Барабанные фрезы
Где и как применяются барабанные фрезы?
Руководство по применению, которое на уровне приёмов работы объясняет, как поперечная барабанная фреза на экскаваторе фактически работает на объекте: от горнодобычи до фундаментных работ.
Барабанная фреза представляет собой гидравлическое навесное оборудование, которое крепится к рукояти экскаватора и разрабатывает скальную породу, бетон и твёрдый грунт фрезерованием, срезая материал резцами на вращающихся барабанах. В отличие от ударного оборудования она снимает материал слой за слоем непрерывным резанием, а это означает низкий уровень вибрации, ровную поверхность и точный контроль профиля. Основные области применения этого навесного оборудования: безвзрывная разработка, формирование откосов и стен, исправление профиля тоннелей, фрезерование поверхностей, снятие слоёв при реставрации и прорезка узких траншей в скале.
В поперечной конструкции барабаны расположены перпендикулярно оси рукояти и прилегают к поверхности по широкой линии контакта. Оператор управляет глубиной резания через усилие прижима стрелы и рукояти и скорость подачи; постоянная подача, соответствующая собственному темпу резания барабана, определяет и качество поверхности, и ресурс резцов. Поскольку получаемый материал мелкий и однородный, на большинстве объектов его используют для засыпки без дополнительного дробления.
В разделах ниже описано, как барабанная фреза фактически работает в разных областях применения: подготовка работ, шаги метода и условия, при которых правильнее выбрать другое навесное оборудование.
Горнодобыча и карьеры
Безвзрывная добыча и работа по уступам в карьере
В карьерах, где разрешение на взрывные работы получить нельзя, а также рядом с жилой застройкой или сооружениями, которые нужно сохранить, барабанная фреза становится основным добычным оборудованием. Перед началом работ оценивают массив: слоистые, трещиноватые породы средней прочности являются самыми выгодными для фрезерования. Базовую машину устанавливают на прочном и ровном основании; поверхность разрабатываемого уступа и проектный профиль откоса размечают заранее.
Оператор подводит барабан к поверхности сверху и опускается слой за слоем, обрабатывая скальную поверхность перекрывающимися полосами. Направление резания выбирают так, чтобы использовать плоскости напластования и систему трещин; тогда резцы не вынуждены отрывать породу силой, а вскрывают её вдоль плоскостей ослабления. Получаемый материал мелкий и однородный по размеру, поэтому его сразу забирает погрузчик, и отдельный этап доведения до нужной крупности чаще всего не требуется.
Нужно чётко обозначить границу: в массивной, очень прочной и слаботрещиноватой породе фрезерование замедляется, а расход резцов быстро растёт. В таких массивах экономичнее может оказаться тяжёлый гидромолот или бурение с раскалыванием; на таких объектах барабанная фреза занята не столько добычей, сколько исправлением откосов и точной доводкой.
- Поверхность уступа фрезеруют сверху вниз перекрывающимися полосами.
- Направление резания подбирают по плоскостям напластования и системе трещин.
- Проектный профиль откоса размечают заранее и часто проверяют в ходе работы.
- Получаемый мелкий материал грузят сразу, без промежуточного дробления.
Чрезмерный прижим: самая дорогая ошибка
Самая частая ошибка на объекте состоит в том, чтобы для ускорения продвижения увеличивать прижим стрелой. Когда барабан прижимают сильнее его собственного темпа резания, резцы только с виду режут, а на деле трутся; они преждевременно тупятся, а гидромотор перегружается. Постоянный и равномерный прижим всегда даёт результат быстрее.
Земляные работы и инфраструктура
Фрезерование траншей на трассах труб и кабелей
На линиях водоснабжения, газа, электроснабжения и оптоволокна, которые прокладывают в скальном грунте, ширину траншеи прямо определяет ширина резания барабана; на твёрдой трассе, где ковш не справляется, барабанная фреза даёт узкую чистую траншею с ровными стенками. Перед началом работ трассу размечают и определяют существующие коммуникации; поскольку фрезерование идёт контролируемо, при приближении к известным коммуникациям глубину резания уменьшают ступенчато.
Базовую машину устанавливают по оси траншеи, и она движется по трассе задним ходом; с каждым проходом оператор углубляет траншею ещё на один слой. Работа неглубокими быстрыми слоями вместо попытки выйти на проектную глубину за один проход повышает и скорость продвижения, и ровность поверхности. Поскольку стенки траншеи отфрезерованы, дополнительная зачистка им не нужна; дно получается достаточно ровным для постели трубы.
В мягком грунте барабанная фреза не нужна; стандартный ковш даёт результат быстрее. Внимание нужно и в насыпных грунтах с крупными кусками бетона, арматурой или смешанными обломками: заделанная сталь может повредить резцы. На таких трассах сначала ковшом снимают верхний слой, а фрезу включают только на твёрдом слое.
- Трассу размечают, существующие коммуникации определяют заранее.
- Траншею углубляют неглубокими слоями, последовательными проходами.
- При приближении к известным коммуникациям глубину резания уменьшают ступенчато.
- Материал после фрезерования, если он отвечает техническим требованиям, повторно используют для засыпки траншеи.
Не разрабатывайте траншею по логике ковша
Траншею фрезой открывают не отрывом за одно движение, как ковшом, а послойной обработкой. Глубокое врезание за один проход зажимает барабан, останавливает продвижение и создаёт точечную нагрузку на резцы.
Тоннели и подземные работы
Исправление сечения и зачистка контура под землёй
В тоннеле основная задача барабанной фрезы состоит в том, чтобы после проходки довести сечение до проектного профиля. После взрывной или механической проходки выступы породы, заходящие внутрь проектного контура, срезают барабаном; отслоившиеся куски на кровле и стенах контролируемо снимают (оборка). Перед работой проектный профиль задают шаблоном сечения или разметкой; подготавливают вентиляцию и систему пылеподавления.
В замкнутом пространстве низкий уровень вибрации имеет решающее значение: ударное оборудование может расшатать окружающую породу и существующую крепь, а фреза снимает породу с поверхности и не нарушает основной массив. Оператор ведёт барабан вдоль линии профиля, срезает выступ снаружи внутрь, постепенно утончая его, и останавливается на проектной линии. Тот же подход используют при исправлении почвы тоннеля: поверхность выравнивают, не нарушая уклон дренажа.
В крепком массивном скальном забое полагаться для основной проходки только на барабанную фрезу неправильно; в таких условиях фреза играет вспомогательную роль вместе с гидромолотом и бурением. Зато в слабых породах и породах средней прочности и проходку, и работу по профилю можно вести одним и тем же навесным оборудованием.
- Проектное сечение переносят в линию профиля шаблоном или разметкой.
- Выступы, заходящие внутрь проектного контура, снимают, постепенно срезая их снаружи внутрь.
- Отслоившиеся куски на кровле и стенах обрабатывают сверху вниз.
- Пыль подавляют в месте образования водяным орошением и вентиляцией.
Зачистку контура не выполняют гидромолотом
Если снимать отслоившиеся куски ударным оборудованием, сотрясения могут создать новые ослабленные зоны. При зачистке фрезой кусок срезается по периметру, и оставшаяся поверхность остаётся прочной; при подготовке поверхности перед креплением это различие критично.
Снос и реконструкция
Послойное снятие поверхности и селективный демонтаж
При реставрации цель состоит в том, чтобы снять не конструкцию, а только проблемный слой. Перед работой размечают сохраняемые сечения и определяют границу снимаемого слоя; разрушенный бетон, вспученную штукатурку или отслоившуюся облицовку снимают тонкими проходами до тех пор, пока под ними не покажется здоровое сечение. Барабан подводят к поверхности под небольшим углом и ведут широкими перекрывающимися полосами; каждый проход снимает тонкий слой.
У этого метода два важных результата. Во-первых, оставшееся сечение не получает ударов, поэтому трещины не образуются, а несущая система здания не нарушается. Во-вторых, отфрезерованная поверхность получается шероховатой, поэтому ремонтный раствор и новый слой бетона прочно на ней держатся. В плотной застройке низкий уровень шума и вибрации расширяет возможности и в части рабочих часов, и в отношениях с соседями.
Если речь идёт о полном сносе конструкции, барабанная фреза является неправильным выбором; при массовом сносе гидромолот, гидроножницы и пульверизатор работают намного быстрее. В этом процессе фреза вступает в работу на границе сохраняемых частей и на точных работах по поверхности.
- Сохраняемые сечения и границу слоя размечают до начала работы.
- Поверхность снимают перекрывающимися полосами, каждым проходом срезая тонкий слой.
- О том, что достигнут прочный бетон, судят по изменению цвета поверхности и поведения при резании.
- Перед ремонтом поверхность оставляют отфрезерованной и шероховатой, готовой к сцеплению.
Когда обнажилась арматура, метод меняется
Барабанная фреза режет бетон, но не арматуру. Если при снятии слоя обнажилась арматура, продолжать фрезой значит повреждать и резцы, и арматуру; со сталью дальше работают гидроножницами, а фреза продолжает работать по бетону вокруг арматуры.
Фундаментные работы
Отметка, дно и подготовка поверхностей в котловане
На фундаментных работах ценность фрезы в точности: твёрдую скалу на дне выемки снимают слой за слоем до проектной отметки, и дно сдают ровным на отметке сдачи. Перед работой подготавливают разметку отметок и меры безопасности у бровки котлована; базовую машину располагают на безопасном расстоянии от бровки, или она работает внутри котлована, заехав туда по подходящему пандусу.
Поверхности железобетонных стен и стен фундамента выравнивают, обрабатывая их в вертикальном направлении; так получают ровную поверхность для анкеровки и гидроизоляции. При срезке оголовков свай фреза постепенно снимает избыточный бетон с оголовка, не повреждая арматуру; по мере обнажения арматуры бетон вокруг неё истончают, а арматуру оставляют чистой для последующего соединения.
В мягких и неустойчивых грунтах фреза не нужна; достаточно ковша. При глубокой разработке полностью массивной скалы фрезу не следует планировать как единственное основное оборудование; грубую выемку выполняет гидромолот, а точность отметки и поверхности остаётся за фрезой.
- Проектную отметку размечают, дно опускают до неё слой за слоем.
- Поверхности стен обрабатывают по вертикали и готовят к гидроизоляции.
- На оголовке сваи бетон постепенно истончают вокруг арматуры.
- Грубую выемку и точную доводку распределяют между гидромолотом и фрезой.
Цена выравнивания дна гидромолотом
Выравнивание отметки ударным оборудованием часто приводит к переборам ниже проектной отметки; образовавшиеся пустоты заполняют дополнительным бетоном или засыпкой. Фреза может остановиться точно на проектной отметке, поэтому эти затраты исключаются с самого начала.
Часто задаваемые вопросы
Для каких работ барабанная фреза не подходит?
Для основной разработки массивной, очень прочной и слаботрещиноватой породы она неэффективна: продвижение замедляется, расход резцов растёт. В мягком грунте ковш работает быстрее, а в сечениях с густым армированием для стали нужны гидроножницы. Фреза представляет собой оборудование для работ, где требуются точный профиль, низкий уровень вибрации и чистая поверхность.
На что оператору обращать внимание при работе барабанной фрезой?
Важнее всего усилие прижима: барабан нужно подавать в его собственном темпе резания, не перегружая. Послойная разработка, выбор направления резания по строению массива, регулярная проверка состояния резцов и подавление пыли водяным орошением прямо влияют и на производительность, и на срок службы оборудования.
Как применяется барабанная фреза в тоннеле?
Её используют для срезки выступов, заходящих внутрь проектного контура после проходки, для оборки отслоившихся кусков на кровле и стенах и для исправления почвы тоннеля. Поскольку она работает с низким уровнем вибрации, она доводит сечение до проектного профиля, снижая риск расшатать окружающую породу и существующую крепь.
Как используется материал после фрезерования?
Барабанная фреза даёт мелкий и однородный материал; на большинстве объектов его можно повторно использовать без дополнительного дробления как материал для засыпки или нижнего слоя основания. Пригодность должна подтвердить команда объекта с учётом вида материала и требований проекта к засыпке.
Статьи по теме из базы знаний
Получите доступ к порталу партнёров HKM
Получите доступ к ценам, складским остаткам, запчастям и техническим материалам. Подайте заявку, чтобы воспользоваться привилегиями HKM, которые помогут укрепить ваш бизнес и производственные процессы.