. Повысить производительность машин можно также путем лучшей организации их использования, но это направление в настоящей книге не рассматривается.

Задача повышения производительности машин при их проектировании заключается в отыскании таких конструктивных решений, которые при неизменных величинах основных параметров обеспечивают большую производительность проектируемой машины по сравнению с существующими.