Состояние и перспективы развития машин для земляных работ

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-6-142-70-71
УДК: 621.002

М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доц. кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Н.И. Мокрицкая, канд. пед. наук, зав. кафедрой «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Е.А. Ельникова, ст. преподаватель кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Стоимость производства земляных работ весьма значительна. Совершенно очевидно, что земляные работы должны производиться только механизированным способом, удешевляющим и ускоряющим производственный процесс и резко снижающим его трудоемкость. Правильный выбор метода и средств механизации земляных работ является необходимым условием их успешного выполнения.

При всем разнообразии назначения земляные, карьерные и вскрышные работы состоят из одних и тех же многократно повторяющихся операций. Данные операции заключатся в копании грунта, погрузке его в рабочие органы машин для земляных работ, транспортировании грунта и укладке или выгрузке его в отвал.

Земляные работы выполняются с помощью специально предназначенных для данного вида работ машин. К таким машинам относят, как правило, землеройные (экскаваторы) и землеройно-транспортные (бульдозеры, автогрейдеры, скреперы) машины, а также средства гидромеханизации.

Несмотря на высокое развитие и большое разнообразие землеройной техники, некоторые отдельные виды земляных работ по настоящее время выполняют вручную. До сих пор при достаточно высоком уровне комплексной механизации отдельные процессы разработки больших объемов грунтов недостаточно механизированы (к примеру, зачистка дна, откосов и др.). Однако, несмотря на это, в настоящее время продолжают внедряться новые разработки и приспособления, монтируемые на экскаваторах, бульдозерах, автогрейдерах и скреперах, которые значительно снижают затраты труда на этих работах. Важнейшей задачей настоящего и ближайшего времени является полное завершение комплексной механизации земляных работ. Применение высокопроизводительных машин для земляных работ, несомненно, будет способствовать завершению этой цели.

Современное состояние российского машиностроения, предназначенного для обеспечения потребностей парка машин для земляных работ, оставляет желать лучшего, т.к. в подавляющем большинстве повсеместно эксплуатируются машины зарубежного производства. Современные машины отечественного производства значительно отстают от зарубежных аналогов, которые обладают высоким уровнем требований к качеству производимых работ. По настоящее время парк машин для земляных работ продолжает расти, что обусловлено непрерывным увеличением работ, производимых этими машинами. Данный вид машин имеет широкую область применения на различного рода земляных работах. Широкое их применение обусловило значительное увеличение их мощности, упрощение конструкции, а также простоты обслуживания при высокой производительности.

Также немаловажную роль сыграло значительное упрощение управлением рабочими органами машин данной группы (к примеру, многие гидравлические экскаваторы управляются так называемыми джойстиками), но это в большей степени относится к машинам зарубежного производства.

В настоящее время существует одна остро стоящая проблема, которая заключается в комплектации парка машин для земляных работ. Главной сутью этой проблемы является то, что стоимость машин для земляных работ зарубежного производства в несколько раз выше, чем наших аналогов, и порой в 4–6 раз.

Цель технического совершенствования машин для земляных работ – повышение их эффективности путем сокращения продолжительности рабочего цикла и снижения утомляемости оператора. Это достигается за счет мероприятий, группирующихся по следующим направлениям:

– улучшение условий труда: повышение комфортности и безопасности кабин, автоматизация систем контроля и управления, более удобное расположение органов управления и снижение усилий на рукоятках, вентиляция и кондиционирование кабин, улучшение звуко- и виброизоляции;

– сокращение простоев: повышение надежности машин, улучшение качества очистки и увеличение срока службы рабочих жидкостей, расширенный контроль технического состояния машин, автоматическая диагностика их агрегатов и систем, снижение трудоемкости и увеличение периодичности технических обслуживаний, увеличение заправочных емкостей;

– расширение технических возможностей: увеличение мощности силовых установок, рабочих и транспортных скоростей, маневренности, тяговых усилий, давлений в гидросистемах, использование быстродействующих захватов и быстроразъемных соединений для быстрой смены рабочих органов;

– повышение экологической безопасности: снижение ток- сичности выхлопа двигателей внутреннего сгорания, изоляция интенсивных источников шума, применение щадящих опорную поверхность пневмоколес пониженного давления и т.п., использование рабочих жидкостей – безвредных или разлагающихся на открытом воздухе в безвредные компоненты, исключение утечек рабочих жидкостей благодаря надежным быстроразъемным соединениям.

Для машин, которые предполагается эксплуатировать в районах с очень холодным климатом, необходимы утепленные обогреваемые кабины с двойным или тройным остеклением, рабочие жидкости, смазки и топлива со специальными присадками и резинотехнические изделия с высоким содержанием натурального каучука, не теряющие эластичности и прочности при низких температурах. Их металлические конструкции следует изготавливать из нехладноломких сталей [1].

Современное машиностроение развивается по пути снижения потребления энергии, топлива, материалов и сырья, а также уменьшения трудозатрат при изготовлении машино- строительной продукции.

Важным фактором повышения эффективности эксплуатации машин для земляных работ является контроль за местом нахождения и работой машин, позволяющий оперативно реагировать на чрезвычайные ситуации. В ряде стран, в том числе в России, налажена радионавигационная система для определения места нахождения машины. Наличие радиосвязи между диспетчерским пунктом и машиной позволяет оперативно реагировать на непредвиденные обстоятельства. Кроме того, наличие комплекта датчиков контроля за работой машины, бортового компьютера и аппаратно- программных средств обеспечения позволяет записывать и затем анализировать всю статистическую и динамическую информацию об эффективности эксплуатации машины. В нашей стране успешно эксплуатируется радионавигационная система «Дорожник» для обеспечения эффективной уборки городских улиц г. Москвы.

При разработке соответствующих автоматизированных радионавигационных систем, контроль и слежение за машинами для земляных работ и другими подвижными объектами можно существенно улучшить за счет комплексного использования спутниковых навигационных систем GPS (США), Глонасс (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия) и Galilio (Евросоюз).

В конце XX столетия в США (затем в Японии) началось широкомасштабное освоение этих систем для проведения землеройных, профилирующих и уплотнительных работ с помощью специальных машин.

Управление машинами для земляных работ (автогрейдерами, бульдозерами, скреперами, экскаваторами) с использованием GPS обеспечивает оптимизацию и ускорение технологических процессов (резания, копания и др.) за счет точного позиционирования рабочего органа и машины в целом в любой момент времени. При этом обеспечивается стабильность и точность курсовой устойчивости машин в соответствии с проектными требованиями [2, 3].

Ключевые слова: эффективность, эксплуатация, машина

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. Шестопалов К.К., Машины для земляных работ [Текст]: Учеб. пособие / К.К. Шестопалов. М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет МАДИ), 2015. 384 с.

2. Довгяло В.А. Дорожно-строительные машины. Часть 1. Машины для земляных работ [Текст]: Учеб. пособие / В.В. Довгяло, Д.И. Бочкарев. Гомель: Белорусский гос. университет транспорта, 2010. 251 с.

3. Перепелкин М.А. Машины для земляных работ [Текст]: Учеб. Пособие / М.А. Перепелкин. Норильск: Апекс, 2017. 160 с.

Журнал "Горная Промышленность" №6 (142) 2018, стр.