Краткий ответ
Барабанная фреза представляет собой гидравлическое навесное оборудование, которое устанавливается на рукоять экскаватора и разрабатывает скальную породу, бетон и твёрдый грунт, срезая их с поверхности резцами на вращающихся барабанах. Ударного воздействия на материал она не оказывает: вращаясь, резцы срезают с поверхности тонкую стружку, и выемка продвигается по мере накопления этой стружки. У поперечного типа барабаны вращаются перпендикулярно оси рукояти, поэтому навесное оборудование входит в грунт по узкой и глубокой линии. Её применяют для разработки скальных пород там, где нельзя вести взрывные работы, на работах, где нужно аккуратно получить заданный профиль, и для снятия бетона или породы там, где вибрация ограничена.
Что такое барабанная фреза и как она работает?
Сердцем навесного оборудования является гидромотор. Поток масла от базовой машины вращает мотор, а мотор через передачу вращает барабаны. На корпус барабанов приварены резцедержатели, в которые устанавливаются резцы. Рабочая часть резца представляет собой твердосплавный конический наконечник, и основную работу резания выполняет именно он.
При вращении барабана каждый резец по очереди подходит к поверхности, внедряется в материал острым наконечником и отрывает тонкий слой перед собой. Вместо того чтобы, как гидромолот, создавать трещину ударом, он режет материал. Каждый резец снимает только свою долю; скорость выемки определяют вместе количество резцов, частота вращения барабана и толщина слоя, снимаемого за один оборот.
В поперечной конструкции два барабана вращаются на общей оси, перпендикулярной оси рукояти, в противоположных направлениях. Срезанный материал отбрасывается назад между двумя барабанами, поэтому зона резания остаётся открытой. Такая геометрия позволяет навесному оборудованию входить в поверхность по линии; именно поэтому поперечный тип силён в узком и глубоком сечении, при прокладке траншей и при профилировании.
Глубиной резания и подачей управляет оператор. Стрела и рукоять прижимают барабан к поверхности, а скорость подачи согласуют с собственным темпом резания барабана. При правильном темпе барабан держит обороты и звук ровный; если темп превышен, обороты падают и резцы начинают не резать, а тереть.
Резец должен проворачиваться в резцедержателе
Резцы плотно сидят в резцедержателях, но не фиксируются жёстко: во время работы они медленно проворачиваются вокруг своей оси и благодаря этому изнашиваются равномерно со всех сторон и сохраняют остроту. Резец, который заклинило в резцедержателе, сплющивается с одной стороны, перестаёт резать и начинает тереть, после чего быстро изнашивается вместе с резцедержателем. При осмотре резцов первым делом смотрят не на степень износа, а на то, свободно ли проворачивается резец.
Где применяется?
Барабанная фреза предназначена для работ, где важнее не то, насколько быстро ведётся выемка, а то, какую поверхность она оставляет. Это общий знаменатель всех областей её применения.
- Тоннели и подземные сооружения: доведение сечения после выемки до проектного профиля и подготовка поверхности.
- Безвзрывная разработка скальных пород: сама выемка на объектах, где взрывные работы запрещены, требуют разрешения или связаны с риском.
- Прокладка каналов и траншей: узкая линия в скальной породе с ровными стенками и аккуратным дном.
- Снятие слоя с бетонной поверхности: удаление разрушенного слоя с плиты пролётного строения моста, поверхности стен и бетона площадок.
- Профилирование откосов, стен и бортов каналов.
- Мёрзлые и твёрдые глинистые грунты: материалы, в которых удар не распространяет трещину, а рабочий инструмент гидромолота вязнет.
- Реставрация и селективный демонтаж: снятие только проблемного слоя без повреждения здорового сечения.
Какие проблемы она помогает уменьшить на объекте?
Первая проблема, которую помогает уменьшить барабанная фреза, связана с вибрацией. Ударов нет, поэтому вибрация, передаваемая на окружающие сооружения, уже установленную крепь и подземные коммуникации, в сопоставимых условиях ниже, чем при работе гидромолотом. На объекте, рядом с которым есть соседи, это может помочь сделать выемку допустимой; соблюдение предела вибрации подтверждают измерениями.
Вторая: перебор. Когда ударный инструмент запускает трещину, вы не решаете, где она остановится; каждый откол за пределами профиля потом приходится заполнять. Фреза же может остановиться на целевой линии. Поверхность получается такой, как задано, и этап исправления и дополнительной засыпки отпадает.
Третья: материалы, в которых удар вообще не работает. Глина, мёрзлый грунт и пластичные породы не распространяют трещину; рабочий инструмент гидромолота вязнет в них, и энергия тратится впустую. Барабанная фреза снимает такой материал резанием, то есть она не устраняет проблему, а меняет саму её постановку.
Четвёртая: получаемый материал. Продукт фрезерования мелкий и относительно однородный, поэтому его легче грузить и перевозить; если это допускают технические условия, его можно направить в засыпку без дополнительного этапа доведения до нужной крупности.
Логика затрат: откуда берётся выигрыш?
Экономику барабанной фрезы не измеряют скоростью продвижения. В сравнении по объёму, снимаемому за час, гидромолот чаще всего впереди; выигрыш фрезы приходится на статьи, где о скорости вообще не спрашивают.
Выигрыш складывается из трёх источников. Первый: работы, которые не нужно делать. Выемка без выхода за профиль означает пустоту, которую не придётся потом заполнять. Второй: работы, которые не останавливаются. Рабочие часы, сокращённые из-за ограничений по вибрации и шуму, неполученные разрешения и жалобы соседей напрямую растягивают график. Третий: возможность использовать полученный материал на объекте.
Другая сторона тоже понятна. Главной переменной эксплуатационных затрат является расход резцов, и этот расход сильно зависит от абразивности материала; в твёрдой и абразивной породе именно эта статья сильнее всего ломает расчёт. К ней добавляются стоимость навесного оборудования, моточасы базовой машины и время простоя на замену резцов.
На каком проекте эти две стороны перевешивают в ту или другую сторону, на каких работах впереди остаётся гидромолот и как сформулировать вопрос для принятия решения, мы разобрали в отдельной статье.
Повседневная эксплуатация и простота обслуживания
Обслуживание барабанной фрезы в основном связано с резцами и потоком масла. Это несложное навесное оборудование, но небрежность быстро сказывается и на производительности, и на затратах на расходные детали.
- Обход резцов в начале смены: недостающие, сломанные и не проворачивающиеся резцы выявляют и восполняют. Когда один резец выпадает, соседним приходится срезать и его долю, и начинается цепной износ.
- Замена резцов: резцы снимают и устанавливают по одному, и эта работа выполняется на объекте. Резец, не заменённый вовремя, изнашивает и свой резцедержатель; с этого момента работа переходит к сварщику.
- Подача воды: пылеподавление полезно и для окружающей среды, и для охлаждения резцов. Зона резания, куда не доходит вода, пылит, а резцы работают горячее.
- Дренажная линия мотора: утечки масла гидромотора должны сливаться прямо в бак. Противодавление в этой линии перегружает уплотнение мотора; подключение проверяют при монтаже.
- Прогрев в холод: прежде чем давать нагрузку, барабан вращают без нагрузки и ждут, пока система прогреется.
- Стоянка: навесное оборудование не опускают на резцы. Его ставят на прочную ровную поверхность так, чтобы вес приходился на корпус.
- Звук и обороты: у правильно работающего барабана ровный звук. Падение оборотов при усилении прижима служит самым надёжным признаком того, что подача превысила темп резания барабана.
На какую базовую машину устанавливается? Правильный подбор
Барабанная фреза и гидромолот требуют от базовой машины разного, и эта разница лежит в центре подбора. Гидромолот выполняет свою работу в основном за счёт давления; барабанная фреза работает за счёт расхода.
Расходу соответствуют обороты. Если линия навесного оборудования базовой машины не даёт нужного потока, барабан вращается медленно, резцы трут вместо того, чтобы резать, и продвижение резко падает. Избыточный поток, напротив, заставляет мотор работать на чрезмерных оборотах. Давление определяет крутящий момент: если давления недостаточно, барабан под нагрузкой останавливается. Оба значения должны обеспечиваться одновременно, и их проверяют по гидравлическим данным самой машины.
Второй пункт: весовой класс. Навесное оборудование находится на конце рукояти, и работа часто ведётся вдали от машины, с вытянутой рукоятью. Поэтому расчёт ведут не только по массе навесного оборудования, но и по вылету во время работы и устойчивости машины на этом вылете.
Третий: схема линий. Помимо напорной и сливной линий навесное оборудование требует отдельной дренажной линии мотора; сливная линия должна проходить через фильтр и не должна быть пережата. Если нужна работа в обоих направлениях, схему реверса планируют при монтаже.
Чтобы увидеть, как эти пункты складываются на вашей машине, введите класс базовой машины в наш инструмент подбора; совместимые классы барабанных фрез перечислены там.