Общие сведения о строительных машинах и оборудовании

Лекция №1 Тема 1: Общие сведения о строительных машинах и оборудовании 1.1 Землеройные машины 1.1.1 Классификация одноковшовых экскаваторов 1.1.2 Индексация одноковшовых экскаваторов 1.1.3 Классификация многоковшовых экскаваторов 1.1.4 Индексация многоковшовых экскаваторов 1.2 Землеройно-транспортные машины 1.2.1 Классификация землеройно-транспортных машин 1.2.2 Бульдозер с неповоротным отвалом 1.2.3 Бульдозер с поворотным отвалом 1.2.4 Бульдозер-погрузчик 1.2.5 Скреперы 1.2.6 Автогрейдеры 1.3 Специальные машины 1.4 Машины для свайных работ 1.5 Грузоподъемные строительные машины 1.5.1 Стреловые самоходные краны 1.5.2 Индексация стреловых самоходных кранов 1.5.3 Автомобильные краны 1.5.4 Гусеничные краны 1.5.5 Башенные строительные краны Понятие машина включает в себя устройство или комплекс устройств, предназначенных для выполнения трудовых функций человека. Любой строительный процесс начинается с производства земляных работ, т. с. разработки грунта, перемещению его или погрузки на транспортные средства. Так, для устройства оснований или фундаментов любого здания или сооружения отрывают котлованы необходимых размеров и глубины, а для прокладки наружных сетей трубопроводов — траншеи. Иногда, для устройства таких сооружений, как плотины, дамбы или дороги, устраивают насыпи, причем с укаткой грунта. Все они по существу являются земляными сооружениями, которые по продолжительности службы могут быть временными и постоянными. Временные (котлованы, траншеи) устраиваются только на период строительства зданий, сооружений, сетей трубопроводов, а затем засыпаются грунтом, а постоянные (плотины, дамбы, каналы) рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации. Земляные работы по своему удельному весу в общих объемах строительных работ являются наиболее массовыми и трудоемкими, и поэтому с ними справиться ручными способами не представляется возможным. При их выполнении крайне необходимы механизированные способы работ путем применения специальных машин. Машины для земляных работ по назначению разделяются Землеройные Землеройно-транспортные Специальные Для свайных работ Одноковшовые экскаваторы Многоковшовые экскаваторы Бульдозеры (для разработки и перемещения грунта до 100 м и возведения насыпи до 2 м) Скреперы (притранспортировки грунта от 1000м до 3000м) Машины статического действия (послойное уплотнение грунта под действием собственного веса, например катки) Машины динамического действия (послойное уплотнение грунта под действием возникающей силы или массы падающего груза, например выброплиты) Виббропогружатели, дизель-молоты Землеройные машины Наиболее распространенным видом землеройных машин являются одноковшовые строительные экскаваторы. Они служат для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Разрабатывают они грунты I…IV групп и разрыхленные мерзлые или скальные грунты. Кроме того, экскаваторы применяют на сваебойных, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работах, используя различные виды сменного рабочего оборудования. Одноковшовые экскаваторы относятся к машинам циклического действия. Рабочий цикл одноковшового экскаватора: Классификация одноковшовых экскаваторов 1. По типу ходового оборудования А) гусеничное – предназначено для передвижения экскаваторов в пределах строительной площадки; Б) пневмоколесное - обеспечивает большую мобильность: при передислокации с объекта на объект экскаватор может перемещаться своим ходом; В) на специальном шасси – на колесном ходовом устройстве автомобильного типа. 2. По назначению А) универсальные – оснащены несколькими видами сменного оборудования Б) специальные - оснащены только одним видом такого оборудования 3. По типу подвески А) гибкая – с гибкими элементами для удержания и приведения в действия рабочего оборудования Б) жесткая – преимущественно гидравлическими цилиндрами. Рис. 1. Классификация экскаваторов по типу подвески рабочего оборудования: а - с гибкой подвеской; б - с жесткой подвеской 4. По возможности поворота платформы А) полноповоротные, т.е. поворот рабочего оборудования в плане не ограничен. Б) неполноповоротные, соответственно поворот рабочего оборудования в плане ограничен. 5. По типу привода А) с механическим Б) гидромеханическим В) гидравлическим Г) электрическим Д) смешанным 6. По видам рабочего оборудования А) прямая лопата – разработка грунта выше уровня стоянки экскаватора; Б) обратная лопата – разработка грунта ниже уровня стоянки экскаватора; В) планировочное оборудование – для послойной разработки грунта; Г) землеройно-планировочным - для послойной разработки грунта, поворачивающий в вертикальной плоскости. Д) драглайн – при больших глубинных копаниях грунта ниже уровня стоянки. Е) грейфер – погрузочные и разгрузочные операции сыпучих материалов, очистку прудов и каналов. Прямая лопата (рис.2) широко применяется гидравлических экскаваторах 4-й - 6-й размерных групп и на экскаваторах с механическим приводом. Ею разрабатывают грунты I -III категории в интервале температур от -40 до +40 °С. Основными элементами рабочего оборудования являются стрела 6, рукоять 7, ковш 10 и гидроцилиндры: подъема стрелы 5, поворота рукояти 9 и поворота ковша 8. На экскаваторе могут устанавливаться как поворотные, так и неповоротные ковши. Поворотные значительно расширяют возможности экскаватора, обеспечивая помимо разработки грунта планировку забоя. В случае установки неповоротного ковша гидроцилиндр 8 служит для открывания днища ковша при выгрузке грунта. Рис.2. Гидравлический экскаватор с прямой лопатой 1 - ходовая тележка; 2 - противовес; 3 - силовая установка; 4 - кабина; 5, 8, 9 - гидроцилиндры стрелы, ковша и рукояти; 6 - стрела; 7 - рукоять; 10 - ковш; 11 - платформа. Обратная лопата (рис. 3) служит для разработки грунта, находящегося ниже уровня стоянки, при этом ковш движется вверх в сторону экскаватора. Обратная лопата является основным рабочим оборудованием для гидравлических экскаваторов 2-й - 5-й размерных групп. Экскаватор с обратной лопатой предназначен для разработки грунтов I -III категории и предварительно разрыхленных мерзлых и прочных грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и выполнения погрузо-разгрузочных работ в интервале температур от -40 до +40 С. При работе обратной лопатой реализуются большие усилия копания, так как отпор грунта воспринимается не только массой рабочего оборудования, но и массой всей машины. Кроме того, улучшена наполняемость ковша и точность выгрузки за счет поворота его относительно рукояти, возможно применение широкого спектра удлиненных стрел и рукоятей и профильных ковшей для очистки кюветов, каналов и т.д. По конструктивному исполнению обратную лопату с гидроприводом выпускают нескольких разновидностей, но основными ее сборочными элементами (рис.2) является моноблочная (Г образная) или составная стрела 6, рукоять 8, ковш 10 обратной лопаты и гидроцилиндры 11 подъема стрелы, поворота рукояти 7 и ковша 9. Рис.3. Экскаватор гидравлический с обратной лопатой 1 - ходовая тележка; 2 - поворотная платформа; 3 - силовая установка; 4 - труба выхлопных газов; 5 - кабина; 6 - стрела; 7, 9, 11 - гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 8 - рукоять; 10 - ковш. Обратную лопату снабжают сменными ковшами различной формы и вместительности. Ковш обратной лопаты чаще всего изготавливают сварной конструкции без открывающегося днища. В районе режущей кромки передней стенки приварены карманы для установки зубьев. Количество зубьев зависит от ширины ковша и вида работ. Иногда зубья устанавливают и на боковые стенки, в основном когда ведут разработку грунта в траншеях. Эти зубья подрезают стенки траншеи, исключая заклинивания в ней ковша. Передняя стенка ковша в нижней части имеет перфорацию. Это необходимо для удаления воды при разработки переувлажненных грунтов. Разрабатывают грунт поворотом рукояти относительно стрелы или поворотом ковша относительно рукояти. Обратная лопата с механическим приводом несколько отличается от обратной лопаты экскаватора с гидравлическим приводом. Рис.4. Гусеничный экскаватор 3-й размерной группы с механическим приводом и рабочим оборудованием "обратная лопата" 1 - ходовое устройство; 2 - поворотная платформа; 3 - стойки; 4, 6 - канаты; 5 - стойки блоков; 7 - рукоять; 8 - тяги реактивные; 9 - ковш обратной лопаты; 10 - канат тяговый. Ковш 9 (рис.4) к рукояти 7 крепится неподвижно, что достигается установкой реактивных тяг 8 между задней стенкой ковша и рукоятью. Рабочие движения ковша обеспечиваются изменением длин тягового 10 и подъемного 6 полиспастов. Драглайн (рис.5) предназначен для разработки грунтов преимущественно ниже уровня стоянки экскаватора. Благодаря удлиненной решетчатой стреле драглайн может работать на большом радиусе копания. Поэтому он применяется при отрыве больших котлованов, выполнение погрузо-разгрузочных работ на сыпучих материалов. Это единственный вид рабочего оборудования, который монтируется исключительно на экскаваторах с механическим приводом. Рис.5. Схема драглайна 1 - наводка; 2 - канат; 3 - блок; 4 - канат; 5 - стрела; 6 - блок; 7 - канат; 8 - ковш драглайна; 9 - канат. Рабочее оборудование включает: - стрелу решетчатого типа; - ковш драглайна 8; - тяговый 9 и подъемные 7 канаты. Грейфер (рис.6) применяют для отрывки котлованов, траншей, колодцев и выполнения погрузо-разгрузочных работ. Грейферы, используемые на экскаваторах с гидравлическим приводом, имеют жесткую подвеску. Это позволяет создавать необходимые усилия напора при врезании и эффективно разрабатывать плотные грунты. Для навески грейфера используют базовую 1 и головную часть 4 стрелы, связанные тягой 2, и рукоять 5 обратной лопаты. Ковш грейфера состоит из двух челюстей 10 с зубьями 11 и двух тяг 9. В механизм подвески ковша входит рама 7, поворотная головка 6, гидроцилиндр расположенный внутри рамы, и ползун 8. Ширина челюстей ковша зависит от условий использования. Грейферный ковш в зависимости от условий поворота в плане может крепиться к рукояти тремя способами: - неповоротным, - неполноповоротным, - полноповоротным. При любом виде соединения ковш может раскачиваться в продольном и поперечном направлениях. При копании исходное положение челюстей грейферного ковша – разомкнутое. Необходимое напорное усилие создается гидроцилиндрами 3 управления рукоятью. Замыкаются челюстями гидроцилиндром, расположенным внутри рамы. Поворотная головка обеспечивает поворот ковша в горизонтальной плоскости на 1800, что повышает эксплуатационные возможности оборудования. Рис.6. Рабочее оборудование грейфера 1 - базовая часть стрелы; 2 - тяга; 3 - гидроцилиндр рукояти; 4 - головная часть стрелы; 5 - рукоять; 6 - поворотная головка; 7 - рама; 8 - ползун; 9 - тяги; 10 - челюсть ковша; 11 - зубья ковша; 12 - оси. При оборудовании грейфером экскаватора с механическим приводом на нем монтируют удлиненную решетчатую стрелу. Челюсти ковша замыкаются тяговым канатом, а высоту изменяют подъемным канатом. Рис.7. Схема грейфера с механическим приводом 1, 2 - барабаны; 3 - тяговый канат; 4 - подъемный канат; 5 - стрела; 6 - тяги челюстей ковша; 7 - грейфер; 8 - оттяжка. Недостаток грейферного оборудования с канатным управлением заключается в том, что плотность разрабатываемого грунта зависит от его массы, поэтому основная область их применения погрузо-разгрузочные работы на сыпучих материалах. Конструктивные особенности рабочих органов определяются их назначением. По основному назначению применяются рабочие органы ковшового, грейферного и рыхлительного типов, однако следует отметить, что экскаваторы, являясь наиболее универсальными из всех строительных машин, имеют более сорока видов сменного рабочего оборудования. Рис. 8. Сменное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов: а-прямая лопата; б-обратная лопата; в-драглайн, г — грейфер; д — копер для забивки свай; е — грузоподъемный кран; ж — струг; э — рыхлитель грунта Выбор типа экскаваторов, его модели и вида рабочего оборудования производят исходя из: - грунтовых и климатических условий, - объемов и сроков производства работ, - параметров земляных сооружений, - дальности транспортирования грунта и ряда других факторов. Основными положениями при выборе экскаватора также являются: - выбор рациональной схемы работы; - выбор рациональных технологических параметров забоя; - рациональное использование взаимодействующих машин (экскаваторов и самосвалов). Вид рабочего оборудования уточняется в зависимости от характера работ (табл. 1.). Таблица 1 Область применения сменного рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов Виды рабочего оборудования Вместимость ковша, м3 Работа Группа грунта I…III IV…VI Прямая лопата 0,25…2,5 0,65…3 Разработка котлованов и резервуаров с погрузкой грунта в транспорт Обратная лопата и драглайн 0,25…2,5 0,65…3 Разработка котлованов, траншей и резервуаров с погрузкой грунта в транспорт и укладкой его в отвал Грейфер 0,5…1,5 0,5…1,5 Разработка глубоких выемок с вертикальными стенками, добыча песка и гравия из-под воды Планировочное оборудование 0,25…0,4 0,4…0,65 Планировка откосов, траншей, расчистка каналов Например, гусеничные экскаваторы рекомендуется применять на сосредоточенных объемах земляных работ, когда не требуются частые перебазировки; при работе на слабых грунтах; при разработке скальных грунтов, где пневматические шины быстро выходят из строя. Пневмоколесные экскаваторы целесообразно применять на грунтах с высокой несущей способностью и на рассредоточенных объемах работ, а также в городских условиях, где требуется частая перебазировка машин собственным ходом. Экскаваторы на специальном шасси автомобильного типа целесообразно применять на рассредоточенных работах (строительстве дорог, опор линий электропередачи, трубопроводов и т. п.). Экскаваторы с навесным рабочим оборудованием на пневмоколесных тракторах целесообразно применять в условиях бездорожья и на рассредоточенных объектах. Индексация одноковшовых экскаваторов Индексация машин – это условное буквенно-цифровое обозначение (индекс), отражающее модель машины и её главный параметр. В настоящее время в индексе экскаватора используют четыре цифры и дополнительные буквенные обозначения. Четыре основные цифры индекса последовательно означают: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования (вид подвески) и порядковый номер данной модели. Рис.9 Структура индекса универсальных одноковшовых экскаваторов В таблице 2 приведены номера размерной группы экскаваторов. Таблица 2 Номера размерной группы одноковшовых экскаваторов Номер размерной группы Эксплуатационная масса, т Мощность основного двигателя, л.с. Объём ковша (геометрический), м³ Класс экскаватора менее 3 10-40 менее 0,1 особо лёгкий 1 5-6 30-50 0,15-0,4 лёгкий 2 8-9 40-60 0,25-0,6 лёгкий 3 10-12 50-80 0,3-1,0 средний 4 19-30 80-130 0,65-1,6 средний 5 30-40 100-200 1,2-2,5 тяжёлый 6 55-60 200-350 1,6-4 тяжёлый 7 80-100 300-500 2,5-6,3 особо тяжёлый 8 100-160 400-800 5-10 особо тяжёлый Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9: 1 - означает гусеничное ходовое устройство (Г); 2 - гусеничное уширенное (ГУ); 3 - пневмоколесное (П); 4 - специальное шасси автомобильного типа (СШ); 5 - шасси грузового автомобиля (А); 6 - шасси серийного трактора (Тр); 7 - прицепное ходовое устройство (Пр); 8, 9 - резерв. Вид специального климатического исполнения: С или ХЛ - северное, Т - тропическое, ТС или ТВ - для работы на влажных тропиках. Пример: ЭО-3322АТ Многоковшовые (траншейные) экскаваторы – это землеройные машины, выполняющие все операции технологического цикла одновременно. Данный вид является самоходным землеройным видом экскаватора непрерывного действия. В отличие от одноковшового экскаватора – траншейные постоянно передвигаются во время работы и отделяют грунт от массива с помощью группы непрерывного движущихся по замкнутому контуру ковшей и одновременно эвакуируют его в отвал (т.е. в сторону от траншеи) или в транспортные средства с помощью отвального устройства. Таким образом, производительность траншейного экскаватора в 2-2,5 раза больше, чем у одноковшового. Траншейные экскаваторы предназначены для выполнения различных видов работ при строительстве нефте- и газопроводов, оросительных и осушительных каналов, устройства дренажных систем. Экскаваторы продольного копания, цепные и роторные, имеют основное исполнение – траншейное. Двухроторные, плужно-роторные экскаваторы предназначены для рытья каналов. Экскаваторы поперечного копания имеют два основных исполнения – карьерное и мелиоративное. Таблица 3 Классификация многоковшовых (траншейных) экскаваторов Рабочий орган Исполнение Индекс Наименование Характер перемещения Конструкция Продольного копания Цепные Траншейные ЭТЦ Цепные траншейные экскаваторы Дреноукладочные ЭТЦ Экскаваторы – дреноукладчики Канальные ЭТЦ Экскаваторы-кюветокопатели Роторные Траншейные ЭТР Роторные траншейные экскаваторы Шнекороторные ЭТР Шнекороторные экскаваторы Двухроторные Канальные ЭТР Каналокопатели Плужно-роторные МК Плужно-роторные каналокопатели Поперечного копания Цепные Карьерные ЭМ Цепные экскаваторы поперечного копания Мелиоративные ЭМ Мелиоративные экскаваторы, каналоочистители Радиального копания Роторные Карьерные ЭР Роторные стреловые экскаваторы Многоковшовые экскаваторы характеризуются также по: 1. типу ходового устройства базового тягача А) на гусеничные; Б) пневмоколесные. 2. типу привода А) с механическим Б) с гидравлическим В) с электрическим Г) с комбинированным приводом 3. способу соединения рабочего оборудования с базовым тягачом А) с навесным рабочим оборудованием Б) с полуприцепным рабочим оборудованием 4. типу рабочего органа А) цепные Б) роторные Рабочим органом цепных экскаваторов является однорядная или двухрядная свободно провисающая цепь 5, огибающая наклонную раму и несущая по себе ковши или скребки 6. Рис 10. Схема цепного траншейного экскаватора Рабочим органом роторных экскаваторов является жесткий ротор (колесо) 12 с ковшами или скребками 11, вращающиеся на роликовых 8 рамах 9: Рис 11. Схема роторного траншейного экскаватора Ширина отрываемых траншей прямоугольного профиля зависит от ширины ковша или скребка и расположения на них режущих элементов. На один и тот же базовый тягач может быть навешаны сменные рабочие органы с различной шириной и количеством ковшей (скребков) для рытья траншей с различными параметрами профиля. Для получения трапецидального профиля траншеи рабочие органы цепного и роторного траншейного экскаватора оборудуют активными и пассивными откосообразователями. Активные откосообразователи представляют собой наклонно расположенные цепи 8 (рисунок 10, вид А) с поперечными резцами, совершающие возвратно-поступательное движение. Пассивные откосообразователи роторных машин выполнены в виде двух наклонных ножей 13 (рисунок 11, а), жестко закрепленных по бокам рамы ротора. Откосообразователи применяют в немерзлых грунтах с низкой несущей способностью. Для разработки мерзлых грунтов к цепным экскаваторам крепят специальные сменные рабочие органы. А ковши роторных экскаваторов оснащают специальными сменными зубьями. Копание мерзлых грунтов ведется на пониженных скоростях тягача и рабочего органа. Поэтому производительность снижается в 3-3,5 раза. Во время работы цепь или ротор движется в плоскости передвижения тягача. Отделение грунта от массива и заполнение им рабочего органа осуществляются в результате сообщения цепи или ротору двух совмещенных движений копания: основного – поступательного относительно рамы (для цепи) или вращательного вокруг своей оси (для ротора) и движения подачи – поступательного в направлении движения машины. Основное движение способствует отделению слоя грунта и направлено по касательной к траектории копания. Движение подачи регулирует толщину отделяемого слоя грунта и направлено перпендикулярно (нормально) касательному. Соотношение скоростей этих движений определяет траекторию движения режущих элементов рабочего органа в продольно-вертикальной плоскости, которая представляет собой наклонную прямую у цепных экскаваторов (рис 10,б) и трахоиду у роторных (рис 11,в). Толщина стружки, отделяемая цепным рабочим органом, практически постоянна по всей высоте забоя. Роторный рабочий орган отделяет стружку переменной толщины, достигающей максимального значения на уровне оси вращения ротора. Скорость движения рабочего органа и скорость подачи (передвижения машины) подбирают таким образом, чтобы независимо от глубины траншей обеспечивалось 100%-е наполнение ковшей. Рабочая скорость передвижения экскаваторов при копании траншей бесступенчато регулируется в широком диапазоне в зависимости от условий работы, физико-механических свойств грунтов и составляет 5-800 м/ч у цепных машин и 10-500 м/ч у роторных. Скорость движения рабочего органа во многом определяется способом разгрузки ковшей роторных экскаваторов и динамическими нагрузками, действующими на цепь, у цепных. Скорость рабочего органа цепных машин не превышает 2,4 м/с. Рабочие органы современных траншейных экскаваторов имеют несколько скоростей движения, причем пониженные скорости используют при копании траншей в тяжелых талых и мерзлых грунтах. На обоих типах машин применяют гравитационный способ разгрузки под действием собственного веса грунта. Разгрузка отделенного от массива и поднятого из траншеи грунта производится у двухцепных экскаваторов на поперечный отвальный ленточный конвейер 3 (рис 10, а) при повороте ковшей б или скребков относительно приводных звездочек 4 цепей. Эвакуация поднятого скребками на поверхность грунта по обе стороны от траншеи у одноцепных экскаваторов осуществляется двумя шнеками 9 (рис 10, в) винтового отвального конвейера, приводимого во вращение от цепи рабочего органа, или скребковым конвейером. У роторных экскаваторов (рис 11, а) грунт из ковшей 11 разгружается при достижении ими верхнего крайнего положения над поперечным отвальным ленточным конвейером 7, расположенным внутри ротора 12. Преждевременному высыпанию грунта из ковшей во внутреннюю полость ротора при их подъеме препятствует передний донный щит 6. Ленточные конвейеры цепных и роторных экскаваторов отбрасывают грунт в правую или левую сторону параллельно траншее в отвал или в транспортные средства (рис 10, а) и (рис 11, в). Обычно конвейеры имеют криволинейную форму, что в сочетании с довольно большой скоростью ленты (3,5...5 м/с) обеспечивает необходимую высоту подъема и дальность отброса грунта. Глубина отрываемой траншеи у цепного и роторного экскаватора регулируется гидравлическим подъемным механизмом, которым осуществляется также перевод рабочего органа из транспортного положения в рабочее и наоборот. Рабочий орган цепного экскаватора соединен с гидроцилиндрами 1 (рис 10, в) подъемного механизма рычажной системой 2 и заглубляется ими в грунт, удерживается в заданном положении и выглубляется из грунта принудительно. Рабочий орган роторного экскаватора подвешен на пластинчатых цепях 4 и 5 (рис 2,а) подъемного механизма и заглубляется в грунт до заданной отметки пол действием собственной силы тяжести, a удерживается в заданном положении и выглубляется принудительно гидроцилиндрами 2 и 3. Независимый принудительный подъем и опускание обоих концов рабочего органа позволяют заглублять ротор и выводить его из траншеи при неподвижно стоящем экскаваторе и вести работы в стесненных городских условиях, характеризующихся наличием густой сети дорог, подземных коммуникаций и т.п. Задняя часть рабочего органа роторного экскаватора при копании находится и подвешенном состоянии или опирается на пневмоколесо. Позади ротора установлено зачистное устройство 10 для зачистки дна траншеи от осыпающегося грунта. Индексация многоковшовых (траншейных) экскаваторов Для экскаваторов непрерывного действия принята буквенно-цифровая индексация (см.рис.12). Экскаваторы траншейные (ЭТР и ЭТЦ): первые две цифры – глубина копания, дм; третья – номер модели. Экскаваторы роторные стреловые: первые три цифры – вместимость ковша, л; четвертая номер модели. Экскаваторы поперечного копания: первые две цифры – вместимость ковша, л; третья - номер модели. Рис.12. Структура индекса многоковшовых экскаваторов непрерывного действия: а- продольного; б- поперечного и радиального копания Пример: ЭТР – 252А Плужно-роторным каналокопателям присваивается общий индекс мелиоративных каналокопателей МК и порядковый номер. Например, МК-23. Землеройно-транспортные машины Бульдозеры классифицируются: 1. по назначению: - общего назначения (предназначены для землеройно-транспортных и планировочных работах); - специального назначения (для уборки снега, разработки сыпучих материалов). 2. по типу ходовой части: - гусеничные; - колесные. 3. по способу установки рабочего органа: - с неповоротоным отвалом; - с поворотным отвалом. 4. по типу отвала: - с прямым отвалом; - полусферическим; - сферическим; - специальным (для сыпучих материалов) 5. по приводу рабочего оборудования - с гидравлическим приводом; - с канатно-блочным управлением. 6. по виду навесного оборудования (рыхлители бывают трехзвенные, четырехзвенные и многозвенные). 7. по способу крепления рыхлительного оборудования: - с жестки креплением зуба, т.е. поворот зуба исключается; - с шарнирным креплением зуба. Наиболее распространены бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалом, бульдозеры – рыхлители и бульдозеры-погрузчики. Бульдозеры с неповоротными отвалами бывают с жесткими (рис. 13, а) и шарнирными (рис. 13, б) толкающими брусьями. Рис.13.а. Гусеничный бульдозер с неповоротным отвалом с жесткими толкающими брусьями 1 – отвал, 2 – несущая рама, 3 – гидроцилиндр подъёма-опускания отвала, 4 – рукав, 5 – подрамник, 6 – поперечная рама, 7 – толкающий брус, 8 – трактор, 9 – нож. Рис.13.б. Гусеничный бульдозер с неповоротным отвалом с шарнирными брусьями 1 – отвал, 2 – несущая рама, 3 – гидроцилиндр подъёма-опускания отвала, 4 – рукав, 5 – подрамник, 6 – поперечная рама, 7 – толкающий брус, 8 – трактор, 9 – нож, 10 – двигатель, 11 – муфта сцепления, 13 – коробка передач, 14 – задний мост, 15 – звездочка, 16 – гусеничная тележка, 17 – гусеница, 18 – шарнир, 19 – гидрораскос, 20 – универсальный шарнир; положение отвала I – нижнее, II – рабочее, III – транспортное. Бульдозер первого типа оборудован отвалом 1, к которому жестко приварены два толкающих бруса 7, охватывающих снаружи базовый трактор 8. Брусья шарнирно установлены на поперечной балке 6, болтами прикрепленной к раме трактора. Спереди к ней также прикреплен подрамник 5, к которому шарнирно через несущую рамку 2 подвешен один гидроцилиндр 3 двойного действия. К гидроцилиндру подведены два рукава высокого давления 4, которые соединяют его с гидросистемой трактора. Она состоит из гидронасоса, гидрораспределителя, гидробака и гидролиний. Подавая давление масла, развиваемое гидронасосом, в одну полость гидроцилиндра, поднимают бульдозерный отвал, в другую - опускают его. Отвал в зоне резания грунта оборудован съемными ножами 9. Бульдозер второго типа включает в себя прямоугольные толкающие брусья 7, которые с одной стороны шарнирно с помощью упряжных шарниров 18 связаны с тележками 16 трактора, с другой - универсальными шарнирами - с отвалом 1. Для сохранения определенного положения и резания грунта с минимальными затратами энергии отвал с одной стороны удерживается гидрораскосом 19, с другой - жесткой тягой. Гидрораскос подсоединен к гидросистеме трактора и осуществляет перекос отвала в поперечной плоскости. Бульдозер оборудован двумя гидроцилиндрами 3 подъема - опускания, которые также связаны с гидроприводом трактора. Гидроцилиндрами подъема - опускания 3 отвал устанавливают в нижнее 7, рабочее II, транспортное III и промежуточные положения. В качестве базовой машины может быть использован трактор, тягач или специальное шасси. Двигатель 10 трактора через муфту сцепления 11 или гидротрансформатор приводит в действие коробку передач 13 и задний мост 14. Звездочки 15 передают вращение от двигателя гусеницам 17, которые перемещают всю машину вперед или назад. Кабину 12 размещают преимущественно в задней (у тракторов типа ДТ-75Н, Т-4АП2, Т-170) или в средней (у трактора ДЭТ-250М2) части. Бульдозеры с поворотным отвалом (рис. 14) отличаются от бульдозера с неповоротным отвалом тем, что на базовый трактор 5 на упряжных шарнирах 6 крепят охватывающую раму 3. Впереди рамы приварена шаровая опора, на которой установлен отвал 1, поворачивающийся налево или направо по ходу движения машины. Рис.14. Гусеничный бульдозер с поворотным отвалом 1 – отвал, 2 – толкатель с откосом, 3 – рама, 4 – гидроцилиндр, 5 – трактор, 6 – шарнир, 7 и 8 – ножи. По краям отвала располагают толкатели 2, предназначенные для крепления его к охватывающей раме. Переставляя вручную толкатели в кронштейнах на раме, устанавливают отвал в правое положение по ходу машины, среднее или левое. В среднем положении отвала бульдозер выполняет такие же работы, как бульдозер с неповоротным отвалом, при боковых положениях отвала засыпают траншеи или очищают снег. Вертикальные перемещения отвала выполняют гидроцилиндрами подъема-опускания 4. Отвал оборудован средними 8 и крайними 7 ножами. Бульдозер-рыхлитель (рис. 15) характеризуется тем, что на тракторы, оборудованные бульдозером с неповоротным или поворотным отвалом, сзади навешивают гидравлический однозубый или многозубый рыхлитель. К заднему мосту базового трактора 8 крепят на шпильках опорную раму 7, на которой внизу шарнирно установлена рама 1, а вверху - тяга 5. К тягам шарнирно прикреплена рабочая балка 4 так, что образуется параллелограммный четырехзвенник. Рис. 15. Бульдозер – рыхлитель 1 и 7 – рамы, 2 – наконечник, 3 – зуб, 4 – рабочая балка, 5 – верхняя тяга, 6 – гидроцилиндр подъема-опускаяни, 8 – гусеничный трактор, 9 – бульдозерное оборудование. По диагонали четырехзвенника установлены гидроцилиндры 6. В рабочей балке закреплен зуб 3 прямоугольного сечения, на конце которого установлен быстросъемный наконечник 2. Выдвигая шток гидроцилиндра, поднимают рабочую балку и зуб в верхнее положение, втягивая шток – заглубляют рыхлитель в грунт. Благодаря параллелограммному четырехзвеннику зуб перемещается при подъеме по траектории, близкой к вертикали. Бульдозер-погрузчик (рис.16) агрегатируют с колесным трактором или шасси. На базовом тракторе 1 неподвижно закреплена рама 6, представляющая собой две вертикальные наружные стойки, жестко соединенные между собой. К раме шарнирно подвешивают стрелу 2. Одна сторона стрелы поднимается и опускается в вертикальной плоскости двумя гидроцилиндрами 5. На противоположном конце стрелы на двух шарнирах прикреплена рамка, которая поворачивается относительно стрелы двумя гидроцилиндрами 3. К рамке крепят бульдозерный отвал, погрузочный ковш или другие виды сменного рабочего оборудования. Рис.16. Бульдозеры – погрузчики на колесном тракторе «Беларусь» а – с бульдозерным отвалом, б – с погрузочным ковшом; 1 – трактор, 2 – стрела, 3, 5 – гидроцилиндры поворота отвала и подъема-опускания, 4 – отвал, 6 – рама, 7 – погрузочный ковш. Скрепер является самоходной или прицепной (к гусеничному или колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания слоя грунта. Скреперы предназначены для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов I...IV категорий при инженерной подготовке территории под застройку, планировке кварталов, возведении насыпей, разработке широких траншей и выемок под различные сооружения и искусственные водоемы и др. Скреперы классифицируются 1. по вместимости ковша - малой (до 5м3); - средней (5-15 м3); - большой (>15м3). 2. по способу загрузки ковша - с пассивной загрузкой движущим усилием срезаемого слоя грунта - с принудительной загрузкой с помощью скребкового элеватора 3. по способу разгрузки ковша - с принудительной разгрузкой ковша (при выдвижении стенки ковша вперед – этот способ является основным) - со свободной или самосвальной разгрузкой (опрокидывание ковша вперед по ходу машины). 4. по способу агрегатирования с тяговыми средствами - на прицепные к гусеничным тракторам - на самоходные 5. по способу управления рабочим органом - с механическим; - с гидравлическим; - с электрогидравлическим управлением. Выпускаемые в настоящее время скреперы имеют гидравлическую или электрогидравлическую систему управления рабочим органом, которая обеспечивает принудительное опускание, подъем и разгрузку ковша, изменение глубины резания, подъем и опускание передней заслонки ковша с помощью гидроцилиндров двойного действия. Принудительное заглубление ножей ковша и грунт позволяет довольно точно регулировать толщину срезаемой стружки, сокращать время набора грунта и эффективно разрабатывать плотные грунты. Рабочий процесс скрепера: При наборе грунта ножи опущенного на грунт ковша срезают слой грунта толщиной h, который поступает в ковш при поднятой подвижной заслонке. Наполненный грунтом ковш на ходу поднимается в транспортное положение, а заслонка опускается, препятствуя высыпанию грунта из ковша. При разгрузке ковша заслонка поднята, а грунт вытесняется принудительно из приспущенного ковша выдвигаемой вперед задней стенкой ковша, причем регулируемый зазор между режущей кромкой ковша и поверхностью земли определяет толщину с укладываемого слоя грунта, который разравнивается (планируется) ножами ковша и частично уплотняется колесами скрепера. При холостом ходе порожний ковш поднят в транспортное положение, а заслонка опущена. Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органом которых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещенный между передним и задним мостами пневмоколесного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт, и отвал сдвигает его в сторону. Грейдеры и автогрейдеры нашли широкое применение в дорожном строительстве: для планирования дорожных оснований при сооружении земляного полотна; возведения земляного полотна из боковых резервов в равнинной и слабопересеченной местности (при высоте насыпи до 0,5-0,75 м); послойного разравнивания грунта в насыпях при работе землеройных машин; для устройства водоотводных канав; планировки откосов, обочин, выемок и насыпей; перемещения грунта и дорожно-строительных материалов, ремонта и содержания грунтовых и гравийных дорог. Современные автогрейдеры конструктивно подобны и выполнены в виде самоходных трехосных машин с полноповоротным грейдерным отвалом, с механической и гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой управления рабочими органами. Подробный состав элементов автогрейдеров приведен на (рис. 17.) Рис.17. Состав элементов автогрейдера Укрупненно каждый автогрейдер состоит из рамы, трансмиссии, ходового устройства, основного и дополнительного рабочего оборудования, механизмов с системой управления и кабины машиниста. Рамы автогрейдеров могут быть жесткими и шарнирно сочлененными. Наличие шарнирно сочлененной рамы обеспечивает повышенную маневренность машины. Основным рабочим органом грейдеров является отвал, дополнительными рабочими органами прицепных грейдеров могут быть удлинитель отвала, откосник и планировщик откосов. Дополнительное оборудование включает бульдозерный отвал, кирковщик, снегоочиститель, удлинитель отвала, откосник. Специальные машины При устройстве различных земляных сооружений часто возникает необходимость уплотнения грунта, что предотвращает осадки и сдвиговые деформации сооружения. В гидротехнических земляных сооружениях уплотнение является также эффективным средством снижения фильтрации воды. Уплотнение грунта следует производить при влажности, близкой к оптимальной. Допускаемая влажность (в долях от оптимальной) приведена в таблице 4. Таблица 4 Рекомендуемая влажность грунта при его уплотнении Грунт Влажность при коэффициенте уплотнения 1 – 0,98 0,95 0,90 Пески пылеватые, супеси легкие, круглые не более 1,35 не более 1,6 Не нормируется Супеси легкие и пылеватые 0,8 – 1,25 0,75 – 1,35 0,7 – 1,6 Супеси тяжелые пылеватые и суглинки легкие и пылеватые 0,85 – 1,15 08 – 1,2 0,75 – 1,4 Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые глины 0,95 – 1,05 0,9 – 1,1 0,85 – 1,2 Переувлажненные грунты не поддаются уплотнению и требуют подсушивания, а грунты с малым содержанием влаги необходимо предварительно доувлажнять. Для уплотнения грунтов применяют: - катки прицепные, полуприцепные и самоходные, которые производят уплотнение за счет веса машины и пригруза (балласта), создающие высокое давление на контакте с грунтом; - трамбовочные машины и устройства, использующие для уплотнения энергию удара, передаваемую на грунт непосредственно от рабочего органа или через промежуточный элемент — шабот; - вибрационные машины, передающие на грунт колебания достаточно высокой частоты, за счет которых в совокупности с воздействием веса машины достигается уплотнительный эффект. Выбор способа уплотнения и соответствующей ему машины, ее типоразмеры определяются конкретными условиями. Катки. Наиболее простыми, дешевыми и надежными уплотняющими машинами являются катки. Они предназначены для работы главным образом в связных грунтах. Рабочим органом катков с гладкими вальцами является стальное колесо с широким ободом - валец или барабан, масса которого дополнительно увеличивается балластом, помещаемым во внутренней полости. Валец крепится в подшипниках к раме, которая прицепляется к трактору.  Основным недостатком гладковальцовых катков является малая толщина уплотняемого слоя, которая лежит в пределах 10—15 см. Чтобы увеличить уплотняющее воздействие на грунт, поверхности катания придают особую форму, например, закрепляют на ней, по круговым сечениям стальные штыри различной формы длиной 200—300 мм (кулачки). Такие кулачковые катки широко применяются для уплотнения связных грунтов (рис.18, а). Создавая весьма высокое контактное давление, кулачки внедряются в грунт и уплотняют его на некоторой глубине, создавая плотные ядра. При нескольких проходках уплотненные ядра грунта сливаются, и образуется зона уплотненного грунта. Рис.18 Полуприцепные катки а — кулачковый; б — пневмокаток; 1 — одноосный тягач; 2 — уплотнительный орган; 3 — люк для балластировки; 4 — кулачки; 5 — балластные ящики или блоки Второй разновидностью катков с особой формой поверхности катания являются решетчатые катки. Вальцы такого катка выполнены с поверхностью в виде решетки. Масса катков (с балластом) колеблется в пределах 12—35 т, ширина уплотняемой полосы 2,7—3 м, толщина слоя до 40—50 см. Решетчатые катки хорошо уплотняют и связные, и несвязные, особенно крупнообломочные и крупнокомовые грунты. Их используют для уплотнения насыпей из дресвы, взорванных скальных и мерзлых грунтов, галечников и т. п.  Наиболее распространены в настоящее время катки на пневмошинах —пневмокатки прицепные и полуприцепные. Самоходные катки такого рода, как и гладковальцовые моторные катки, для уплотнения рыхлых грунтов не применяют; ими укатывают основания и конструктивные слои дорожных одежд. Полуприцепные пневмокатки (рис.18 б) имеют массу (с балластом) 40 и 57 т и предназначены для уплотнения слоев толщиной около 40 см. Число проходов пневмокатка по одному следу колеблется в широких пределах в зависимости от его массы и требуемой степени уплотнения. Пневмокатки требуют большей затраты уплотнительной работы, чем кулачковые катки, но они являются универсальными машинами, ими можно уплотнять как связные, так и несвязные грунты в летнее и зимнее время. Уплотнение трамбующими машинами. Применяемые в настоящее время трамбующие машины имеют различное исполнение. Известны машины с уплотняющим органом виброударного типа, в которых вибромолоты навешены на подвижные кронштейны позади трактора, с дизель-трамбовочным рабочим органом, действующим через шаботы по числу дизель-трамбовок (обычно их четыре), и др. Возможна трамбовка грунтов с помощью тяжелых плит, навешиваемых на подъемный канат кранов и экскаваторов. Трамбовочные плиты делают из высокоармированного железобетона, их масса колеблется в пределах от 2 до 5 т. Для предотвращения поворотов плиты в горизонтальной плоскости используют оттяжной канат.  Трамбовочными плитами в зависимости от их массы можно уплотнять грунт в слоях толщиной до 1,2—1,5 м. В этом состоит их большое преимущество перед уплотнением укаткой.  Уплотнение ведут со стоянки экскаватора по круговой траектории при повороте стрелы сначала в одну, а затем в другую сторону, после чего экскаватор передвигают по уплотненному грунту на расстояние около 50—90% размера плиты. Чем больше перекрываемая площадь, тем ровнее оказывается уплотненная поверхность. Однако использовать на уплотнительных работах землеройные машины (или краны) не всегда рационально, так как в операциях с трамбовочной плитой трансмиссия подвергается интенсивному динамическому нагружению и быстро изнашивается. Уплотнение вибрационными машинами. Грунтоуплотняющие вибрационные машины широко распространены в практике строительства. Используют различные машины — от тяжелых самоходных вибрационных плит до ручного уплотнительного инструмента, предназначенного для малых объемов работ в стесненных местах. Возбудителями колебаний в таких машинах служат различного рода вибраторы, рабочими органами — опорные конструкции плитного типа, через которые колебательные движения передаются на грунт. Эффект уплотнения вибрацией основан на взаимном перемещении при колебаниях минеральных частиц грунта, что затрудняется при наличии их связности. Поэтому вибрационное уплотнение производят главным образом в несвязных грунтах как зернистых, так и обломочных крупнокусковых. Вибрационное уплотнение требует более тщательного подбора параметров машины по характеристикам уплотняемой среды, чем трамбовка и укатка. В вибрационных катках сочетается эффект укатки с вибрацией. Наличие колебаний существенно интенсифицирует действие силы тяжести, благодаря чему массу вибрационных катков для достижения того же уплотнительного эффекта удается в сравнении с массой обычных катков значительно уменьшить. Это оправдывает усложнение конструкции катка установкой вибратора с приводом. При уплотнении несвязных грунтов масса вибрационного катка может быть в несколько раз ниже массы обычного катка, а при одинаковых массах катков толщина слоя, уплотняемого вибрационным катком, может быть увеличена в 2—2,5 раза. Следовательно, вибрационные катки весьма эффективны при работе на песках. Пески, состоящие в основном из зерен определенных размеров (так называемые одноразмерные пески), которые очень плохо уплотняются укаткой, можно довести до требуемой плотности вибрационными катками. Рис.19. Самоходный виброкаток 1 – силовой модуль; 2 – вибровалец; 3 – гидромотор привода вибровозбудителя; 4 – бак смачивающей системы; 5 – полурама вибровальца; 6 – шарнирное соединение полурам; - гидроцилиндр поворота катка; 8 – пневмоколесо. Машины для свайных работ Для погружения железобетонных, деревянных и металлических свай при сооружении мостов, причалов, дамб, промышленных и жилых зданий, строительстве линий электропередач применяют оборудование: 1. Ударного действия — свайные молоты. Свайные молоты применяют для погружения свай в грунт ударом. Включает в себя: ударник, (падающую или ударную часть) и наковальню, или шабот (неподвижную часть, жестко соединённую с головой сваи), устройства для привода (подъем) ударной части и ее направления. Различают на механические (подвесные), паровоздушные, дизельные, гидравлические свайные молоты. - механический свайный молот поднимают на стальном канате копровой лебедки над сваей в крайнее верхнее положение, откуда после освобождения тормоза барабана лебедки молот падает и наносит по свае удар. - паровоздушные (одиночного и двойного действия) одиночного действия применяют в основном для наиболее тяжелых работ — забивки железобетонных свай весом до 12-15 т.; двойного действия являются более производительными, они служат для более легких работ — забивки свай и шпунта до 6 т в грунт любой плотности, особенно при забивке свай под водой. - дизельныеобладающие энергетической автономностью, применяют для забивки деревянных и железобетонных свай весом от 100 до 6000 кг в грунт средней плотности. - штанговые дизель-молоты обладают малой энергией удара. Их применяют для забивки в слабые и средней плотности грунты легких железобетонных и деревянных свай, стальных труб и шпунта при сооружении защитных шпунтовых стенок траншей. - трубчатые дизельные молоты предназначены для забивки в грунт преимущественно железобетонных свай (массой 1,2...10 т) и могут работать при температуре окружающего воздуха от +40 до -40°С. При температуре ниже -25°С молоты при запуске подогревают. - гидравлические свайные молоты просты в эксплуатации, имеют высокий КПД, экологически безопасны, а их пусковые качества не зависят от условий забивки свай. 2. Вибрационного действия — вибропогружатели. Для погружения свай и шпунтов также используют - вибропогружатели (для погружения в слабые и легкие грунты). Низкочастотные вибропогружатели используют для погружения в однородные слабые грунты массивных железобетонных оболочек и свай длиной до 12 м. Высокочастотные вибропогружатели применяют для погружения в малосвязные грунты элементов с малым лобовым сопротивлением: шпунта, труб и профильного металла длиной до 20 м. Шпунтовыдергиватели предназначены для извлечения из грунта ранее погруженных металлических свай, труб и шпунта длиной 10...20 м. 3. Виброударного действия — вибромолоты. Вибромолоты используют также для погружения железобетонных свай в однородные водонасыщенные грунты и извлечения из грунта труб, свай и шпунта. Свайные молоты, вибропогружатели, вибромолоты и другие погружатели свай являются сменным оборудованием копров и самоходных (на базе самоходных машин) копровых установок. Копры выполняются передвижными на рельсовом ходовом устройстве и безрельсовыми и разделяются на: 1.универсальные – имеющие на полноповоротной платформе оборудование для погружения свай с изменяемым вылетом, продольным и поперечным рабочим наклоном копровой мачты для погружения вертикальных и наклонных свай; 2. полууниверсальные – имеющие на поворотной платформе оборудование для погружения вертикальных свай или обеспечивающие только рабочий наклон копровой мачты для погружения наклонных свай; 3. простые – для погружения вертикальных свай, не имеющие механизмов поворота платформы, изменения вылета и рабочего наклона копровой мачты. Самоходные копровые установки представляют собой навесное и сменное копровое оборудование, смонтированное на гусеничных тракторах, экскаваторах и грузовых автомобилях. Такие установки обладают энергетической автономностью, полной механизацией вспомогательных операций, достаточными мощностью и маневренностью, высокими технико-экономическими показателями. Навесное копровое оборудование на базе экскаваторов позволяет забивать несколько свай с одной стоянки экскаватора, что очень важно при погружении свай кустами и при двухрядном их расположении. Рис. 20. Навесное копровое оборудование на базе экскаватора ЭО-5119 1 – решетчатая стрела; 2 – копровая мачта; 3 – оголовок; 4 – свайный молот с наголовником. Сменное копровое оборудование к экскаватору ЭО-5119 (рис. 20) монтируется на решетчатой стреле 1 базового экскаватора и включает свайный молот 4 с наголовником, копровую мачту 2 с оголовком 3 и направляющими для свайного молота, устройство для захвата и подъема сваи и заводки ее головки в наголовник, гидросистему выравнивания мачты и гидрооборудование. Копровая мачта навешивается на стрелу экскаватора с помощью сферической опоры и соединяется в нижней части со стрелой посредством двух гидроцилиндров. При забивке свай копровая мачта устанавливается в вертикальное положение. Подъем—опускание свайного молота осуществляются грузовым барабаном главной лебедки экскаватора через двукратный полиспаст. Подтаскивание сваи обеспечивается канатом, запасованным на вспомогательный барабан лебедки. С помощью гидроцилиндров копрового оборудования и стрелоподъемного полиспаста осуществляются перемещение и наклон копровой стрелы вперед-назад, вправо-влево.  Грузоподъемные строительные машины В качестве грузоподъемных машин при производстве монтажных работ используют краны различных видов, а также подъемники и лебедки. Краны – самоходные грузоподъемные машины, состоящие из металлической конструкции и смонтированных на ней крановых механизмов. Краны применяют на строительно-монтажных работах по возведению зданий и вертикальных промышленных сооружений, для погрузо-разгрузочных работ, монтажа технологического оборудования. Краны классифицируются по нескольким признакам: 1. по конструкции - стреловые; - башенные; - мостовые; - мачтовые; - портальные; - с несущими канатами. 2. по возможности перемещения в ходе выполнения технологических операций - самоходные; - самоподъемные; - переставные; - стационарные. 3. по конструкциям ходового устройства - плавучие; - рельсовые; - железнодорожные; - гусеничные; - пневмоколесные; - автомобильные краны; - на специальном шасси автомобильного типа. 4. по типу двигателя - с электрическими двигателями; - двигателем внутреннего сгорания; - с комбинированными двигателями. Рабочим оборудованием крана являются основные и удлиненные стрелы, гуськи, передвижные каретки, а рабочим органом – крюк, к которому навешиваются различные грузозахватные устройства: стропы, траверсы, электромагниты, специальные устройства для захвата контейнеров. В отдельных случаях рабочим органом является грейферный ковш. Стреловые самоходные краны Стреловые самоходные краны представляют собой стреловое крановое оборудование, смонтированное на самоходном гусеничном или пневмоколесном шасси. Такие краны являются основными грузоподъемными машинами на строительных площадках и трассах строительства различных коммуникаций. Различают стреловые самоходные краны общего назначения для строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ широкого профиля и специальные для выполнения технологических операций определенного вида (краны-трубоукладчики, железнодорожные и плавучие краны и т. п.). Стреловые самоходные краны общего назначения классифицируют следующим образом: 1. по грузоподъемности - легкие (грузоподъемностью 10 т), - средние (грузоподъемностью 10...25 т), - тяжелые (грузоподъемностью выше 25 т). 2. по типу ходового устройства - автомобильные (на стандартных шасси грузовых автомобилей), - тракторные (навесные на серийные тракторы), - пневмоколесные, - гусеничные, имеющие специальные шасси. 3.по количеству и расположению силовых установок - с одной силовой установкой на ходовом устройстве (шасси), - с одной силовой установкой на поворотной части, - с двумя силовыми установками. 4. по количеству приводных двигателей механизмов - с одно- - многомоторным приводами; 5.по типу привода - с механическим, - электрическим, -гидравлическим приводами. 6.по количеству и расположению кабин управления - с кабинами только на шасси, - с кабинами только на поворотной платформе, - на шасси и на поворотной платформе. 7. по конструкции стрелы - со стрелой неизменяемой длины, - с выдвижной и телескопической стрелами; 8. по способу подвески стрелы - с гибкой (на канатных полиспастах) - жесткой (с помощью гидроцилиндров) подвеской. Индексация стреловых самоходных кранов В основу действующей системы индексации стреловых самоходных кранов приняты следующие признаки (рис.21): Первые две буквы КС – кран стреловой, первая цифра - размерная группа; вторая цифра – тип ходового устройства: Размерная группа Тип ходового устройства 1 Г - гусеничное нормальное 2 ГУ – гусеничное уширенное 3 П – пневмоколесное 4 Ш –шасси автомобильного типа 5 А- специальное шасси автомобильного типа 6 Тр – шасси трактора 7 Пр – прицеп 8 Резерв третья цифра – исполнение рабочего оборудования (6 – с гибкой подвеской; 7 – с жесткой подвеской; 8 – телескопическое; 9 - резерв); четвертая цифра – порядковый номер модели; пятая цифра или буква – очередная модернизация; шестой знак (буквенный) – климатическое исполнение (ХЛ - северное, Т – тропическое, ТВ – для влажных тропиков). Рис.21. Система индексация стреловых самоходных кранов. Индекс кранов, выпускаемых другими министерствами и ведомствами, состоит из двух-трех букв и цифр, отражающих, как правило, основное назначение крана и его грузоподъемность: СМК-10 - специальный монтажный кран грузоподъемностью 10 т, МКА-16 - монтажный кран автомобильный грузоподъемностью 16 т. Каждый стреловой самоходный кран (рис. 22) состоит из следующих основных частей: ходового устройства 1, поворотной платформы 13 (с размещенными на ней силовой установкой 10, узлами привода 9, механизмами и кабиной машиниста 17 с пультом управления), опорно-поворотного устройства и сменного рабочего оборудования. Исполнительными механизмами кранов являются: механизм подъема груза, изменения вылета стрелы (крюка), вращения поворотной платформы и передвижения крана. Шасси кранов 14 с пневмоколесным ходовым устройством (рис. 22, б), оборудуется выносными опорами-аутригерами 18 в виде поворотных (откидных) или выдвижных кронштейнов с опорными винтовыми или гидравлическими домами на концах. Аутригеры снижают нагрузки на пневмоколеса, увеличивают опорную базу и устойчивость крана. При работе без выносных опор грузоподъемность крана резко снижается и составляет 20...30 % от номинальной. Наибольшая грузоподъемность соответствует наименьшему вылету стрелы. С увеличением вылета грузоподъемность уменьшается. Зависимость грузоподъемности и высоты подъема груза от вылета стрелы называется грузовой характеристикой крана и изображается графически в виде кривых, которые даются в паспортах кранов. Пользуясь графиками, можно определить грузоподъемность и высоту подъема крюка для любого вылета основной стрелы и сменного рабочего оборудования. В комплекс стрелового оборудования входят также стреловой полиспаст 6 или гидроцилиндры 16 для изменения угла наклона стрелы и крюковая подвеска 4 с грузовым полиспастом 5 для подъема и опускания груза. Для увеличения вылета и полезного подстрелового пространства основные и удлиненные сменные стрелы оснащают дополнительными устройствами - управляемыми и неуправляемые гуськами, которые могут иметь второй (вспомогательный) крюк, подвешиваемый на полиспасте малой кратности и предназначенный для подъема с большей скоростью небольших по массе грузов. Рис.22. Схемы стреловых самоходных кранов: а – гусеничного с гибкой подвеской стрелового оборудования; б – пневмоколесного с жесткой подвеской стрелового оборудования Стреловое и оборудование вместе с главной грузовой, вспомогательной и стреловой лебедками, механизмом вращения поворотной части крана, узлами их привода и управления монтируют на поворотной платформе 13. Для уравновешивания крана во время работы на поворотной платформе устанавливают противовес 12. У кранов с гибкой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 22, а) на поворотной платформе смонтирована двуногая опорная стойка 11, несущая стреловой полиспаст 6. Краны с жесткой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 22,б) не имеет двуногую стойку, стрелоподъемные - лебедку и полиспаст; подъем-опускание стрелы у таких машин осуществляется одним или двумя гидроцилиндрами 16. Поворотная платформа соединена с рамой ходового устройства унифицированным опорно-поворотным кругом 2, который обеспечивает возможность вращения платформы с рабочим оборудованием в плане. Преимуществом стреловых самоходных кранов по сравнению с башенными является их высокая мобильность (исключение из этой группы составляют самоходные краны на гусеничном ходу большой грузоподъемностью (100 т и более), которые при базировке необходимо демонтировать на отдельные узлы). Общим недостатком всех стреловых кранов является быстрое снижение грузоподъемности при увеличении вылета крюка. Автомобильные краны Автомобильные краны - это стреловые полноповоротные краны, смонтированные на стандартных шасси грузовых автомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью (до 40 т), высокими транспортными скоростями передвижения (до 70...80 км/ч), хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. Каждый автокран оснащают четырьмя выносными опорами, устанавливаемыми, как правило, с помощью гидропривода. Для повышения устойчивости кранов во время работы задние мосты автомашин оборудованы гидравлическими стабилизаторами для вывешивания заднего моста при работе на выносных опорах и для блокировки рессор при работе без опор. Автокраны могут перемещаться вместе с грузом со скоростью до 5 км/ч. При движении грузоподъемность автокранов снижается примерно в 3...5 раз. Краны состоят из неповоротной и поворотной частей, опорно-поворотного устройства и стрелового оборудования (рис. 23). Поворотная и неповоротная части соединены между собой роликовым опорно-поворотным устройством 13. Рис.23. Автомобильный кран Неповоротная часть крана включает ходовую раму 12, жестко прикрепленную к раме автошасси 11, коробку отбора мощности, промежуточный конический редуктор, зубчатый венец опорно-поворотного устройства 13, выносные опоры 1 и стабилизирующее устройство. Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы 2, на которой смонтированы решетчатая стрела 7, двуногая стойка 4, противовес, грузовая 5 и стреловая 3 лебедки, реверсивно-распределительный механизм, механизм поворота крана и кабина машиниста 6 с рычагами и педалями управления. Краны оснащаются жесткой решетчатой или выдвижной основной стрелой длиной 8 м в выдвинутом положении. Изменение угла наклона стрелы осуществляется стреловой лебедкой 3 через стреловой полиспаст 8, подъем-опускание крюковой подвески 10 (груза) - грузовой лебедкой 5 через грузовой полиспаст 9. Гусеничные краны Гусеничные краны применяют для выполнения больших объемов монтажных работ, главным образом на строительстве одноэтажных промышленных здании и вертикальных сооружений, где используются строительные конструкции и технологическое оборудование большой массы, в том числе сблокированное в виде строительных, строительно-технологических и технологических блоков (комплектно-блочный монтаж, монтаж блоков покрытий). Рис.24. Гусеничный кран: I – стреловое исполнение; II – башенно-стреловое исполнение. Гусеничный кран состоит из поворотной платформы, опирающейся через опорно-поворотное устройство на ходовую часть крана. На поворотной платформе монтируется рабочее оборудование, силовая установка, механизмы стреловой и грузовых лебедок, механизм вращения и управления краном. Специальные краны-трубоукладчики применяются в строительстве в основном при строительстве нефте- и газопроводов для укладки сварных трубопроводов в траншею. Стрела крана монтируется сбоку трактора, который в рабочем положении передвигается вдоль траншеи. Кран-трубоукладчик (рис.25) состоит из базового трактора 1, стрелы4, лебедок для полиспастов независимого подъема стрелы 3 и груза 5 и выдвижного противовеса 2. Рис.25. Кран-трубоукладчик. В качестве гусеничных кранов могут использоваться универсальные одноковшовые экскаваторы с механическим приводом и крановым оборудованием. Башенные строительные краны Строительные башенные краны являются ведущими грузоподъемными машинами в строительстве и предназначены для механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, гражданских и промышленных зданий и сооружений, а также для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на складах, полигонах и перегрузочных площадках. Они обеспечивают вертикальное и горизонтальное транспортирование строительных конструкций, элементов зданий и строительных материалов непосредственно к рабочему месту в любой точке строящегося объекта. Для башенных кранов принята следующая индексация: Рис.26. Схема индексации башенных кранов. Первые две буквы КБ – кран башенный, следующая буква – назначение (КБГ – кран башенный для гидротехнического строительства, КБР – кран башенный для ремонта зданий, КБМ – кран башенный модульной системы); первая цифра – размерная группа; вторая и третья цифры – порядковый номер базовой модели крана; после точки (четвертая цифра) указывается порядковый номер исполнения (может отличаться от базовой модели длиной стрелы, высотой подъема и т.д.), в обозначениях базовых моделях номер исполнения «0» обычно не ставится; буквы (А, Б, В…) обозначают очередную модернизацию и климатическое исполнение (ХЛ - для холодного, Т - тропического и ТВ - тропического влажного климата; для умеренного климата соответствующего буквенного обозначения нет). Например, индекс крана КБ-405.1А расшифровывается так: кран башенный, четвертой размерной группы, с поворотной башней, первое исполнение, первая модернизация, для умеренного климата. Рабочими движениями башенных кранов являются: - подъем и опускание груза, - изменение вылета стрелы (крюка) с грузом, - поворот стрелы в плане на 360 град., - передвижение крана. Башенные краны классифицируются: 1. по назначению - для строительно-монтажных работ в жилищном, гражданском и промышленном строительстве; - для обслуживания складов и полигонов заводов железобетонных изделий и конструкций; - для подачи бетона на гидротехническом строительстве. 2. по конструкции башен - с поворотной башней, - с неповоротной башней. У кранов с поворотной башней (рис. 27, а) опорно-поворотное устройство 1, на которое опирается поворотная часть крана, расположено внизу на ходовой раме крана или на портале. Рис.27. Типы и параметры башенных кранов а – с поворотной башней; б – с неповоротной башней Поворотная часть кранов включает (кроме кранов 8-й размерной группы) поворотную платформу 2, на которой размещены грузовая 12 и стреловая 3 лебедки, механизм поворота, плиты противовеса 4, башня 11 с оголовком 7, распоркой 6 и стрелой 9. У кранов с неповоротной башней (рис. 27, б) опорно-поворотное устройство 1 расположено в верхней части башни. Поворотная часть таких кранов включает поворотных оголовок 7, механизм поворота, стрелу 9 и противовесную консоль 15, на которой размещены лебедки и противовес 4, служащий для уменьшения изгибающего момента, действующего на башню крана. На ходовой раме 13 кранов с неповоротной башней уложены плиты балласта 19, а с боковой стороны башни расположены монтажная стойка 18 с лебедкой и полиспастом, предназначенная для поднятия и опускания верхней части крана при его монтаже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки 14, которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановым путям. 3. по типу стрелы - подъемные; - балочные горизонтальные; - комбинированные. Рис. 28. Стрелы башенных кранов. а- подъемные; б- балочные горизонтальные; в- комбинированные 4. по способу установки - стационарные; - самоподъемные; - передвижные (в основном рельсовые). Рис.29. Классификация башенных кранов по способу установки а- стационарные; б- самоподъемные; в- передвижные Стационарные краны не имеют ходового устройства и устанавливаются вблизи строящегося здания или сооружения на фундаменте. При возведении зданий большой высоты передвижные и стационарные краны для повышения их прочности и устойчивости прикрепляют к возводимому зданию. Прикрепляемые к зданию стационарные краны называют приставными; прикрепляемые к зданию передвижные краны, работающие как приставные, называют универсальными. Самоподъемные краны применяют в основном на строительстве зданий и сооружений большой высоты, имеющих металлический или мощный железобетонный монолитный каркас, который служит их опорой. Перемещение самоподъемных кранов вверх осуществляется с помощью собственных механизмов по мере возведения здания. К основным параметрам кранов относятся (см. рис. 27): • вылет L - расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси крюковой подвески; • грузоподъемность Q - наибольшая допустимая для соответствующего вылета масса груза, на подъем которого рассчитан кран; • грузовой момент М - произведение грузоподъемности Q на соответствующий вылет L (часто используется в качестве главного обобщающего параметра крана); • высота подъема Н и глубина опускания h - соответственно расстояние по вертикали от уровня стоянки крана (головки рельса для рельсовых кранов, нижней опоры самоподъемного крана, пути перемещения пневмоколесных и гусеничных кранов) до центра зева крюка, находящегося в верхнем или нижнем крайнем рабочем положении; • диапазон подъема D - сумма высоты подъема H и глубины опускания h; • колея К - расстояние между продольными осями, проходящими через середину опорных поверхностей ходового устройства крана, измеряемое по осям рельсов у рельсовых кранов и по продольным осям пневмоколес или гусениц у автомобильных, пневмоколесных и гусеничных кранов; • база В - расстояние между вертикальными осями передних и задних колес (у пневмоколесных и автомобильных кранов), ведущими и ведомыми звездочками гусениц (у гусеничных кранов) или ходовых тележек, установленных на одном рельсе (у рельсовых кранов); • задний габарит l - наибольший радиус поворотной части (поворотной платформы или противовесной консоли) со стороны, противоположной стреле; • Vп - скорость подъема и опускания груза, равного максимальной грузоподъемности крана (при установке на кране многоскоростных лебедок указываются все скорости и массы грузов, соответствующие каждой скорости подъема и опускания); • скорость посадки груза Vм - наименьшая скорость плавной посадки груза при его наводке и монтаже; частота вращения n поворотной части крана при максимальном вылете с грузом на крюке; • скорость передвижения крана Vд - рабочая скорость передвижения с грузом по горизонтальному пути; • скорость передвижения грузовой тележки Vт с наибольшим рабочим грузом по балочной стреле; • скорость изменения вылета Vг стрелы (у кранов с подъемной стрелой) от наибольшего до наименьшего; • установленная мощность Ру (суммарная мощность одновременно включаемых механизмов крана). Все башенные краны оборудуются приборами безопасности. К ним относятся ограничители крайних положений всех видов движения, расположенные перед упорами: передвижения крана, грузовой и контргрузовой тележек, угла наклона стрелы, поворота, высоты подъема, выдвижения башни и т. д. Для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза на определенных вылетах применяют ограничители грузоподъемности. Краны также оснащают тормозами на всех механизмах рабочих движений, нулевой и концевой электрозащитой, аварийными кнопками и рубильниками, анемометрами с автоматическим определением опасных порывов ветра и подачей звуковых и световых сигналов для предупреждения машиниста об опасности, рельсовыми захватами на ходовых тележках, указателями вылета крюка и грузоподъемности на данном вылете при соответствующей высоте подъема груза и т. п. Для прохода машиниста в кабину и к удаленным узлам для проведения технического обслуживания и ремонта на кранах устанавливают лестницы, площадки и настилы, имеющие необходимое ограждение. Выбор кранов для выполнения работ по возведению здания или сооружения осуществляется в два этапа. На первом этапе, исходя из габаритов возводимого здания (сооружения), максимальной массы сборного элемента и его расположения в плане здания, размеров строительной площадки (условий стесненности производства работ) выбирают краны (стреловой, башенный и др.), которые по своим техническим характеристикам могут обеспечить выполнение технологических операций и процессов. На втором этапе выбирают конкретную модель крана на основе выполнения расчетов сравнительного экономического эффекта.