Строительные машины

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра строительных технологий и материалов КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по учебной дисциплине «Строительные машины» (наименование дисциплины) 08.03.01 Строительство (направление подготовки) Промышленное и гражданское строительство (Технология, организация и экономика строительства) (профиль подготовки) Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения Заочная Составил: доцент кафедры СТиМ Е.В. Корнеева Новокузнецк 2016 Содержание Тема 1 Основные понятия и требования к машинам Тема 2 Классификация и индексация строительных машин Тема 3. Грузовые автомобили, тракторы, пневмоколесные тягачи Тема 4. Ленточные строительные конвейеры Тема 5. Погрузочно-разгрузочные машины Тема 6. Грузоподъемные машины Тема 7. Общая характеристика рабочего процесса. Классификация машин для земляных работ Тема 8. Оборудование для свайных работ Раздел 9. Машины и оборудование для переработки каменных материалов Раздел 10 Машины для переработки бетонных и растворных смесей Раздел 11 Машины для укладки и переработки бетонных смесей Раздел 12 Машины для отделочных работ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ Каждая машина состоит из сборочных единиц (элементов), выполняющих определенные функции при ее работе: силового оборудования (одного или нескольких двигателей) для получения механической энергии; рабочего оборудования для непосредственного воздействия на перерабатываемый материал и выполнения заданного технологического процесса; ходового оборудования (у переносных и стационарных машин оно отсутствует) для передвижения машины и передачи ее веса и рабочих нагрузок на опорную поверхность; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое (у самоходных машин) оборудование с силовым; системы управления для запуска, останова и изменения режимов работы силового оборудования, включения, выключения, реверсирования, регулирования скоростей и торможения механизмов и рабочего органа машины; несущей рамы для размещения и закрепления на ней всех узлов и механизмов машины. Сборочные единицы многих строительных машин унифицированы. Машина представляет собой устройство, совершающее полезную работу с преобразованием одного вида энергии в другой. Она состоит из ряда механизмов различного назначения, объединенных общим корпусом, рамой или станиной. Механизмы включают в себя узлы в виде законченных сборочных единиц, представляющих совместно работающие детали. Деталь является частью машины, изготовленной в основном из однородного по наименованию и марке материала без использования сборочных операций. Их подразделяют на простые (заклепка, штифт, шпонка), сложные (распределительный вал, корпус редуктора и двигателя), общего (болты, валы, зубчатые колеса) и специального назначения, применяемые в различных видах машин (крюки кранов, корпуса ковшей экскаваторов, поршни насосов). Основными требованиями, предъявляемыми к деталям, являются простота их форм, экономичность (стоимость материала, затраты на изготовление и эксплуатацию) и надежность (способность сохранять во времени свою работоспособность). Работоспособность же определяют, как по отдельным, так и совместным показателям прочности, износостойкости, теплостойкости, жесткости, устойчивости и виброустойчивости. Значения необходимых показателей зависят от условий работы деталей (для крепежных деталей — прочность, для ходового винта — износостойкость). Однако главным показателем для большинства деталей является прочность — свойство детали сопротивляться изменению формы (разрушению) под воздействием внешних нагрузок. Наиболее распространенными способами оценки прочности деталей являются: 1) сравнение расчетных напряжений от действующих нагрузок с допускаемыми напряжениями где и и — соответственно расчетное и допускаемое нормальное или касательное напряжения; 2) сравнение действительного коэффициента запаса прочности пускаемым причем всегда пред Допускаемые напряжения определяют по формулам где пред и с до- пред п пред и п , — предельные нормальные и касательные напряжения, при достижении которых нарушается нормальная работа детали, т.е. появляются трещины, деформации, разрушения. Напряжения от действующих на детали нагрузок могут быть постоянными и переменными по времени. Переменные напряжения, в свою очередь, делятся на симметричные, асимметричные, знакопостоянные, знакопеременные и пульсирующие. При расчетах деталей машин на прочность при постоянных или переменных напряжениях в качестве предельного напряжения принимают соответствующие пределы прочности и выносливости (при растяжении, сжатии, изгибе и кручении), а также коэффициенты запаса прочности по табличным данным. Для определения требуемых размеров детали выполняют проектный расчет по допускаемым напряжениям, а затем уточненный проверочный расчет по коэффициентам запаса прочности. Надежность деталей зависит от изготовления (точность обработки) и качества используемого материала, а также правильного выбора видов и режимов работы деталей. Основными материалами для изготовления деталей машин являются стали, чугуны, цветные металлы и сплавы. Стали применяют углеродистые (детали машин и металлические конструкции) и легированные (ответственные детали), а чугуны — серые (широкое использование, в том числе корпуса редукторов), белые (тормозные колодки, отвалы, наконечники зубьев ковшей экскаваторов) и ковкие. Цветные металлы, такие как медь, цинк, свинец, олово, алюминий и другие, используют в основном в сплавах: бронзах, латунях, баббитах, силуминах и т.д. Основное достоинство этих сплавов — сравнительно небольшая масса, коррозийная стойкость, хорошие антифрикционные и технологические свойства, электропроводность и т.п. Широко используются в строительных машинах и неметаллические материалы: резина (шины, амортизаторы, элементы упругих муфт, ремни, детали уплотнения), кожа (амортизаторы, манжеты, прокладки, ремни), графит (токосъемные щетки, смазка трущихся поверхностей), асбест, металлокерамика и различные виды пластмасс. Последние обладают рядом преимуществ перед металлами: легкостью, прочностью, тепло- и электроизоляцией, стойкостью к действию агрессивных сред (щелочей, масел, бензина), фрикционностью и антифрикционностью (в зависимости от назначения детали), шумои вибропоглощающими свойствами, сравнительно небольшой трудоемкостью изготовления деталей, более низкой стоимостью и т.д. Из пластмасс изготавливают зубчатые колеса, шкивы, канатные блоки, вкладыши подшипников, втулки, корпусные детали, элементы электрооборудования и т.п. Однако еще более широкое применение ограничивается их склонностью к «старению» (изменение механических и линейных характеристик в процессе эксплуатации). Определенные требования, наряду с деталями, предъявляются к сбороч- ным единицам и к самим машинам. Основные требования, характеризующие одновременно качество строительных и дорожных машин, можно представить рядом показателей: назначения, надежности, стандартизации и унификации, безопасности, технологичности, транспортабельности, а также экологические, эргономические, эстетические, патентно-правовые и экономические. Качество — обобщенная способность машины удовлетворять определенным потребностям, связанным с их назначением. 1. Назначение характеризуется свойствами машины, определяющими основные функции (для выполнения которых она предназначена) и обусловливающими область их применения. К этой группе относят следующие показатели: • классификационные, определяющие один или несколько основных параметров (передаточное число редуктора, вместимость ковша экскаватора, скрепера, грузоподъемность кранов, размеры отвала бульдозера и т.п.); • функциональные и технической эффективности (обеспечение максимально возможной производительности при работе в любую погоду, любое время суток и года, минимальной стоимости единицы продукции при работе в конкретных производственных условиях), а также качества выполняемой работы; • конструктивные, определяющие основные проектно-конструкторские решения машины (габаритные и присоединительные размеры; рабочее давление в гидросистеме; мощность привода; усилие на рабочем органе; скорости рабочих органов; ширина, глубина и радиус действия; тип ходового устройства и привода; наличие элементов автоматики; приспособленность к меняющимся условиям эксплуатации; возможность работать в стесненных условиях; достаточно высокая маневренность, проходимость, мобильность и устойчивость; минимальная масса; простота и прочность конструкции, легкость ее технического обслуживания и ремонта). Маневренность — способность машины передвигаться и разво- рачиваться с минимальным радиусом поворота в стесненных условиях стройплощадок и при транспортировании. Проходимость — способность машины преодолевать различные неровности местности, небольшие водные преграды, двигаться по грунтам со слабой несущей способностью и снежному покрову. Она характеризуется видом ходового оборудования, силой тяги, удельным давлением на опорную поверхность (грунт, дорожное покрытие), величиной дорожного просвета (расстоянием от нижней точки машины до опорной поверхности), а у колесных машин радиусами продольной и поперечной проходимости. Мобильность — способность машины к достаточно быстрому перемещению с объекта на объект с минимальной трудоемкостью перевода ее из транспортного положения в рабочее и обратно. Устойчивость — способность машины противостоять действию сил, стремящихся опрокинуть ее при рабочем процессе и перемещениях на подъемах, спусках и косогорах. 2. Надежность характеризует общее свойство машины сохранять свою работоспособность во времени и включает в себя такие понятия как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Работоспособность — состояние машины, при котором она способна выполнять заданные функции и сохранять значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Безотказность — свойство машины непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Она в свою очередь, характеризуется: • сопротивляемостью элементов конструкции разрушению, износу, коррозии и т.п.; • стабильностью физико-механических свойств конструкционных материалов; • стабильностью рабочих процессов в сборочных единицах, агрегатах и системах. Для таких причин нарушения работоспособности как коррозия, облучение, действие внешних температурных факторов и т.п., время работы до отказа оценивается календарной продолжительностью работы машины (месяцы, годы) и называется сроком службы до отказа, а регламентированное время работы машины — сроком службы. Для большинства машин основное значение имеет продолжительность работы (в отработанных часах) или выполненный объем (число циклов, масса или объем переработанных материалов, производительность и т.п.), поэтому время работы до отказа в этом случае называется наработкой на отказ, а регламентированное время работы машины — ресурсом. Отказ — нарушение работоспособности машины. Все виды отказов делятся на две группы: А — из-за нарушения элементов (поломки, деформации, износ, обрыв проводов, короткое замыкание и т.п.); Б — вследствие нарушения качеств функционирования (нарушение регулировок, засорение гидросистемы, течь в местах соединения шлангов и т.п.). Отказы классифицируются: • по частоте — единичные и повторяющиеся; • по взаимосвязям — первичные (независимые) или вторичные (зависимые), вызванные действиями другого отказа; • по условиям возникновения — возникшие при выполнении основных функций или при хранении, транспортировке, на холостом пробеге; • по уровню внешних воздействий — при нормальных или ненормальных (отклонение от правил техобслуживания и управления, при недопустимых нагрузках и т.п.) условиях работы; • по внешним проявлениям — явные (быстрое обнаружение) и скрытые (время обнаружения выше установленных норм); • по виду — легкие (разрушение прокладки), средние (вызывают остановку машины для ремонта), тяжелые (значительные разрушения); • по сложности устранения — требуют проведения технического обслуживания, текущего или капитального ремонта; • по способности к восстановлению — устраняемые в эксплуатационных или стационарных условиях; • по возможности прогнозирования — прогнозируемые (диагно- стическими приборами от изменения параметров, наработки, возраста) или непрогнозируемые; • по характеру изменения параметров — постепенные (начинаются сразу после начала работы машины, зависят от длительности работы и связаны с процессами износа, коррозии, усталости и ползучести материалов); внезапные (сочетание неблагоприятных факторов и случайных внешних воздействий, превышающих возможности машины к их восприятию, возникают через некоторые случайные промежутки времени, не зависят от состояния машины и длительности предыдущей работы, а процесс протекает быстро) и сложные (включают особенности предыдущих отказов, время возникновения — величина случайная, а скорость процесса зависит от сопротивляемости элементов машины); • по последствиям — отказы функционирования (связаны с повреждениями отдельных элементов машины, которая не может выполнять свои функции: выкрошился зуб шестерни, насос не подает масло в систему, не заводится двигатель внутреннего сгорания) или параметрические (машина может выполнять свои функции, но работает за пределами своих технических требований — характеристик: загазованность воздуха, падение КПД передачи, снижение давления в рабочей жидкости гидросистемы). Оба вида отказов могут быть как постепенными, так и внезапными (в последнем случае отказ будет параметрическим, если потеряна точность работы машины или ее элементов, и функциональным, если произошло заклинивание одного из механизмов). Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе техническо- го обслуживания и ремонтов. Предельное состояние машины возникает при невозможности ее дальнейшей эксплуатации. В строительных машинах различают три группы элементов, отличающихся характеристиками предельных состояний: А — невосстанавливаемые элементы после первого отказа (пружины, подшипники качения, зубчатые колеса, уплотнения, тормозные накладки); Б — восстанавливаемые элементы и простые системы, имеющие в эксплуатации более одного отказа. Их работоспособность до предельного состояния поддерживается регулировкой, очисткой, заменой элементов и т.д. Предельное состояние — отказ, вызывающий необходимость в восстановительном или капитальном ремонте; В — сложные системы (машины в целом). Работоспособность их до предельного состояния поддерживается в результате проведения мероприятий по техническому обслуживанию и текущему ремонту Предельное состояние наступает при возникновении необходимости и капитальном ремонте или списании машины. Ремонтопригодность — приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению причин повреждений (отказов) путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Ремонтопригодность машин включает в себя следующие основные понятия: • доступность (удобство осуществления осмотра по регулировке и замене деталей руками и инструментом с отсутствием работ на ощупь и с минимальными объемами дополнительных работ и минимальной утомляемостью рабочих); • контролепригодность (возможность контроля технического состояния элементов машин при профилактических мероприятиях, а также поиска отказавшего элемента или причины неисправности с помощью специальных методов и средств, к каковым относятся диагностическая аппаратура, инди- каторы давления, температуры, загрязненности фильтров и т.п.); • легкосъемность (замена сборочных единиц или агрегатов с минимальными затратами времени и труда, определяемая массой, габаритами, системой крепления и конструкций разъемов съемного узла); • взаимозаменяемость (характеризуется объемами пригоночных работ при установке однотипных элементов); • блочность и агрегатность (возможность демонтажа и монтажа на машину сборочной единицы или агрегата без предварительной разборки его или смежного с ним узла); •степень унификации (использование однотипных деталей и сборочных единиц в разных машинах, особенно на ограниченном пространстве применения последних). Сохраняемость — свойство машины сохранять исправное состояние и работоспособность в течение и после срока хранения или транспортирования. Она характеризуется сопротивляемостью конструкций машины изменению характеристик элементов под воздействием влажности, атмосферного давления, облучения, загрязненности атмосферы, окружающей температуры, собственной массы при хранении и т.п. Высокие показатели сохраняемости достигаются лакокрасочным покрытием и герметизацией, применением специальных заглушек и пробок, установкой опорных приспособлений, хранением в боксах и др. Все показатели надежности носят вероятностный статистический характер. 3. Стандартизация и унификация характеризуют насыщенность машин стандартными, унифицированными и оригинальными деталями и сборочными единицами. Стандартизация предусматривает введение обязательных норм — стандартов, которым должны соответствовать определенные детали, сборочные единицы и параметры машин при проектировании, изготовлении и эксплуатации. По заводским и отраслевым нормам, государственным (ГОСТ) и международным (ИСО) стандартам выпускается большое количество деталей и узлов (крепежные детали, подшипники, редукторы, гидроаппаратура, системы и приборы автоматизации), применяемых в машинах различного назначения, а также устанавливаются вместимость ковша экскаватора, грузоподъемность трубоукладчика и др. Конструкцию машин допускается изменять и совершенствовать. В соответствии с этим используется взаимозаменяемость деталей и узлов, позволяющая производить их сборку или замену без предварительной подгонки. Взаимозаменяемость основана на широкой унификации, т.е. на рациональном сокращении номенклатуры однотипных деталей и сборочных единиц для применения их в разных машинах, а также и в однотипных машинах. Наличие стандартов позволяет осуществить массовое изготовление по новейшей технологии деталей и узлов, повышение их качества (ведущее к надежности и долговечности) и снижение затрат времени, труда материалов и средств при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин. 4. Эргономические требования отражают взаимодействие человека с машиной и делятся на: • гигиенические — соответствие кабины условиям жизнедеятельности и работоспособности машиниста (размеры кабины, освещенность, вентиляция с фильтрами для очистки воздуха, вибрация, пыле- и газонепроницаемость и т.д.); • антропометрические—соответствие рабочего места и его частей форме, весу и размерам тела машиниста (удобное, регулируемое по высоте и горизонтали сиденье машиниста, регулируемые подлокотники, расстояние до рычагов, рукояток и кнопок управления и т.д.); • физиологические и психофизические — соответствие рабочего места физиологическим свойствам машиниста и особенностям функционирования его органов чувств (скоростные и силовые возможности машиниста требуют легкое механизированное или автоматизированное управление; пороги слуха, зрения и т.д.); • психологические — соответствие рабочего места машины возможностям восприятия и переработки информации, соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека. Частично эргономические требования представлены в требованиях безопасности. 5. Эстетические требования характеризуются информационной выразительностью (соответствие формы назначению), рациональностью форм, целостностью композиции, совершенством производственного исполнения, соответствием современному стилю, внутренней и внешней отделкой и окраской, согласованностью с окружающей средой, удобством расположения и четкостью исполнения фирменных знаков, марок, указателей и т.п. 6. Экологические требования учитывают вопросы, связанные с охраной окружающей среды при эксплуатации машин. К ним относятся выявление возможностей механических (нарушение земной поверхности и растительности), химических (содержание и вероятность выбросов вредных частиц, газов, масел, топлива, излучений не только при эксплуатации, но и при хранении и транспортировании), световых, звуковых, биологических, радиационных (растительный и животный мир) и других воздействий на окружающую среду с целью их ограничения до допустимых пределов. 7. Безопасность должны обеспечивать конструкция машины, меры и средства защиты людей, работающих на машине и рядом с ней при эксплуатации, монтаже-демонтаже, ремонте, хранении, транспортировании, в зонах возможной опасности, в том числе в аварийных и послеаварийных ситуациях от механических (защита движущихся элементов машины кожухами, заносы и устойчивость, на поворотах и при вращении поворотных платформ, в продольном и поперечном направлениях против опрокидывания), электрических (замыкания в электроцепи), тепловых (разогреваемые строительные материалы, пар, повышенная температура воды, двигателя, сварка и наплавка) воздействий, ядовитых и взрывчатых паров, шумов, радиоактивных излучений и т.п. Снижение травматизма достигается повышением прочности и жесткости конструкции кабины, использованием на них безосколочных стекол, установкой на окнах защитных решеток, а в потолке — аварийного люка, обеспеченностью звуковой и световой сигнализацией и приборами, предупреждающими о критических ситуациях и при взаимодействии с совместно работающими рабочими, автоматическими устройствами безопасности и блокировки. Большое значение имеет обзорность, т.е. хорошая видимость и освещенность рабочих органов и окружающих их участков рабочей среды, в том числе с круговым обзором для мобильных машин. На машине должны устанавливаться огнетушители, противоосколочные козырьки, стеклоочистители, омыватели и устройства, исключающие обледенение и запотевание стекол, обогревателей для холодного времени года, кондиционеров для жаркого и тропического климата и т.д. 8. Технологичность предусматривает оптимальное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при подготовке производства, изготовлении деталей, сборке и отделке узлов и машины в целом, эксплуатации и ремонтах (в том числе удобство замены узлов и агрегатов), возможность использования прогрессивных технологий с автоматизацией процессов путем внедрения манипуляторов и промышленных роботов. 9. Транспортабельность машин и оборудования должна обеспечить их приспособленность к перемещению в пространстве на транспорте (автомобильном, железнодорожном, водном, воздушном), с прицепом, на специальных транспортных средствах и своим ходом с минимальными затратами труда и времени на подготовительные операции (укладка в тару, упаковывание, частичный демонтаж, погрузка, крепление и т.п. с противоположными операциями после перевозки). 10. Патентно-правовые требования предусматривают патентные чистоту (оригинальные решения в конструкции машин) и защиту (заявки на изобретения в нашей стране, патенты в странах предполагаемого экспорта) машин и являются основным фактором при определении их конкурентоспособности, для возможной реализации не только в стране, но и на внешнем рынке. 11.Экономические требования характеризуются ценой и экономическим эффектом, определяемыми на стадиях проектирования, подготовки производства, изготовления, испытаний и эксплуатации при соответствующем увеличении производительности, снижении массы машины, стоимости перерабатываемой продукции и улучшении качества выполняемых работ. Все вышеизложенные требования, предъявляемые к строительным машинам и оборудованию, регламентируются соответствующими заводскими, отраслевыми, государственными и международными правилами, нормами и стандартами. Практически все машины состоят из ряда основных сборочных единиц, к которым можно отнести ходовое, силовое и рабочее оборудование, трансмиссии и системы управления, установленные на общей раме (неповоротной, поворотной) или станине. Каждая машина имеет ряд документов, без которых невозможно ее изготовление, эксплуатация и ремонт. Основными являются: • чертеж общего вида — документ, определяющий конструкцию машины, взаимодействие ее основных частей и поясняющий принцип действия; • сборочные чертежи и чертежи деталей — документы, изображающие деталь и данные для ее изготовления и контроля (размеры, обработка, допуски, посадки) или сборочную единицу и данные для ее сборки и контроля; • схемы — документы, на которых в виде условных обозначений показаны составные части машины и связи между ними (кинематическая для механического: привода, электрическая, гидравлическая, пневматическая и др.); • техническое описание и инструкция по эксплуатации; • инструкция по монтажу, демонтажу и перевозке (по необходимости). КЛАССИФИКАЦИЯ И ИНДЕКСАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН • Классификация. В строительстве эксплуатируется значительное количество машин, различающихся между собой по назначению, конструкции, принципу действия, размерам, параметрам и т.п. Рассмотрим основы классификации строительных машин и оборудования. • По назначению (технологическому признаку) машины делят на транспортные; транспортирующие; погрузочно-разгрузочные; грузоподъемные; для земляных работ; для свайных работ; для переработки и сортировки каменных материалов; для приготовления, транспортировки, укладки и уплотнения бетонных и растворных смесей; для уплотнения грунтов; для ремонта и содержания дорог; для отделочных работ; ручные машины. Каждая группа делится на подгруппы (бульдозеры, скреперы, экскаваторы в группе машин для земляных работ). Внутри подгрупп машины отдельных типов различаются конструкцией узлов или машин в целом (экскаваторы одноковшовые с прямой или обратной лопатой, траншейные роторные или цепные, шагающие, с поперечным копанием). Каждый тип машин имеет ряд типоразмеров (моделей), близких по конструкции, но отличающихся отдельными параметрами (вместимость ковша, размеры, масса, мощность, производительность). При изготовлении машин одного типоразмерного ряда широко используются стандартные детали и унифицированные сборочные единицы. • По режиму работы (принципу действия) различают машины периодического (цикличного) действия, выполняющие работу путем периодического многократного повторения одних и тех же чередующихся рабочих и холостых операций с цикличной выдачей продукции (бульдозеры, скреперы, одноковшовые экскаваторы) и машины непрерывного действия, выдающие или транспортирующие продукцию непрерывным потоком (многоковшовые экскаваторы непрерывного действия, конвейеры). Машины цикличного действия отличает их универсальность и приспособленность к работе в различных производственных условиях, а машины непрерывного действия — повышенная производительность. Имеются машины и комбинированного действия (шагающие экскаваторы, экскаваторы поперечного копания для формирования откосов каналов и т.п.). • По степени подвижности машины делят на переносные, стационарные и передвижные (в том числе в кузове автотранспорта, прицепные и полуприцепные к грузовым автомобилям, тракторам, тягачам и самоходные). • По типу ходового оборудования различают машины на гусеничном, пневмоколесном, рельсовом ходу, шагающие и комбинированные. • По виду силового оборудования машины подразделяют на работающие от электрических двигателей и двигателей внутреннего сгорания. Первые обладают большой готовностью к работе, но зависят от наличия электроэнергии, а вторые не зависят от источников энергии и являются автономными. Многие строительные машины имеют комбинированный привод с использованием гидравлических и пневматических двигателей. К таким относят дизель-электрический, дизель-гидравлический (наиболее распространен), дизель-пневматический, электрогидравлический, электропневматический и т.п. • По количеству двигателей, установленных на машине, различают одномоторные (все механизмы приводятся в действие от одной силовой установки) и многомоторные (для каждого механизма предусмотрен индивидуальный двигатель). • По системам управления машины делят на механические (рукоятки и педали, приводящие в действие системы рычагов), гидравлические (безнасосные и насосные, где частично или полностью используются гидроустройства), пневматические (с использованием сжатого воздуха), электрические (с использованием электрооборудования) и комбинированные (электрогидравлические, пневмоэлектрические и т.п.). • По степени универсальности машины подразделяют на универсальные многоцелевого назначения, снабженные различными видами быстросъемных рабочих органов, приспособлений и оборудования для выполнения большого разнообразия технологических операций (строительные одноковшовые экскаваторы, погрузчики), и специализированные, имеющие один вид рабочего оборудования и предназначенные для выполнения только одного технологического процесса (дробильные машины, бетононасосы). Расширяется область применения универсальных самоходных машин. Такие машины состоят из базовой машины и сменного рабочего оборудования. В качестве базовой машины используются тракторы, автомобили, гусеничные и колесные тягачи и самоходные шасси (рис.1). • По степени автоматизации различают машины с механизированным управлением, с автоматизированным управлением и контролем на базе микропроцессорной техники, с автоматизированным управлением на расстоянии, с автоматическим управлением на базе микропроцессоров и миниЭВМ, строительные манипуляторы и роботы, а также роботизированные машины и комплексы. • Более подробная классификация по конкретным машинам и оборудованию будет приведена в соответствующих главах. • • Индексация строительных машин. На все выпускаемые в нашей стране строительные машины распространяется единая система индексации, в соответствии с которой каждой машине разработчиком присваивается индекс (марка), содержащий буквенное и цифровое обозначение. Основные буквы индекса, располагаемые перед цифрами, обозначают вид машины. Например, буквенная часть индекса одноковшовых строительных экскаваторов содержит буквы ЭО, экскаваторов траншейных роторных — ЭТР, цеп- ных — ЭТЦ, землеройно-транспортных машин — ДЗ, машин для подготовительных работ и разработки мерзлых грунтов — ДП, машин для уплотнения грунтов и дорожных покрытий — ДУ, кранов стреловых самоходных — КС, строительных башенных кранов — КБ, оборудования для погружения свай — СП, бурильных и бурильно-крановых машин — БМ, машин для отделочных работ — СО, лебедок — ТЛ, погрузчиков многоковшовых — ТМ и одноковшовых — ТО, подъемников — ТП, конвейеров и питателей — ТК, машин для уборки и очистки городов — КО, ручных машин электрических — ИЭ, пневматических — ИП, вибраторов — ИВ и т.п. Цифровая часть индекса означает техническую характеристику машины. После цифровой части в индекс могут быть включены дополнительные буквы, обозначающие порядковую модернизацию машины, вид ее специального исполнения и т.п. • В нашей стране все строительные машины выпускают в соответствии с Государственными стандартами (ГОСТами). В каждом ГОСТе указываются область его распространения, основные параметры и размеры, технические требования, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение машин. Предусмотренные в Государственных стандартах показатели и нормы отражают достигнутый передовой уровень техники в нашей стране и за рубежом. ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ, ПНЕВМОКОЛЕСНЫЕ ТЯГАЧИ Назначение: доставка к месту производства работ строительных материалов, изделий, конструкций и оборудования. Грузовые автомобили Классификация: общего назначения грузовые бортовые автомобили грузовые автомобили седельного типа специализированные Достоинства: - сравнительно большая скорость передвижения (до 80 км/ч), - маневренность, - малый радиус поворота, - могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски - приспособлены для работы с прицепами, полуприцепами общего и специального назначения - могут быть оснащены погрузочно-разгрузочными механизмами. Параметры: Qборт авт = 0,8...14 т. Qседел = 4 – 25 т Nдв = 50 – 220 кВт Рпневм колес = 0,5 – 0,7 МПа (нормальной проходимости) 0,17 – 0,49 МПа (повышенной проходимости) Рис.1. Грузовые автомобили общего назначения а) массового производства; б) седельного типа; 1 – двигатель; 2 – кузов; 3 – шасси; 4 – седельно-сцепное устройство Обозначение: колесная формула А×Б, где А — общее количество колес, Б — число ведущих колес. Отечественная промышленность выпускает бортовые автомобили и седельные тягачи: двухосные с колесной формулой 4×2 и 4×4, трехосные с колесной формулой 6×4, 6×6. Автомобили с колесной формулой 4×2 и 6×4 относят к машинам ограниченной (дорожной) проходимости и предназначены для эксплуатации по усовершенствованным и грун- товым дорогам. Автомобили с колесной формулой 4×4 и 6×6 относят к машинам повышенной и высокой проходимости и могут эксплуатироваться в условиях пересеченной местности и бездорожья. Рис. 2. Схемы механических трансмиссий грузовых автомобилей а) автомобиль с колесной формулой 4×2; б) с колесной формулой 6×4; в) с колесной формулой 6×6; г) дифференциал; 1 – двигатель; 2 – дисковая фрикционная муфта; 3 – коробка передач; 4 – карданный вал; 5 – главная передача; 6 – дифференциал; 7 – полуоси(валы); 8 – ведущие колеса; 9 – ведомые колеса; 10 – задний ведущий мост; 11 – раздаточная коробка; 12 – передний ведущий мост; 13 – сателлиты; 14 – коробка дифференциала; 15 - шестерни Тракторы Назначение: применяют для транспортирования на прицепах строительных грузов и оборудования по грунтовым и временным дорогам, вне дорог, в стесненных условиях, а также передвижения и работы навесных и прицепных строительных машин. Классификация: по назначению сельскохозяйственные промышленные специальные (для горных, подводных, подземных и других специальных работ). По конструкции ходового оборудования различают: - гусеничные - колесные тракторы. По типу системы поворота: - с передними управляемыми колесами (рис. 2.5, а) - со всеми управляемыми колесами - с шарнирно сочлененной рамой (рис, 2.5, б). Параметры: Пневмоколесные тракторы: Главный параметр – тяговая сила v = 40 км/ч Ргрунт = 0,2 – 0,4 МПа Достоинства: Пневмоколесные тракторы обладают Nдв = 47 – 220 кВт сравнительно большими скоростями передвижения высокой мобильностью и маневренностью Гусеничные тракторы: Гусеничные тракторы характеризуются надежным сцеплением гусеничного хода с грунтом высокой проходимостью высокой маневренностью малым радиусом поворота Fтяг = 30 кН Ргрунт = 0,02 – 0,06 v = 12 км/ч Nдв =55 – 600 кВт Недостатки: Пневмоколесные тракторы - плохая проходимость Гусеничные тракторы - низкая скорость передвижения Рис. 3. Пневмоколесные тракторы а) с передними управляемыми колесами; б) со всеми управляемыми колесами и шарнирно сочлененной рамой; в) рама; 1 – передняя полурама; 2) – задняя полурама; 3 – универсальный шарнир. Рис. 4. Гусеничные тракторы а) с передним расположением двигателя; б) с задним и средним расположением двигателя Рис. 5. Схемы механических трансмиссий гусеничных тракторов а) с фрикционным механизмом поворота; б) с планетарным;1 – двигатель; 2 – фрикционная дисковая муфта сцепления; 3 – коробка передач; 4 – гусеницы; 5 – соединительные валы; 6 – главная передача; 7 – многодисковые фрикционные муфты (бортовые фрикционы); 8 – ленточный тормоз; 9 – бортовые редукторы; 10 – ведущие звездочки; 11 – вал; 12 – солнечные шестерни; 13 – тормоза; 14 - водила Пневмоколесные тягачи Назначение: предназначены для работы с различными видами сменного навесного и прицепного строительного оборудования. Достоинства: просты, по конструкции имеют меньшую массу, большую долговечность дешевле в изготовлении и эксплуатации Большие скорости тягачей и хорошая маневренность в значительной мере способствуют повышению производительности агрегатированных с ними строительных машин. Параметры: Nдв = 880 кВт Рис. 6. Сменное оборудование одно- и двухосных тягачей 1 – скрепер; 2 – землевозная тележка; 3 – кран; 4 – цистерна для цемента или жидкостей; 5 трайлер; 6 – крантрубоукладчик; 7 – траншеекопатель; 8 – корчеватель; 9 – бульдозер; 10 – рыхлитель; 11 – погрузчик Классификация: Одноосные Двухосные СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА Назначение: приспособлены для перевозки одного или нескольких однородных грузов, отличающихся специфическими условиями их транспортировки. Классификация: для перевозки грунта, сыпучих и глыбообразных грузов (самосвалы) жидких и полужидких (битумовозы, известковозы, бетоно- и растворовозы) порошкообразных (цементовозы) мелкоштучных и тарных грузов (контейнеровозы) длинномерных грузов (трубовозы, металловозы, лесовозы) железобетонных конструкций (панелевозы, фермовозы, плитовозы, балковозы, блоковозы, сантехкабиновозы) технологического оборудования и строительных машин (тяжеловозы). Автомобили-самосвалы Назначение: перевозят строительные грузы в металлических кузовах с корытообразной, трапециевидной и прямоугольной формой поперечного сечения, принудительно наклоняемых при разгрузке с помощью подъемного (опрокидного) механизма назад, на боковые (одну или две) стороны, на стороны и назад. Классификация: По назначению специальные карьерные универсальные общестроительные Qунивер = 4 – 12 т Параметры: Qспец = 12 и более тонн Достоинства: быстрый подъем и опускание кузова высокую надежность и безопасность работы. Рис. 7. Автомобили-самосвалы А) с расположением гидроцилиндров на раме под передней частью кузова или на переднем борту; б) самосвальный автопоезд. Контейнеровозы и автомобили-самопогрузчики Назначение: Для доставки контейнеров и пакетов. Параметры: Q = 5 – 20т Рис. 8. Автомобили-самопогрузчики и контейнеровозы 1 – рабочий орган (качающийся портал); 2 – гидроцилиндры двустороннего действия; 3 – откидные гидравлические опоры Рис. 9. Автомобиль-самопогрузчик с бортовым манипулятором 1 – двигатель; 2 – коробка отбора мощности; 3 – привод аксиально-поршневого насоса; 4 – пульт управления; 5 – опорная рама; 6 – выносные гидравлические опоры; 7, 21 – рейка; 8, 23 – шестерня; 9 – вал; 1 - поворотная колонка; 11 – рукоять; 12,15,16 – гидроцилиндры; 13 - рычаг; 14 – телескопическая стрела; 17 – основная секция; 18 – выдвижная секция; 19 – крюковая подвеса4 20 – ротатор; 21 - гидроцилиндры двустороннего действия. Рис 10. Размещение бортовых манипуляторов на автотранспортных средствах Битумовозы и автогудронаторы Назначение: Для перевозки жидких вяжущих материалов (битум, гудрон, эмульсии) в разогретом состоянии от предприятий-изготовителей к местам производства дорожных, кровельных и изоляционных работ. Параметры: Vгудр = 3500 – 7000 л Vбитум = 4000 – 15000 л tматер = 200оС Трубовозы и плитовозы Назначение: Для перевозки труб длиной 6... 12 м диаметром до 1420 мм и сварных секций из труб (плетей) длиной 24...36 м применяют специальные автопоезда — трубовозы и плетевозы. Рис. 11. Автопоезд для перевозки труб а) внешний вид; б) положения стрелы соответственно перед разгрузкой и в конце разгрузки; в) разгрузочный механизм; 1 – седельный тягач; 2 – гидравлический разгрузочный механизм; 3 – предохранительные щиты; 4 – трубы; 5 – полуприцеп-трубовоз; 6 – откидные опоры; 7 – телескопические цилиндры; 8 – грузовой захват; 9 – телескопическая стрела. Транспортные средства для перевозки железобетонных конструкций Назначение: для перевозки крупноразмерных железобетонных конструкций и деталей с заводов-изготовителей на строительные площадки. Панелевозы Назначение: для перевозки в вертикальном или крутонаклонном положении стеновых панелей, перекрытий, перегородок, плит, лестничных маршей и т. п. Классификация: Ферменные Рамные Параметры: Q = 9-20т Рис. 12. Панелевозы Достоинства: возможность вести монтаж непосредственно с панелевозов (монтаж с «колес») обслуживание нескольких сменных полуприцепов (челночный метод работы) осуществлять погрузку-разгрузку панелевоза на неровных площадках универсальность возможности загрузки машины при движении в обратном направлении. Полуприцепы-фермовозы Назначение: для перевозки ферм длиной 12...30 м, установленных и закрепленных в положении, близком к рабочему. Параметры: Q = 10...22 т Рис. 13. Автопоезд-фермовоз Полуприцепы-сантехкабиновозы и блоковозы Назначение: для перевозки объемных элементов жилых и промышленных зданий (унифицированных санитарно-технических кабин, блок-комнат, маршей), технологического оборудования (секций лифтов, трансформаторов, котлов, бункеров, баков и др.) и контейнеров. Параметры: Q = 4...30 т. Рис. 14. Сантехкабиновоз Полуприцепы-плитовозы Назначение: для перевозки плит перекрытий и покрытий в горизонтальном положении, а также балок, колонн, ригелей, пиломатериалов и др. Параметры: Q = до 22 т. Тяжеловозы Назначение: для перевозки тяжеловесного крупногабаритного оборудования и строительных машин. Параметры: Техническая производительность средств безрельсового транспорта (т/ч) Пт = 3600 Q kГ kпр /(ky∑7,2l/v + t3 + tР + tм), где Q — грузоподъемность, т; kГ — коэффициент использования по грузоподъемности, кпр — то же, по пробегу; ку — коэффициент, учитывающий затраты времени на разгон и торможение; l — дальность транспортирования в одну сторону, м; v — скорость движения, км/ч; t3, tР, tм — соответственно время загрузки, разгрузки и маневрирования, с. ЛЕНТОЧНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ Назначение: Ленточные конвейеры предназначены для перемещения непрерывным потоком в горизонтальном или наклонном (под углом до 20°) направлениях сыпучих (песка, земли, цемента), мелкокусковых (щебня, гравия и др.) и мелкоштучных (кирпича, блоков, плитки и др.) материалов, а также растворов, бетонной смеси при температуре окружающего воздуха 40...+40°С и температуре транспортируемых материалов не выше +60°С. Классификация: Передвижные ленточные конвейеры Стационарные ленточные конвейеры Передвижные ленточные конвейеры Применение: применяются на рассредоточенных объектах с малыми объемами работ. Рис. 15. Передвижной ленточный конвейер. а) общий вид; б) кинематическая схема; в) расположение ленты на роликоопорах; г)кинематическая схема электроприводного мотор-барабана; 1 – дышло; 2 – натяжной барабан; 3 – винтовое натяжное устройство; 4 – загрузочная воронка; 5 – выключатель; 6 – ручная лебедка; 7 – транспортирующая лента; 8 – несущая рама; 9 – полиспаст; 10 – верхние желобчатые роликоопоры; 11, 19 – кожухи; 12 – мотор-барабан; 13 – очистные скребки; 14 – нижние плоские роликоопоры; 15 – верхняя подвижная часть шасси; 16 – пневмоколеса; 17 – неподвижная опора шасси; 18 – пульт управления; 20 – цапфа; 21 – зубчатый обод; 22 – основание барабана; 23 – электродвигатель; 24 – кабельная втулка; 25 – зубчатая пара4 26 – промежуточный вал; 27 – выходная шестерня. Параметры: угол наклона до35о vленты = 1.6 – 1.7м/c П = 100 – 112 т/ч Hразгрузки с гладкой лентой l = 6 м = 1,5...2,6 м длиной 10 м — 1,8...3,9 м длиной 14 м — 2,2...5,1 м vбуксир = 15 км/ч Стационарный ленточный конвейер Применение: на объектах с большими объемами работ. Параметры: Hразгрузки = 0,72 м (горизонтальных конвейеров) Hразгрузки = 7 м при l =40 м Hразгрузки = 15 м при l = 80 м (наклонных) Конструктивная производительность ленточного конвейера при перемещении насыпных материалов (м3/ч) Пк = 3600Sv, где S — площадь поперечного сечения насыпного материала на ленте, м (при средних значениях угла наклона конвейера с гладкой лентой S = 0,05b2 и с желобчатой лентой S = 0,11 b2 на трехроликовых опорах; b — ширина ленты, м); v — скорость движ ения ленты, м/с. ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ Назначение: предназначены для выполнения погрузочно-разгрузочных работ с различными видами грузов (сыпучими, кусковыми, штучными, пакетированными, длинномерными и т.п.), перемещения грузов на сравнительно небольшие расстояния, землеройно-погрузочных, монтажных и вспомогательных работ. Классификация: - периодического действия одноковшовые - выполняют циклично повторяемые операции по загрузке рабочего органа, транспортированию и разгрузке груза раздельно и последовательно вилочные - непрерывного действия многоковшовые - наполнение и разгрузка рабочего органа осуществляется непрерывно и одновременно. Одноковшовые погрузчики Назначение: применяют в основном для погрузки-разгрузки, перемещения и складирования насыпных, мелкокусковых материалов и штучных грузов, а также для экскавации и погрузки в автосамосвалы (или отсыпки в отвал) неслежавшихся грунтов I и II категории и естественного грунта III категории. Классификация: - по типу ходового устройства гусеничные (на базе тракторов) пневмоколесные (на базе специальных шасси и тягачей) полугусеничные; - по расположению рабочего органа относительно двигателя с передним (наиболее распространены) задним расположением; - по способу разгрузки рабочего органа с полуповоротным комбинированным, перекидным фронтальным погрузочным оборудованием. В городском строительстве наиболее распространены фронтальные универсальные погрузчики на пневмоходу. Фронтальные погрузчики Достоинства: разгрузку ковша вперед (со стороны разработки материала) на любой отметке в пределах заданной высоты высокая мобильность, маневренность и наиболее эффективно используются в стесненных условиях. Рис. 16. Фронтальный погрузчик 1 – кабина оператора; 2 – силовая установка; 3 – редуктор отбора мощности; 4 – передний и задний ведущие мосты; 5 – шарнирно сочлененная рама; 6, 10 – гидроцилиндры; 7 – стрела; 8 – ковш; 9 – коромысло; 11 – тяги. Сменные рабочие органы и навесное оборудование одноковшовых строительных пневмоколесных погрузчиков показаны на рис. 17. Р и с. 17. Сменное рабочее и навесное оборудование одноковшовых погрузчиков / — ковш для скальных пород с зубьями; 2 — ковш без зубьев с прямолинейной режущей кромкой; 3 — то же, с V-образной режущей кромкой; 4 — скелетный ковш; 5 — грузовые вилы; 6 — бульдозерный отвал; 7 — плужный снегоочиститель; 8 — захват для столбов и свай; 9 — ковш с принудительной разгрузкой; 10 — двухчелюстной ковш; // — захват для длиномеров; 12 — ковш для распределения бетона; 13 — захват для пакетов; 14 — кран; /5 — экскаватор; 16 — рыхлитель; 17— роторный снегоочиститель; 18 — кусторез; 19 — корчеватель-собиратель; 20 — асфальтовзламыватель Малогабаритные универсальные погрузчики Назначение: монтируются на самоходных шасси с бортовым поворотом и предназначены для выполнения в особо стесненных условиях строительства трудоемких малообъемных земляных, погрузочно-разгрузочных, подготовительных, вспомогательных и специальных работ. Наиболее эффективно погрузчики применяются на рассредоточенных объектах для комплексной механизации строительно-монтажных работ небольших объемов. Рис.18. Малогабаритный универсальный погрузчик 1 – суппорт; 2 – стрела; 3 – гидроцилиндры поворота суппорта; 4 – рычаги; 5 – тяги; 6 – гидроцилиндры подъема-опускания стрелы; 7 – полупорталы. Рис. 19. Сменные рабочие органы малогабаритных погрузчиков: 1 — грузовые вилы; 2 — грузовая безблочная стрела 5 — обратная лопата экскаватора; 4 — — гидробур 5 — дорожная щетка; 6 — гидромолот Параметры: v=10 – 12.6 км/ч Эксплуатационная П = 20 – 35 м куб/ч производитель- L = 25 – 30 м ность одноковшовых погрузчиков (м3/ч): Vпогр ковш = 0,24 – 0,3 м куб при работе с сыпучими и кусковыми гру- Vэкск ковш = 0,04 – 0,063 м куб зами Qстрелы = 0,5т Пэ = 3600 q кн kв / tц, где q — вместимость ковша, м3; кн — коэффициент наполнения ковша (кн = 0,5...1,25); kв — средний коэффициент использования погрузчика по времени; tц — продолжительность полного цикла, с; При работе со штучными грузами (т/ч) Пэ = 3,6 m kг kв /tu, где т — масса поднимаемого груза, кг; кг — коэффициент использования погрузчика по грузоподъемности (кг - 0,6...0,8). Производительность современных отечественных одноковшовых погрузчиков 90...235 м3/ч при средней продолжительности цикла 30...60 с грузоподъемность 1,25...5 т, вместимость ковшей 0,4...3 м3. Вилочные универсальные погрузчики (автопогрузчики) Назначение: применяют для погрузочно-разгрузочных работ, транспортирования на небольшие расстояния и штабелирования штучных и пакетированных грузов на открытых площадках и дорогах с твердым покрытием. Для погрузочно-разгрузочных работ со штучными, пакетированными, длинномерными грузами и контейнерами применяют автопогрузчики с грузовой платформой и боковым выдвижным грузоподъемником, оборудованным вилочным захватом или грузовой консольной стрелой с грузовым крюком. Рис. 20. Автопогрузчик а) общий вид; б) схема грузоподъемника; 1 – рабочий орган; 2 – передние ведущие двухскатные колеса; 3 – фронтальный гидравлический грузоподъемник; 4 – д.в.с.; 5 – противовес; 6 – задние управляемые односкатные колеса; 7 – грузовые цепи; 8 – звездочки; 9 – основная рама; 10 – гидроцилиндры двустороннего действия; 11 – гидроцилиндр; 12 – выдвижная рама; 13 – грузовая каретка. Параметры: Q = 2... 12 т vгруза = 8... 15 м/мин H = 4... 6 м при оборудовании вилами и ковшом H = 5,1...7,2 м при оборудовании безблочной стрелой. Многоковшовые v с грузом= 6...15 км/ч, v без груза — до 45 км/ч. строительные погрузчики Назначение: применяются для механической погрузки в транспортные средства сыпучих и мелкокусковых материалов (песка, гравия, щебня, шлака), а также для засыпки траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом, для обвалования площадок и т. д. В строительстве наиболее распространены пневмоколесные погрузчики с ковшовым конвейером и подгребающими шнеками. Параметры: Q = 80...250 м3/ч, H = 2,4...4,2 м. Рис. 21. Погрузчик непрерывного действия 1 – самоходное пневмоколесное шасси; 2 отвал; 3 - шнековый питатель; 4 – цепной ковшовый конвейер; 5 – ленточный конвейер с приемным устройством. Основными направлениями развития строительных погрузчиков являются: • улучшение технико-экономических и эргономических показателей; • повышение энергонасыщенности, тягово-сцепных качеств и напорных усилий, маневренности, надежности ходового и погрузочного оборудования; • расширение номенклатуры сменных рабочих органов; • увеличение параметров рабочего оборудования; • дальнейшее совершенствование систем гидропривода. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ Грузоподъемными машинами поднимают и перемещают различные строительные материалы по вертикали или по пространственной трассе, изменяющейся в горизонтальном и вертикальном направлениях. С помощью этих машин монтируют основные строительные конструкции во всех видах строительства, а в промышленном строительстве — технологическое оборудование. Многие из этих работ сочетаются со строповкой и пакетированием грузов, подтаскиванием грузов к грузоподъемному устройству и другими такелажными работами. Работают грузоподъемные машины чаще всего циклично. Грузоподъемные машины можно разделить на следующие группы: 1. Вспомогательные (простые) машины и механизмы — домкраты, лебедки и тали. 2. Подъемники — машины, перемещающие грузы в ковшах, клетях, кабинах или на площадках, движущихся в жестких направляющих. 3. Краны — наиболее сложные и универсальные грузоподъемные машины для подъема, перемещения но пространственной трассе и подачи грузов и монтажа конструкций. Вспомогательные машины и механизмы Эти устройства могут иметь ручной, электрический, гидравлический или пневматический привод. Устройства с ручным приводом основаны на том, что человек, прикладывая сравнительно малое усилие — в среднем 16 кгс (160 Н), может поднимать значительный груз. Домкраты Назначение: используют для подъема груза на небольшую высоту, причем воздействуют на груз снизу. Классификация: реечные (грузоподъемность до 6 т, высота подъема до 0,3 м); винтовые (грузоподъемность до 50 т, высота подъема до 0,35 м); гидравлические (грузоподъемность 50—500 т, высота подъема 0,15— 0,2 м); Параметры: винтовой: реечный: гидравлический: беспоршневой: =50 т Нгр=0,35 м =6 т Нгр=0,3 м =50-500 т Нгр=0,15-0,2 м =200 т Нгр=20 мм Лебедки Назначение: используют для подтягивания, подъема и опускания грузов (применяют в кранах, в частности вантовых, жестконогих и кабельных фрикционные), для перемещения грузов по горизонтали; для транспортирования ковшей-волокуш с заполнителями. Классификация: по виду исполнения: однобарабанные и многобарабанные; по назначению: подъемные — общего назначения и монтажные (ручная рычажная), тяговые, скреперные (обычно двухбарабанные); по типу привода: ручные, электрические, комбинированные; по виду установки: настенные, подвесные и наземные. Главным параметром лебедок является тяговое усилие S. S 2P R i D где Р – усилие; R – длина рукояти; D – диаметр барабана; i – передаточное число то вала; η – КПД. Кроме того, лебедки характеризуются канатоемкостью барабана L и скоростью каната v. Рис. 1. Домкраты: Рис. 2. Схемы лебедок а – барабанная с ручным приводом; б – электрореверсивная; в – фрикционная; 1 – рукоять; 2, 4 – зубчатые передачи; 3 – храповик; 5 – барабан; 6 – редуктор; 7 – тормоз; 8 – электродвигатель; 9 – фрикционная муфта; 10 – тормоз ленточный; 11 – гайка Рис. 3. Ручная рычажная лебедка Параметры: общего назначения: =0,5—7,5 тс (5—75 кН), =30 м/мин, =80—100 м. электрореверсивные: монтажные: =1—2,5 тс (10—25 кН) =10—15 м/мин, =30—40 м. фрикционные: =6 т =15 м =0,5-100 т = 70 м. Рычажные ручные лебедки (рис. 3) широко применяются при монтажных работах. Они предназначены для подтягивания и подъема грузов. Основное преимущество этой лебедки — очень малый вес. Тали Назначение: применяют для подъема и опускания или подтягивания небольших грузов, стягивания между собой отдельных элементов при монтажных работах, при ремонте и монтаже оборудования, натягивании канатов и проводов при усилиях 0,1—5 тс (1—5 кН). Классификация: ручные; электрические. Параметры ручной тали: Параметры электротали: Gгр =100 кг-150 т Gгр =1-10 т H гр =15 м H гр =5-70 м (до 150 м) Рис. 4. Ручная таль: 1 – цепь подъема груза; 2 – тормозное устройство; 3 – звездочка; 4 – червячное колесо; 5 – крюк для подвешивания тали; 6 – приводное колесо; 7 – цепь привода тали; 8 – крюк для подвешивания груза Рис. 5. Кинематическая схема электротали 1 – ходовая тележка; 3 – вал; 4 – электромагнитный тормоз; 5 – пружины; 6 – электромагниты; 7 – редуктор; 8 – крюковая подвеска; 9 – корпус; 10 - барабан Строительные подъемники Назначение: подъемники применяются для подъема строительных материалов и деталей на перекрытия или леса зданий, для подачи сыпучих материалов в смесительные машины и грохоты, а также для монтажных работ. Классификация: по способу установки — свободностоящие и приставные; по назначению — грузовые и грузопассажирские; по конструкции направляющих — мачтовые (стоечные), шахтные, струйные; по типу привода — реечные и канатные. Свободностоящий мачтовый подъемник Параметры: Gгр =300 кг Нгр=10 м Достоинства: - быстрый монтаж и демонтаж (5—10 мин). Рис. 7. Грузопассажирский мачтовый подъемник а – общий вид; б- схема крепления к зданию; в–схема запасовки каната ограничителя скорости; 1 –опорный блок; 2 –противовес; 3 –стойка; 4 – головка; 5 –стрела; 6 –подвесная площадка; 7 –кабина; 8 –мачта; 9 – кронштейн крепления мачты; 10 – центробежный регулятор Ковшовые (скиповые) подъемники. Назначение: применяются для подачи сыпучих материалов и растворов в бункера, смесительные машины и грохоты. Параметры: ковшовый: шахтный: 3 Vк =1 м Gгр =3 т V =60 м/мин H гр =100 м и выше V =30 м/мин а) б) Рис. 8. а) ковшовый скиповый подъемник б) шахтный подъемник с опрокидывающимся ковшом: 1– шахта; 2 - клеть; 3 – опрокидывающийся ковш; 4 – разгрузочный лоток; 5 – приемный лоток Шахтные подъемники. Назначение: применяются для подъема сыпучих материалов, раствора, бетонной смеси. Монтажные вышки и гидроподъемники (специальные подъемные устройства также относятся к подъемникам). Назначение: применяются для подъема одного или двух рабочих при выполнении строительно-монтажных работ. Монтажные вышки устанавливают на автомобилях или тракторах. Параметры: Gгр =0,5 т H гр =12 м Общая характеристика рабочего процесса. Классификация машин для земляных работ Земляные работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружений. Они включают в себя: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей, плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т. п. По характеру рабочего процесса, составу операций и последовательности их выполнения земляные сооружения делят на выемки и насыпи. Выемка образуется в результате удаления излишков грунта за ее пределы, а насыпь — путем отсыпки грунта, внесенного извне, с его послойным уплотнением. Последняя операция обусловлена необходимостью восстановления плотного состояния грунта в насыпи, которое было им утрачено при отделении от массива вследствие разрыхления. Удаленный из выемок грунт укладывают в отвалы, а для отсыпки насыпей его доставляют из карьеров или резервов, расположенных вблизи сооружаемой насыпи. Если выемки чередуются с насыпями, как, например, в дорожном строительстве, то извлекаемый из выемок грунт обычно используют для отсыпки насыпей. Для каждой из перечисленных технологических схем производства земляных работ — выемка-отвал, резерв-насыпь — характерны операции отделения грунта от массива, его перемещения и отсыпки. При возведении насыпей добавляется операция уплотнения грунта, а общей для насыпей и выемок является планировочная операция, которой эти инженерные сооружения доводятся до проектных размеров. При планировке срезаются выступы и засыпаются впадины подобно разработке резервов и отсыпке насыпей, но только в размерах микрорельефа планируемой поверхности. Ту же структуру рабочего процесса име- ет разработка карьеров строительных материалов (песка, гравия и т.п.), а также добыча полезных ископаемых открытым способом. Процесс резания грунта – это процесс отделения грунта от массива. В совокупности с перемещением грунта к месту укладки процесс называется копанием. Наибольшее распространение в строительстве (около 85% от общего объема земляных работ) получил механический способ разрушения грунтов, при котором грунт отделяется от массива вследствие контактного силового воздействия на него землеройного рабочего органа. Прочные грунты и горные породы разрушают взрывом с использованием взрывчатых веществ, которые закладывают в специально пробуренные скважины. Этот способ наиболее дорогой, но позволяет существенно сократить сроки производства работ. Около 12% грунтов разрабатывают гидромеханическим способом путем отделения грунта от массива струей воды под высоким давлением или в сочетании с механическим способом. Рабочие органы машин, предназначенные только для отделения грунта от массива механическим способом, используют лишь в случае разработки весьма прочных грунтов на стадии их предварительного разрыхления. Большей частью рабочие органы также перемещают и отсыпают грунт в отвалы, насыпи или транспортные средства, выполняя эти операции после отделения грунта от массива и его захвата или совмещая полностью или частично перечисленные операции во времени. Грунт может перемещаться к месту отсыпки только за счет движений рабочего органа или за счет перемещения всей машины. В конструкциях землеройных машин непрерывного действия завершающую стадию транспортирования грунта выполняет специальный транспортирующий орган, например, типа ленточного конвейера. Отсыпают грунт путем освобождения от него рабочего или транспортирующего органа в конце транспортной операции. В случае гидромеханической разработки грунт переносится к месту намыва в потоке воды, а при взрывном способе он отбрасывается в стороны расширяющимися газами, образующимися вследствие взрыва. Грубую планировку земляных поверхностей выполняют теми же землеройными рабочими органами путем более четкой координации их движения, а для точной планировки применяют специальные рабочие органы или машины. Уплотнение грунта заключается в компактной укладке его частиц, вследствие чего уменьшается объем грунта и увеличивается его плотность. Для этого применяют специальные машины и оборудование. Частично грунт может уплотняться также перемещающимися по его поверхности транспортными средствами. В общем комплексе работ на строительном объекте земляные работы чаще всего выполняют раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строительной площадки — удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т. п. Большую часть этих работ выполняют землеройными машинами, оборудованными специальными рабочими органами. В связи с этим машины для подготовительных работ рассматривают вместе с машинами для земляных работ. К подготовительным работам также относят предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов. Классификация: По основным видам выполняемых работ: землеройные машины для отрывки и перемещения грунта в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования (одно- и многоковшовые экскаваторы); землеройно-транспортные машины для послойной разработки грунта и перемещения его на большие расстояния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы); машины для подготовительных работ; машины и оборудование для уплотнения грунтов; машины для бурения скважин, в том числе в прочных и мерзлых грунтах при их разрушении взрывом, оборудование для гидромеханической разработки; машины и оборудование для разработки грунтов в особых условиях. По режиму работы: цикличного действия; непрерывного действия (многоковшовые экскаваторы, некоторые зем- леройно-транспортные машины, оборудование для гидромеханизации, а также некоторые виды машин для работы в особых условиях.). По степени подвижности: передвижные самоходные; прицепные; полустационарные (некоторые виды оборудования для уплотнения грунтов, бурения скважин под взрыв, оборудование гидромеханизации, а также некоторые машины и оборудование для работы в особых условиях). Землеройные рабочие органы и их взаимодействие с грунтом Рабочие органы, с помощью которых грунт отделяется от массива (зубья ковшей, бульдозерных отвалов, рыхлителей - рис. 1, а), называют землеройными. В конструкциях землеройных и землеройно-транспортных машин, рабочий процесс которых состоит из последовательно выполняемых операций отделения грунта от массива, его перемещения и отсыпки, землеройные рабочие органы совмещают с транспортирующими — ковшами (экскаваторы, скреперы) или отвалами (бульдозеры, грейдеры), называя первые ковшовыми, а вторые — отвальными. Ковшовый рабочий орган представляет собой емкость с режущей кромкой, оснащенной зубьями (рис. 1, б - г, е) или без них (рис. 1, д, ж, з). Ковши с режущими кромками без зубьев чаще применяют для разработки малосвязных песков и супесей, а ковши с зубьями — в основном для разработки суглинков, глин и прочных скальных грунтов. Отвальные рабочие органы оборудуют в нижней части ножами (рис. 1, и), в этом случае их называют ножевыми. Для разрушения более прочных грунтов на ножи дополнительно устанавливают зубья. Режущая часть землеройного рабочего органа имеет форму заостренного клина. Процессу отделения грунта от массива сопутствует перемещение грунта перед рабочим органом или по нему. Рис. 1.Основные виды рабочих органов машин для земляных работ: а – зуб рыхлителя; б – ж – экскаваторные ковши прямой и обратной лопат, драглайна, погрузчика, грейфера, планировщика; з – ковш скрепера: и – отвал бульдозера Экскаваторы Экскаватор - землеройная машина, выполняющая операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним или несколькими ковшами. В первом случае их называют одноковшовыми, во втором — многоковшовыми. Одноковшовые экскаваторы Назначение: применяются для разработки горных пород и грунтов. При разработке котлованов больших размеров, на погрузочных и разгрузочных, а также на вскрышных работах на экскаваторы устанавливают рабочее оборудование драглайна. Для отрывки глубоких котлованов, ям, колодцев используют рабочее оборудование грейфера, для планировочных работ — специальное планировочное оборудование и т. п. Классификация: По назначению: строительные ( q =0,1-6 м3, m=2-200 т) — для выполнения земля- ных работ, погрузки и разгрузки сыпучих материалов строительно-карьерные ( q =0,1-6 м3, m=2-200 т) —для выполнения работ по назначению строительных экскаваторов, а также для разработки карьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых открытым способом; карьерные ( q =2-20м3, m=75-1000 т) — для работы в карьерах; вскрышные — для снятия верхнего слоя грунта или горной породы перед карьерной разработкой; туннельные и шахтные ( q =0,5-1м3, m=16-30 т) — для работы под землей при строительстве подземных сооружений и разработке полезных ископаемых. По исполнению рабочего оборудования: элементы которого соединены между собой и с базой машины шарнирами и канатами; элементы которого имеют жесткие шарнирные сочленения; экскаваторы с телескопическим оборудованием, применяемым в конструкциях экскаваторов-планировщиков (см. рис.), с помощью которых выполняют планировочные, зачистные и обычные экскавационные работы. По возможности вращения поворотной части: полноповоротные (с неограниченными угловыми перемещениями); неполноповоротные (с ограниченными угловыми перемещениями). По числу установленных двигателей: одномоторные; многомоторные. По типу привода: механические; гидромеханические; гидравлические; электрические; комбинированные. По виду рабочего оборудования: прямая лопата (маятниковая, напорная, обычная, со створчатым ковшом, ковшом Федорова); обратная лопата (обычная, боковая); погрузочное оборудование – крюк; планировочное оборудование; землеройно-планировочное с телескопической стрелой; землеройно-планировочное со смещающейся стрелой копания; драглайны (фронтальный, боковой); грейфер (канатный, жесткий, напорный); копер; рыхлитель; гидромолот. Главным параметром является объем ковша q. Маркировка: ЭО – 1-9 1-9 1-5 № 1 2 3 1 – размерная группа 4 5 6 2 – тип ходового оборудования 3 – исполнение рабочего оборудования: 1 – канатное 2 – жесткое 3 – телескопическое 4, 5 – резерв 4 – порядковый номер модели 5 – номер модернизации (А, Б, В, Г, Д) 6 – климатическое исполнение Х – холодное, Т – тропическое гр. 1 2 3 4 5 6 7 m 6,5 т 9,5 т 16 т 25 т 40 т 70 т 100 т N 25 кВт 40 кВт 60 кВт 90 кВт 120 кВт 210 кВт 350 кВт q, м3 0,15-0,4 0,25-0,65 0,4-1 0,65-1,6 1-2,5 1,6-4 6,3-8,9 П 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Г - гусеничное ГУ – гусен. уширенное пневмоколесное специальное автомобильное тракторное шагающее резерв резерв 3600 q K н К в , м3 / ч Тц К р Рис. 2. Одноковшовый экскаватор: 1 – поворотная платформа; 2 – стрелоподъемная лебедка; 3 – двуногая стойка; 4 – канат лебедки; 5 – головные блоки; 6 – полиспаст; 7 – ковш; 8 – открывающееся днище ковша; 9 – тяги, регулирующие наклон ковша; 10 – рукоять; 11 – седловой подшипник; 12 –подъемная лебедка; 13 стрела Драглайн Назначение: применяют для разработки грунтов преимущественно ниже уровня стоянки, их используют преимущественно на отрывке больших котлованов и траншей, а также для погрузки и разгрузки сыпучих строительных материалов, шагающие драглайны используют для добычи полезных ископаемых открытым способом и на вскрышных работах. Достоинства: - работают на большем радиусе копания. Параметры: 3 q =0,33 м , шагающие — 5,45-100 м3 Рис. 3. Драглайн: 1 – роликовое устройство; 2 – барабан подъемной лебедки; 3 – барабан тяговой лебедки; 4 – подъемный канат; 5 – стрела; 6 – головной блок; 7 – ковш; 8 – тяговый канат; 9, 13 – цепи; 10 – разгрузочный канат; 11 – блок; 12 – распорка Грейфер Назначение: грейферное рабочее оборудование используют для отрывки глубоких котлованов, очистки водоемов и каналов, а также для погрузки и разгрузки сыпучих материалов Рис. 4. Грейфер: а – с канатным управлением; б – с гидравлическим управлением; 1 – груз; 2 – блоки; 3 – стрела драглайна; 4, 5 – поддерживающий и замыкающий канаты; 6 – челюстной ковш; 7 – оттяжной канат; 8 – верхняя головка; 9 – тяги; 10 – полиспаст; 11 – нижняя головка; 12 – челюсти; 13 – рукоять обратной лопаты; 14, 15 – цилиндрические шарниры; 16 – полая штанга; 17 – гидроцилиндр; 18 шарниры Погрузчики Назначение: гидравлические погрузчики применяют для погрузки дробленых и сыпучих материалов. Рис. 5. Рабочее оборудование гидравлического погрузчика (а) и его сменные ковши (б): 1 – стрела обратной лопаты; 2 – гидроцилиндры поворота рукояти; 3 – рукоять; 4, 6 – тяги; 5 – гидроцилиндр поворота ковша; 7 - ковш; 8 – рычаг; 9 – подвеска ковша; 10 – стреловой гидроцилиндр; 11 – ковш без зубьев; 12, 13 – ковши с зубьями Экскаватор-планировщик Назначение: применяют для планировочных и зачистных работ (широкие ковши (рис. 6, б)), также для выполнения обычных экскавационных и по- грузочно-разгрузочных работ. Рис. 6. Экскаватор-планировщик (а) и его сменные ковши (б): 1 – гидроцилиндр подъема стрелы; 2 – рама стрелы; 3 – бандаж; 4 – неподвижная секция стрелы; 5 – гидроцилиндр перемещения выдвижной секции стрелы; 6 – выдвижная секция стрелы; 7 – гидроцилиндр поворота ковша; 8 – ковш; 9 – ось; 10 – шестерня; 11 – задняя стенка рамы; 12 – гидроцилиндр поворотного механизма; 13 – зубчатый сектор Неполноповоротные гидравлические экскаваторы на базе пневмоколесных тракторов Назначение: применяются для выполнения небольших рассредоточенных объемов земляных работ в условиях частого перебазирования с объекта на объект. Достоинства: вместимость ковшей гидравлических обратных лопат по сравнению с канатными прямыми лопатами в среднем на 60 % больше при примерно одинаковой продолжительности их рабочих циклов, массе и энергоемкости. Рис. 7. Неполноповоротный гидравлический экскаватор 1 – отвал; 2, 5, 6, 7, 12, 16, 18 – гидроцилиндры; 3 – базовый трактор; 4 – поворотная колонна; 8 – тяги; 9 – ковш; 10 – рукоять; 11 – стрела; 13 – выносные опоры; 14 – звездочка; 15 – втулочнороликовая цепь; 17 – усиленная рама Многоковшовые экскаваторы Назначение: применяют для выполнения однотипных работ большого объема в грунтах 1 – 4 категории. Многоковшовые экскаваторы применяют для отрывки траншей в трубопроводном строительстве, при прокладке подземных линий связи и электроснабжения, тепловодов и других коммуникаций (траншейные экскаваторы); отрывки траншей с одновременной укладкой дренажных труб, отрывки мелиоративных каналов, их очистки и восстановления в процессе эксплуатации (мелиоративные экскаваторы); разработки карьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых (карьерные экскаваторы). Принципиальная особенность этих машин заключается в непрерывности действия. Классификация: По типу рабочего органа: роторные; цепные; шнекороторные; плужно-роторные; двухроторные. По характеру движения рабочего органа: экскаваторы продольного копания (цепные и роторные), у которых направление перемещения машины и направление рабочего движения одинаковы; экскаваторы поперечного копания (только цепные), у которых направление перемещения машины перпендикулярно направлению рабочего движения; экскаваторы радиального копания, у которых рабочий орган кроме вращения вокруг своей оси поворачивается относительно оси машины. По типу ходового устройства: гусеничные (траншейные, мелиоративные и карьерные роторные экскаваторы); рельсово-колесные (цепные экскаваторы поперечного копания) ходовыми устройствами. пневмоколесные. По назначению: траншейные; дреноукладчики; канальные; карьерные (вскрышные). Достоинства: более высокая производительность, чем у ЭО. Недостатки: менее универсальны. Параметры: глубина h=6 м ширина поверху b=0,14-2,1 м ширина понизу b0=0,25-2 м заложение откосов 1:1, 1:2, П 60 q z K н ,т/ч Кр Цепные траншеекопатели Назначение: применяют для разработки узких траншей (0,3—0,5 м) в слабых грунтах. Достоинства: - могут разрабатывать траншеи большей глубины, чем роторные, - имеют меньшую массу. Параметры ЭТР: h=2,5 м Vпередв =10-800 м/ч Vв ращ. рот. =7-10 об/мин П 60 q z K н ,т/ч Кр Рис. 8. Траншейные экскаваторы: а – роторный траншеекопатель; б – цепной траншеекопатель;1 – ножевые откосники; 2 – ротор; 3 – ковши; 4 – направляющие; 5 – ходовое устройство; 6 – кабина; 7 – силовая установка; 8 – рама; 9, 10 – гидроцилиндры; 11 – полиспаст; 12 – стойка; 13 – канат; 14 – отвалообразователь; 15, 19, 24 – опорные, направляющие и поддерживающие ролики; 16 – продольные балки; 17 – передняя часть рамы; 18 – щит; 20 – скользящая опора; 21 – двухсекционный отвальный конвейер; 22 – натяжное колесо; 23 – ковшовая рама; 26 – ковшовая цепь Роторные траншеекопатели Достоинства: более высокий КПД и производительность по сравнению с цепными. Недостатки: меньшая глубина траншеи. На базе траншейных роторных экскаваторов или их тягачей изготовляют роторные траншеезасыпатели, некоторые модели шнекороторных каналокопателей. Роторные траншеезасыпатели Назначение: применяются в трубопроводном строительстве для засыпки траншей с уложенным в них изолированным трубопроводом. Отсыпанный в траншею грунт предварительно измельчается в процессе его разработки ковшами и постепенно по откосу отсыпается на уложенный трубопровод, не повреждая его изоляции. Шнекороторные каналокопатели Назначение: применяются для отрывки каналов полного профиля в мелиоративном строительстве. Его дооборудуют двумя шнеками (рис. 9) и двумя (вместо одного у роторного траншеекопателя) отвалообразователями. Рис. 9. Схема разработки канала шнекороторным экскаватором: 1 – шнеки; 2 – спиральные режущие кромки; 3 – отвальные конвейеры; 4 – ротор Экскаваторы-дреноукладчики Назначение: применяются в мелиоративном строительстве для устройства закрытого дренажа. Среди экскаваторов траншеекопатели имеют наиболее низкие показатели удельной материалоемкости и энергоемкости. Рис. 10. Экскаватор-дреноукладчик: 1 – барабан; 2 – рама цепного рабочего органа; 3 – датчик; 4 – копирный канат; 5 – ящиктрубоукладчик; 6, 10 – корыта; 7 – лоток; 8, 9 – кассеты Карьерные экскаваторы поперечного копания Классификация: По исполнению рабочего оборудования: роторные стреловые; цепные; По направлению рабочих движений - экскаваторы поперечного копания. Роторные стреловые экскаваторы Назначение: предназначены для разработки грунтов I - III категорий выше уровня стоянки до 7,5 м и ниже этого уровня до 3,5 м при радиусе копания до 11,5 м, однородных или с наличием некрупных каменистых включений, применяются на вскрышных работах и карьерной добыче строительных материалов, разработке больших котлованов и других выемок в промышленном, транспортном и мелиоративном строительстве, возведении насыпей, дамб, плотин, на погрузочно-разгрузочных работах на складах насыпных материалов. Параметры: П=5000 м3/ч Рис. 11. Роторный экскаватор поперечного копания: 1 – ротор; 2 – стрела; 3 – ленточный конвейер; 4, 15 – гидроцилиндры; 5 – кабина; 6 – насосная станция; 7 – стойки-пилоны; 8 – ходовое устройство; 9 – подпятник; 10 – механизм поворота; 11 – платформа; 12 – силовая установка; 13 – отвальный конвейер; 14, 16 – мотор-барабан; 17 – электродвигатель; 18 – прижимной конвейер; 19 –наклонный вращающийся диск; 20 - скребки Цепные экскаваторы поперечного копания Назначение: применяют для добычи строительных материалов, в основном в карьерах кирпичных заводов. Параметры: h=8,5 м П=45 м3/ч П H hср Vп k sin Рис. 12. Цепной экскаватор поперечного копания Землеройно-транспортные машины (ЗТМ) Землеройно-транспортными называют такие машины, которые за счет тягового усилия послойно отделяют грунт от массива и транспортируют его к месту укладки (отсыпки) в процессе собственного перемещения. Исключение составляют грейдер-элеваторы, у которых грунт транспортируется и отсыпается в отвал или в транспортные средства специальным транспортирующим органом одновременно с его разработкой. Классификация: По режиму работы: на машины цикличного действия (бульдозеры, грейдеры, скреперы); непрерывного действия (грейдер-элеваторы). По конструкции рабочего оборудования: отвальные ЗТМ (бульдозеры, грейдеры); ковшовые ЗТМ (грейдер-элеваторы). По признаку подвижности ЗТМ относят к передвижным машинам. В последние годы все большее распространение получают самоходные ЗТМ (бульдозеры, скреперы, автогрейдеры). Реже применяются прицепные машины (скреперы, грейдер-элеваторы). Рабочий процесс ЗТМ цикличного действия: состоит из операций отделения грунта от массива (копания), его транспортирования к месту укладки (отсыпки), разгрузки и возвращения машины на исходную позицию. Все операции рабочего цикла ЗТМ непрерывного действия (копание, транспортирование и разгрузка грунта) совмещаются во времени. При этом для копания используется землеройный рабочий орган, а для перемещения и отсыпки грунта — специальный транспортирующий орган в виде ленточного конвейера. Перемещать ЗТМ при выполнении рабочего цикла следует по кратчайшему пути и без крутых поворотов. Большое значение имеет выбор рациональной схемы движения (рис. 13). ЗТМ особенно эффективны на массовых разработках грунтов. По этим показателям ЗТМ не уступают самой дешевой экскаваторной разработке грунта с его транспортированием по железной дороге. Главным параметром является номинальное тяговое усилие S. Рис. 13. Движение ЗТМ при производстве земляных работ а – по эллипсу; б – по восьмерке; в – по спирали; г – по зигзагу; д – поперечночелночная; е –продольно-челночная; 1 – набор грунта; 2 – выгрузка грунта Бульдозеры Назначение: предназначены для послойной разработки грунтов с их последующим перемещением перед рабочим органом (отвалом) по поверхности земли на небольшие расстояния. Их используют при сооружении выемок и насыпей, обратной засыпке траншей и котлованов, грубой планировке земляной поверхности, разравнивании грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, устройстве террас на косогорах, штабелировании и перемещении сыпучих материалов, подготовительных работах для валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевки пней, удаления камней, расчистки поверхности от мусора, снега, на вскрышных работах, а также в качестве толкачей скреперов. Рис. 14. Бульдозер: 1 – шарнирные соединения; 2 – толкающие брусья; 3 – универсальная рама; 4 – ножи; 5 – отвал; 6 – раскосы; 7, 11 – гидроцилиндры; 8 – трактор; 9 – задние шарниры; 10 – толкатели; 12 – шаровой шарнир Бульдозеры выполняют как навесное оборудование на пневмоколесных и гусеничных тракторах 8 (рис. 14, а). Рабочее оборудование выполнено в виде отвала с ножами. Отвалы, навешенные на базовый трактор по схеме рис. 14, б, называются поворотными (в плане) в отличие от неповоротных отвалов, навешенных по схеме рис. 14, в. Для работы в плотных грунтах применяют отвалы 13 (рис. 14, д), оборудованные одним передним и двумя задними зубьями. Для взламывания асфальтовых покрытий при ремонте дорог применяют отвалы 14, оборудованные киркой в средней части. Мерзлые грунты разрабатывают отвалами 15 с гребенчатыми ножами или с установленными на ножах зубьями. Для одновременной планировки откосов и их подошвы отвал дополнительно оборудуют наклонной наставкой 16 с жестким или шарнирным соединением с основным отвалом. Установка соответствующего профиля наставки в средней части отвала 17 позволяет выполнять очистку и планировку канав. Для перемещения грунта от стен зданий применяют отвальную приставку 18, двигаясь при этом задним ходом. Эффективность работы бульдозера на расчистке поверхностей от кустарника и мелких деревьев существенно повышается за счет установки в средней части отвала кусторезного ножа 19. Установка на отвалы грузовых вил 20 или траверс с подъемными крюками 21 позволяет использовать бульдозеры для грузоподъемных работ. П 3,6 Vпр K н Тц К р К в , м3 / ч Достоинства: - высокая производительность, - простота конструкции, - удельная производительность одного машиниста может достигать 1000 м3/см. Классификация: По форме отвала: плоские; сферические. По конструкции: поворотные; неповоротные. По режиму работы – циклического действия. По системе управления: гидравлические; комбинированные. По мощности и тяговому усилию: легкие ( Т ном =10 тм); средние ( Т ном =15 тм, N=75 кВт); тяжелые ( Т ном =20 тм, N=150-220 кВт); особо тяжелые ( Т ном =25-70 тм, N=300 кВт); малогабаритные (N=25 кВт). Скреперы Назначение: предназначены для послойной разработки грунта тяговым усилием, его транспортирования и отсыпки в земляные сооружения. Скреперы применяют в промышленном, гидротехническом, дорожном строительстве для разработки грунтов немерзлого состояния на горизонтах выше уровня грунтовых вод при возведении насыпей, дамб, разработке выемок, на вскрышных работах и т. п. Переувлажненные суглинки, лѐссовые грунты, чернозем и почвы с примесью гравия и гальки разрабатываются скреперами без предварительной подготовки, а те же грунты, но высохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресва требуют предварительного рыхления перед их разработкой. Классификация: По способу агрегатирования: прицепные; полуприцепные; самоходные. По типу тягача и дальности транспортирования: скреперы с гусеничными тягачами - 100 - 800 м, скреперы с колесными тягачами - 300 - 3000 м и более. По емкости ковша: скреперы малой емкости с объемом ковша до 4,5 м3, средней — 5-15 м3, большой — 25 м3 и выше. Самоходные скреперы обладают высокой маневренностью и способны развивать транспортные скорости до 45 - 60 км/ч. П 3600 q K н К в , м3 / ч Тц К р Рис. 15. Самоходный скрепер: 1 – ножи; 2 – боковые балки тяговой рамы; 3 – упряжные шарниры; 4 – ковш; 5, 9 – гидроцилиндры; 6 – задние колеса; 7 – задняя стенка ковша; 8 – заслонка; 10 – передняя балка; 11 – универсальный шарнир; 12 - тягач Автогрейдер Назначение: предназначены для строительства дорог и их содержания. С помощью него профилируют земляное полотно, возводят насыпи высотой до 0,6 м, перемещают и разравнивают грунт по дорожному полотну, планируют площадки и т. д. Прицепные грейдеры постепенно выходят из применения. В последнее время получают развитие только автогрейдеры (рис. 16), которые выпускаются мощностью 250 кВт. Классификация: По назначению: легкие – для работ по уходу и ремонту дорог; средние – ремонт и строительство дорог в легких и средних грунтах; тяжелые и особо тяжелые – ремонт и строительство дорог в тяжелых грунтовых условиях, в том числе мерзлых. По мощности двигателя: до 100 кВт; до 150 кВт; до 300 кВт; 300-700 кВт. По массе: легкие 7-9 т; средние 9-13 т; тяжелые 17-19 т; особо тяжелые 21-25 т. По типу сменного оборудования: с кирковщиком; с бульдозерным; с навесным грейдер-элеватором; со снегоочистителем; с рыхлителем. По системе управления: гидравлический; комбинированный. Автогрейдер состоит из силовой установки, рамы, трансмиссии, рабочего органа, ходовой части и механизмов управления. устанавливается под углом в плане к оси машины и с подъемом к оси дороги. Рис. 16. Автогрейдер: 1 – рыхлитель; 2, 5 – гидроцилиндры; 3, 12 – карданные валы; 4 – основная рама; 6 – вал рулевого колеса; 7 – кабина; 8 – двигатель; 9 – радиатор; 10 – задний мост; 11 – сцепление; 13 – коробка передач; 14 – отвал; 15 – поворотный круг; 16 – рама поворотного круга; 17 – цапфа переднего моста; 18 – передний мост При возведении насыпей П 3600 Vпр K нап Тц К р , м3 / ч Для планировки П Lзах b a V р. х. Lзах V р. х. t пер m , м3 / ч b – ширина отвала a – величина перекрытия (0,2 м) V – скорость передвижения m – число проходок Грейдер-элеватор Назначение: применяют при строительстве дорог, постройке оросительных каналов, возведении дамб, валов, земляных плотин, разработке карьеров в равнинной местности и грунтов без значительных включений. При использовании транспорта с помощью таких машин устраивают высокие насыпи с выемкой грунта из боковых резервов или карьеров, разрабатывают глубокие и широкие выемки. Принципиальной особенностью этой машины является то, что грунт, отделяемый от массива, попадает на транспортирующее устройство — конвейер, при помощи которого он подается в транспортные средства или в отвал. Классификация: По типу рабочего органа: машины с дисковыми ножами, которые могут быть поворотными или неповоротными; с прямыми ножами; с криволинейными ножами (струги). По расположению конвейера: машины с поперечным или диагональным расположением конвейера; с одним или двумя поворотными конвейерами; машины с грунтометателем. По виду ходового оборудования и тягового средства: прицепные (на пневматическом ходу); полуприцепные к гусеничным тракторам; навесные в виде сменного оборудования к автогрейдерам; самоходные (с собственной ходовой частью с использованием одноосных тягачей). П 3000 F V 3 ,м /ч Кр Рис. 17. Грейдер-элеватор: 1 – трактор-тягач; 2 – генератор; 3 – траверса; 4 – рама; 5 – планировщик; 6 – плужная балка; 7 – транспортер; 8 – дисковый нож; 9 – гидроцилиндр управления дисковым ножом; 10 - гидроцилиндр управления планировщиком Достоинства: высокая производительность. Недостатки: низкая производительность при разработке влажных грунтов Машины для подготовительных работ Назначение: очистка будущей строительной площадки от леса и кустарников, вывозку древесины, корчевку и уборку пней, удаление валунов, устройство временных дорог и мостов через естественные и искусственные препятствия, понижение уровня грунтовых вод, предварительное рыхление прочных и мерзлых грунтов рыхлителями или зарядами взрывчатых веществ, закладываемых в пробуренные скважины (шпуры). Кусторезы и корчеватели Назначение: кусторезы (рис. 18, а) применяют для расчистки подлежащих застройке площадей от кустарника и мелких деревьев, а корчеватели (рис. 18, б) — для корчевки пней диаметром до 50 см, расчистки участков от крупных камней, сваленных деревьев и кустарника, а также для рыхления плотных грунтов. Эти машины изготовляют как навесные рабочие оборудования на гусеничные тракторы. Рис. 18. Машины для подготовительных работ: 1 – рама; 2 – гидроцилиндры; 3 – отвал; 4 – ножи; 5 – колун; 6 – ограждающий каркас Рыхлители Назначение: применяют для послойной разработки прочных грунтов, включая мерзлые, многолетнемерзлые и скальные, с последующей их уборкой землеройными, землеройно-транспортными или погрузочными машинами, при отрывке котлованов и широких траншей, устройстве выемок в гидротехническом строительстве, корыт под дорожное полотно, разработке мерзлых россыпей полезных ископаемых, проведении вскрышных работ. Классификация: основные - навесное оборудование к гусеничным или пневмоколесным тракторам; вспомогательные - агрегатируют с основным оборудованием ЗТМ и погрузчиков для рыхления плотных грунтов и слежавшихся материалов. Рис. 19. Бульдозер-рыхлитель: 1 – сменные наконечники зубьев; 2 – поперечная балка; 3 – стойка; 4 – гидроцилиндры; 5 – кронштейны; 6 - зубья Оборудование гидромеханизации Гидромеханизацией называют способ механизации земляных и горных работ, при котором все или основная часть технологических процессов проводятся энергией движущегося потока воды. В строительном оборудовании, реализующем этот способ, используются устройства для разрушения грунтов как струей воды, так и механическим путем с последующим их транспортированием в потоке воды и укладкой в земляные сооружения. При гидравлическом способе разработки грунта требуемое давление потока воды создается водяным насосом, а струя формируется и направляется гидромонитором. В случае механической, обычно подводной, разработки применяют фрезерные рыхлители. Гидромонитор Параметры: Р=0,7-2 МПа (до 11 МПа) Рис. 20. Гидромонитор: 1 – напорный трубопровод; 2, 8 – гидроцилиндры; 3 – неподвижное колено; 4 – рычаг; 5 – поворотное колено; 6 – сменная насадка; 7 –поворотный ствол Гидроэлеватор Назначение: реализуют поступление пульпы в транспортный трубопровод. Достоинства: по сравнению с грунтовыми насосами они более долговечны Недостатки: имеют низкий коэффициент полезного действия из-за малой доли грунта в составе пульпы (не более 2 %). Рис. 21. Гидроэлеватор Чисто гидравлический (гидромониторный) способ может оказаться малоэффективным для разработки прочных грунтов. В некоторых случаях выгодно сочетание механического разрушения с транспортированием грунта в потоке воды. Этот способ разработки грунтов, называемый гидромеханическим, широко применяют в гидротехническом, мелиоративном и других видах строительства, в системе водного хозяйства, в горной промышленности. Этим способом сооружают и углубляют водоемы и водохранилища, намывают дамбы и плотины, добывают строительный песок и гравий, разрабатывают полезные ископаемые и т. п. Гидромеханический способ разработки грунтов отличается простотой оборудования, невысокой энергоемкостью и материалоемкостью, высоким качеством укладки грунта. Сухопутные средства гидромеханизации (гидромонитор) представляют собой комплекты описанного выше гидромониторного и землесосного оборудования, смонтированного на салазках или самоходных, обычно гусеничных, шасси. В первом случае его применяют на объектах с большими объемами работ, а для перемещения с одной стоянки на другую используют внешние транспортные средства. Самоходные установки используют в случае рассредоточенных работ в условиях частой смены строительных объектов. Земснаряды Назначение: используются для подводной разработки грунтов - на мелиоративных и дноуглубительных работах, для сооружения крупных водоемов, намыв плотин и дамб, подводной добычи песка и гравия. Параметры: П=100-1000 м3 Vвсасыв. =10-35 м/с Земснаряд представляет собой плавучее устройство, к которому подвешен грунтоприемник, всасывающий грунт при помощи землесоса (рис. 22, а). Грунтоприемник (рис. 22, б) и землесос соединены всасывающим грунтопроводом. Для облегчения всасывания грунт разрушается дополнительно гидромонитором (рис. 22, в), специальной фрезой (рис. 22, г) или гидроэжекторным устройством (рис. 22, д). Рис. 22. Земснаряд 1 – грунтоприемник; 2 – всасывающий грунтопровод; 3 – земле сос; 4 – двигатель землесоса; 5 – нагнетательный грунтопровод; 6 - понтон Бурильные машины и оборудование Бурением называют процесс образования земляной выемки обычно круглого поперечного сечения путем разрушения грунта (горной породы) в ее лобовой (донной) части и извлечения на поверхность продуктов разрушения. В зависимости от ориентации подачи рабочего органа на забой различают вертикальное, горизонтальное и наклонное бурение. Вертикальные выемки глубиной, соизмеримой с размерами поперечного сечения, называют ямами. В ямы устанавливают столбы дорожных знаков, надолб и ограждений, железобетонные опоры линий электропередачи и связи и т. п. Выемки большой глубины по сравнению с размерами поперечных сечений называют скважинами (например, вертикальные колодезные скважины, горизонтальные скважины для бестраншейной прокладки труб под насыпями дорог и т. п.). Скважины с малыми размерами поперечных сечений, используемые для закладки в них взрывчатых веществ при разработке прочных грунтов и горных пород взрывом, называют шпурами. Классификация: В зависимости от ориентации подачи инструментов в забой: горизонтальное; вертикальное; наклонное. В зависимости от глубины бурения и массы машины: легкие (до 5 м); средние (до 20 м); тяжелые (более 20 м). По способу приложения силовой нагрузки: ударные; ударно-поворотные; ударно-вращательные; вращательные; станки алмазного и термического бурения. По способу удаления продуктов бурения из забоя: циклические; непрерывные. По виду бурового инструмента: лопастные; шнековые; ковшовые; с расширителями; грейферные; ударное долото и др. Бурильно-крановые машины Назначение: применяют для образования ям и вертикальных или наклон- ных скважин. На них кроме бурового рабочего оборудования монтируют крановое оборудование для установки в ямы столбов, надолб, опускания в скважины свай, блоков колодезных облицовок. Параметры: d скваж =0,3 - 0,8 м h=3-8 м V =0,6 - 1,4 м/мин Рис. 23. Рабочее оборудование бурильно-крановой машины: 1 – гидроцилиндр; 2 – мачта; 3 – редуктор-вращатель; 4 – граненая штанга; 5 – копающие лопасти; 6 – забурник Машины для бурения шпуров Параметры: d шпуров =0,35 – 0,9 м h=2 – 8 м Рис. 24. Двухшпиндельная машина для бурения шпуров: 1 - буровые штанги; 2 – гидроцилиндр; 3 – подвижная каретка; 4 – редукторы; 5 - гидродвигатели; 6 – рама; 7 – выносные опоры Оборудование для бурения горизонтальных скважин Назначение: бурение горизонтальных скважин под шоссейными и железными дорогами для прокладки в них трубопроводов, подземных кабельных участков линий связи и электроснабжения. Параметры: d скваж =325 – 1720 мм L=60 м V =1.37 м/ч P=480 – 7200 кН Рис. 25. Установка горизонтального бурения: 1 – резцовая головка; 2 – якорь; 3 – полиспаст; 4 – рама; 5 – лебедка; 6 – силовая установка; 7 – трубоукладчик; 8 – хомуты; 9 – труба-кожух; 10 – винтовой конвейер; 11 – опоры Машины для разработки мерзлых грунтов Мерзлые грунты разрабатывают как специальными, так и обычными землеройными машинами, для чего грунт предварительно разрушают. Для разработки мерзлых грунтов можно использовать и землеройные машины, рабочие органы которых будут соответственно приспособлены. Однако производительность таких машин значительно ниже, чем при разработке талых грунтов. Лучшие результаты по производительности труда, стоимости и металлоемкости дает рыхление мерзлых грунтов рыхлителями на тракторах мощностью 300—750 кВт, с отвозкой разрыхленного грунта самоходными скреперами усиленной конструкции емкостью 30 м3 и выше. Существуют различные механические способы разрушения мерзлых грунтов. Откол крупных глыб с помощью рабочего оборудования, навешенного на трактор или экскаватор Параметры: Q=1.5 т ν=8-10 уд/мин Рис. 26. Установка для рыхления мерзлых грунтов: 1 — оголовок; 2 — автоматический сцеп: 3 — рабочий орган (клин); 4 — канат; 5 — направляющая; 6 — Резание грунта с помощью дисковых пил, цепных баров и приспособленных для разработки мерзлых грунтов роторных экскаваторов Назначение: навесное оборудование в виде дисковых пил применяют для нарезки щелей шириной 30—35 мм на всю глубину промерзания или на 0,7 этой глубины, на расстояние между щелями 0,8—1,0 м. Это дает возможность разрабатывать грунт между щелями (отрывать глыбы) экскаватором. Недостатки: Недостатком применения дисковых пил является то, что они могут углубляться в грунт не больше чем на 0,4 диаметра. Навесное оборудование в виде режущих цепей (цепных баров) получило наиболее широкое распространение. На рис. 27 показана одна из таких установок. Параметры: h=2 м V резания =2—2,5 м/с Рис. 27. Установка для нарезания щелей в мерзлом грунте: 1 — цепные бары; 2 – напорный механизм Достоинства: Преимущество по сравнению с дисковыми пилами в том, что цепями можно нарезать щели большой глубины. Недостатки: - значительные потери на трение в цепях, достигающие 60% общей потребляемой мощности, - быстрый износ цепей, - необходимость извлечения глыб другой машиной. Землеройно-фрезерные машины. Назначение: применяют для разработки мерзлых грунтов на глубину до 0,5—0,6 м. Параметры: с гладкими вальцами h=0,15 м, n=8-12 проходок кулачковые h=0,2-0,25 м, n=2-6 проходок пневматические m=10-100 т вибрационные m=1,4-8 т Машины для уплотнения грунта Большинство земляных сооружений уплотняется искусственно, так как насыпные грунты не имеют требуемой плотности и равномерности последующей осадки. Различают следующие способы уплотнения грунтов: укатывание, трамбование, вибрация. Для уплотнения связных и малосвязных грунтов — суглинков и супесей — может быть рекомендован способ укатки. Уплотнять несвязные грунты — песчаные, гравелистые и галечные — лучше всего трамбованием и вибрацией. Катки Классификация: катки статического действия (с гладкими вальцами, с кулачковыми вальцами, с пневматическими шинами, с вибровальцами); трамбующие машины (с вальцами, с падающим грузом, с трамбующими плитами, с виброплитами). По способу передвижения: прицепные, полуприцепные, самоходные: - легкие (массой 2—5 т), - средние (6—9 т), - тяжелые (10—15 т). Рис. 28. Схемы грунтоуплотняющих машин: а — каток с гладкими вальцами; б — кулачковый каток прицепной; в — пневмоколесный прицепной каток; г — трамбовочная плита на тракторе; д — самоходная виброплита; 1 — пневматические шины; 2 — балластные ящики; 3 — механизм подъема и сбрасывания плиты; 4 — плита; 5 — направляющие; 6 — вибровозбудитель; 7 — двигатель При уплотнении трамбованием в грунте напряжения возникают в результате действия веса рабочего органа, которым может являться свободно падающий груз или плита (трамбовка). ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ Назначение: для погружения готовых свай и шпунт применяют сваепогружающие агрегаты, копры и копровое оборудование со свайными погружателями ударного, вибрационного, виброударного, вдавливающего и вибровдавливающего действия и для завинчивания свай. Классификация: Машины ударного действия: Механические молоты; Паровоздушные молоты: Простого действия; Двойного действия. Дизельные молоты: Штанговые; Трубчатые. Гидромолоты; Вибромолоты; Машины вибрационного действия: Вибромолоты; Вибропогружатели: Высокочастотные; Низкочастотные. СВАЙНЫЕ МОЛОТЫ Свайные молоты состоят из массивной ударной части, движущейся возвратно-поступательно относительно направляющей конрукции в виде цилиндра (трубы), поршня со штоком, штанг и т. п. Рабочий цикл молота включает два хода - холостой (подъем ударной части в крайнее верхнее положение) и рабочий (ускоренное снижение ударной части вниз и удар по свае). Главный параметр - наибольшая энергия одного удара. Паровоздушные молоты Классификация: Молоты простого одностороннего действия Молоты двустороннего действия Достоинства: несложны по конструкции просты и надежны в эксплуатации низкая стоимость экологическая чистота Параметры: Рвозд = 0,5...0,7 МПа воздуха; П = 100-300 уд/мин Муд ч = до2250 кг η = 0,85...0,9 Недостатки: основным является их зависимость от компрессорных установок или парообразователей; вследствие малой производительности применяются сравнительно редко; к недостаткам молотов двустороннего действия относятся значительная масса неподвижных частей («мертвая» масса), составляющая 60—70 % (у молотов простого действия до 30 %) общей массы молота; возможность погружения только легких шпунтов, деревянных и железобетонных свай; большой расход пара или сжатого воздуха. Применение: Паровоздушные молоты устанавливают на копре или подвешиваются к крюку стрелового самоходного крана. Их можно использовать для забивки как вертикальных, так и наклонных свай, а также для выполнения свайных работ под водой. Рис. 2. Паровоздушный молот двойного действия 1 – поршень; 2 – паровой цилиндр; 3 – золотник; 4 - автоматическое парораспределительное устройство; 5 – шток; 6 – направляющий цилиндр; 7 - ударная плита (наковальня); 8 - массивный боѐк (ударная часть) Дизельные молоты Назначение: Для погружения свай на объектах городского строительства. Штанговые дизель-молоты: для забивки в слабые и средней плотности грунты легких железобетонных и деревянных свай, стальных труб и шпунта при сооружении защитных шпунтовых стенок траншей, котлованов и каналов. Классификация: По типу направляющих для ударной части трубчатые - направляющей ударной части в виде массивного подвижного поршня служит неподвижная труба, штанговые — направляющими ударной части в виде массивного подвижного цилиндра служат две штанги. По массе ударной части легкие (масса ударной части до 600 кг), средние (до 800 кг) тяжелые (свыше 2500 кг). Штанговые дизель-молоты СП 60, СП65: Параметры: Еуд = 20 - 60 кДж mуд ч = 240 и 2500кг nуд = 50-80 уд/мин η = 0,35...0,4 Q = 1 -6 кг/ч Трубчатые дизель-молоты с воздушным охлаждением С858,С949А,С949Б,С954Б: Параметры: Еуд = 40 - 160 кДж hподброса уд ч = 3000 мм η = 0,6...0,65 nуд = 42 - 46уд/мин mуд ч = 1,25 – 5т Q = 6-19 кг/ч Трубчатые дизель-молоты с водяным охлаждением СП75, СП76,СП78,СП79: Параметры: nуд =42 - 55 Еуд =40 – 160кДж Q = 4 -40кг/ч mд/м = 2,75 – 10т Достоинства: энергетическая автономность, мобильность, простота и надежность конструкции высокая производительность. Трубчатые дизель-молоты: применение водяной системы охлаждения, кольцевая камера сгорания типа «Тор» принудительная смазка более эффективны, чем штанговые, так как при равной массе ударной части могут забивать более тяжелые (в 2...3 раза) сваи за один и тот же отрезок времени. Недостатки: большой расход энергии на сжатие воздуха (50...60%) поэтому сравнительно небольшая мощность, расходуемая на забивку сваи. штанговые дизель-молоты имеют низкие энергетические показатели и невысокую долговечность (в 2 раза меньшая, чем у трубчатых) Рис. 3. Штанговый дизель-молот 1 – сферическая пята; 2 – основание; 3 - распылительная форсунка; 4 - направляющие штанги; 5 – валик; 6 – крюк; 7 - «кошка»; 8 – канат; 9 – рычаг сброса; 10 - ударный цилиндр; 11 - штырь (выступающий стержень); 12 – поршень; 13 - топливопровод; 14 - топливный насос; 15 – наголовник Рис. 4. Последовательность работы трубчатого дизель-молота 1 – шабот; 2 - всасывающе-выхлопные патрубки; 3 – направляющая труба; 4 – поршень; 5 - «кошка»; 6 – канат; 7 - приводной рычаг; 8 - топливный насос; 9 сменный рабочий цилиндр; 10 - камера сгорания; 11 топливный бак Гидравлические свайные молоты Параметры: mуд ч = до 2500 кг , Еуд = до 180 кДж nуд = 1,1 – 1,2 Гц Рраб = 16 МПа η = 0,55...0,65 Достоинства: просты в эксплуатации, имеют высокий КПД (0,55...0,6), экологически безопасны, пусковые качества не зависят от условий забивки свай, мобильность, способность работать с грунтами любой прочности Рис. 5. Принципиальная схема свайного гидромолоталегкого типа с массой ударной части 500 кг А, Б, В – полости свайного гидромолота; а, б, в, г – полости гидрораспределителя; 1 – опоры; 2 – направляющие; 3 – подъемный канат; 4 - гидромолот; 5, 8– гидрораспределитель; 6 – насос; 7 – идропневмоаккумулятор; 9 – боѐк; 10 ударная часть; 11 – наголовник; 12 – демпфером; 13 – свая. ВИБРОПОГРУЖАТЕЛИ, ВИБРОМОЛОТЫ И ШПУНТОВЫДЕРГИВАТЕЛИ Вибропогружатели Классификация: низкочастотные (п < 10 Гц) высокочастотные (п > 16,6 Гц) Назначение: применяются для погружения в песчаные и супесчаные водонасыщенные грунты металлического шпунта, двутавровых балок, труб, железобетонных свай и оболочек, а также извлечения их из грунта. 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. Параметры: установленная мощность электродвигателей;вынуждающая сила, статический момент дебалансов, амплитуда и частота колебаний. Низкочастотные характеризуются: значительной амплитудой колебаний, сравнительно большими статическими моментами дебалансов, вынуждающей силой и общей массой, малой частотой колебаний. Высокочастотные характеризуются:: значительно меньшим статическим моментом дебалансов (не более 60 кН-см) соответственно меньшей (до 10...14 мм) амплитудой колебаний. Достоинства: В 2,5...3 раза производительнее паровоздушных и дизельных молотов они удобны в управлении не разрушают погружаемые элементы. Недостатки: - непригодность для погружения свай (шпунта) в связные маловлажные грунты - сравнительно небольшой срок службы электродвигателей Рис. 6. Принципиальные схемы низкочастотного (а) и высокочастотного (б) вибропогружателей 1 – электродвигатель; 2 - промежуточная шестерня; 3 - система синхронизирующих цилиндрических шестерен; 4 - направляющие ролики; 5 – наголовник; 6 – свая; 7 – дебалансы; 8 – подвеска; 9 - приводной электродвигатель; 10 – вертикальная цепная передача;11 горизонтальная цепная передача; 12 - конический редуктор; 13 - амортизирующие пружины; 14 - четырехвальный вибратор; 15 - пригрузочные плиты. Вибромолоты Назначение: Вибромолоты используют для погружения железобетонных свай в однородные водонасыщенные грунты и извлечения из грунта труб, свай и шпунта. Рис. 7. Принципиальная схема вибромолота 1 - двухвальный бестрансмиссионный вибровозбудитель; 2 – дебалансы; 3 – ударник; 4 - нижняя плита; 5 – наковальня; 6 – пружины; 7 – наголовник. Параметры: Энергия удара (Дж) Е = mv2/[2(l - R)], где m — масса ударной части молота, кг; v — ударная скорость вибромолота, м/с (v < 2 м/с); R — условный коэффициент восстановления скорости при ударе (-1 < R < +1). Nсумм Эл = 14...80 кВт F вынужд = 112...180 кН nуд = 8... 12 Гц. Вибропогружатели и вибромолоты работают в комплексе с копром или стреловым самоходным краном соответствующей грузоподъемности. Шпунтовыдергиватели Назначение: предназначены для извлечения из грунта ранее погруженных металлических свай, труб и шпунта длиной 10...20 м. Шпунтовыдергиватели могут эксплуатироваться совместно со стреловыми самоходными кранами грузоподъемностью до 25 т, гусеничными экскаваторами со стреловым оборудованием грузоподъемностью до 20 т и вертикальным телескопическим копровым оборудованием. Параметры: Nсумм Эл = 15...44 кВт, Еуд = 0,74...2,85 кДж, nуд = 8...16 Гц. Рис. 8. Принципиальная схема шпунтовыдергивателя 1 – подвеска; 2 – виброизолятор; 3 – боѐк; 4 – вибровозбудитель; 5 – пружины; 6 – рама; 7 - клиновый захват; 8 - направляющие; 9 – клинья; 10 – наковальня. КОПРЫ И САМОХОДНЫЕ КОПРОВЫЕ УСТАНОВКИ Назначение: предназначены для подтаскивания и установки сваи под требуемым углом наклона в заданной точке погружения, для установки сваепогружателя на сваю, направления сваепогружателя и сваи при погружении, а также перемещения копрового агрегата в зоне производства работ. Классификация: передвижными на рельсовом ходовом устройстве безрельсовыми - универсальные - полууниверсальные - простые Параметры: грузоподъемность Q, высота мачты Н, вылет мачты L, продольный установочный наклон мачты α, поперечный установочный наклон β, колея К ходового устройства копра, общая масса т Рис. 9. Схемы копровых установок на рельсовом ходу: А — установка мостового типа; Б — универсальный поворотный рельсовый копер; В — установка на кране нулевого цикла 1 - рельсовый копер; 2 – сваепогржатель; 3 - самоходный металлический мост; 4 – рельсы; 5 - копровая мачта; 6 – ходовая тележка; 7 – поворотная платформа; 8 – ферма; 9 – гидравлический механизм управления; 10 – свая; 11 – пята; 12 – телескопическая распорка4 13 – стрела; 14 – копровая мачта. Самоходные копровые установки Назначение: навесное и сменное копровое оборудование, смонтированное на гусеничных тракторах, экскаваторах и грузовых автомобилях. Их используют для погружения свай длиной до 8... 12 м при возведении фундаментов в крупнопанельном и каркасно-панельном домостроении, кирпичных зданий гражданского и промышленного назначения. Достоинства: энергетическая автономность, полная механизация вспомогательных операций, достаточными мобильностью и маневренностью, высокими технико-экономическими показателями. гидравлические копры имеют более высокие производительность, маневренность, транспортабельность и безопасность работы. Рис. 10. Навесные копровые установки: А — на базе трактора; Б — на базе экскаватора; В, Г — схемы запасовок канатов 1 – кронштейны; 2 – поворотная рама; 3 – стрела; 4 – дизель-молот;5 - двухсекционная мачта; 6, 7, 8 – гидроцилиндр; 9 – трактор; 10 – экскаватор; 11 – решетчатая крановая стрела; 12 – сменная копровая стрела; 13 – телескопическая распорка. На рис. 11 показан гидравлический опер, который базируется на гидравлическом экскаваторе пятой размерной группы. Рис. 11. Гидравлический копер 1 - нижняя опора; 2 – свая; 3 – шнековый бур; 4 – привод; 5 – лебедка; 6 – гидромолот; 7 – решетчатая стрела; 8 – копровая мачта; 9 – грузовая лебедка; 10 – крюковая подвеска; 11 – оголовок; 12 – гидроцилиндры подъема и опускания стрелы; 13 – гидравлический экскаватор; 14 – гидроцилиндр мачты. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ Общие сведения Нерудные каменные материалы - гравий, щебень и песок - используют в строительстве в качестве заполнителей для изготовления бетонных и железобетонных изделий, сооружения частей зданий из монолитного бетона и железобетона, для устройства подстилающего слоя дорожного покрытия и в других случаях. Гравий и песок добывают из естественных отложений механическим и гидравлическим способами, а щебень - из естественного камня путем его дробления. Добываемые каменные материалы перерабатывают на камнедробильных и промывочно-сортировочных заводах, а затем, в виде готового продукта стандартного качества, доставляют потребителю. Качество гравия и щебня характеризуется зерновым составом, формой зерен, механической прочностью и содержанием засоряющих примесей. В зависимости от крупности зерен эти материалы разделяют на фракции, каждая из которых характеризуется минимальным и максимальным (средними по трем измерениям) размерами. Механическая прочность щебня определяется прочностью исходной горной породы: малой (до 80 МПа), средней (80 ... 150 МПа), высокой (150 ... 250 МПа) и особо высокой (более 250 МПа) прочности. Пески по степени крупности зерен разделяют на крупные, средние, мелкие и пылеватые. В процессе переработки нерудных материалов для освобождения песка и в отдельных случаях щебня от глинистых и других вредных примесей их промывают и обезвоживают. В результате обезвоживания снижается влажность материала до уровня, допускающего его транспортирование и предотвращающего смерзание в зимнее время. Машины для измельчения (дробления) каменных материалов В процессе дробления наиболее крупные зерна исходного материала со средним размером Dmax измельчаются до среднего размера dmax. Отношение i = Dmax/dmax называют степенью дробления. В зависимости от конечной крупности кусков дробления различают крупное (100 ... 350 мм), среднее (40 ... 100 мм), мелкое (5 ... 40 мм) дробление и помол (от 5 мм и ниже). Материалы дробят в несколько (2 - 3) стадий, реже - в одну стадию. На каждой стадии дробления с использованием дробилок различных типов получают материал с требуемыми размерами частиц, которые отсеивают на грохотах, устанавливаемых перед дробилками. Дробилки последних стадий работают, как правило, в замкнутом цикле с виброгрохотом. При этом материал крупнее заданного возвращается в ту же дробилку для повторного дробления. Дробильные машины Классификация: По принципу действия и конструктивным признакам: щековые; конусные; валковые; молотковые; роторные. По характеру воздействия различают следующие способы разрушения: раздавливание; раскалывание; истирание; удар. Щековые дробилки Назначение: применяются для крупного и среднего дробления материалов прочностью сж 250 МПа на первичной и вторичной стадиях дробления. Классификация: По характеру движения подвижной щеки: с простым (Dmax= 750 - 1300 мм) и со сложным качанием щеки (Dmax=210 ... 510 мм). Параметры: 250 МПа сж 3 N уд =0,9-4,6 кВт/м ч i =2-8 П=800 м3/ч Рис. 1. Щековые дробилки: а - с простым качанием щеки; б - со сложным качанием щеки. 1 – ось; 2 – маховик; 3 – эксцентриковый вал; 4 – шатун; 5 – винт; 6, 7 – клинья; 8 – пружина; 9, 11 – распорные плиты; 10 – тяга; 12 – подвижная щека; 13 – неподвижная щека Достоинства: - простота конструкции, - надежность, - небольшие габариты и масса, - простота обслуживания и ремонта. Недостатки: - периодичность работы, - наличие больших качающихся масс. Конусные дробилки Назначение: применяют на всех стадиях дробления горных пород любой прочности, за исключением вязких материалов с большим содержанием глины. Классификация: По назначению: для мелкого, среднего (Dmax=110 - 350 мм) и крупного дробления (Dmax=900 – 1500 мм). Параметры: сж 300 МПа i=3-8 П=1200-1600 м3/ч Рис. 2. Конусная дробилка с крутым конусом 1, 4 – неподвижный и подвижный конусы; 2 – шаровая пята; 3 – траверса; 5 – приводной шкив; 6 – коническая передача; 7 – стакан; 8 – лоток; 9 - вал Рис. 3. Конусная дробилка с пологим конусом 1 - вал; 2 – подвижный конус; 3 – питатель; 4 – корпус; 5 - коническая передача; 6 – приводной шкив; 7 – стакан Достоинства: - непрерывность рабочего процесса, - высокая производительность (в 1,5-2 раза выше, чем у щековых дробилок). Недостатки: - сложность конструкции. Валковые дробилки Назначение: применяют для среднего вторичного дробления пород средней и малой прочности, а также вязких и влажных материалов с исходными размерами кусков от 20 до 100 мм. Параметры: сж 100 МПа i=1,5-2 Рис. 4. Валковая дробилка. 1 – станина; 2, 4 – цилиндрические валки; 3, 6 – подшипники; 5 – пружина Роторные дробилки Назначение: применяют для дробления малоабразивных горных пород средней прочности (известняков, доломитов, мергелей и т. п.) с крупностью исходных кусков от 100 до 1100 мм. Классификация: По технологическому процессу: дробилки крупного, среднего и мелкого дробления. Параметры: сж 150 250 МПа N=50-200 кВт i=3-10 П=80-400 м3/ч Рис. 5. Роторная дробилка. 1 – ротор; 2 – билы; 3, 4 – лобовая и боковая стенки; 5, 10 – тяги; 6 , 9 – пружины; 7, 8 – отражательные плиты Достоинства: - меньшая масса и габариты, - простота конструкции, эксплуатации, ремонта, - менее чувствительны к перегрузкам, - высокая производительность. Недостатки: - быстрый износ бил, молотков и решеток. Молотковые дробилки Назначение: применяют для дробления пород средней прочности, а также мягких материалов (шлака, гипса, мела и т. п. Параметры: 150 МПа сж i=5-30 N=40-200 кВт П=50-370 м3/ч Рис. Молотковая дробилка 1 – корпус; 2 – ротор; 3 – молотки; 4 – отбойная плита; 5, 6 – поворотная и выдвижная колосниковая решетки Сортировочные машины Сортировкой называют процесс разделения естественных или раздробленных материалов на фракции по крупности механическим, гидравлическим или воздушным способами. Наиболее распространен механический способ просеиванием на грохотах, называемый также грохочением. Основной частью грохота является просеивающая поверхность в виде колосников из стальных прутьев, сит из плетеной или сварной сетки, а также решет, штампованных из листовой стали или литых из резины. Зерна, прошедшие через отверстия просеивающей поверхности, называют нижним классом, а оставшиеся на этой поверхности - верхним классом. При перемещении по просеивающей поверхности не все зерна с размерами, меньшими ее отверстий, переходят в нижний класс, вследствие чего верхний класс оказывается засоренным зернами нижнего класса. Отношение (в процентах) массы зерен, прошедших сквозь сито*, к массе материала такой же крупности, содержащейся в верхнем классе, называют эффективностью грохочения. В зависимости от материала и типа грохота этот показатель колеблется в пределах 86 ... 95°. На грохотах устанавливают до трех сит с различными размерами отверстий, располагая их в одной плоскости (рис. 6, а), ярусами (рис. 6, б) или комбинированно (рис. 6, в). В первой схеме сита располагают в порядке от наиболее мелкого размера отверстий просеивающей поверхности к наиболее крупному. Эта схема наиболее проста и удобна для обслуживания. Ее недостатками являются: большая длина грохота, интенсивный износ первого, наиболее мелкого сита, воспринимающего всю массу просеиваемого материала, низкое качество грохочения из-за увлечения в верхнем классе мелких частиц более крупными. При ярусной схеме - от крупного к мелкому - достигается высокое качество грохочения, более равномерный износ сит, но ухудшается доступ к последним. Наиболее распространена комбинированная схема - промежуточная по достоинствам и недостаткам. Рис. 6. Схемы расположения сит на грохотах: а - от мелкого к крупному; б - от крупного к мелкому; в – комбинированно Различают грохочение предварительное, промежуточное и товарное (окончательное). Первичное грохочение применяют для грубой сортировки на крупные и мелкие куски перед дробилками первичного дробления. При промежуточном грохочении из дробленого материала выделяют более крупные куски для повторного дробления. При окончательном грохочении материал разделяют на фракции в соответствии с требованиями стандарта. Грохоты Классификация: По типу просеивающей поверхности: колосниковые; плетеные; штампованные. По характеру движения просеивающей поверхности: неподвижные; качающиеся; вибрационные; вращающиеся. По форме: плоские; цилиндрические. По положению в пространстве: горизонтальные; наклонные. Рис. 7. Схемы плоских грохотов: а - эксцентриковый; б - инерционный наклонный; в, г - инерционный горизонтальный. 1 – короб, 2 – пружина; 3 – электродвигатель; 4 – клиноременная передача; 5 – дебалансы; 6, 8 – сита; 7 – приводной вал; 9 - вибровозбудитель Наиболее просты по устройству неподвижные колосниковые грохоты, в которых материал перемещается по наклонной просеивающей поверхности гравитационно. Барабанный грохот представляет собой установленный наклонно (под углом 5 ... 7° к горизонту) вращающийся барабан диаметром 600-1000 мм и длиной 3-3,5 м, цилиндрическая обечайка которого состоит из нескольких просеивающих секций с различными размерами отверстий. Параметры: ν=15 - 20 об/мин N =1,7-4,5 кВт П=10-45 м3/ч Недостатки: - низкое качество грохочения, - большой расход энергии. Вибрационные грохоты подразделяют на эксцентриковые (рис. 7, а) и инерционные (рис. 7, б-г). Производительность грохотов определяют по пропускной способности сит, пропорциональной их площади и зависящей от размера отверстий, угла наклона грохота к горизонту и других факторов. Гидравлические классификаторы Назначение: применяются для разделения песка на фракции (классификации). Рис. 8. Гидравлический вертикальный классификатор 1 - корпус; 2 – камера; 3, 5 – коллектор; 4 – диффузор; 6 – разгрузочный патрубок Гидроциклон Назначение: применяют для разделения на фракции мелких песков. Рис. 9. Гидроциклон 1 - верхняя часть корпуса; 2 – патрубок; 3 – центральная труба; 4 – коллектор; 5 - насадки Моечные машины и аппараты Каменные материалы промывают от засоряющих частиц либо совмещенно с сортировкой, либо выполняя эту операцию самостоятельно. Совмещенно промывают материалы крупностью до 70 мм, слабо загрязненные легкоотделимыми примесями. Для этого на грохот по трубам из сопел подают воду под давлением 0,2 ... 0,3 МПа. Расход воды составляет от 1,5 до 5 м3 на 1 м3 промываемого материала. Гравиемойки-сортировки Назначение: промывают материалы крупностью 300-350 мм. Представляют собой барабанный грохот с дополнительной моющей секцией с поверхностью без отверстий. Вода поступает в гравиемойку вместе с материалом. Параметры: Q=2 м3 на 1 м3 материала Cкрубберы Назначение: промывают сильно загрязненные гравий и щебень. Представляют собой барабаны с лопастями на их внутренней поверхности. Воду подают навстречу движению материала. Параметры: П=100 м3/ч. Вибрационные мойки Назначение: применяют для промывки материалов со средне- и трудноотделяемыми включениями. Рис. 10. Вибрационная мойка. 1 – загрузочная труба ; 2 – пружинные опоры; 3 – перфорированные трубы; 4 – порог; 5 - лоток Дробильно-сортировочные предприятия и установки Строительство автодорог требует применения комплексного механизированного подхода. При этом на территории РФ существует дефицит щебеночного материала. Серийно выпускается техника, позволяющая перерабатывать каменный материал в мелких карьерах для укладки в тело насыпи. Товарный щебень производят централизованно на дробильно- сортировочных предприятиях. Технологический процесс включает дробление камня, сортирование, мойку, обезвоживание и складирование щебня, а также утилизацию отходов. Технологические схемы и состав оборудования этих предприятий определяются характеристиками исходной горной массы, требованиями к готовому продукту и заданной производительностью. Рис. 11. Схема двухстадийного дробления щебня 1 – питатель; 2 – колосниковый грохот; 3 – дробилка первичного дробления; 4 - промежуточный односитовый грохот; 5 – дробилка вторичного дробления; 6 – второй промежуточный грохот; 7, 8 – грохоты окончательной сортировки Передвижные дробильно-сортировочные установки ПДСУ Назначение: применяют для производства щебня из местных строительных материалов, добываемых из месторождений малой мощности, для которых нерентабельно создавать стационарные заводы, например, при строительстве дорог. Классификация: По мощности: ПДСУ малой мощности (производительностью до 10 т/ч); средней мощности (до 50 т/ч); большой мощности (свыше 50 т/ч). По способу агрегатирования: одноагрегатные - обеспечивают многократную циркуляцию каменного материала; двухагрегатные - один цикл движения каменного материала. Параметры: П=25 т/ч П гр. м ашин f ( П гл. м аш. ) f ( Пщек .др.1 ) Рис. 12. ПДСУ а - агрегат первичного дробления, б – агрегат вторичного дробления и сортировки; 1 – бункер; 2 – пластинчатый питатель; 3 – колосниковая решетка; 4 – щековая дробилка первичного дробления; 6 – приемный бункер; 7, 11 – конвейер; 8 – трехситовый грохот; 9 – бункеры; 10 – конусная дробилка вторичного дробления; Состав одноагрегатных ПДСУ: ленточный транспортер, щековая дробилка со сложным качанием щеки малого типажа или роторная дробилка, эксцентриковый грохот. Состав двухагрегатных ПДСУ: в агрегате первичного дробления уста- навливаются ленточные транспортеры, щековые дробилки со сложным качанием щеки, эксцентриковый грохот; в агрегате вторичного дробления размещается молотковая или валковая дробилки, ленточный транспортер и эксцентриковый или инерционный грохот. Перемещение ПДСУ осуществляется транспортированием в прицепном варианте тягачами. МАШИНЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ Классификация: - По характеру работы периодического (циклического) (рис 1, а - г); непрерывного действия (рис.1, д) - По принципу смешивания компонентов со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) с принудительным смешиванием (принудительного действия) -смесители с горизонтальными смесительными валами называют - лотковыми -с вертикальными валами — тарельчатыми. - По способу установки передвижные используют при небольших объемах строительных и ремонтно-строительных работ щ рассредоточенных объектах, стационарные входят в состав технологических линий бетонорастворосмесительных установок средней и большой производительности бетонных и растворных заводов. Рис.1. Схемы перемешивания материалов в смесительных машинах Параметры: Главный параметр - объем готового замеса (л), выданный за один цикл работы, смесителей непрерывного действия Цикличные смесители Применение: Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. Классификация: БП — бетоносмесители принудительного действия роторные для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей и растворов, а также смесей , из сухих составляющих; БГ — бетоносмесители гравитационные для приготовления подвижных бетонных смесей с осадкой конуса более 3 см; БП-2Г — бетоносмесители принудительного действия с двумя горизонтальными валами; РН — растворосмесители низкооборотные для приготовления всех видов растворов, за исключением специальных; РВ — растворосмесители высокооборотные для приготовления строительных растворов (кроме быстросхватывающихся и специальных в том числе активизированных и расслаивающихся), а конструктивнотеплоизоляционных керамзитобетонных смесей Параметры: n= 0,5 – 0,6 с-1 Vгот замеса = 165 л, 330 и 1000л Техническая производительность смесительных машин цикличного действия (м3/ч): Пт = Vзn/1000, где V3 = VбK— объем готовой смеси в одном замесе, л; Vб— вместимость смесительного барабана по загрузке составляющих (полезный объем барабана), л; К — коэффициент выхода готовой смеси; для бетонной смеси К- 0,65...0,7, для растворов К= 0,75...0,85; п — число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч, Гравитационные смесители Назначение: предназначены для приготовления подвижных смесей и выпускаются передвижными и стационарными, циклического и непрерывного действия. Параметры: V гот замеса =65л , 165 и 330л. П = 2м куб/ч Рис. 2 Передвижной гравитационный смеситель с объемом готового замеса 65 л: а) общий вид; б) кинематическая схема; 1 – смесительный барабан; 2 – лопасти; 3 – привод; 4 – рама; 5 – редуктор; 6 –клиноременная передача; 7 – э/двигатель Рис.3. Принципиальная схема циклического роторного бетоносмесителя 1 – неподвижная часть; 2 – лопости; 3 – ротор; 4 - амортизаторы Рис. 4. Кинематическая схема роторного бетоносмесителя с объемом готового замеса 165л 1 – э/двигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – редуктор; - канат; 5 – рычаг; 6, 11 – рукоять; 7 – вентиль; 8 – ковш; 9 – чаша; 10 – смесительное устройство; 12 – затвор; 13 – дозатор воды; 14 – вал; 15 – муфта; 16 – тормоз; 17 - канат Растворосмесители Назначение: для приготовления строительных растворов (цементных, известковых, глиняных, гипсовых, шлаковых и сложных) при выполнении каменных, изоляционных, штукатурных, монтажных и кровельных работ. Классификация: лопастные растворосмесители турбулентные смесители Передвижные малогабаритные растворосмесители цикличного действия Назначение: применяют на объектах с небольшой потребностью в растворе (до 2,6...3,0 м3/ч), устанавливают в непосредственной близости от места укладки смеси и перемещают в пределах строительной площадки и рабочего места и колесах. Параметры: Vгот замеса = 30,65 л П = 2,6 – 3,0м куб/ч Достоинства: Малые габариты Турбулентный высокооборотный бетонорастворосмеситель Назначение: предназначен для приготовления подвижных цементных и известковых растворов, мастичных и эмульсионных смесей подвижностью 7 см и более, а также пластичных бетонных смесей с заполнителями крупностью до 30...40 мм. Параметры: t перемеш= 30 – 35с П = 2,5 – 3,0м куб/ч Nдв = 4,0кВт Достоинства: Интенсивное движение материалов позволяет получать смесь большой однородности и пластичности за относительно малое время. Рис. 5. Турбулентный высокооборотный бетонорастворосмеситель с объемом готового замеса 65л а) общий вид; б) кинематическая схема; 1 – э/двигатель; 2 – пускатель; 3,6 – крышка; 4 – бак; 5 – рычажный затвор; 7 – лопастной ротор; 8 – тележка; 9 – колесный ход; 10 – клиноременная передача; 11 – неподвижные лопасти Передвижной высокооборотный смеситель весельного типа Назначение: для приготовления декоративных отделочных составов подвижностью более 7 см (терразитовых, пастовых и других штукатурных растворов, содержащих, перлит, вермикулит, асбестовое волокно, слюду и т. п.), используемых для устройства тонкослойных покрытий. Параметры: V гот замеса = 40л Nдв =1,5 кВт n = 7,8с-1 Рис.7. Смеситель весельного типа; 1 – э/двигатель; 2 – клиноременная передача; 3приводной вал; 4 - поводок; 5 – чаша; 6 – диафрагма; 7 – загрузочный люк; 8 – штыревая лопасть(весло0; 9 – разгрузочный люк; 10 – бак; 11 – трубчатая рама Передвижные смесители непрерывного действия Назначение: целесообразно такие смесители использовать в высокопроизводительных штукатурных агрегатах и станциях, работающих на сухих смесях и обеспечивающих комплексную механизацию по приему сухих смесей, их переработке, перекачиванию готового раствора и его нанесению на обрабатываемую поверхность. Параметры: П = 1,5 - 3,0 м3/ч Рис. 8. Передвижные смесители непрерывного действия; 1 – смесительная камера(труб); 2 – шнек-дозатор; 3 – вододозировочное устройство; 4 – приемный бункер;5 – рама с колесами; 6 – э/оборудование; 7 - привод Достоинства: Применение растворосмесителей непрерывного действия позволяет автоматизировать технологические процессы строительно-отделочных работ. Обеспечивает постоянное качество раствора. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ БЕТОННЫХИ РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ Назначение: для транспортирования товарных бетонных и растворных смесей на расстояния более 1 км от смесительных установок и заводов на строительные объекты применяют специализированные авто транспортные средства на базе шасси грузовых автомобилей. Авторастворовозы Назначение: применяют для транспортирования со скоростью до 65 км/ч качественных строительных растворов различной подвижности (5... 13 см) с механическим побуждением в пути следования и порционной выдачи смеси на строительных объектах в приемные емкости растворонасосов, штукатурных агрегатов и станций, промежуточные расходные бункера и бадьи. Рис. 9. Авторастворовозы. а) общий вид; б) цистерна с побудителем; 1 – цистерна; 2 – крышки; 3 – одновальный лопастной побудитель; 4 – платформа; 5 – разгрузочное устройство; 6 – панель управления; 7 – шиберная заслонка; 8 – гидрораспределитель; 9 – гидромотор; 10 – коробка отбора мощности; 11 – базовая машина; 12 – лопастной вал; 13 – стойки; 14 – лопасть; 15 - подшипники Параметры: V = 2,5 – 4,6м3 n =5 – 15мин-1 Автобетоновозы Назначение: применяют для перевозки товарных бетонных смесей на расстояния до 5... 10 км Параметры Q = 4,0...10 т, V = 2,5...4,0 м3, t выгрузки бетонной смеси 1,5...2 мин. Рис. 10. Автобетоновоз 1 – шасси; 2 - -крышка; 3 - -кузов; 4 – гидродомкрат; 5 - -опорная рама Автобетоносмесители Назначение: применяют для приготовления бетонной смеси в пути следования от питающих отдозированными сухими компонентами специализированных установок к месту укладки, приготовления бетонной смеси непосредственно на строительном объекте, а также транспортирования готовой качественной смеси с побуждением ее при перевозке. Параметры: V гот замеса = 4-5 м куб Рис. 11. Автобетоносмеситель. 1 – шасси; 2 – дозировочно-разгрузочный бак; 3 – механизм вращения барабана; 4 – смсительнй барабан; 5 – загрузочная воронка; 6 – разгрузочная воронка; 7 – складной лоток; 8 – поворотное устройство; 9 – рама; 10,12 – рычаги; 11 – контрольно-измерительные приборы Рис. 12. Кинематическая схема автобетоносмесителя. 1 – центробежный насос; 2 – клиноременная передача; 3 – двигатель; 4 – карданный вал; 5 – зубчатый редуктор; 6 – цепня передача; 7 – ценральная цапфа; 8 – ведомая звездочка; 9 – барабан; 10 – гладкийбандаж; 11 – спиральные лопасти; 12 – опорные ролики Автобетоносмеситель с гидравлическим приводом Параметры: V гот замеса = 5 м куб n = 0...20 мин-1. Техническая часовая производительность автобетоносмесителя (м3/ч) Пт = 60VKобКвых/Тц, где V— вместимость барабана, м3; Коб — коэффициент использования геометрического объема, представляющего отношение объема сухих составляющих, загружаемых в барабан, к геометрическому его объему; Квых — коэффициент, характеризующий выход смеси и определяемый отношением ее объема к объему сухих составляющих; Тц — продолжительность цикла автобетоносмесителя, мин Автобетононасосы Назначение: предназначены для подачи свежеприготовленной бетонной смеси с осадкой конуса 6 - 12 см в горизонтальном и вертикальном направлениях к месту укладки при возведении сооружений из монолитного бетона и железобетона. Достоинства: гидравлический привод обеспечивает более равномерное движение смеси в бетоноводе, предохраняет узлы насоса от перегрузок, позволяет в широком диапазоне регулировать рабочее давление и производительность машины. Параметры: П = 5 до 65 м3/ч Lподачи = до 400 м Hподачи = до 80 Техническая производительность (м3/ч) поршневых бетононасосов Пт = 3600АlnКн где А — площадь поперечного сечения поршня, м2; l— длина хода поршня, м; n — число двойных ходов поршня, с-1; Кн — 0,8...0,9 — коэффициент наполнения смесью бетонотранспортного цилиндра. Модификация: Насосы с гидравлическим приводом выпускают в стационарном и передвижном вариантах, включая модели на шасси автомобилейсо стреловым оборудованием (автобетононасосы). Рис. 13. Роторно-шланговый бетононасос. 1 – шланг; 2 – насосная камера; 3 – ролик; 4 – ротор; 5 – напорный рукав; 6 – бетоновод; 7 – приемеый бункер; 8 – лопастной смеситель; 9 – всасывающий рукав Рис. 14. Гидравлический поршневой бетононасос. 1 – бетоновод; 2 – поворотное бетонораспределительное устройство; 3 – приемная воронка; 4 – решетка; 5 – корпус; 6 – бетонотранспортные цилиндры; 7 – рукоятка; 8 – резервуар; 9 – блок управления; 10, 12 – гидроцилиндры; 11 – привод Рис. 15. Автобетононасос. 1 – шасси; 2 – опорно-поворотное устройство; 3 –поворотноая колонна; 4 – распределительная стрела; 5,7,11 – гидроцилиндры двустороннего действия; 6 – гидробак; 8 – бетононасос; 9 – секционный бетоновод; 10 – бак для воды; 12 – компрессор; 13 – шланг; 14 – приемная воронка; 15 – рама; 16 – гидравлическая опора МАШИНЫ ДЛЯ УКЛАДКИ И УПЛОТНЕНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Назначение: При укладке бетонную смесь уплотняют с целью вытеснения содержащегося в ней воздуха и более компактного расположения составляющих. Классификация: - По типу привода электрические ИВ пневматические ВП вибраторы с круговыми колебаниями. гидромеханические моторные электромагнитные - По способу воздействия на уплотняемую бетонную смесь Поверхностные (рис. 16,а) Наружные(рис. 16,б) глубинные(рис. 16,в) - По типу возбуждаемых колебаний Возбуждающие круговые колебания -Одновальные дебалансные -Планетарные Возбуждаемые направленные колебания -Дебалансные с четным количеством валов -Маятниковые одновальные -Электромагнитные Недостатки: по сравнению с электрическими применяются реже, т. к. нуждаются в компрессорной установке, при работе издают шум Параметры: Вынуждающая сила, статический момент дебалансов, частота и амплитуда колебаний Рис. 16. Схемы вибраторов Поверхностные электрические вибраторы Назначение: применяют при бетонировании неармированных или армированных одиночной арматурой перекрытий, полов, сводов, дорожных покрытий, откосов каналов и других конструкций толщиной не более 0,25 м, выполняемых в монолите. В качестве вибровозбудителей поверхностных вибраторов применяют одновальные электрические дебалансные вибраторы общего назначения с круговыми колебаниями и встроенным электродвигателем. Рис. 17. Дебалансный мотор-вибратор. 1 – корпус; 2 – асинхронный э/двигатель; 3 – дебалансы; 4 –кронштейны Параметры: n = <50 – вибраторы низкой частоты n = 50 – нормальной частоты n = >50 – высокой частоты U = 36 – 42В N = 0.26 – 0.6кВт F = 2 – 9кН Площадочнаый вибратор Назначение: передает колебания уложенной массы бетона через корытообразную прямоугольную в плане металлическую площадку. Площадочный вибратор уплотняет отдельные участки заранее распределенного слоя N = 0,6 кВт F = 4.5 – 9.0 kH m = 60 кг А = 0,2 – 0,3 мм ахb = 600х1100 мм бетонной смеси. Параметры: Рис. 18. Площадочный вибратор. 1 – тяги; 2 – площадка Виброрейки Назначение: применяют для разравнивания, уплотнения и предварительного заглаживания цементно-песчаных и бетонных стяжек, а также бетонных, мозаичных, полимерцементных и полимербетонных полов. Параметры: Эксплуатационная производительность поверхностtвибр = 20 – 50 с ных вибраторов по объему уплотненной смеси (м 3/ч) Пэ = 3600AhKв/(t1 + t2), где А – рабочая площадь основания вибратора, м2; h - толщина слоя, прорабатываемого вибратором, м; t1 — продолжительность'ибрирования с одной позиции, с; t2 — продолжительность перестановки вибратора с одной позиции на другую, с; Кв — коэффициент использования вибратора по времени (Кв = 0,75...0,85). Наружные вибраторы Назначение: применяют при бетонировании тонких густоармированных и высоких монолитных сооружений, изготовлении различных элемен- тов сборных железобетонных конструкций — колонн, балок и т. п. Их используют также для побуждения выгрузки сыпучих и вязких материалов из воронок, бункеров, бадей и лотков. Разновидности: электрические дебалансные вибраторы общего назначения с круговыми колебаниями, электрические маятниковые вибраторы с направленными колебаниями, пневматические прикрепляемые вибраторы с планетарно-фрикционными вибровозбудителями. Рис. 19. Пневматический прикрепляемый вибратор. 1 – корпус; 2 – выпускные отверстия; 3 – ротор Рис. 20. Вибровозбудитель пневматического вибратора 1 – корпус; 2 – выпускные отверстия; 3 – ротор, 4 – статор; 5 – лопатка; А – рабочая полость; Б– выхлопная полость Параметры: n = 133...200 Гц Глубинные вибраторы Назначение: применяют для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные неармированные бетонные и железобетонные конструкции с различной степенью армирования (фундаменты, стены, колонны, сваи, балки и др.), а также при изготовлении крупных бетонных и железобетонных изделий для сборного строительства. Классификация: - по типу привода электрические пневматические - по виду обслуживания ручные навесные - по способу передачи вибраций вибраторы с гибким валом вибраторы со встроенным двигателем - по типу вибровозбудителя дебалансные фрикционно-планетарные Глубинные ручные дебалансные вибраторы со встроенным электроприводом Параметры: f = 200Гц U = 36 – 42В Рис. 21. Ручной глубинный электрический дебалансный вибратор. 1 – дебалансный вал; 2 – подшипники качения; 3 – дебаланс; 4 – асинхронный э/двигатель;5 – ротор; 6 – корпус; 7 – подшипниковый узел; 8 – рукав; 9 – выключатель; 10 – рукоять Глубинные ручные электрические вибраторы с гибким валом Назначение: применяются для уплотнения бетонных смесей с мелким заполнителем при изготовлении густо- и среднеармированных железобетонных конструкций и изделий. Вибронаконечники вибраторов с гибким валом могут работать ввер- тикальном или наклонном положении. Рис. 22. Глубинные ручные электрические вибраторы с гибким валом 1 – э/двигатель; 2 – гибкий вал; 3 - вибронаконечник Различают вибронаконечники: с внутренней обкаткой дебаланса внешней обкаткой дебаланса Параметры: n = 167...334 Гц Dнаконечника = 51...76 мм lнаконечника = 420...430 мм U = 36 – 42В f = 50Гц Рис.23. Вибронаконечники с внешней (а) и внутренней (б) обкаткой бегунка-дебаланса 1 – шпиндель; 2 – упругая муфта;3 – штанга; 4 – корпус; 5 – дебаланс- бегунок; 6 – сердеч МАШИНЫ ДЛЯ ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТ Назначение: Отделочные работы представляют собой комплекс строительных процессов по наружной и внутренней отделке зданий и сооружений с целью повышения их защитно-эксплуатационных и архитектурноэстетических качеств. Отделочные работы являются наиболее сложными и трудоемкими и составляют в настоящее время около 25...30% общих трудо- вых затрат, которые достигают 15... 18% от общей стоимости строительства. Около 30% всех строителей, участвующих в сооружении зданий, занято на отделочных работах. В состав отделочных входят штукатурные, облицовочные, малярные, обойные, стекольные и кровельные работы, а также работы по устройству и отделке полов. Для выполнения отделочных работ используется большое количество строительно-отделочных машин, различных по назначению и устройству. Важное значение для повышения производительности и качества, снижения трудоемкости и доли ручного труда при выполнении отделочных работ имеют внедрение новых эффективных малооперационных технологических процессов и их комплексная механизация и автоматизация. Индексификация: СО 1234 АБВ строительно-отделочная порядковый номер машины. порядковая модернизация разработки машины, вид ее специального исполнения и т. п. МАШИНЫ ДЛЯ МАЛЯРНЫХ РАБОТ Назначение: малярные работы являются завершающим этапом всей отделки зданий и сооружений (как вновь строящихся, так и реконструируемых и ремонтируемых) и выполняются для придания им эстетичного внешнего вида, оформления интерьера, увеличения их долговечности, создания нормальных санитарно-гигиенических условий эксплуатации внутренних помещений. К малярным относят также обойные работы. Малярные работы характеризуются сложностью и многооперационностыо технологического процесса, многообразием красочных составов, материалов, машин, механизмов, аппаратуры и приспособлений. Классификация: окрасочные агрегаты воздушного (пневматического) распыления, предназначенные для нанесения на поверхности шпаклевок, нитроэмалей, масляных и клеевых красок механического (безвоздушного) распыления, используемые для нанесения на поверхности лакокрасочных материалов, водно-меловых и водноизвестковых красочных составов малярные станции Окрасочные агрегаты пневматического распыления Классификация: переносные передвижные Рис. 1. Окрасочные агрегаты пневматического распыления: а — переносной; б — передвижной 1 – диафрагменный компрессор;2 – воздуховод; 3 – пневматический пистолет-краскораспылитель; 4 – красконагнетательный бак; 5 – краскораспылитель; 6 – материальный рукав Переносные окрасочные агрегаты Назначение: применяют при малых объемах работ для окраски лакокрасочными материалами вязкостью 15...25 с по ВЗ-4 поверхностей в труднодоступных местах. Передвижные окрасочные агрегаты Назначение: применяют для выполнения окрасочных работ средних и больших объемов. Красконагнетательные баки Назначение: предназначены для перемешивания и подачи к краскораспылителям под давлением сжатого воздуха красочных составов вязкостью до 60 с по вискозиметру ВЗ-4. Параметры: Vб = 20 - 60 л Рраб = 0,4 МПа. Рис. 2 Краскоагнетательный бак 1 – корпус; 2 – сменная емкость; 3 – накидные скобы; 4 – кран; 5 – редуктор; 6 – манометр; 7 – рукоять; 8 – клапан сброса давления; 9 – загрузочное устройство; 10 – кран подачи краски; 11 – крышка; 12 – лопастной смеситель;13 - фильтр Пневматические ручные краскораспылители Назначение: применяют для распыливания сжатым воздухом и нанесения на поверхности красочных составов и шпаклевок. Универсальный пневматический краскораспылитель (рис. 3) предназначен для распыления красочных составов вязкостью 30...35 с (по ВЗ-4) при выполнении больших и средних объемов работ и способен работать с красконагнетательным баком или со съемным наливным бачком. Различают три типа распылительных головок: наружного внутреннего комбинированного смешивания, обеспечивающих дробление красочного состава струей сжатого воздуха соответственно снаружи, головки (рис., а), внутри головки (рис., б) как внутри, так и снаружи головки (рис., в). Рис.3 Принципиальные схемы распылительных головок Достоинства: просты в эксплуатации; небольшие по габаритам Недостатки: высокая степень туманообразования, приводящая к значительным потерям красочных материалов до 25... 30% в окружающую среду ухудшение санитарно-гигиенических условий труда из-за большого количества аэрозоли значительный расход растворителей для разведения красочных составов до рабочей консистенция потребность в компрессорах Рис. 4. Пневматический краскораспылитель 1 – насадка; 2 – головка; 3 – заглушки; 4 – игла; 5 – корпус; 6 – регулятор иглы; 7 – рукоятка; 8, 11 – штуцер; 9 – воздушный клапан; 10 – курок ОКРАСОЧНЫЕ АГРЕГАТЫ БЕЗВОЗДУШНОГО РАСПЫЛЕНИЯ Окрасочные агрегаты низкого давления для нанесения составов нагретым воздухом Назначение: используют для нанесения с помощью сжатого сухого горячего воздуха низкого давления окрасочных составов, шпаклевок и грунтовок, а также декоративных жестких, содержащих крошку составов. Для выполнения больших объемов работ применяют передвижные агрегаты низкого давления с пяти- ишестиступенчатыми турбовоздуходувками. Рис. 5. Окрасочный агрегат низкого давления с подогревом краски 1 – бачок; 2 – материальная трубка; 3 – воздушный клапан; 4- материальное сопло; 5 – форсуна; 6 – курок; 7 – корпус; 8 – игла; 9 – регулятор хода иглы; 10 – термостойкий рукав; 11 – фильтр; 12 – турбовоздуходувка; 13 – клиноременная передача; 14 э/двигатель; 15 – колеса; 16 - тележка Параметры: Р = 0,03...0,06 МПа Пвозд = 0,5 - 2,5 M3/МИН nтурб = до 250 с-1 П = 1,0 м3/мин Степень сжатия составляет 1,08. Для работы на материалах различной вязкости и в зависимости от площади окрашиваемой поверхности краскораспылитель комплектуется сменными соплами диаметрами 1,5; 2,5; 3,5 мм и иглами диаметрами 1,2; 2,2; 2,8 мм. Крошкомет-распылитель Назначение: для нанесения декоративных жестких составов, содержащих крошку, агрегаты комплектуются распылителем (рис.6) крошкометом- Рис. 6. Крошкомет-распылитель 1 – головка; 2 – трубка; 3 – расходный бункер;4 – рукоять; 5 – корпус; 6 – регулятор хода трубки;7 – курок; Достоинства: возможность напыления красочных составов, шпаклевок и грунтовок различной вязкости, в том числе высоковязких (до 200 с по ВЗ-4) уменьшенный расход растворителя (на 30...40%), сокращенную (на 20...30%) продолжительность сушки покрытий в результате снижения вязкости и поверхностного натяжения при подогреве красочных составов меньшее число слоев покрытия за счет увеличения их толщины уменьшение (на 20...40%) потерь напыляемого материала на «туманообразование» вследствие отсутствия резкого перепада давлений на выходе из распылителя, сокращения времени распыления и уменьшенного содержания растворителя в напыляемом материале более высокое качество отделки окрашиваемых поверхностей возможность работы агрегатов при низких температурах окружающего воздуха более высокую экономичность меньшую опасность для здоровья обслуживающего персонала Недостатки: повышенный шум при работе. Окрасочные агрегаты высокого давления Назначение: применяют для окраски поверхностей лаками, дисперсиями, масляными и полимерными красками вязкостью до 200...300 с по вискозиметру ВЗ-4. Параметры: Р = до 30 МПа vкраски= до 100 м/с Достоинства: снижению потерь лакокрасочных материалов за счет уменьше ния туманообразования; повышению производительности труда и качества окраски, по лучению высокой равномерности покрытия угловых поверхностей и кромок возможности сокращения числа слоев покрытий за счет увели чения их толщины уменьшению загрязненности и загазованности окружающей среды и улучшению санитарно-гигиенических условий труда. можно использовать лакокрасочные материалы как в холодном, так и в горячем состоянии. Недостатки: необходимость тщательной фильтрации лакокрасочных материалов невозможность в процессе работы изменять форму и размеры красочного факела снижению потерь лакокрасочных материалов за счет уменьше ния туманообразования; повышению производительности труда и качества окраски, по лучению высокой равномерности покрытия угловых поверхностей и кромок возможности сокращения числа слоев покрытий за счет увели чения их толщины уменьшению загрязненности и загазованности окружающей среды и улучшению санитарно-гигиенических условий труда. можно использовать лакокрасочные материалы как в холодном, так и в горячем состоянии. трудность окраски поверхностей сложной конфигурации, узких или решетчатой формы Рис. 7. Принципиальные схемы агрегатов высокого давления а) гидравлическая схема 7000НА; б) окрасочный агрегат 7000Н-1; 1 – корпус; 2 – маховик; 3 – сетчатый фильтр; 4 – плунжер; 5 – мембрана; 6 – всасывающий клапан;7,14 – перепускной клапан;8 – фильтр;9 – шланг обратного слива; 10 – пистолет-распылитель; 11 – шланг высокого давления; 12 – нагнетательный клапан; 13 – регулятор давления; 15 – бак; 16 – воронка; 17 - сито У нас в стране выпускаются по лицензии фирмы «Вагнер» (Швейцария) передвижные окрасочные агрегаты высокого давления 2600НА, 7000НА, 7000Н-1, «Финиш-207» и «Финиш-211» с электрогидравлическими насосами мембранного типа. Распыливающие устройства агрегатов имеют сопла с круглым или эллиптическим отверстием. Сопло с круглым отверстием обеспечивает получение факела в виде конуса с малым углом при вершине с эллиптическим отверстием — факела плоской формы. Выпускается около 40 типоразмеров распыливающих устройств с условным диаметром отверстия сопла 0,28...0,79 мм, с расходом 0,38...3,5 л/мин и углом распыления 20...80° для работы как с маловязкими составами тонкого перетира, так и с высоковязкими составами грубого перетира. Агрегаты высокого давления 7000Н-1 и 7000НА Параметры: Hподачи = 90 м. Рнагнет = 24.5 МПа Рраб = 15,7 МПа nмембр = 23,5 Гц N = 2,0 кВт. взкость составов до 150...300 с по вискозиметру ВЗ-4 крупность твердых частиц до 0,14 мм. Агрегаты высокого давления укомплектованы пистолетами со сменными насадками — стандартной и быстроразъемной. Агрегат для окраски фасадов зданий Назначение: Для окраски фасадов зданий водными, синтетическими и другими фасадными красками вязкостью до 60 с по ВЗ-4 используется передвижной двухкамерный агрегат воздушного распыления. Параметры: V = 50 л Пкомпрес = 30 м3/ч Нподачи = 40 м Рраб = 0,4 МПа. П при двух малярных удочках = 500 м2/ч. Рис. 8. Принципиальная схема агрегата для окраски фасадов зданий Передвижные малярные агрегаты на базе винтовых насосов Назначение: применяют для подачи и нанесения на обрабатываемые поверхности шпаклевок, грунтовок, замазок, водно-клеевых, масляных и синтетических красок с содержанием твердой фазы до 50%, с крупностью отдельных фракций до 3 мм и подвижности составов более 7 см по конусу СтройЦНИЛ. Агрегат шпаклевочный Назначение: для поэтажной подачи и нанесения на обрабатываемые поверхности шпаклевочных составов подвижностью от 7 см и более, а также грунтовок и водно-клеевых красочных составов Параметры: V = 60 л Ркомпрес = 0,5...0,7 МПа. П = 0,72 М3/ч Lподачи = 70 м Hподачи = 35 м Рподачи = 2 МПа. Достоинства: обеспечение равномерной подачи материалов к распылительному устройству высокое качество окрасочных работ Рис9. Шпаклевочный агрегат Малогабаритные малярные агрегаты Назначение: Агрегат предназначен для транспортировки и нанесения на обрабатываемую поверхность различных видов малярных составов: клеевых шпаклевок, грунтовочных составов, водно-клеевых и синтетических красок и других материалов под давлением, создаваемым винтовым насосом. Параметры: N = 0,55 кВт dнапор. рукавов = 16, 25. 32 мм Р = 2 МПа Нподачи = 30 м при рукаве d = 32 мм, до 15 и 10 м при рукавах соответственно d = 25 и 16 мм Пподачи = 250 м3/ч. Рис. 10. Малогабаритный малярный асрегат Малярные станции Назначение: предназначены для приема товарных полуфабрикатов малярных составов, приготовления, механизированной подачи к рабочим местам и нанесения на обрабатываемые поверхности водных, водно-клеевых и масляных красок, грунтовок, клеевых и масляных шпаклевок при централизованном приготовлении малярных составов. Малярные станции используют на объектах строительства, обеспеченных электроводоснабжением и подъездными путями и устанавливаются в непосредственной близости (5... 10 м) от здания, где ведутся малярные работы. В состав основного технологического оборудования малярных станций входят, серийно выпускаемые строительно-отделочные и ручные машины: мелотерки краскотерки электроклееварки смесители вибросита малярные агрегаты дозирующее оборудование поршневые и винтовые насосы красконагнетатслъные баки компрессоры, краскораспылители расходные и приемные для готовой продукции емкости загрузчики расходных емкостей рукава инструмент и т. п. Кроме технологического оборудования в состав станций входят: системы электрооборудования, автоматики, управления, вентиляции, отопления и водоснабжения Полуфабрикаты загружаются в малярные агрегаты загрузчиком, выполненным на базе винтового насоса. Вибросито комплектуется набором сменных сит с ячейками различных размеров, позволяющими процеживать побелку, грунтовку, шпаклевку и другие малярные составы. Рис. 11. Схема передвижной малярной станции Малярный агрегат станции укомплектован механизмами для приготовления из полуфабрикатов, процеживания, транспортирования к рабочим местам и нанесения на обрабатываемые поверхности клеевых, масляных и синтетических шпаклевок, грунтовочных составов, водно-клеевых, масляных и синтетических красок. Рис. 12. Малярный агрегат станции Малярные агрегаты комплектуются универсальными малярными удочками (рис. 7.25, а) с набором форсунок воздушного (рис. 7.25, б) и безвоздушного (рис. 7.25, в) распыления. Параметры: Рзагрузчика = 0,5 МПа Пзагрузчика до 0,6 мэ/ч Производительность технологических линий, м3/ч: водных, водно-клеевых и клеевых красок, грунтовок ………500 клеевых и масляных шпаклевок ............................ ……………380 масляных и эмалевых красок ................................. ……………250 МАШИНЫ ДЛЯ УСТРОЙСТВА И ОТДЕЛКИ ПОЛОВ Назначение: На объектах жилищного, гражданского и промышленного строительства сооружают несколько видов полов (сплошные монолитные, дощатые и паркетные, из штучных, рулонных и ковровых материалов), для устройства и отделки которых применяют широкую номенклатуру машин, различных по конструкции и назначению. Классификация: по назначению машины для отделки дощатых и паркетных полов машины для устройства полов из рулонных и плиточных материалов машины для устройства и отделки монолитных покрытий полов Машины для отделки дощатых и паркетных полов Для механизации работ по обработке дощатых и паркетных полов используют строгальные и шлифовальные машины, передвигаемые на колесах по обрабатываемой поверхности оператором вручную. Строжку полов непосредственно у стен, на участках небольшой площади и в труднодоступных местах осуществляют ручными электрическими рубанками. Машины для строжки деревянных полов Машина для строжки деревянных полов состоит из корпуса, ножевого барабана, электродвигателя, клиноременной передачи, узла управления, ходовых колес и вентилятора. Строгание ведется вдоль волокон древесины путем плавного передвижения машины вперед. Строгание выполняют прямыми полосами, перекрывая каждый раз на 50...100 мм предыдущую, уже обработанную полосу. Рис. 13. Машина для строжки деревянных полов Параметры: П = 45...65 м2/ч n = 47 с-1 B = 280...310 мм h = 3 мм. Основными параметрами строгальных машин являются глубина и ширина строгания за один проход. Эксплуатационная производительность строгальной машины (M3/С) Пэ = BHvnKyKв где В и Н— соответственно ширина и глубина строгания, м; vn — скорость подачи рабочего органа, м/с; Ку — коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки древесины; Кв — коэффициент использования машины по времени. Паркетошлифовальные машины Назначение: предназначены для шлифования паркетных и дощатых полов после строжки, а также могут быть использованы при ремонте деревянных покрытий полов для снятия мастики и лакокрасочных покрытий. Классификация: с барабанным рабочим органом — для шлифования больших открытых площадей полов дисковым рабочим органом — для шлифования небольших участков полов и сложных по конфигурации в плане и в труднодоступных местах (в нишах, узких проходах, углах, вдоль стен, под радиаторами отопления и т. п.). Паркетошлифовальные машины выпускаются в двух исполнениях: - с питанием от одно- и трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 и 380 В - с питанием от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью. Рис. 14. Принципиальная схема паркетошлифовальной машины На рабочих поверхностях барабанов и дисков крепят шлифовальные шкурки на саржевой основе средней плотности с различными абразивными материалами (электрокарборундом, карборундом, кремнием и др.). Производительность и качество шлифования полов во многом определяются правильным подбором зернистости шлифовальной шкурки и ее качеством. Параметры: П = 40…48 м2/ч В = 200 мм Dбарабана = 185 мм n= 23…30 с1. Машины для устройства полов из рулонных и плиточных материалов Назначение: при устройстве полов с покрытиями из рулонных материалов в жилых, общественных и промышленных зданиях выполняют механизированным способом подготовку поверхности оснований (заглаживание бетонных оснований и их железнение, окончательную затирку цементных стяжек и т. п.), продольную прирезку кромок полотнищ линолеума, сварку полотнищ линолеума в ковры и приклейку их к основанию по всей площади клеями и мастиками с последующей прикаткой катками статического действия и виброкатками. Двухдисковая машина для затирки цементных стяжек Назначение: для окончательной затирки цементных стяжек под укладку полов из синтетических ковров, линолеума, плитки ПХВ и других материалов. Параметры: В = 425 мм. U = 42B U0 = 220/380 B n = 50 Гц Рис. 15. Машина для затирки цементных стяжек Аппарат для сварки линолеума Назначение: Наибольшее распространение получила сварка инфракрасными лучами, источником которых являются аппараты инфракрасного излучения, выполненные по единой конструктивной схеме в виде нагревательного утюжка. Они обеспечивают непрерывный процесс сварки линолеума и перемещаются оператором вдоль стыка вручную Рис. 16. Аппарат для сварки линолеума Сварку полотнищ линолеума с прирезанными друг к другу кромками осуществляют тепловым и холодным методами. Тепловой метод применяют для сварки полотнищ поливинилхлоридного линолеума, в котором содержится не менее 40% по массе поливинилхлоридной смолы. При нагревании до температуры 200°С такой материал переходит в вязкотекучее состояние, а при охлаждении основа затвердевает, приобретая первоначальную прочность. Холодный метод сварки применяют для нетермопластичных линолеумов (релина, нитролинолеума и др.), которые невозможно сваривать тепловым методом. Холодная сварка заключается в склеивании торцов кромок стыкуемых полотнищ линолеума специальными составами, обеспечивающими прочное клеевое соединение. Параметры П = 50...80 м/ч N = 2,0 кВт. Виброкаток Назначение: Свежеуложенный на клеевую или мастичную прослойку линолеум прикатывают виброкатками, используют также для втапливания керамических плиток в жесткий цементно-песчаный раствор при устройстве плиточных полов и прикатке плиток из синтетических материалов. Параметры: В = 520 - 540мм П = 150 м2/ч Рис. 17. Виброкатки: а — для прикатки линолеума; б — для втапливаниа керамических плиток Машины для устройства и отделки монолитных покрытий полов Классификация: машины-пневмонагнетатели электромеханические поверхностные вибраторы —- виброрейки и площадочный вибратор универсальная машина вакуумный комплекс фрезерные машины мозаично-шлифовальные машины: ручные при небольших объемах работ и самоходные (крупными партиями не выпускаются) при больших объемах работ шламоуборочная машина передвижные станции При устройстве и отделке монолитных бетонных полов методом вакуумирования применяют вакуумный комплекс. Предварительную обработку (обдирку) бетонных полов осуществляют фрезерными машинами (серийно не выпускаются), последующее чистовое шлифование поверхности пола — мозаично-шлифовальными машинами: ручными при небольших объемах работ и самоходными (крупными партиями не выпускаются) при больших объемах работ. Для очистки обработанной мозаично-шлифовальными машинами поверхности используют шламоуборочную машину. Для устройства наливных полов применяют передвижные станции. Виброрейки Назначение: для выравнивания, уплотнения и предварительного заглаживания стяжек и полов применяют электромеханические поверхностные вибраторы —- виброрейки и площадочный вибратор (при малых объемах работ), которые передвигают по уплотняемой поверхности с помощью гибких тяг. Параметры В = 1,5; 3.0 и 4,0 м h = 150 мм N = 0,25 кВт F = 2...5,6 кН. v = 0,5...1,0 м/мин Рис. 18. Схема виброрейки Машины для отделки поверхностей бетонных и цементно-песчаных полов. Назначение: Окончательную отделку поверхностей подов после процесса уплотнения смеси виброрейками осуществляют с помощью универсальных заглаживающих машин, укомплектованных затирочными дисками для предварительного (грубого) заглаживания и лопастями для окончательного (чистового) заглаживания поверхности пола. Параметры: Р = 0,07-..0,08 МПа П = 340...360 м2/смен m = 440 кг. Техническая производительность комплекса (м2/ч) Пт = А/Тс где А — общая площадь обработанной поверхности, м2-; Тс — суммарное время работы виброрейки, вакуум-агрегата и двух заглаживающих машин, ч. Ручные мозаично-шлифовальные машины Назначение: предназначены для шлифования поверхностей монолитных бетонных и мозаично-террацевых полов Параметры: Вшлиф = 600 мм П при затирке = 80 м2/ч П при шлиф.= 90 м2/ч v = 9,1 м/мин. N = 12,3 кВт. Рис. 19. Ручная мозаично-шлифовальная машина: о — общий вид: 6 — шлифовальная головка Передвижные станции для устройства наливных покрытий полов Назначение: В современном строительстве процесс устройства наливных поливинилацетатных полов комплексно механизирован за счет применения высокопроизводительных передвижных механизированных станций, укомплектованных взаимно увязанными по производительности машинами и механизмами для приготовления (переработки), подачи и нанесения мастичных составов, средствами механизации для подготовки основания пола, а также приборами и приспособлениями для контроля качества производимых работ Параметры: П = 500 м2/смен Lподачи = 60 м Hподачи = 30 м N = 40 кВт. Сменная эксплуатационная производительность (м2/смен) передвижной станции П э.с. = П э.н. Тсм Кв 1000/h где Пэ.н — часовая эксплуатационная производительностьвинтового насоса по объему выдаваемой мастики, м3/ч; Тсм — продолжительность смены, ч; Кв = 0,4...0,5 — коэффициент использования станции по времени; h — толщина наливного слоя, мм Рис. 20. Самоходная шлифовальная машина Рис. 21. Станция для устройства наливных поливинияацетатных полов