Машины для полигонов ТБО
Катки-уплотнители. Основными машинами для укладки и уплотнения ТБО на полигонах являются бульдозеры на базе тракторов С-100 и ДТ-75. Удельное давление этих машин — около 0.1 МПа (1 кгс/см2), что является недостаточным для качественного уплотнения отходов.
Для повышения вместимости полигонов ТБО все более широкое применение получают специальные катки-уплотнители, технико-эксплуатационные показатели которых приведены в табл. 8.20. Уплотнение отходов на полигонах происходит под воздействием нормальных контактных напряжений, возникающих на поверхности кулачков, и за счет бокового распора, обусловленного погружением кулачков в отходы. В зависимости от производительности полигонов ТБО применяют самоходные катки, созданные на базе колесных тракторов МТЗ-80/82 (КУ-1) и К-701/700 (КМ-305. КМ-307). При суточной производительности полигона 400...500 м3 ТБО используют катки на базе трактора МТЗ-80/82, при производительности 1500...2000 м3/сут — катки на базе трактора К-701/700
Показатель |
Марка машины |
||
КМ-305 |
КМ-307 |
КП-1 |
|
Тип базового шасси |
Трактор |
Трактор К-700 |
К бульдозеру |
Мощность двигателя, кВт |
220 |
147 |
- |
Масса, кг: |
|||
без балласта |
23000 |
19000 |
4000 |
с балластом |
— |
— |
9000 |
Диаметр вальцов без кулачков, мм |
1600 |
1600 |
1420 |
Ширина полосы уплотнения, мм |
1400 |
1600 |
1750 |
Высота кулачков, мм |
155 |
155 |
160 |
Эксплуатационная производительность, м3/ч |
120 |
— |
— |
Расчетная техническая производительность, м3/ч |
— |
304 |
100 |
Коэффициент уплотнения при четырех проходах |
До 4 |
До 4 |
До 3,5 |
Каток-уплотнитель на базе тракторов МТЗ-80/82 (КУ-1) предназначен для перемещения выгружаемых из мусороводов ТБО, разравнивания и их уплотнения на полигонах ТБО малых городов. Основные технико-эксплуатационные показатели катка КУ-1 приведены ниже.
Тип базового шасси |
трактор МТЗ-80/82 |
Мощность двигателя, л. с. (кВт) |
75 (55) |
Габариты, мм: |
|
длина |
4900 |
ширина |
2500 |
высота (по кабине) |
2600 |
Общая масса, кг |
4500 |
Распределение массы по осям, кг: |
|
передняя ось |
1650 |
задняя |
2850 |
Число катков, шт. |
4 |
Диаметр катков, мм: |
|
передних |
920 |
задних |
1420 |
Ширина катков, мм: |
|
передних |
235 |
задних |
425 |
Число кулачков на задних катках, шт. |
2х72 |
Высота кулачков на задних катках, мм |
100 |
Среднее удельное давление на вершине кулачка заднего катка на твердой поверхности, МПа |
12 |
Ширина полосы уплотнения, мм |
425x2 |
Рабочая скорость движения, км/ч |
2,5 |
Задний ход, км/ч |
5,27 |
Минимальный радиус поворота, м |
5 |
Производительность по ТБО, м3/ч |
50 |
Степень уплотнения при четырех проходах |
до 3,3 |
Каток выполняется на базе серийного трактора МТЗ-80/82 с использованием бульдозерного отвала плужно-щеточного снегоочистителя КО-707. Специальное оборудование катка-уплотнителя включает в себя металлические кулачковые катки, бульдозерное оборудование, очистительные устройства и металлическую защиту трансмиссии.
Металлические кулачковые катки устанавливают вместо передних и задних пневматических колес трактора. На внешнюю поверхность ободов задних катков приваривают кулачки клиновидной формы, на обода передних катков — металлические ребра высотой 30 мм. Катки крепят к ступицам трактора болтами. Для защиты узла крепления от загрязнения отходами он закрыт кожухами.
Для очистки задних катков от отходов, застревающих между кулачками, предусматривается установка очистителей (скребков). Скребки монтируют между рядами кулачков. Очистка передних катков не требуется.
Бульдозерное оборудование отличается от отвала КО-707 тем, что в своей верхней части имеет решетчатый козырек с ячейками размером 50x50 мм, исключающий попадание отходов за отвал и не снижающий обзорности с места водителя. Для предохранения трансмиссии и двигателя от повреждения крупными включениями отходов нижняя часть катка-уплотнителя закрывается стальными листами.
Герметизированную кабину катка выполняют с жестким каркасом для защиты водителя в случае опрокидывания. В кабине установлены блок отопления и охлаждения воздуха, торсионное одновременное сиденье с ремнями безопасности и гидроамортизатором (сиденье регулируется по росту и массе водителя), противосолнечный козырек, зеркала заднего вида.
Для удобства входа и выхода из кабины предусмотрено откидывающееся рулевое колесо. Положение рулевого колеса регулируется по вертикали в пределах 120 мм. Два топливных бака общей вместимостью 130 л и аккумуляторные батареи вынесены из кабины. По проведенным наблюдениям и оценкам водителей все органы управления расположены в доступных местах и работа с ними не вызывает затруднений. Уровень звукового давления и вибрации на всех режимах работы катка-уплотнителя не превышает допустимых значений.
Специальное оборудование катков-уплотнителей КМ-305 и КМ-307 смонтировано на тракторах К-701 и К-700. Трактора имеют шарнирно-сочлененную раму, состоящую из двух полурам, поворачивающихся относительно друг друга на 16° в горизонтальной и на 12° в вертикальной плоскостях. Оба моста тракторов К-701 и К-700 ведущие и жестко закреплены на полурамах. Наличие такого соединения полурам обеспечивает хорошую маневренность и проходимость при работе в условиях полигонов.
Специальное оборудование катков-уплотнителей включает: кулачковые катки (колеса), бульдозерное оборудование, очистительные устройства колес и броневую защиту двигателя и трансмиссии. Рулевое управление и сиденье водителя переоборудованы так, что водитель сидит спиной к двигателю. Учитывая повышенное число переключений передач при работе на полигонах по сравнению с выполнением сельскохозяйственных работ, трактор снабжен механизмом реверса.
Цельнометаллические кулачковые катки устанавливают вместо пневматических колес трактора. Они представляют собой колеса цилиндрической формы, сваренные из литых деталей. На цилиндрической поверхности обода колеса в четыре ряда в шахматном порядке расположены кулачки У-образной формы. Колеса крепят к ступицам с помощью упоров. От попадания отходов узел крепления колес защищен кожухами.
Для очистки колес от ТБО предусмотрена установка скребков, которые крепят болтами на балках, расположенных сзади передних колес. На эти же балки монтируют толкающие брусья бульдозерного оборудования. Бульдозерное оборудование включает в себя специальный бульдозерный отвал и толкающие брусья. Подъем и спускание отвала осуществляются гидроцилиндрами задней навески.
Специальный отвал имеет решетчатый козырек высотой 500... 1000 мм. Для предохранения радиатора и трансмиссии предусмотрены защитные плиты.
Рабочей поверхностью прицепного катка КП-1 являются кулачки клинообразной формы. Минимальный поперечный размер опорной поверхности кулачка выбирают из условия
Ь≥0,1Н,
где Н —толщина уплотняемого слоя отходов, равная 25...30 см.
Длину кулачка L, см, определяют по формуле
L = 0,4(H1 + hр)-2b,
где H1 — высота уплотняемого слоя отходов, равная 50 см; hр — глубина разрыхленных отходов, равная 5 см.
Прицепной каток КП-1 работает в сцепе с трактором ДТ-75.
Процесс уплотнения отходов осуществляют следующим образом. При первых проходах, когда ТБО еще не уплотнены, кулачки полностью погружаются в отходы, а валец катка входит в контакт с отходами и уплотнение происходит по всей плоскости соприкосновения. При этом кулачки производят интенсивное разрушение и деформацию крупногабаритных составляющих отходов. При последующих проходах происходит увеличение поверхностной площади отходов, приводящее к утрате контакта между поверхностью вальца и отходами. При третьем и четвертом проходах катка уплотнение отходов осуществляется только кулачками, обеспечивая максимальную степень уплотнения.
Таким образом, при работе кулачковых катков уплотнение ТБО выполняется не сверху вниз, как при уплотнении гладкими вальцами, а снизу вверх, обеспечивая тем самым наиболее равномерное уплотнение отходов по всей толщине слоя. Учитывая этот факт, максимальное расчетное удельное давление следует определять после четвертого прохода катка по одному следу. Расчет максимального удельного давления может быть выполнен с учетом следующих требований:
- при четвертом проходе катка по одному следу кулачки погружаются в ТБО на всю высоту, а валец только касается поверхности уплотняемого слоя, не влияя на процесс уплотнения;
- в передаче отходами массы катка участвуют кулачки, находящиеся в непосредственном контакте с отходами.
Расчетное удельное давление на отходы может быть определено по формуле
Как показали исследования, оптимальная высота кулачков на катках изменяется в пределах 100...160 мм. Она связана с диаметром вальца D и определяется зависимостьюD/lк= 10—14.
Дальнейшее увеличение высоты кулачка оказывает отрицательное воздействие на процесс уплотнения отходов и приводит к разрыхлению части уплотняемого слоя, а при выходе кулачка из отходов снижает эффект уплотнения и повышает необходимое тяговое усилие. Клинообразная форма кулачков принимается из условия наименьшего рыхления отходов при выходе их из ТБО. Удаление отходов, накапливающихся между кулачками, производится с помощью очистителей (скребков), установленных между рядами кулачков вдоль образующейся обода вальца.
На катках КУ-1 и КП-1 предусмотрена возможность изменения их общей массы за счет установки балласта. С этой целью в торцевых стенках вальцов выполнены отверстия для загрузки балласта (песка).
Учитывая, что работа катков-уплотнителей связана не только с уплотнением отходов, но и с их разравниванием (перемещением), для преодоления указанных сопротивлений они должны обладать достаточным тяговым усилием.
Суммарное сопротивление при работе катка по горизонтальной поверхности складывается из следующих сопротивлений:
Для расчета коэффициента внутреннего трения отходов используют формулу
M2= 0,156 + 0,114/Р + 0.008, где Р — удельное давление, МПа (кгс/см2).
Эффективная эксплуатация самоходных катков-уплотнителей обеспечивается только при регулярном, независимо от сезона года, послойном уплотнении отходов.
В зависимости от местных эксплуатационных условий могут применяться две технологические схемы уплотнения ТБО:
- работа катка-уплотнителя с разравнивателем и уплотнением без реверсирования движения (круговая схема);
- совместная работа катка-уплотнителя с бульдозером, при которой бульдозер перемещается и разравнивает отходы, а каток уплотняет их.
При выборе технологической схемы работы следует учитывать конструктивные особенности механических трансмиссий базовых тракторов и обеспечивать работу катка-уплотнителя с минимально возможным реверсированием. Работа катков-уплотнителей КМ-305 и КМ-307 осуществляется без реверсирования движения, при этом обеспечивается одновременное разравнивание и уплотнение отходов.
Уплотнение отходов происходит в два этапа. Первый — планировка с предварительным несплошным уплотнением, второй — окончательное уплотнение. На этих операциях работы катка скорость его движения различна: при разравнивании — минимальная 2,5...2,6 км/ч (первая передача), при уплотнении — 3,1...3,8 км/ч (вторая, третья передачи).
Каток начинает движение на первой половине уплотняемого участка и перемещается от границы участка к его середине и от середины к его краям. При уплотнении отходов перекрытие следа должно быть не менее 0,2 м.
Расчет технической н эксплуатационной производительности осуществляют следующим образом. Вначале определяют длину рабочего хода катка (длину эллипса):
L = 2πR,+2(l — 2R),
где R — минимальный радиус поворота, м; l — длина участка, м.
Устанавливается необходимое количество проходов катка N1 для планировки участка и N2 для его уплотнения:
N1 = В/2 (b1-l),
где В — ширина участка, м; b1 — ширина отвала, м; l — размер перекрытия, м;
N2 = В/2 (Ь2 — 0,2·2),
где Ь2 — ширина уплотняемой полосы, м; 0,2 — размер перекрытия, м.
Затем определяют объем укладываемых отходов
Q = lBh,
где h — высота уплотняемого слоя (h равно 0,5 м).
Техническую производительность катка-уплотнителя при выполнении планировочных работ, м3/ч, вычисляют по формуле
Пт = Q/N1(L/V1),
где V1 —скорость катка на первой передаче, м/ч.
Производительность катка-уплотнителя на первой передаче, м3/ч, равна:
Техническую производительность катка-уплотнителя при уплотнении отходов, м3/ч, находят по формуле
Пт2 = Q/N2(L/V2)n,
где V2—скорость катка на второй или третьей передаче, м/ч; n — число проходов при уплотнении.
Производительность катка-уплотнителя на второй или третьей передаче, м3/ч, равна:
Эксплуатационную производительность катка-уплотнителя, м3/ч, определяют по формуле
Пэк == ПтКмКв,
где Км — потери производительности на маневрирование (Км=0,9); Кв — коэффициент использования катка по времени (Кв = 0,7).
Нормы потребности запасных частей и материалов на техническое обслуживание, эксплуатацию и ремонт катков-уплотнителей приведены ниже.
Запасные части |
Нормативная потребность на 1000 мото-ч |
Двигатель |
|
Коленчатый вал, шт. |
0,2 |
Поршень, шт. |
1,6 |
Поршневые кольца, шт. |
24 |
» пальцы, шт. |
4 |
Манжеты, шт. |
16 |
Ведущий мост |
|
Полуоси, шт. |
8 |
Оси тормозной колодки, шт. |
4 |
Шестерни, шт.: |
|
венечная |
2 |
солнечная |
2 |
сателлит |
4 |
Колодка тормоза в сборе, шт.: |
|
верхняя |
2 |
нижняя |
2 |
Ступица, шт. |
4 |
Стремянка, шт. |
4 |
Передача главная |
|
Корпус дифференциала в сборе, шт. |
1 |
Полумуфта ведомая в сборе, шт. |
1 |
Коробка передач в сборе, шт. |
1 |
Система очистки воздуха |
|
Воздухоочистители (правый и левый), компл. |
0,5 |
Инерционный аппарат, шт. |
1 |
Четыре кассеты в упаковке, компл. |
8 |
Передача карданная |
|
Вал карданный, шт.: |
|
переднего моста |
5 |
заднего » |
5 |
коробки передач |
2 |
Крестовина с роликоподшипниками, компл. |
2 |
Колеса, шт. |
2 |
Прижим, шт. |
32 |
Система управления |
|
Рукава в сборе, шт. |
5 |
Распределитель с редуктором в сборе, шт. |
1 |
Отопление, вентиляция кабины |
|
Радиатор системы отопления, шт. |
1 |
Регулятор давления, шт. |
1 |
Система питания двигателя |
|
Бак топливный, шт. |
0,2 |
Болт зажимной, шт. |
36 |
Фильтр топливного бака, шт. |
4 |
Насос РНМ-1К ручной подкачки, шт. |
1 |
Система охлаждения |
|
Радиатор водяной в сборе, шт. |
0,2 |
Клапан паровоздушный в сборе, шт. |
1 |
Система смазки |
|
Радиатор масляный, шт. |
0,2 |
Валик со шторкой в сборе, шт. |
0,2 |
Система обогрева |
|
Нагнетатель в сборе, шт. |
1 |
Крыльчатка водяная, воздушная, шт. |
2 |
Пакет трубный в сборе, шт. |
1 |
Электрооборудование |
|
Стартер, шт. |
1 |
Генератор, шт. |
1 |
Материал |
Расход на 1000 мото-ч |
Швеллеры, кг |
1,5 |
Сталь листовая конструкционная, кг |
1 |
Толстолистовая сталь, кг |
0,5 |
Электроды, кг |
1 |
Болты, кг |
0,8 |
Гайки, кг |
0,3 |
Электроизоляционные материалы |
|
Изолента, кг |
0,1 |
Текстолит, кг |
0,05 |
Текстильные изделия |
|
Сальниковая набивка, кг |
0,08 |
Обтирочная ветошь, кг |
20,1 |
Резинотехнические и кожевенные изделия |
|
Резиновые коврики, кг |
0,1 |
Резиновые трубки, кг |
0,15 |
Техническая кожа, кг |
0,1 |
Лаки, краски |
|
Эмаль, кг |
0,5 |
Растворители |
|
Ацетон технический, кг |
0,25 |
Сольвент каменноугольный, кг |
0,3 |
Бензин авиационный, кг |
14,5 |
Вещество вспомогательное, кг |
8,5 |
Химикаты |
|
Кислота, кг: |
|
серная |
0,8 |
соляная техническая |
3,2 |
Сода кальционированная техническая из нефелинового сырья, кг |
0,4 |
Спирт изоамиловый, кг |
0,1 |
Прочие материалы |
|
Антифриз, кг |
6,3 |
Вода дистиллированная, кг |
16,8 |
Средство моющее синтетическое, кг |
38,4 |
Топливо дизельное, тыс. кг |
17,2 |
Масло моторное летнее, кг |
284,88 |
То же зимнее, кг |
135,5 |
Масло консервационное, кг |
0,18 |
Смазка, кг |
3,13 |
То же, кг |
1,1 |
Шкурка шлифовальная на тканевой основе, м2 |
0,4 |
Социальные сети