Конструктивные особенности строительных машин

Содержание

1. Виды механизации. Номенклатура строительных машин. ТЭП.

2. Функциональный и конструктивный состав строительных машин

3. Назначение приводов. Виды приводов. Состав и рабочий процесс

4. Редукторы, коробки передач, тормоза, муфты сцепления, гидротрансформаторы, гидроцилиндры

5. Конструктивная и кинематическая схемы автомобиля, пневмоколесного и гусеничного трактора

6. Автомобильные средства транспорта

7. Одноковшовый пневмоколесный погрузчик фронтального типа

8. Рыхлитель на базе гусеничного трактора для рыхления грунта

9. Бульдозер с поворотным отвалом на базе гусеничного трактора

10. Самоходный скрепер

11. Одноковшовые экскаваторы

12. Земснаряд

13. Рыхлители для мерзлых грунтов

14. Бурильно-крановая машина

15. Буровая машина для бурения скважин под буронабивные сваи

16. Копровая установка на базе гусеничного трактора с трубчатым дизель молотом

17. Стреловой кран на шасси автомобиля

18. Стреловой кран на шасси автомобильного типа

19. Башенные краны

20. Грузопассажирские строительные подъемники

21. Бетоносмеситель принудительного перемешивания с вертикальным валом

22. Автобетоносмеситель. Автобетононасос с насосом гидравлического типа

23. Вибраторы для уплотнения бетона

24. Растворонасос диафрагменного типа

25. Машины для шлифовки мозаичных полов. Машины для строжки досчатых полов

26. Электрический инструмент вращательного, ударно-вращательного и ударного действия

27. Виды эксплуатации парка строительных машин.

Литература

1. Виды механизации. Номенклатура строительных машин. ТЭП

Стоимость машиносмены. Требования к строительным машинам.

Применяемые в строительстве машины можно подразделить, в зависимости от их назначения, на следующие группы:

1. Транспортирующие машины - различные виды конвейеров, оборудование для пневматического транспортирования сыпучих материалов.

2. Погрузочно-разгрузочные машины.

3. Грузоподъемные машины - краны, подъемники, простейшие грузоподъемные средства.

4. Машины для подготовительных работ - расчистки территории от леса, кустарника, камне, корней, для рыхления грунта, водоотвода.

5. Машины для земляных работ - экскаваторы, землеройно-транспортные машины, оборудование для гидромеханизации, машины для разработки мерзлых грунтов и уплотнения грунтов.

6. Машины для буровых работ.

7. Машины для свайных работ.

8. Машины для приготовления заполнителей - измельчающие, сортирующие, моющие и др. машины.

9. Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей и строительных растворов, их транспортирования и укладки, для арматурных работ.

Кроме перечисленных групп машин и оборудования, в строительстве широко используются перевозочные средства - автомобили, тракторы, тягачи, прицепы, рельсовый трактор.

Применяется также разнообразный механизированный инструмент для выполнения различных работ.

Технико-экономические показатели:

1. Производительность;

2. Мощность рабочего оборудования;

3. Металлоемкость;

4. Энергоемкость;

5. Простота конструкции и управления;

6. Надежность эксплуатации;

7. Количество и квалификация обслуживающего персонала;

8. Трудоемкость монтажа и демонтажа;

9. Мобильность самоходных машин;

10. Безопасность обслуживания;

11. Потребление эксплуатационных материалов;

12. Стоимость машины;

13. Себестоимость единицы продукции (работы) машины;

14. Габаритные размеры.

Производительность.

1. Конструктивная - максимально возможная производительность машины, полученная при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках на рабочий орган при полном отсутствии простоев и при определенных условных факторах (в м³/ч или т/ч):

П_к=g*n или П_к=g*n*?

g - расчетное количество продукции, выдаваемое машиной за один цикл работы (м³ или т);

n - число циклов работы машины в час;

n=3600/t_ц

t_ц - продолжительность цикла, с

? - объемная масса продукции (т/ м³)

Конструктивная производительность машины непрерывного действия (в м³/ч или т/ч):

П_к=3600*F*? или П_к=3600*F*?* ?

F - расчетное поперечное сечение потока продукции, м²

? - расчетная скорость движения потока, м/с

2. Техническая - максимально возможная производительность, которая может быть получена в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины.

П_т= П_к*К_т

К_т - коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.

3. Эксплуатационная производительность - определяется реальными условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и организационных перерывов в ее работе:

П_э= П_т*К_в

К_в - коэффициент использования машины за определенный промежуток времени:

К_в=(Т_с-?t_n)/ Т_с

Т_с - полное время работы машины за смену, ч

t_n - время перерывов в работе машины за смену, ч

Стоимость машиносмены получается в результате отнесения к одной машиносмене всех видов затрат: единовременные расходы (доставка машины, монтаж, демонтаж, стоимость вспомогательных устройств); годовые отчисления на погашения стоимости машины и капитальных ремонтов; текущие эксплуатационные затраты (заработная плата и начисления на нее, стоимость топлива, электроэнергии, смазочных материалов, текущих ремонтов и др. виды расходов).

Требования к строительным машинам. Целесообразная конструкция машины должна отвечать ряду требований. Машина должна успешно выполнять работы, для которых она предназначена, при этом она должна иметь хорошие технико-экономические показатели: относительно (по отношению к производительности) малым весом и расходом энергии, прочностью и надежностью конструкции, удобством и легкостью управления и ремонта, высокой степенью автоматизации производства различных операций, взаимозаменяемостью узлов и деталей, безопасностью эксплуатации.

2. Функциональный и конструктивный состав строительных машин

Несмотря на большое разнообразие применяемых в строительстве машин, в каждой из них можно выделить следующие части:

1. Основную раму, на которой монтируются остальные части машин;

2. Рабочее оборудование, непосредственно выполняющие производительные операции;

3. Силовое оборудование, приводящее в движение рабочее и ходовое оборудование;

4. Трансмиссию, служащую для передачи энергии от силового оборудования к рабочему и ходовому;

5. Механизмы и приборы управления работой машины в целом или отдельных ее узлов - их включения, регулирования и контроля их работы с помощью автоматических и других средств;

6. Ходовое оборудование передвижных машин.

Силовым оборудованием строительных машин служат электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и комбинированные системы, включающие, например, двигатели внутреннего сгорания и работающий от него генератор, питающий током электродвигатели.

Передача (трансмиссия) энергии от силового оборудования к рабочему и ходовому осуществляется различными способами: механическим - посредством передач; гидравлическим; пневматическим, электрическим.

Ходовое устройство ходовых строительных машин бывает колесным (рельсовым, безрельсовым), гусеничным, шагающим (у некоторых крупных экскаваторов).

Система управления строительных машин обслуживает работу силового, рабочего, ходового оборудования и узлы трансмиссии. Подобно трансмиссионным устройствам системы управления могут быть механическими, гидравлическими, пневматическими и электрическими, а также смешанными. В системах: электрической, пневматической и смешанных широко применяется автоматизация управления машиной и ее отдельных узлов.

3. Назначение приводов. Виды приводов. Состав и рабочий процесс редукторно - механических, гидравлических и электрических приводов.

Силовое оборудование служит для приведения в действие рабочих органов, механизмов передвижения и других механизмов машины. В силовых установках строительных машин широко используются пневматические, дизель-электрические, электрические двигатели, двигатели внутреннего сгорания. Применение того или оного вида силового оборудования обусловлено назначением и условием использования машин, необходимой ее мощностью и т.д.

Электрический привод является одним из распространенных, благодаря его экономичности, постоянной готовности к работе (что особенно в условиях работы при низких температурах), простоте и удобству управления, отсутствия необходимости доставки и хранения топлива. Электропривод допускает индивидуальный привод каждого механизма машины, реверсирование хода, дистанционное управление. На ряду, с этим электроприводу присущи и некоторые недостатки, в частности, необходимость подводки электрического кабеля к машине, что ограничивает ее маневренность.

Привод от двигателя внутреннего сгорания чаще всего применяется на самоходных машинах виду его независимости от постороннего источника энергии. Недостатком привода от двигателя внутреннего сгорания является значительная жесткость их скоростной характеристики, т.е. возможность получения максимальной мощности в строго определенном диапазоне чисел оборотов коленчатого вала двигателя. Это обстоятельство вынуждает устанавливать на машинах специальную коровку передач, позволяющую при оптимальном числе оборотов двигателя изменять скорость движения машины или ее рабочих органов в зависимости от изменения нагрузки. В настоящее время многие машины оборудуются дизель-электрическими силовыми установками, в которых выгодно сочетаются положительные свойства того и другого двигателя, а также возможно применение многомоторного привода.

Гидравлический привод в строительных машинах применяется в виде гидродинамических передач и объемного привода. В гидродинамических передачах используются кинетическая энергия жидкости при относительно низких давлениях. В гидрообъемных трансмиссиях используется энергия значительного статического давления жидкости, движущейся с небольшой скоростью.

В гидродинамическом приводе для передачи крутящего момента используются гидромуфты или гидротрансформаторы, особенностью которых является отсутствие жесткой связи между двигателем и исполнительным механизмом. Момент от ведущей части гидромуфты в ведомый передается за счет циркуляции жидкости (ее трения).

Гидромуфта состоит из ведущего (насосного) колеса, соединенного с валом 2 двигателя и ведомого колеса (турбины), соединенного с валом 4 исполнительного механизма. Оба колеса во внутренней части имеют радиально расположенные лопатки криволинейного профиля. Между плоскостью насосного колеса и турбины имеется зазор 3-15мм. Детали муфты находятся в корпусе заполняемым маслом.

От утечки масло удерживается сальниковым уплотнителем - 5. При пуске двигателя начинается вращаться ведущее колесо - 1, и его лопатки увлекают масло, сообщая ему постепенно, необходимую скорость; при увеличении скорости возрастает давление масла на лопатки ведомого колеса - 3, которое приходит во вращение и приводит в действие исполнительный механизм.

Гидромуфты позволяют плавно трогать с места исполнительный механизм, поддерживать минимальное число оборотов автоматически отсоединяют от двигателя за счет пробуксовки муфты при резком увеличении нагрузки, снижают динамические нагрузки, гасят вибрацию и автоматически отсоединяют при встрече исполнительного органа машины с непреодолимыми препятствиями.

Гидротрансформатор в отличие от гидромуфты позволяет дополнительно бесступенчато повышать (в 1,5-4 раза) крутящий момент на валу исполнительного механизма при увеличении нагрузки, т.е. в ряде случаев отказываться от применения коробки передач в трансмиссии машины.

Гидротрансформатор имеет те же самые детали, что и гидромуфта, но между насосным и турбинным колесами установлено промежуточное колесо-реактор (направляющий аппарат), имеющий лопатки специального профиля. Направляющий аппарат увеличивает скорость жидкости, поступающей в турбинное колесо, и изменяет направление ее движения. Это вызывает изменение передаваемого момента. Гидротрансформатор позволяет бесступенчато изменять передаточное отношение трансмиссии, автоматически преобразовывает мощность двигателя при изменении внешней нагрузки.

Объемный гидропривод применяется на многих строительных и дорожных машинах - экскаваторах, бульдозерах, автогрейдерах, погрузчиках и др. малый вес и компактность, легкость и бесступенчатость регулирования скоростей, возможность реверсировании фиксирования в любом заданном положении исполнительных механизмов и т.д. является важным достоинством объемного привода.

4. Редукторы, коробки передач, тормоза, муфты сцепления, гидротрансформаторы, гидроцилиндры

Редукторы.

Зубчатый или червячный передаточный механизм, предназначенный для изменения угловых скоростей и размещенный в закрытом корпусе - редуктор.

Редукторы подразделяются на цилиндрические, конические, червячные и комбинированные.

По числу передач: одноступенчатые и многоступенчатые.

Одноступенчатый цилиндрический редуктор с прязубыми колесами применяется при передаточном числе до 7, с косозубыми и шевронными - до 10.

Коническо-цилиндрический применяется при пересекающихся осях ведущего и ведомого валов.

Червячный редуктор применяется при передаточном числе 10-80. Червячные редукторы отличаются малыми размерами, бесшумностью и плавностью работы. Недостатки - низкий КПД и ограничение передаваемых мощностей.

Коробки передач.

Коробка передач служит для изменения тягового усилия и скорости и направление движения. Имеются ступенчатые и бесступенчатые коробки передач. Ступенчатые коробки передач подразделяются на коробки с ручным, автоматическим и полуавтоматическим переключением. На большинстве автомобилей устанавливаются ступенчатые коробки (с числом ступеней от 3 до 6) с ручным переключением. Коробки с автоматическим переключением передач и, и бесступенчатые конструктивно сложны и применяются преимущественно на автомобилях с мощным двигателем.

Муфты.

Муфты служат для соединения валов и передачи крутящего момента. Муфты подразделяются на постоянные и сцепные. К постоянным муфтам относятся глухие, требующие строгой соосности соединяемых валов и компенсирующие, допускающие смещение центров, взаимный перенос осей.

Простейшей муфтой является глухая, предназначенная для соединения валов в одно целое. Глухая втулочная муфта состоит из чугунной, стальной втулки, внутренний диаметр которой расточен по диаметру вала. Соединение втулки с валом осуществляется при помощи валом или штифтов.

Продольно-свертная состоит из двух половин, соединенных между собой болтами; кроме того, вал с муфтой соединяют призматической шпонкой.

Поперечно-свертная состоит из двух полумуфт, которые соединяются болтами. Посадка полумуфт на вал производится в горячем состоянии или под прессом. Соединение с валом осуществляется при помощи шпонки.

Упругая втулочно-кольцевая муфта применяется часто для соединения вала электродвигателя с валом машины. Эти муфты допускают небольшие нарушения соосности валов и смягчают удары и толчки при работе передачи. На одной из половин дисков по окружности закрепляются пальцы, которые входят в цилиндрические расточки на другой половине муфты. Контакт пальца со стенкой отверстия достигается с помощью резиновых колец, надетых на палец.

К сцепным муфтам относятся кулачковые и фрикционные. Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт, одна из которых с кулачками особой формы закрепляется на ведущем валу; другая - на ведомом валу и имеет возможность перемещаться в осевом направлении. Форма зуба позволяет ввести полумуфты в зацеплении при медленном вращении ведущей части вала.

Фрикционные цепные муфты могут иметь различные формы рабочих поверхностей, в соответствии с этим называются дисковыми (одно - и многодисковыми), коническими и барабанными (колодочными). Фракционные муфты обеспечивают более безопасное и плавное включение ведомого вала на ходу. Передача момента осуществляется за счет силы трения, возникающей между ведущей и ведомой частями муфты. При перегрузке фракционные муфты дают проскальзывание, что предохраняет машину от поломки.

Тормоза.

Тормоза служат для удержания от вращения вала, барабана лебедки, поворотной платформы, ходового устройства и т.д. в строительных машинах. Тормоза выполняют чаще ленточными или колодочными, реже дисковыми или конусными. Тормоз включается обычно при отключенной системе питания привода с помощью пружин и грузов. Включают тормоза (размыкают колодки и ленты) при включении системы питания привода.

Гидроцилиндры.

Гидроцилиндры - простейшие гидравлические двигатели с возвратно-поступательным движением подвижного звена. Различают гидроцилиндры одностороннего действия и двустороннего действия.

Рабочая жидкость в поршневую и штоковую полости поступает через штуцера 6 и 7. При подаче жидкости под давлением от насоса в поршневую полость шток 3 выдвигается из гидроцилиндра, а при подаче в штоковую полость втягивается в него. Герметическое разделение штоковой и поршневой полостей обеспечивается уплотнением в поршня. Уплотнение штока 4 препятствует утечке рабочей жидкости из штоковой полости.

Отверстие в хвостовине корпуса и головке штока служат для присоединения гидроцилиндра посредством шарниров к рабочим органам и несущим конструкциям машины.

5. Конструктивная и кинематическая схемы автомобиля, пневмоколесного и гусеничного трактора

Отечественные автомобили массового производства выполняются по единой конструктивной схеме и состоят из трех основных часте й:

1- двигателя

2- шасси

3- кузова.

На современных автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания - карбюраторные или дизельные.

Трансмиссия передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное оборудование, смонтированное на автомобиле. В нее входят: 1. Постоянно-замкнутая дисковая фракционная муфта (сцепление), служащая для плавного соединения и быстрого разъединения работающего двигателя с трансмиссией; 2. Ступенчатая коробка передач, которая выполняется в виде зубчатого редуктора с переменным передаточным числом и предназначена для изменения величины крутящего момента подводимого к ведущим колесам в зависимости от условий движения, обеспечение движения автомобиля задним ходом и разъединения работающего двигателя с трансмиссией при длительных остановках машины; 3. Карданные валы, передающие крутящий момент под углом от коробки передач, укрепленной на раме, к подрессорному заднему мосту. 4. Главная передача, увеличивающая тяговую силу на задних колесах. 5. Дифференциал, служащий для распределения крутящего момента между ведущими колесами и обеспечивающий их вращение с различными угловыми скоростями при движении автомобиля на поворотах и по неровной поверхности. 6. Полуоси (валы), передающие крутящий момент к закрепленным на них ведущим колесам; главная передача, дифференциал и полуоси, заключенные в кожух называются задним ведущим мостом.

Конструктивная и кинематическая схема пневмоколесного трактора.

Размещение, назначение и устройство основных узлов пневмоколесного трактора с механической трансмиссией и передними управляемыми колесами примерно также (за исключением рабочего оборудования), как у рассмотренного выше автомобиля.

6. Автомобильные средства транспорта

Основными достоинствами автомобиля являются скорость и маневренность, малый радиус поворота, возможность преодолевать сравнительно крутые подъемы.

Различают автомобили бортовые, тягачи, самосвалы и специализированные (кабиновозы, трубовозы-плетовозы, битумовозы и т.д.)

Бортовые автомобили снабжаются кузовом в виде деревянной или металлической платформы с откидными бортами и предназначены для превозки преимущественно штучных грузов. Грузоподъемность отечественных грузовых автомобилей 0,8-14т, мощность двигателя 70-240лс.

На базе стандартных шасси с укороченной базой и укороченным задним свесом рамы выпускаются автомобильные тягачи седельного типа, работающие в цепе с одно - и - двухосными полуприцепами. На раме шасси такого тягача крепится опорная плита и седельное устройство, воспринимающее силу тяжести груженого полуприцепа и служащее для передачи ему тягового усилия, развиваемого автомобиля. Седельные тягачи способны работать с гружеными полуприцепами массой 6-18,5т.

Автомобили- самосвалы предназначены для перевозки строительных материалов (щебня, песка, грунта, бетонов и пр.) и быстрой выгрузки их. Наклон кузова назад или на бок производится при помощи гидравлического механизма опрокидывания, производимого в действие от коробки отбора мощности.

Отечественные автосамосвалы имеют грузоподъемность от 3,5 до 75т, мощностью двигателя 70-900лс (51,5-662 кВт).

Специализированные средства транспорта трубовозы и плетевозы. Трубы и сварные секции из труб (плети) перевозятся специальными автомобильными поездами, состоящими из тягача и прицепной тележки - роспуска.

Битумовозы предназначены для транспортировки битума или изоляционной битумной мастики в горячем состоянии от стационарных битумоплавильных котлов.

Санкабиновозы. Перевозка объемных санитарно-технических кабин осуществляется специальными автопоездами - санкабиновозами.

Техническая производительность средств безрельсового транспорта (т/ч).

П_т=

где, Q-производительность,т;

К_г - коэффициент использования по грузоподъемности;

К_пр - коэффициент использования по пробегу;

К_ц - коэффициент учитывающий затраты времени на разгон и торможение;

l - дальность транспортирования;

? - скорость движения, км/ч;

- соответственно время загрузки, разгрузки и маневрирования, с.

7. Одноковшовый пневмоколесный погрузчик фронтального типа

Рисунок 9. Одноковшовый пневмоколесный погрузчик фронтального типа: 1- ковш; 2 - гидроцилиндры управления ковшом; 3 - кабина оператора; 4 - двигатель; 5 - пневмоколеса; 6 - задняя рама; 7 - шарнирное сочленение рам; 8 - передняя рама; 9 - стрела - устройство рычажного Z-механизма фронтального погрузчика. I - транспортное перемещение подъемника; II - повороты стрелы; III- перемещение коромысла; IV- перемещение ковша.

Рабочий цикл фронтального погрузчика, оборудованного ковшом, состоит из следующих операций: перемещение погрузчика к штабелю, при одновременном опускании ковша; внедрение ковша в материал под действием напорного усилия машины, передаваемого через стрелу и рычажный механизм; подъем наполненного ковша на определенную высоту и транспортировка к месту разгрузки; разгрузка ковша опрокидыванием.

Особенностью погрузчика на базе пневмоколесного трактора с шарнирно сочлененной рамой является возможность осуществлять погрузку-разгрузку с минимальным маневрированием за счет поворота передней полурамы с рабочим органом на угол до 40° (в плане) в обе стороны от продольной оси машины. Это позволяет уменьшить более чем на половину длину транспортных передвижений погрузчика, сократить продолжительность рабочего цикла и соответственно повысить производительность.

Погрузочное оборудование шарнирно крепится к портальной раме 7, жестко установленной на основной раме базовой машины. Оно состоит из рабочего органа, стрелы, рычажного механизма и гидроцилиндров двустороннего действия. рабочий орган погрузчика - ковш 1, установлен на стреле 4 и управляется рычажным механизмом, состоящим из двух пар коромысел 3 и поворотных тяг 2, приводимых в движение двумя гидроцилиндрами 5 поворота ковша. Подъем и опускание стрелы, осуществляется двумя гидроцилиндрами 6. Гидравлический привод рабочего оборудования позволяет плавно изменять скорости в широких пределах и надежно предохранять его от перегрузки.

8. Рыхлитель на базе гусеничного трактора для рыхления грунта и скальных пород

Бульдозеры-рыхлители оснащаются одно- и трезубым навесным рыхлительным оборудованием заднего расположения с гидравлическим управлением. Рыхлительное оборудование навешивают на гусеничные бульдозеры с тягачами классов 10, 25, 35, 50 и 75 мощностью 118...636 кВт.

Главным параметром бульдозеров-рыхлителей является тяговый класс базового трактора.

Крепление рыхлителей осуществляется к остову базового трактора или к корпусу его заднего моста.

Бульдозеры-рыхлители применяют для предварительного послойного рыхления и перемещения плотных каменистых, мерзлых и скальных грунтов при устройстве строительных площадок, рытье котлованов и широких траншеи, а также для взламывания дорожных покрытий. Разрушение грунтов и пород

происходит при поступательном движении машины и одновременном принудительном заглублении зубьев рабочего органа до заданной отметки. В процессе рыхления массив грунта разделяется на куски (глыбы) таких размеров, которые удобны для последующей их эффективной разработки, погрузки и транспортирования другими машинами.

Рыхление производят параллельными резами по двум технологическим схемам: без разворотов у края площадки с возвратом машины в исходное положение задним ходом (челночная схема) и с поворотом рыхлителя в конце каждого прохода (продольно-поворотная схема). Челночная схема наиболее рациональна при малых объемах работ в стесненных условиях, продольно-поворотная - на участках большой протяженности. Максимальные величины глубины и ширины захвата рыхления, рабочих скоростей движения и число зубьев рыхлителя определятся тяговым классом базовой машины.

Наименьшая глубина рыхления за один проход должна на 20...30 % превышать толщину стружки грунта, разрабатываемого землеройно-транспортными машинами, в комплексе с которыми работает рыхлитель. Рыхление высокопрочных грунтов осуществляется, как правило, одним зубом.

Рабочий орган рыхлителя состоит из несущей рамы, зубьев, подвески и гидроцилиндров управления. Зубья имеют сменные наконечники, лобовая поверхность которых защищена износостойкими пластинами для защиты от абразивного износа. Для интенсификации процесса рыхления на зубья рыхлителей устанавливают уширители, которые позволяют за один проход разрушать большие объемы материала и выталкивать каменные глыбы на поверхность. Уширители обеспечивают более устойчивое движение базового трактора и работу рыхлителя, практически сплошное разрушение материала между соседними бороздами, снижение общего количества проходов.

Зубья выполняют неповоротными, жестко закрепленными в карманах рамы и поворотными в плане (на угол 10... 15° в обе стороны) за счет их установки в специальных кронштейнах - флюгерах, прикрепляемых к раме шарнирно. Поворотные зубья способны обходить препятствия, встречающиеся в грунте. Подвеска рыхлителя к базовой машине - четырехзвенная (паралеллограммная) с регулируемым углом рыхления. Такая конструкция рыхлительного оборудования обеспечивает получение оптимальных параметров рыхления, как при заглублении, так и при установившемся рыхлении.

Бульдозеры-рыхлители имеют максимальную ширину захвата (при трех зубьях) 1780.. .2140 мм. Производительность навесных рыхлителей на грунтах IV, V категорий 60... 150 м³/ч, средняя рабочая скорость движения 2,5...5 км/ч

Управление бульдозерным и рыхлительным оборудованием осуществляется двумя секционными распределителями. Гидроцилиндры подъема-опускания бульдозерного оборудования и перекоса отвала управляются от одного гидрораспределителя, а гидроцилиндры подъема-опускания рыхлительного оборудования и регулировки угла рыхления - от другого. Гидроцилиндры бульдозера оборудованы клапанами конечного хода и быстрого опускания.

9. Бульдозер с поворотным отвалом на базе гусеничного трактора

У поворотного бульдозера отвал 1 монтируется на универсальной толкающей раме 7, охватывающей снаружи трактор 4 и состоящей из двух жестко соединенных между собой полураму прямоугольного сечения. Рама крепится к ходовым тележкам трактора с помощью упряжных шарниров 5. На раме вместо отвала может быть установлено различное сменное оборудование с гидравлическим управлением - кусторез, древовал, корчеватель-собиратель, плужный снегоочиститель и др. Поворотный отвал соединен с толкающей рамой посредством центрального шарового шарнира 10 и двух боковых толкателей 8 с винтовыми раскосами 2, обеспечивающими различное положение отвала относительно рамы. При одинаковом изменении длины раскосов от среднего положения регулируют угол резания ножей. Угол поперечного перекоса отвала в вертикальной плоскости регулируется путем изменения межцентрового расстояния проушин раскосов.

Бульдозеры предназначены для послойной разработки и перемещения легких, средних и тяжелых грунтов. Рабочий процесс бульдозера: при движении тягача вперед отвал механизмом управления опускается в рабочее положение, ножами срезает слой грунта и перемещает его волоком по поверхности земли к месту отсыпки; после выгрузки грунта отвал поднимается в транспортное положение и машине возвращается задним ходом к месту забора грунта.

Отвал бульдозера представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящего из лобового листа криволинейного профиля, усиленного для большей жесткости ребрами и балками коробчатого сечения. Нижняя кромка отвала снабжена сменными двухлезвенными ножами - средним и двумя боковыми, наплавленными износоустойчивым сплавом. Верхняя часть отвала имеет козырек, препятствующий перемещению грунта через верхнюю кромку.

При работе на легких грунтах с целью увеличения производительности бульдозера на его отвале монтируют сменные уширители (открылки).

Поворотный отвал соединяется с рамой при помощи шаровой пяты и двух толкателей (гидроцилиндров), предназначенных также для изменения угла установки отвала в двух плоскостях относительно толкающей рамы. Способность универсальных бульдозеров перемещать грунт не только перед собой, но и в сторону повернутым в плане отвалом обеспечивает их широкое применение при засыпке линейных выемок каналов, траншей, тепловых, газонефтепроводных, канализационных, водопроводных и кабельных сетей.

Техническая производительность бульдозера:

;

где, - объем призмы волочения;

=

- время копания;

- время транспортирования;

- время холостого хода;

- время переключения передач.

К_п=1-0,005L_тр - коэффициент на потери при транспортировании;

L_тр - длина транспортирования;

- коэффициент разрыхления;

- объем плотного грунта.

10. Самоходный скрепер

Самоходный скрепер представляет собой двухосную пневмоколесную машину, состоящую из одноосного тягача 15 и полуприцепного одноосного скреперного оборудования, соединенных между собой универсальным седельно-сцепным устройством 14. На тягаче смонтированы два гидроцилиндра 1 для его поворота относительно рабочего органа в плане. Седельно-сцепное устройство обеспечивает возможность относительного поворота тягача и скрепера в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для толкания скрепера бульдозером-толкачом в процессе набора грунта имеется буферное устройство 8.

Основным узлом скрепера является ковш 5 с двумя боковыми стенками и днищем, опирающийся на колеса 7. К подножевой плите ковша крепят сменные двухлезвийные ножи 2 - два боковых и средние. Ковш снабжен выдвижной задней стенкой 10для принудительной разгрузки, а в передней части - заслонкой Л, поднимающейся при наборе и выгрузке грунта. Заслонка служит для регулирования щели при загрузке ковша и закрывает ковш при транспортировании грунта. Ковш двумя шарнирами 4 соединен с тягой П-образной рамой 3, жестко соединенной с хоботом 13. Гидравлическая система управления рабочим оборудованием обеспечивает подъем-опускание ковша 5, заслонки 11, выдвижение задней стенки 10 и возврат ее в исходное положение с помощью трех пар гидроцилиндров 6, 9 и 12. Насосы гидросистемы рабочего оборудования приводятся в действие от коробки отбора мощности базового тягача.

Раздельное управление гидроцилиндрами осуществляется золотниковым распределителем, установленным в кабине машиниста.

Самоходный скрепер предназначен для послойной разработки грунтов 1 и II категорий и разрыхленных грунтов III и IV категорий, их транспортировки и отсыпки слоя заданной толщины в возводимые сооружения или отвалы. Для увеличения производительности набор грунта скрепером производится с помощью трактора-толкача или бульдозера. Допускается загрузка скрепера экскаватором или ковшовым погрузчиком, что в сочетании с существующим качеством послойной разгрузки слоем заданной толщины расширяет универсальность использования скрепера.

Применение скреперов целесообразно для быстрого выполнения нулевого цикла земляных работ и передачи площадей для дальнейших строительных работ. Для этой цели, как правило, используются недорогие высокопроизводительные скреперы массового выпуска со стабильным качеством, обеспечиваемым высоким уровнем технологии.

Эксплуатационная производительность скрепера, м³/ч, в плотном теле:

П_э = nqk_нk_в/k_р,

где n - число циклов в час (n = 3600/T_ц, где Т_ц - продолжительность одного рабочего цикла скрепера, с); q - вместимость ковша скрепера, м ; k_н - коэффициент наполнения ковша грунтом (0,6... 1,2); k_н = q/q1 (где q₁ - объем рыхлого грунта в ковше скрепера); k_p - коэффициент разрыхления фунта в ковше скрепера (1,1...1,3); k_в - коэффициент использования машины по времени (0,8...0,9);

Т_ц = l_з /v_з + l_т/v_т + l_рз/v_рз + l_п.х./v _п.х. + t_п + 2t_пов,

где l_з,l_т,l_рз,l_п.х. - длины участков соответственно набора грунта (заполнения ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша, порожнего хода скрепера, м; v_з,v_т,v_рз,v_п.х., - скорости скрепера соответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, разгрузке и порожнем ходе, м/с; t_п - время на переключение передач тягача; t_пов - время на один поворот (15...20 с).

Длина участка набора грунта

l_з = [ qk_н ] / [ k_pbh ],

где b - ширина срезаемой полосы, м; h - толщина срезаемого слоя фунта, м.

Набор грунта скрепером производится на участках длиной 12...30 м. Разгружаются скреперы на участках длиной 5...15 м.

При работе скрепера наиболее неблагоприятным является момент, когда ковш скрепера почти полностью загружен грунтом при продолжающемся процессе резания грунта.

11. Одноковшовые экскаваторы

Экскаватор с рабочим оборудованием «прямая лопата» разрабатывает грунт в забое, расположенном выше уровня стоянки машины. При копании ковш движется снизу вверх и от экскаватора. В процессе работы рукоять прямой лопаты совершает следующие действия: напорное, при котором ковш врезается в грунт; подъемное, при котором происходит подъем ковша с постепенным наполнением его грунтом; поворотное для переноса ковша к месту опорожнения и обратно. Набор грунта происходит в результате одновременного действия подъемного и напорного механизмов. Поворот рабочего оборудования осуществляется после наполнения ковша грунтом.

Прямой лопатой с поворотным ковшом производить также планирование забоя. Вместимость ковшей прямой лопаты: 0,65;0,8;1,0;1,6;2,5 м³.

Для производства земляных работ разрабатываются технологические карты, в которых учитываются особенности рабочего процесса экскаватора и вид его оборудования. Так, для копания котлованов и траншей ниже поверхности стояния применяются экскаваторы с оборудованием «обратная лопата», для копания земляных выработок выше поверхности стояния и для производства погрузочных работ применяются экскаваторы с оборудованием «прямая лопата».

При работе в городских условиях в случае, если экскаватор перемещается с одного объекта на другой объект собственным ходом, должен применяться экскаватор на пневмоколесном ходу. Если по условиям работы экскаватор должен работать в тяжелых грунтах при бездорожье, он должен иметь гусеничное ходовое оборудование, а для его перевозки следует применять трейлеры.

12. Земснаряд

Назначение земснаряда: разработка подводных грунтов методами гидротранспорта - добыча песчано-гравийной смеси I-III категории грунта, разработка вторичных техногенных месторождений концентратов металлических руд (хвостов горно-обогатительных комбинатов), очистка каналов, рек и различных водоемов от ила, песка и других отложений, разработка подводных траншей под укладку трубопроводов, кабелей на малых реках и водоемах; намыв стройплощадок и насыпей. Эксплуатация в закрытых водоемах разряда "Р" Речного Регистра РФ.

Земснаряд относится к классу малогабаритных судов с электропитанием от берегового источника мощностью 100кВт напряжением 380В. Насосные агрегаты установлены на палубе. Главным рабочим механизмом является центробежный грунтовый насос ГрАУ 400/20 с приводом от электродвигателя мощностью 75 кВт. Для увеличения производительности земснаряда, на нем установлены эжектор и гидрорыхлитель, рабочая вода на которые подается вспомогательным насосом. Тяговое усилие оперативных лебедок - 0.5 тс. Способ рабочих перемещений якорно - тросовый. Для защиты палубного оборудования от солнца и атмосферных осадков устанавливается тентовое устройство. Для ремонтных работ с грунтовым насосом предусмотрена кран-балка. Управление работой земснаряда производится из теплой рубки с современными приборами управления. Простота обслуживания механизмов и устройств земснаряда и свободный к ним доступ делают эксплуатацию судна удобной. Перевозка на автошаланде или трейлере не требует разборки земснаряда.

13. Рыхлители для мерзлых грунтов

Рыхлитель выполнен в качестве навесного оборудования (рис. 16) и состоит из направляющей рамы П-образной конструкции, изготовленной из швеллеров. Нижняя часть рамы крепится к опорной балке при помощи пружин. Кроме того, нижняя часть направляющей выполнена из двух частей, которые соединены посредством шарнира и амортизационных устройств. Такое соединение позволяет снизить горизонтальные динамические нагрузки, возникающие при ударе клина о грунт. Средняя часть направляющей шарнирно закреплена к упорной раме, на которой смонтированы гидроцилиндры, предназначенные для перевода оборудования в транспортное положение. Вверху размещены блоки, через которые проходит канат на подъемную каретку, установленную между вертикальными стойками направляющей. Второй конец каната закреплен на тяговом барабане экскаватора. Ниже подъемной каретки внутри направляющей расположен рабочий орган, выполненный в виде 3-клинной гребенки. Для снижения динамической нагрузки на ходовую часть экскаватора предусмотрены гидравлические опоры, установленные на опорной балке.

Работа выполняется в такой последовательности. Растормаживается барабан лебедки, и каретка, опускаясь вниз, при помощи крюка захватывает гребенку. Затем лебедку переключают на подъем. При подъеме каретка упирается в верхней части направляющей в специальный ограничитель, и ударная гребенка, автоматически отсоединяясь от крюка, вбрасывается на грунт. Пневмоколесный ход делает машину маневренной и транспортабельной. Рабочее оборудование сравнительно просто переводится в транспортное положение. Для этого включаются гидроцилиндры, которыми верхняя часть направляющей поворачивается на 90° и укладывается на опору, установленную на поворотной платформе экскаватора. Перевозка машины на значительное расстояние производится с помощью дополнительного буксирующего транспорта. На этот же транспорт укладывается и ударная гребенка, которая предварительно извлекается из направляющей.

Бульдозеры-рыхлители тягового класса 35 на базе гусеничного трактора Т-35.01 предназначены для разработки тяжелых мерзлых и скальных грунта при температуре воздуха до - 60 °С.

Бульдозеры-рыхлители тягового класса 35 выпускают на базе гусеничных тракторов Т-330 и Т-500 (Т-35.01).

Гидроцилиндры бульдозера оборудованы клапанами конечного хода и быстрого опускания. Цилиндры подъема-опускания бульдозерного оборудования и цилиндр перекоса управляются от одного гидрораспределителя, а цилиндры подъема-опускания рыхлительного оборудования и угла рыхления -- от другого.

14. Бурильно-крановая машина

Бурильно-крановое оборудование шарнирно крепится к раме 11, присоединенной к раме базового трактора, и может поворачиваться в продольной вертикальной плоскости машины при установке в рабочее и транспортное положения двумя гидроцилиндрами 6. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку 4. Бурильно-крановое оборудование обеспечивает подачу на забой и извлечение из скважины бурильного инструмента и установку опор. Оно включает бурильную мачту 5 с неповоротным гуськом 3 кранового устройства, бурильную штангу, на нижнем конце которой крепится сменный короткошнековый бур 9 с забурником 10 и резцами, гидравлический механизм подачи бура, помещенный внутри бурильной мачты, вращатель 8 штанги с буровым инструментом, червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренные скважины. На барабан лебедки навивается канат грузового полиспаста с крюковой подвеской. Вращатель штанги представляет собой одноступенчатый конический редуктор и приводится в действие от коробки передач трактора с помощью механической трансмиссии 7, в состав которой входят соединительная муфта, карданные валы и раздаточная коробка с фрикционом для включения-выключения привода бурильного инструмента. От раздаточной коробки осуществляется привод выполненной с ней заодно крановой лебедки. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бурового инструмента (1,7; 2,35 и 2,95 с^-1) в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта, а также реверс бура и барабана лебедки. При бурении скважин и установке опор машина дополнительно опирается на две выносные опоры с гидродомкратами 12, установленные на раме 11. Неповоротный бульдозерный отвал управляется одним гидроцилиндром. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, бульдозерного оборудования, выносных опор и управления фрикционом обслуживаются двумя гидронасосами гидросистемы базового трактора. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется из кабины трактора. При строительстве зданий и сооружений широко применяются основания и фундаменты из буронабивных свай, при устройстве которых в сложившихся условиях застройки исключается деформация элементов несущих конструкций зданий и сооружений, расположенных поблизости от места производства работ, и шум, возникающий при работе молотов. Фундаменты из набивных свай имеют большую несущую способность, чем фундаменты из забивных свай. Буронабивные сваи изготовляются диаметром 600... 1700 мм при глубине заложения до 40...50 м и способны воспринимать сосредоточенные нагрузки до 300... 1000 т на сваю. Их широко применяют в фундаментах опор мостов и несущих конструкций каркасных зданий и сооружений.

Технологический цикл изготовления буронабивных свай включает операции бурения ствола скважины под будущую сваю, изготовление и установку каркаса сваи, бетонирование ствола скважины. Защиту стенок скважин от возможного обрушения при проходке скважин в неустойчивых фунтах осуществляют обычно с помощью обсадных не извлекаемых или инвентарных извлекаемых труб, а также избыточным давлением глинистого раствора или воды. Наиболее трудоемкой и продолжительной (55...60 % общего времени цикла) технологической операцией является бурение ствола скважины, которое осуществляется с помощью специальных (бурильных) машин или навесного бурильного оборудования, смонтированного на базе одноковшовых экскаваторов с гидравлическим и механическим приводами.

15. Буровая машина для бурения скважин под буронабивные сваи

Буровая установка является комбинированным буровым агрегатом, укомплектованная буровым инструментом и оборудованием, позволяющим производить бурение водозаборных скважин в породах до V категории буримости и сооружение шахтных колодцев с обсадкой их стенок трубами или кольцами. Бурение может осуществляться двумя способами: вращательным с помощью шнековых полых колонн и комбинированным, т.е. вращательным (шнеками) и ударноканатным.

16. Копровая установка на базе гусеничного трактора с трубчатым дизель-молотом

Копровая установка СП-49Д (а) включает базовый трактор 1, дизель-мопот 10 с наголовником 11, несущую раму 4, подвижную раму 2, гидравлические полиспасты 6 для подъема молота и сваи, двухсекционную мачту 8 с оголовком 9 и направляющими для свайного молота, боковой 5 и задний 7 гидравлические раскосы, гидрооборудование 3, свайную стрелку 12 для установки свай под молот, упор 13, устройство 14 для подтаскивания свай. Навесное оборудование с гидравлическим приводом обеспечивает выполнение следующих операций: подтаскивание, подъем, установку сваи на точку забивки и под молот, наклоны мачты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, выдвижение мачты, подъем и опускание молота, опускание мачты в транспортное и подъем ее рабочее положение.

Гидрополиспасты для подъема молота (б) и сваи (в) приводятся в действие гидроцилиндрами 17 и обеспечивают через десятикратную запасовку подъем сваи канатом 19 и молота канатом 18. Гидрополиспасты смонтированы на тракторе со стороны, противоположной молоту, и выполняют роль противовесов, придающих копру устойчивость.

Для наклонов мачты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, установки ее вертикально, независимо от неровностей и уклонов строительной площадки или котлована, а также перевода мачты из транспортного (горизонтального) положения в рабочее и наоборот служат одинаковые по конструкции боковой 5 и задний 7 гидравлические раскосы, состоящие соответственно из гидроцилиндров 13 и 16 и стоек.

Перемещение мачты в направлении, перпендикулярном продольной оси машины (на расстояние до 0,4 м), осуществляется при выдвижении подвижной рамы 2 гидроцилиндром 15, что позволяет достаточно точно без дополнительных маневров базовой машины наводить сваю на точку забивки без нарушения вертикальности мачты. На нижней секции мачты смонтированы выдвижная свайная стрелка 12, управляемая гидроцилиндром, упор 13 для наведения сваи на точку забивки и установлены отводные блоки каната подъема молота и сваи. С помощью стрелки с изменяемым вылетом верхний конец сваи заводят в наголовник молота. Нижний конец сваи упором отталкивается от мачты, чтобы придать свае вертикальное положение. При забивке сваи стрелка гидроцилиндром убирается в нишу мачты. Гидроцилиндры копрового оборудования обслуживаются гидросистемой базовой машины. Пульт управления копровым оборудованием находится в кабине машиниста.

Работа трубчатого дизель-молота осуществляется в такой последовательности. Перед пуском молота поршень 4 поднимается "кошкой" 5, подвешенной на канате 6 лебедки копра, в крайнее верхнее положение, после чего происходит автоматическое расцепление «кошки» и поршня. При свободном падении вниз по направляющей трубе 3 поршень нажимает на приводной рычаг 7 топливного насоса 8, который подает дозу топлива в сферическую выточку работа 1. При дальнейшем движении вниз поршень перекрывает отверстия всасываюше-выхлопных патрубков 2 и начинает сжимать воздух в рабочем цилиндре 9, значительно повышая его температуру. В конце процесса сжатия головка поршня наносит удар по шаботу, чем обеспечивается погружение сваи в грунт и распыление топлива в кольцевую камеру сгорания, где оно самовоспламеняется, перемешиваясь с горячим сжатым воздухом.

Часть энергии расширяющихся продуктов сгорания -- газов (максимальное давление сгорания 7--8 МПа) передается на сваю, производя ее дополнительное (после механического удара) погружение, а часть расходуется на подброс поршня вверх на высоту до 3 м. Вследствие воздействия на сваю последовательно двух ударов -- механического и газодинамического -- достигается высокая эффективность трубчатых дизель-молотов. При движении поршня вверх (положение IV) расширяющиеся газы по мере открывания всасывающе-выхлопных патрубков 2 выбрасываются в атмосферу. Через те же патрубки засасывается свежий воздух при дальнейшем движении поршня вверх. Достигнув крайнего верхнего положения, поршень начинает свободно падать вниз, рабочий цикл повторяется, и в дальнейшем молот работает автоматически до полного погружения сваи. Таким образом, в течение первого такта цикла работы трубчатого дизель-молота происходит продувка цилиндра, сжатие воздуха, впрыск и разбрызгивание топлива, а в течение второго -- самовоспламенение горячей смеси топлива с воздухом и расширение продуктов сгорания, выхлоп отработанных газов в атмосферу и засасывание в цилиндр свежего воздуха.

17. Стреловой кран на шасси автомобиля

Автомобильный кран представляет собой грузоподъемную машину, смонтированную на шасси автомобиля 1, которая состоит из неповоротной части 2, опорно-поворотного устройства 5 и поворотной платформы 3 со стрелой 4 и силовыми механизмами с приводом от двигателя автомобиля 5, с выносными опорами 6.

Краны состоят из механизмов подъема груза, изменения вылета крюка, поворота платформы и передвижения. Для выигрыша в силе механизмы подъема груза и изменения вылета крюка имеют полиспасты. Механизмы кранов, кроме механизма передвижения, размещаются на поворотной платформе.

Привод механизмов крана может осуществляться от двигателя машины или от индивидуальных двигателей. Краны комплектуют набором сменного рабочего оборудования: стрелами разной длины, вставками, крюками, грейферами и др.

Автомобильные краны являются наиболее распространенными самоходными стреловыми кранами и предназначаются для различных монтажных и перегрузочных работ со штучными и сыпучими грузами, преимущественно при разбросанности обслуживаемых объектов, что позволяет наиболее целесообразно использовать высокую мобильность этих кранов (скорость передвижения кранов равна скорости грузового автомобиля). Автомобильные краны изготовляются грузоподъемностью от 2,5 до16т. Работа автомобильного крана с максимальной грузоподъемностью допустима только на выносных опорах. При работе без выносных опор грузоподъемность крана резко, снижается. Некоторые модели автомобильных кранов могут работать только с выносными опорами. Выносные опоры (обычно их четыре) монтируются в опорной раме крана, закрепляемой на раме шасси автомобиля. Выносные опоры снабжаются винтами или гидроцилиндрами (у тяжелых кранов). Рессоры ходовой части при работе крана выключаются с помощью стабилизатора, состоящего из двух рычагов, соединенных между собой валом 4, с рессорами тягой. Рычаги приводятся в действие винтом. Вращая винт и нажимая на хвостовую часть рычага, обе рессоры тягой подтягиваются, прижимаются к раме шасси крана и выключаются из работы.

18. Стреловой кран на шасси автомобильного типа

Кран КС-7976 оснащен пятисекционной телескопической стрелой длиной 9,2...33,3 м с четырьмя выдвигающимися секциями. Ход подвижных секций 6 м. На оголовке стрелы установлен концевой выключатель, отключающий привод механизма подъема крюковой подвески в ее крайнем верхнем положении. Крановое оборудование может быть дополнительно оснащено вспомогательной лебедкой и выдвижным 9-, 16- или 22-метровым удлинителем стрелы. Подъем и опускание стрелы обеспечивают два гидроцилиндра двустороннего действия