А.В. Вавилов ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ М и н с к 2 0 0 7 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНРШЕРСИТЕТ А.В. Вавилов ВВЕДЕНИЕ Б ИНЖЕНЕРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Рекомендовано учебно-методическим объединением высшга учебных заведений Республики Беларусь по образованию в области транспорта и транспортной деятельности в качестве пособия для студентов специальности 1-3611 01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» М инск 2007 УДК 626-.Ш E£K74.^&i7 В 12 Р е ц е н з е н т ы : А.Н. Орда, д-р техн. наук, доцент, зав кафедрой БАТУ; В.М. Пилипенко, канд. техн. наук, доцент, директор УП «Институт НИПТИС», иностранный член РАЛСН Вавилов, А.В. В 12 Введение в инженерное образование; пособие / А.В. Вавилов. - Мн.: БИТУ, 2007.-315 с. ISBN 9^-985^79-622-2. В пособии приведены материалы, необходимые для быстрейшей адаптации студентов 1-го курса специальности 1-36 11 01 и успеш­ ного их обучения в техническом вузе, изложены эффективные мето­ ды получения знаний. Приведены нормативные документы по подго­ товке специалистов в области подъемно-транспортных, строитель­ ных, дорожных машин и оборудования, а также сведения из истории развития таких машин. Пособие знакомит студентов с профилирующими дисциплинами специальности, конструкциями машин и актуальными вопросами создания и эксплуатации подъемно-транспортных, строительньк и дорожных машин в Беларуси. Пособие предназначено для студентов специальности 1-36 11 01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и обо­ рудование». Материалы 4-й главы пособия могут быть полезны сту­ дентам строительных специальностей при изучении строительных и дорожных машин. УДК 626:378 (075.8) ББК 74.5 8я7 ISBN 9?8-985-479-622-2 © Вавилов А.В., 2007 © БИТУ, 2007 В в е д е н и е Для многих отраслей народнохозяйственного комплекса Белару­ си необходимы специалисты высшей квалификации специальности «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и обо­ рудование». В развитии научно-технического прогресса значитель­ ная роль отводится подъемно-транспортным машинам, с помощью которых осуществляются комплексная механизация и автоматиза­ ция производственных процессов, ликвидация ручных погрузочно- разгрузочных работ и исключение тяжелого ручного труда при вы­ полнении основных и вспомогательных технологических операций. Современные поточные технологические и автоматизированные машины, межцеховой и внутрицеховой транспорт требуют приме­ нения разнообразных типов подъемно-транспортных машин и ме­ ханизмов, обеспечивающих непрерьшность и ритмичность произ­ водственных процессов. Поэтому подъемно-транспортные машины превратились сегодня в один из основных решающих факторов, оп­ ределяющих эффективность производства. В соответствии со стратегией устойчивого социально-экономи­ ческого развития Республики Беларусь в ближайшие годы предпо­ лагается существенное увеличение объемов строительства, успеш­ ное ведение которого немыслимо без применения эффективных строительных машин. Не менее актуальной задачей является строительство и эксплуата­ ция автомобильных дорог Беларуси - одного из важнешшос элементов транспортной системы республики. Решение дорожных проблем также невозможно без применения современной дорожной техники. Решать обозначенные выше проблемы, создавать новую подъем­ но-транспортную, строительную и дорожную технику, а также гра­ мотно ее эксплуатировать призваны инженеры, имеющие специаль­ ность «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование». Для успешной подготовки таких специалистов в высших учебных заведениях учебным планом предусмотрена дис­ циплина «Введение в инженерное образование», задачей которой является быстрейшая адаптация в вузе студентов, избравших дан­ ную специальность, знакомство с ней, а также подготовка будущих специалистов к глубокому изучению дисциплин специальности. Глава 1 ИНФОРМАЦИЯ, НЕОБХОДИМАЯ ДЛЯ АДАПТАЦИИ СТУДЕНТОВ И УСПЕПШСМГО ИХ ОБУЧЕНИЯ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ 1.1. Технические вузы Беларуси В системе образования Республики Беларусь имеется 10 техниче­ ских высших учебных заведений. Большинство из них сосредоточено в г, Минске. Это - Белорусский национальный технический универси­ тет, Белорусский государственный университет информатики и радио­ электроники, Белорусский государственный технологический универ- сигет и Белорусский аграрный технический университет. Ведущим инженерно-техническим ученым заведением республики является Белорусский национальный технический университет (БНТУ), кото­ рый официально в 2005 году признан базовым ведущим инженерно- техническим вузом стран СНГ. В этом вузе открьгга специальность 1-36 11 01 «Подьемно-транспортные, строительные, дорожные маши­ ны и оборудование». Такие же специальносга открыты в Белорусско- Российском университете (г. Могилев) и Белорусском государствен­ ном университете транспорта (г. Гомель). БНГУ является первенцем и флагманом высшего инженерно- технического образования Республики Беларусь, университет за годы своего существования подготовил около 145 ООО высококва­ лифицированных специалистов для народного хозяйства Беларуси, республик бывшего СССР и зарубежных стран. Технический университет, в то время Белорусский политехниче­ ский институт (БПИ), был создан в 1920 г., тогда в нем занималось несколько сот учащихся. Сегодня на 16 факультетах и в филиале г. Солигорска обучается около 29 тыс. студентов, в том числе почти 19 тыс. на дневном отделении. В вузе учатся более 650 студентов, аспирантов и стажеров из 43 стран мира. На базе университета работают Региональный центр тестирования и профориенггации, Межотраслевой институт повышения квалифика­ ции и переподготовки кадров по менеджменту и развитию персонала, Республиканский институт инновационных технологий. Институт повышения квалификации и переподготовки кадров по новым 4 направлениям развития техники, технологии и экономики. Республи­ канский институт высшего технического образования. Международ­ ный институт дистанционного образования, завод «Политехник». Университет располагает 18 учебно-лабораторными и хозяйст­ венны м и корпусами, 14 студенческими общежитиями, санаторием- профилакторием, 50-метровым плавательным бассейном и спортив­ ными залами для занятий более чем по 20 видам спорта. Учебно-научные лаборатории, кабинеты, мастерские оснащены современным оборудованием, приборами, установками, стендами. Разносторонняя подготовка, работа в учебных и научных лаборато­ риях, выполнение курсовых и дипломных работ и проектов, прохо­ ждение производственной практики, умение работать с ЭВМ позво­ ляют студентам стать высококвалифищ1рованными спещ1алистами- инженерами, экономистами, конструкторами, педагогами, менед­ жерами, бухгалтерами. Подготовку специалистов по 75 специальностям и 112 специали­ зациям в 2005 г. вели почти 1900 преподавателей более 100 кафедр, в т.ч. 175 докторов наук и 774 кандидата наук. Многие из них удо­ стоены высоких званий «Заслуженный работник образования Рес­ публики Беларусь», «Заслуженный деятель науки Республики Бела­ русь» и др. [1]. Сегодня в республике нет такого предприятия, транспортного или строительного коллектива, НИИ или КБ, где бы ни трудились выпуск­ ники БИТУ. Многие из них являлись или являются руководителями, ведущими специалистами различных предприятий и учреждений. Как первенец и флагман высшего технического образования в республике, БПИ - БГПА - БИТУ явился базой для вновь создан­ ных высших учебных заведений и научных учреждений, производ­ ственных предприятий. В их числе; Белорусский институт механи­ зации сельского хозяйства (ныне Белорусский государственный аг­ рарный технический университет), Могилевский машиностроительный институт (ныне Белорусско-Российский университет). Минский ра­ диотехнический инстшут (ньше Белорусский государственный универ­ ситет информатики и радиоэлектроники), Брестский инженерно­ строительный инстшут (ньше политехнический у1шверситет), Новопо­ лоцкий политехнический институт (ньше Полоцкий государственный университет), Гомельский политехнический институт (ньше техниче­ ский университет им. П.О. Сухого), Барановичский государственный 5 университет. Белорусское республиканское научно-производствен­ ное объединение порошковой металлургии, экспериментально­ опытный завод «Политехник» и др. Сегодня БНТУ - один из крупнейших научно-технических цен­ тров республики. В его составе свьипе сорока научных лабораторий, секторов, СКВ, центров, институтов. Университет проводит совме­ стные научные исследования со многими организациями и пред­ приятиями, отраслевыми НИИ и академическими институтами рес­ публики и других государств, включая страны СНГ. В целях концентрации сил и средств в подготовке и переподго­ товке кадров и повышении их квалификации в различных областях экономики в 2004 году в состав БНТУ были вновь возвращены ра­ нее выделенные в самостоятельные структуры Институт повыше­ ния квалификации и переподготовки кадров по новым направлени­ ям развития техники, технологии и экономики и Межотраслевой институт повышения квалификации и переподготовки кадров по менеджменту и развитию персонала. Проведенные преобразования подняли престиж вуза как флагма­ на высшего технического образования страны, позволили улучшить качество обучения, увеличить набор студентов, расширить число специальностей. Особое внимание уделяется набору первокурсников, ибо их уро­ вень знаний, умение учиться во многом определяют качество под­ готовки будущих специалистов. Постоянное внимание уделяется развитию лицея БНТУ и лицейских классов, которые созданы во всех областях Беларуси и г. Минске. Численность учащихся в ли­ цейских классах, созданных в 23 районах республики и Минске, в 2005 г. составила 3,5 тыс. человек. В последние годы сотрудничество Белорусского национального технического университета с зарубежными странами и вузами, раз­ личными международными фондами и программами становится все более плодотворным и разнообразным и включает в себя вза­ имные официальные визиты руководителей вузов, участие в меж- .дународных научных конференциях, обмен студенческими хруппами в ходе производственных практик, выезд на спортивные состяза­ ния и культурно-массовые мероприятия, открытие выставок, об­ мен книгами и многое другое. в конце 2005 г. БНТУ имел двусторошше договоры о сотруд­ ничестве более чем с 70 университетами из 25 стран. В их числе Венский технический университет (Австрия), Дрезденский техни­ ческий университет, технический университет г. Ильменау (Герма­ ния), Вроцлавский технический университет (Польша), Тегеранс­ кий технический университет (Иран), МГТУ им. Баумана и Санкт- Петербургский технический университет (Россия), Национальный технический университет - КПИ (Украина) и другие. В БНТУ обучается около 700 иностранных студентов из 42 зарубежных го­ сударств. В свою очередь, развивая учебные связи с Россией, БНТУ ежегодно направлял на учебу в Санкт-Петербургский госу­ дарственный технич!еский университет и Санкт-Петербургский го­ сударственный горный университет около 30 человек. Таким образом, БНТУ имеет значительные достижения в подго­ товке научных и преподавательских кадров, проведении научных ис­ следований, развитии международного сотрудничества по разным на­ правлениям со многими странами мира. Вуз интегрирован в междуна­ родную образовательную систему, располагает современной учебно- методической и научно-исследовательской базой, вьшолняет важнейшие фувдаментальные и прикладные научные работы. В университете соз­ даны все условия для учебы, работы и отдыха. БНТУ играет важную роль в подъеме общеобразовательного, технического и культурного уровня жителей республики. Тысячи вьшускников БПИ - БГПА - БИТУ стали известными учеными, государственными деятелями, руководителями крупных промышленных предприятий, строек, фирм, НИИ и КБ не только в Беларуси, республиках СНГ, но и во многих странах всего мира [1]. Обучение по специальности 1-36 И 01 «Подъемно-транспорт­ ные, строительные, дорожные машины и оборудование» ведется в БНТУ на факультете транспортных коммуникаций (ФТК) на днев­ ном и заочном отделениях [2], В состав ФТК входят 7 кафедр (в том числе 4 выпускающих и 3 общеобразовательных), 6 научно-исследовательских лабораторий и студенческое гфоекгаое бюро «Автодор». Вьшускающие кафедры; «Строительство и эксплуатация дорог», «Проектирование дорог», «Мосты и тоннели», «Строительные и до­ рожные машины». Общеобразовательные кафедры: «Сопротавлеше мат^зиалов и тео­ рия упругости», «Инженерная геодезия», «Высшая математика № 3». На факультете работают 59 кандидатов и 9 докторов технических наук. Кафедры уделяют большое внимание дальнейшему совершенст­ вованию и повьш1ению эффективности учебного процесса на основе Ш1фокого внедрения современных технических средств обучения, вы­ числительной техники, элементов научных исследований и широкого привлечения студентов к научно-исследовательской работе. Молодые специалисты, окончившие факультет транспортных коммуникаций, получают хорошую подготов!^' по физико-математи­ ческим, общетехиическим, специальным и экономическим дисципли­ нам, обладают хорошими организаторскими способностями, владеют научными методами организации строительного производства. Вы­ пускники факультета работают в проектных, строительных, экс­ плуатационных и научно-исследовательских организациях дорожной отрасли, а также в ряде смежных областей строительства. Они успеш­ но работают на производстве на ответственных должностях (управ­ ляющие трестами, начальники управлений министерств, начальники и главные инженеры производственных организаций и др.), в высших учебных заведениях, научно-исследовательских и проектных институ­ тах. Многие вьшускники за достигнутые высокие показатели в труде награждены правительственными наградами. Более 30 вьшускников факультета защитили докторские и кандидатские диссертации. За время существования факультета для народного хозяйства Рес- гублики Беларусь подготовлено более 5000 специалистов. Для за­ рубежных стран (Вьетнам, Непал, Сирия, Йемен, Судан, Конго и др.) подготовлено 300 инженеров. Защитили кандидатские диссертации граждане Судана, Чада, Сирии, Непала и др. 1.2. Эффективные методы получения знаний в техническом вузе Объем знаний, который должен усвоить будущий инженер, очень велик, и его нереально получить на занятиях в вузе, где преподаватель дает в основном краткий курс лекций. Весь остальной материал сту­ дент должен гфорабатывать самостоятельно. Для успешной самостоя­ тельной работы студент должен уметь организовывать систематиче­ скую и производительную учебу. 8 Во-первых, необходимо научиться эффективно работать на заня­ тиях. Как это правильно сделать, советуют не только в учебной и на­ учной литературе, но и в периодической печати. Так, в газете «Весщ БИТУ» № 15 от 8 сентября 2006 года в статье «Как научить себя тру­ диться» приведено много полезных советов. Вот некоторые из них. «Планируйте самостоятельную работу по времени дня, отводимо­ му на ее вьшолнение, и стремитесь строго соблюсти план, иначе вре­ мени не хватит ни на что. Но не забьшайте совета Козьмы Пруткова, в частности, не пытайтесь объять необъятное - за один присест полно­ стью сделать какую-то одну трудоемкую работу в ущерб другим, бо­ лее мелким. Помните, что длительные перерьшы в учебной работе недопустимы. На стипендию трудно прожить, есть соблазн подработать, но учеб­ ный план составлен так, что на его вьшолнение студент вынужден тратшъ почти все свое время. И здесь правило; прогресс в одном - регресс в другом. Ничто так не помогает студенту успешно учиться, как правильный распорядок дня. Ночные рабочие бдения, затяжные, за полночь, гуляния и «отмечания» )^ебе не помогают. Всегда работайте предельно аккуратно, разборчиво ведите записи, не лепите все в одну общую тетрадь, лучше сразу начинайте работать на стандартном формате А4 и со скоросшивателем. Не носите учеб­ ные материалы, компакт-диски и дискеты в полиэтиленовых пакетах, заведите жесткую паш^, портфель, дипломат. Всегда имейте с собой про запас ручку, карандаш, ластик, десяток листов бумаги. Не позволяйте себе лениться! Если пришли на занятия, сумейте за­ ставить себя работать, а не сидеть впустую. Жизнь интересна, если добьшать новые знания, но помните - она быстротечна, поэтому не тратьте время попусту. Подводите перед сном итоги дня, проснув­ шись, наметьте схему обязательных дел на предстоятций день. Не ограничивайтесь леющями и учебниками, знания нужны не преподавателю в день экзамена, а вам на всю жизнь, работайте боль­ ше в библиотеках, обязательно с патентными источниками и реклам­ ными проспектами. Безусловно, найдите выход в Интернет, научитесь собирать нужную информацию по теме поиска, ищите и знакомьтесь с базами данных по интересующей вас тематике. Не стесняйтесь спра­ шивать у более опытных, как отыскать необходимую информащпо. Стыдно не спросить, стьщно так и не узнать! Постарайтесь сохранить конспекты лекций и свои проектные раз­ работки. Они пригодятся в профессиональной деятельности в первые годы вашей работы в качестве инженера. Не забывайге о здоровье и душе. Один-два раза в неделю играйте в подвижные игры, но только по самочувствию, сразу много в любой ситуации очень плохо. Студенческие годы - лучшее время дпя при­ общения к сокровищам искусства: ходите в театры, филармонию, музеи и на художественные выставки, смотрите вживую и впитывайте классику всей душой; душа не стгфеет, если вы даете ей пищу. Знайте, что лучшая одежда человека - это его разностороннее воспитание. Хорошо и честно учиться всегда трудно, но зато результат - сво­ бодное владение сутью вопросов, способность понять и оценить со­ стояние проблем и перспектив конкретной области, наконец, возмож­ ность самому предложить пути их решения. Такой результат учебы и есть движитель вашего скорого жизненного успеха в самостоятель­ ном плавании». Много полезных советов по эффективным методам получения знаний в вузе приведено в «Энциклопедии студента» [3]. В частности, обращено внимание на полезность посещения студентами лекций и умение эффективно на них работать. «Лекция - очень экономичный, эффективный и эмоционально наполненный способ передачи знаний. У первокурсника, который, как правило, в вузе впервые сталки­ вается с такой формой учебных занятий, часто поначалу складыва­ ется мнение, что на лекции он - лицо пассивное и все, что от него требуется, - слушать и записывать то, что говорит преподаватель. Но это ошибочное и даже опасное представление. На самом деле слушание лекции предполагает активную мысли­ тельную деятельность студенга, главная задача которой - понять сущ­ ность рассматриваемой темы, уловить логику рассуждений лектора; размышляя вместе с ним, оценить его аргументацию, составить соб- (лвенное мнение об изучаемых явлениях и соотнести усльппанное с тем, что уже изучено. При этом студент должен еще успевать делать записи изложенно­ го в лекции материала. Понятно, что ведение таких записей, кото­ рые называются конспектами, также является творческим про­ цессом, требует определенных умений и навыков. 10 Чтобы вам бьшо легче их приобрести, рекомендуем запомнить не­ сколько практических советов; • не старайтесь записать дословно все, что говорит преподава­ тель, - это невозможно да и не нужно. Если вы будете к этому стре­ миться, в ваших записях неизбежны недописанные предложения, про­ пуски, а поэтому - нарушения логики изложения материала, которые сделают конспект бесполезным. Учитесь формулировать мысли кратко и своими словами, записывая только самое существенное; • учитесь на слух отделять главное от второстепенного; • записи должны быть сжатыми, логично связанными, пред­ ставлять собой нечто вроде развернутого плана лекции; • если в лекции хредпагаются схемы, таблицы, чертежи, обязательно полностью заносите их в тетрадь, вьшолняя аю^фашо и внимательно; • по ходу лекции преподаватель обычно отмечает те или иные мысли, положения, поэтому сразу делайте соответствующие смы­ словые вьщеления в ваших записях. Для этого можно использовать не только разные виды подчеркиваний (прямая, волнистая линии, пунктир и т. п.), разноцветные выделения, но и различные значки, например: ! - «важно», ? - «проверить, уточнить», «обратить вни­ мание» и др. [3]; • оставляйте в тетради поля, которые можно использовать в даль­ нейшем для уточняющих записей, комментариев, дополнений и т. п.; • используйте красную строку для выделения смысловых частей в записях; • постарайтесь выработать свою собственную систему сокра­ щения часто встречающихся слов или их замены определенны­ ми знаками. Это даст вам возможность меньше писать, больше слу­ шать и думать; • сразу после лекции постарайтесь просмотреть записи и по свежим следам восстановить пропущенное, дописать недописан- ное, доделать необходимые вьщеления». Большая роль при подготовке будущего инженера отводится практическим и лабораторным занятиям. Относительно этих видов занятий в «Энциклопедии студента сказано» [3]; «Практическое занятие - это одна из форм учебной работы, кото­ рая ориентирована на закрепление изученного теоретического мате­ риала, его более глубокое усвоение и формирование умения приме­ нять теоретические знания в практических, прикладных целях. 11 Особое внимание на практических занятиях уделяется выработке учебных или профессиональных навыков. Такие навыки формиру­ ются в процессе выполнения конкретных заданий - упражнений, задач и т. п. - под руководством и контролем преподавателя. Готовясь к практическому занятию, тема которого всегда заранее известна, студент должен освежить в памяти теоретические сведения, полученные на лекциях и в процессе самостоятельной работы, подоб­ рать необходимую учебную и справочную литературу. Только это обеспечит высокую эффективность практических учебных занятий. Чтобы преподаватель имел возможность наблюдать за работой каждого студента, оказывая ему необходимую методическую и кон­ сультационную помощь, практические занятия проводятся обычно с академическими группами студентов. Лабораторное занятие - одна из форм учебной работы, которая направлена на освоение учащимися отдельных видов, способов и ме­ тодов проведения экспериментальной научно-исследовательской ра­ боты. Такая форма учебных занятий требует использования спе­ циального оборудования, технических средств и материалов и про­ водится в учебных лабораториях. Применяется главным образом при изучении дисциплин естественно-научного и технического профиля. Лабораторные занятия дают возможность студентам научиться правильно обращаться с различными приборами и материалами, приобрести практические навыки наблюдения за объектами экспе­ римента, правильного анализа и обобщения полученных результа­ тов, их критической оценки. Нередко на лабораторных занятиях предусматривается применение комплексных знаний из разных об­ ластей науки. Перед каждым лабораторным занятием, а особенно перед кон­ трольными и лабораторными работами, необходимо: • тщательно ознакомиться с полученным экспериментальным заданием; • вьщелить все теоретические положения, на основе которых оно может бьггь выполнено; • наметить пути осуществления задания; • подготовить все рабочие материалы для записи результатов опыгов: таблицы, формы протоколов, графики и пр. При проведе­ нии лабораторной работы особое значение имеет тщательность вы­ полнения эксперимента и фиксирования результатов». 12 Специфичной формой учебной работы в техническом вузе явля­ ется курсовое проектирование. Такая учебная работа направлена не только на закрепление изученного теоретического материала, но и является прелюдией дипломного проектирования. Здесь студент учится самостоятельно принимать инженерные решения и защи­ щать их перед преподавателем - специаиистом высшей квалифика­ ции в области конкретной технической дисциплины. Курсовое про­ ектирование таким образом относится как к обязательному учебно­ му занятию, так и к внеаудиторной самостоятельной работе. Итоговым контролем качества усвоения пройденного (за один се­ местр или несколько семестров) материала являются зачеты и экзамены. Зачет служит формой проверки успешного выполнения студен­ тами лабораторных и практических работ, заданий практики, а так­ же выполнения курсового проекта. Зачеты проводятся во время зачетной недели, как правило, перед началом экзаменационной сессии, и принимаются преподавателями, руководившими лабораторными или практическими занятиями в фуппе или читавшими лекции по курсу, если по учебному плану предусмотрен только зачет. Зачеты по практике выставляются преподавателем на основе представленных отчетов, составляемых студентами в соответствии с утвержденной программой практики. Материалы отчета на зачете студентом, как правило, защищаются. Зачеты по курсовым проектам проставляются также на основе результатов их защиты студентами. Результаты сдачи зачетов обычно оцениваются отметкой «зачте­ но», однако иногда проводятся зачеты с дифференцированными оценками от четырех до десяти баллов. При условии сдачи всех зачетов, предусмотренных учебным планом, студенты допускаются к экзаменационной сессии, где им предстоит сдавать экзамены [3, 4]. К общим требованиям по ответу студента на экзамене можно отнести: 1) ответ должен быть кратким и точно сформулированным; 2) ответ не должен содержать двусмысленных фраз; 3) по каждой формуле необходимо пояснять ее физический смысл и Т.Д. 13 Глава 2 ОЗНАКОМЛЕНИЕ С НОРМАТИВНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ ПО ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ Чтобы выпускники различных вузов Беларуси, получаюнще од­ ну и ту же специальность, осваивали одни и те же дисциплины и в том объеме знаний, которые необходимы будущему специалисту, существуют нормы, определяемые руководящим документом - Об­ разовательным стандартом. Образовательный стандарт дает общую характеристику специальности, устанавливает требования к содер­ жанию профессиональной деятельности специалиста, его квалифи­ кационной характеристике (составу компетенций), определяет тре­ бования к знаниям и умениям по дисциплинам циклов, а также структуру учебного плана специальности, минимум содержания образовательной программы по циклам дисциплины, требования к условиям реализации основной образовательной программы. 2.1. Квалификационная характеристика специалиста Сферами профессиональной деятельности специалиста по спе­ циальности 1-36 11 01 являются производство, экономика, образо­ вание и наука. Объектами профессиональной деятельности специалиста явля­ ются: предприятия, производящие и эксплуатирующие строитель­ ные, дорожные, подъемно-транспортные, коммунальные машины и оборудование, комплексы машин для дорожного строительства и производства строительных материалов, средства комплексной ме­ ханизации и автоматизации работ в строительстве, робототехниче­ ское и манипуляционное оборудование автоматизированных строи­ тельных, дорожных, подъемно-транспортных машин и оборудования, мелиоративную и коммунальную технику, лифты и грузоподъемное оборудование, производственно-коммерческие, научные и образова­ тельные учреждения. Выпускник вуза после адаптации до 1 года должен бьггь компе­ тентным в следующих видах профессиональной деятельности: 14 - производственно-технологическая; - проектная (проектно-конструкторская); - ремонтно-эксплуатационная; - научно (экспериментально) -исследовательская; - организационно-управленческая. Выпускник вуза должен уметь решать следующие профессио- начьные задачи: - проектирование узлов и систем строительных, дорожных, подъемно-транспортных, коммунальных машин и оборудования, лифтов и подъемников; - монтаж, наладка, испытание, ремонт и техническое обслужи­ вание строительных, дорожных, подъемно-транспортных, комму- напьных машин и оборудования, лифтов и подъемников; - управление технологическими процессами, подразделениями дорожного, строительного и коммзшального профиля; - разработка и освоение новых машин и новых технологиче­ ских процессов. Подготовка специалиста должна обеспечивать формирование следующих групп компетенций: академических, включающих знания и умения по изученным дисциплинам, способности и умения учиться; социально-личностных, включающих культурно-ценностные ориентации, знание идеологических, нравственных ценностей об­ щества и государства и умение следовать им; профессиональных, включающих знания и умения формулиро­ вать проблемы, решать задачи, разрабатьгеать планы и обеспечивать их выполнение в избранной сфере профессиональной деятельности. 2.2. Требования к уровню подготовки выпускника Общие требования к уровню подготовки выпускника по специ­ альности 1-36 11 01 следующие: 1. Выпускник должен иметь достаточный уровень знаний и умений в области социаньно-гуманитарных, естественно-научных, общепрофес- сионаньных и специальных дисциплин, дисцигшин специализации для осуществления социально-профессиональной деятельности. 2. Выпускник должен уметь непрерывно пополнять свои знания, анализировать исторические и современные проблемы социально­ 15 экономической и духовной жизни общества, знать идеологию бело русского государства, нравственные и правовые нормы, уметь учи тывать их в своей жизнедеятельности. 3. Выпускник должен владеть государственными языками (бе лорусским, русским); одним или несколькими иностранными язи ками, бьггь готовым к постоянному профессиональному, культур ному и физическому самосовершенствованию. Специалист должен обладать следующими академическим компетенциями: - владеть и применять базовые научно-теоретические знани для решения теоретических и практических задач; - владеть системным и сравнительным анализом; - владеть исследовательскими навыками; - уметь работать самостоятельно; - быть способным порождать новые идеи (креативность); - владеть междисциплинарным подходом при решении проблем; - иметь навыки, связанные с использованием технических уст­ ройств, управлением информацией и работой с компьютером; - иметь лингвистические навыки (устная и письменная комму- ннжация); - уметь учиться, повышать свою квалификацию в течение все» жизни. Специалист должен иметь следующие социально-личностные компетенции: - обладать качествами гражданственности; - быть способным к социальному взаимодействию; - обладать способностью к межличностным коммуникациям; - владеть навыками сохранения здоровья; - быть способным к критике и самокритике (критическое мыш­ ление); - уметь работать в команде. Специалист должен обладать следующими профессиональными компетенциями по видам деятельности: в области организационно-управленческой деятельности: - организовывать работу малых коллективов исполнителей для достижения поставленных целей, планировать фонды оплаты труда; - контролировать и поддерживать трудовую и производствен­ ную дисциплину; 16 - составлять документацию (графики работ, инструкции, пла­ ны, заявки, деловые письма и т.п.), а также отчетную документацию по установленным формам; - взаимодействовать со специалистами смежных профилей; - анализировать и оценивать собранные данные; - разрабатывать, представлять и согласовывать представляемые материалы; - вести переговоры, разрабатывать контракты с другими заин­ тересованными участниками; - готовить доклады, материалы к презентациям и представи­ тельствовать на них; - пользоваться глобальными информационными ресурсами; - уметь работать с юридической литературой и нормами трудо­ вого законодательства; - на основе правил, норм, технической документации и инфор­ мации о техническом состоянии строительных, дорожных, подъем­ но-транспортных, коммунальных машин и оборудования, лифтов и подъемников составлять график периодичности планово-предупре­ дительного ремонта, определять объемы ремонтных работ и по­ требности в материалах и запасных частях; - обеспечивать резерв материалов и комплектующих деталей, необходимых для выполнения первоочередных ремонтных и про­ филактических работ; - налаживать контроль и осуществлять мероприятия по обеспе­ чению надежности и экономичности работы отдельных машин и оборудования. в области проектной (проектно-конструкторская) и научно (экспериментально) -исследовательской деятельности: - в составе группы специалистов по проектированию строи­ тельных, дорожных, подъемно-транспортных, коммунальных ма­ шин и оборудования, лифтов и подъемников или самостоятельно разрабатывать перспективный план развития отдельных машин, выполнять технико-экономическое обоснование реконструкции структурной единицы машины или машины в целом; - рассчитывать и проектировать строительные, дорожные, подъемно-транспортные, коммунальные машины и оборудование, лифты и подъемники общего и специального назначения, работаю­ 17 щих в условиях динамического нагружения в повторно­ кратковременном режиме; - применять теорию, методы расчета и режимы работы машин при физическом и математическом моделировании процессов ма­ шин; - осуш;ествлять оптимизацию параметров несущих конструк­ ций, отдельных структурньр^ единиц машин и машин в целом с це­ лью снижения их металлоемкости и энергозатрат на изготовление; - в составе группы специалистов или самостоятельно разраба- тьшать техническую документацию на проектируемую структурную единицу машины или машину в целом; - разрабатывать техническое задание на проектируемую струк­ турную единицу машины или машину в целом с учетом результатов научно-исследовательских и опыгно-конструкторских работ; - осуществлять авторский надзор за созданием или реконст­ рукцией структурной единицы машины или машины в целом в пре­ делах соответствующей компетенции; - рассчитывать и анализировать надежность работы машин, аг­ регатов и комплекса машин; - осуществлять на практике различные мероприятия для обес­ печения устойчивости элементов конструкций машин; - анализировать технологичность процесса производства и ре­ монта машин; - проводить испытания при вводе строительных, дорожных, подъемно-транспортных, коммунальных машин и оборудования, лифтов и подъемников в эксплуатацию; - выявлять патентную чистоту технических решений; - намечать основные этапы научных исследований; - организовывать работу по подготовке научных статей, сообще­ ний, рефератов и заявок на изобретения и лично участвовать в ней; - подготавливать техническую документацию к тендерам, про­ водить экспертизу тендерных материалов и консультаций заказчи­ ков проектов по этим материалам; в области производственно-технологической и ремонтно­ эксплуатационной деятельности владеть: - методами контроля параметров машин, применяемых в от­ расли транспортных коммуникаций, а также соответствующим обо­ рудованием, аппаратурой и приборами; 18 - методами определения технико-экономических показателей машин и оборудования, применяемого в отрасли транспортных ком­ муникаций; - методами расчета энергетических, кинематических, динами­ ческих и силовых параметров машин и оборудования объектов транспортных коммуникаций; - методами расчета рабочих режимов и основных параметров движителей мобильных машин, связанных со специфрпсой их при­ менения; - методами и средствами технической эксплуатации, обслужи- ванш и ремонта, связанными с особенностями машин отрасли, и их применения; - методами диагностирования и оценки остаточного ресурса конструкций, механизмов и деталей машин отрасли; - методами монтажа, наладки, испытаний машин и оборудова­ ния, лифтов и подъемников; - способами оценки и уменьшения вредного влияния машин и оборудования транспортных коммуникаций на окружающую среду; - методами и приемами организации труда на предприятиях; машиностроительных и отраслей, эксплуатирующих оборудование, средства механизации и автоматизации, - для реализации эффек­ тивного производства; - реализовьюать на практике современные подходы в прогнозиро­ вании и планировании основных направлений развития отрасли; - в составе группы специалистов разрабатывать технологиче­ скую документацию, оценивать экономическую эффективность ме­ роприятий научно-технического прогресса, принимать участие в создании стандартов и нормативов. 2.3. Структура учебного плана специальности Учебный план специальности 1-36 11 01 состоит из следующих цикиов; социально-гуманитарных дисциплин; общенаучных и об­ щепрофессиональных дисциплин; специальных дисциплин, дисци­ плин специализаций и дисциплин по выбору. В первом цикле социально-гуманитарных дисциплин изучаются; история Беларуси, философия, культурология, экологическая тео­ рия, социология, политология, основы права, основы психологии 19 и педагогики, этика, белорусский язык, иностранный язык, физиче­ ская культура, логика, эстетика, религиоведение, права человека, основы идеологии белорусского государства, основы приватизации и курсы совета вуза (к ним относится дисциплина «Введение в ин­ женерное образование»). Цикл общенаучных и общепрофессиональных дисциплин преду­ сматривает изучение математики, физики, химии, информатики, инженерной графики, основ экологии, защиты населения и хозяйст­ венных объектов в чрезвычайных ситуациях и радиационной безо­ пасности, охраны труда, материаловедения, технологии материалов, теоретической механики, механики материалов, теории механизмов и машин, нормирования точности и технических измерений, дета­ лей машин, электротехники и электроники, основ энергосбереже­ ния, вибрационных машин в строительстве, основ надежности ма­ шин и средств автоматизации. Цикл специальных дисциплин предусматривает изучение систем управления машинами, электроники и микропроцессороной техни­ ки, автоматики, автоматизации машин и робототехники, гидравли­ ки, гидромашин и гидропривода, тягово-транспортных машин, подъемно-транспортных машин, машин для земляных работ, техно­ логии производства и ремонта машин, эксплуатации строительных и дорожных машин, строительной механики и расчета металлокон­ струкций, технических основ создания машин, строительных, до­ рожных и мелиоративных машин, экономики предприятия, органи­ зации производства и управления, конструирования и расчета строительных и дорожных машин. Цикл дисциплин специализаций включает дисциплины, харак­ терные для конкретной специализации. Наиболее востребованными специализациями специальности 1-36 11 01 в республике являются 1-36 И 01-01 01 «Подъемно-транспортные машины и оборудова­ ние» и 1-36 11 01-01 03 «Дорожные машины и оборудование». Ве­ дется работа по открыгию специализации по созданию и эксплуата­ ции лифтов. Например, к дисциплинам специализации «Дорожные машины и оборудование» относятся: машины для содержания дорог и аэродромов, асфальтобетонные заводы и бетонные узлы, техноло­ гия дорожного строительства, строительные краны, комплексная ме­ ханизация, система автоматизированного проектирования, привод строительно-дорожных машин. Цикл дисциплин по выбору для этой 20 специализации включает; математические модели рабочих процес­ сов машин, математическое моделирование производственных про­ цессов, тепловые процессы в машинах и технологических системах, коммунальные машины. Учебным планом предусмотрено проведение практик. Практики являются частью общего процесса подготовки специалистов, продол­ жением учебного процесса в производственных условиях и проводятся на передовых предприятиях, в учреждениях и организациях различных отраслей народного хозяйства. Практики направлены на закрепление в производственных условиях знаний, полученных в процессе обучения в высшем учебном заведении, на овладение производственными навы­ ками, передовыми технологиями и методами труда. С учетом будущей специализации организуются следующее практики. Ознакомительная практика предусматривает ознакомление с конструкцией двигателей внутреннего сгорания, тракторов, тягачей, строительной, дорожной, подъемно-транспортной техники путем изучения ее на полигоне, в лабораториях учебного заведения, приоб­ ретение навыков работы на одной или нескольких из этих машин, ознакомление с технологией строительства на объектах дорожного строительства и предприятиях. Группа студентов должна разбиваться на подгруппы, за каждой из которых закрепляется преподаватель. Технологическая практика, являясь частью учебного процесса, ставит перед собой цель закрепления теоретических знаний, получен­ ных при изучении ряда дисциплин, и знакомство с машиностроитель­ ным предприятием по производству строительной техники. По воз­ можности предусмотрена работа студента в качестве станочника (то­ каря, фрезеровщика, шлифовщика, сверловщика) или слесаря. Эксплуатационная практика проводится на предприятиях, эксплуатирующих строительно-дорожные, коммунальные, мелио­ ративные и подъемно-транспортные машины. В ее в процессе пре­ дусмотрено изучение в практических условиях устройства машин, приобретение навыков работы на них, методов ремонта, восстанов­ ления, наладки, диагностики машин, методов и навыков техниче­ ского обслуживания, сборки, разборки, регулировки узлов и систем машин, ознакомление со структурой административного и опера­ тивного управления предприятием, эксплуатирующим технику, вы­ числительным центром, правилами внутреннего распорядка. 21 Конструкторско-технологическая практика проводится в ос­ новном на предприятиях, проектирующих и выпускающих строи­ тельно-дорожные, коммунальные, мелиоративные и, подъемно­ транспортные машины, в отделах главного конструктора и главного технолога и в цехах завода. Студент знакомится со структурой предприятия, организацией работы в КБ и ОГК и отдельных служ­ бах; изучает конструкции строительно-дорожных, коммунальных, мелиоративных и подъемно-транспортных машин, вьшускаемых на предприятии, изучает организацию проектирования машин, изготов­ ления и испытания опьпных образцов, постановки машин на серий­ ный вьшуск; знакомится с технологией изготовления деталей машин и сборочных единиц, в том числе и рабочего оборудования, приобре­ тает навыки конструирования деталей машин. Не исключено прохо­ ждение практики в эксплуатационных организациях (управлениях механизации), где проводится ремонт техники. Студенты знакомятся также со структурой предприятия и его управления. Преддипломная практика проводится на заводах, в проектньк организациях и предприятиях по проектированию и гоготовлению строительно-дорожных, коммунальных, мелиоративных и подъем­ но-транспортных машин и роботов, а также в научно-исследова­ тельских лабораториях и кафедрах высшего учебного заведения. За время практики студент должен выполнить патентно-технический анализ разрабатываемой конструкции, подготовить технико­ экономическое обоснование принятого решения по улучшению конструктивных и эксплуатационных качеств машины, экономиче­ ски обосновать целесообразность принимаемого им технического решения, подобрать материалы, на базе которых проводится конст­ рукторская проработка. При эксплуатационной тематике произво­ дится анализ технического состояния парка машин, экономический анализ их работы и разрабатываются методы совершенствования ремонта, эксплуатации или технологии ремонта и диагностики из­ делий применительно к данному предприятию. Учебным планом предусматривается также объем учебной на­ грузки, включая обязательные аудиторные занятия. 22 г лава 3 Ю ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ 3.1. История развития подъемно-транспортных машин Еще в глубокой древности, за 4000 лет до нашей эры, было из­ вестно применение простейших грузоподъемных устройств - рыча­ гов и полиспастов, используемых при возведении сооружений. Аналогичные устройства для поднятия и перемещения больших тяжестей были известны и народам Ближнего Востока. Строительные работы, связанные с поднятием и перемещением больших тяжестей с использованием грузоподъемных механизмов, производились, напри­ мер, при сооружении египетских пирамид. Так, пирамида Хеопса, со­ оруженная в XXVn веке до нашей эры, имела высоту 147 м и сложена из 2,5 млн. известняковых блоков массой от 2 до 30 т. Сложной техни­ ческой задачей являлась установка плит Баальбекской террасы, нахо­ дящейся на территории современного государства Ливан, имеюищх длину до 20 м, сечение 4,8 х 4,2 м и массу более 1000 т. В античный период при строительстве храма Зевса в Гелиопо­ лисе во II веке до н.э. были установлены колонны из порфира мас­ сой до 360 т; в храме Артемиды в Эфесе использованы мраморные балки длиной до 90 м [5]. Первыми средствами, облегчающими ручной труд, были рычаги, катки и наклонные плоскости. Проведение крупных строительных работ при таких средствах механизации требовало привлечения гро­ мадного количества людей. Так, на строительстве пирамиды Хеопса, продолжавшемся более 20 лет, было постоянно занято около 100 тыс. человек. Рычажные подъемники - прототипы современных стрело­ вых кранов - использовались для подъема воды. Еще за 22 века до нашей эры начали применять и простейшие вороты с ручным приводом. В VII веке до н.э. появились блоки, а во П веке до н.э. - вороты с червячной, цевочной и зубчатыми переда­ чами с ручным приводом. Б эпоху средневековья, в Х1-ХШ веках, в связи с развитием тор­ говли, мореплавания и горно-металлургической промышленности 23 началось быстрое развитие грузоподъемных машин и расширилась область их применения. Появились первые прототипы современных кранов, имевшие ручной привод и привод от топчаковых колес. Вначале эти краны изготовлялись из дерева и только для осей и крюков применялась сталь. С глубокой древности известны и машины непрерывного транс­ портирования, сначала в виде водоподъемных колес и скребковых лотков, а затем - в виде ковшовых подъемников (рис. 3.1), прототи­ пов современных элеваторов, приводившихся в движение силой течения воды или вручную. Рис. 3.1. Применение для строительства крепости ковшового подъемника с ручным приводом В I860 г. создан первый кран с паровым двигателем. В 80-х го­ дах XIX века начали применяться краны с электрическими дветате- лями [5, 6]. Большая заслуга в деле развития подъемно-транспортной техни­ ки принадлежит России. Еще в XI веке для подъема тяжестей при возведении Софийского собора в Новгороде строители пользова­ лись сложными системами полиспастов, дающими существенный выигрыш в силе и превосходившими по своим техническим воз­ можностям устройства, применявшиеся в Западной Европе. 24 в 1677 г. на колокольню Московского Кремля подняли Большой Успенский колокол массой 130 т. Подъем колокола проводился с помощью рычагов, полиспаста и ворота. Для облегчения подъема колокол цепями был соединен с противовесом, что было ориги­ нальным решением, облегчавшим труд. В ХУШ веке на металлургических заводах Урала, Алтая и За­ байкалья применялось большое количество разнообразного подъ­ емно-транспортного оборудования для загрз^ки доменных печей, откатки вагонеток и др. В 1764 г. русский механик Е.Г. Кузнецов соорудил многоковшовый цепной водоподъемник, впоследствии им же переоборудованный для подъема руды и породы [5, 6]. Большой вклад в развитие механизации горно-рудных работ внес замечательный русский гидротехник и механизатор К. Д. Фролов (1726-1800), работавший на Змеиногорском руднике на Алтае. В 1768 г. он применил грандиозную для того времени комплексную установку для подъема руды и удаления воды из шахт, приводимую в действие давлением воды. В 1769 г. с помощью оригинального устройства было проведено перемещение на большое расстояние камня размером 1 5 х 9 х 7 м и массой более 1000 т, использованного скульптором Фальконе в ка­ честве основания памятника Петру I. Камень перемещали по мед- ньш шарам, уложенным в обшитых медными листами желобах (первый прототип шарикоподшипника). Перемещение осуществля­ лось с помощью воротов и полиспастов [5]. В 1832 г. в Петербурге перед Зимним дворцом с помощью 60 во­ ротов, каждый из которых приводился в движение 16 рабочими, бьша установлена Александровская колонна массой более 600 т. В 1834 г. с помощью канатов, полиспастов и воротов была осу­ ществлена доставка и установка 48 колонн Исаакиевского собора в Петербурге (масса каждой колонны примерно 100 т). Процесс уста­ новки колонн был разработан настолько четко, что длительность установки одной колонны составляла в среднем всего 105 минут. Долгое время в России не занимались систематическим изучени­ ем и обобщением опьгга развития подъемно-транспортных машин. И только в 80-х годах XIX столетия проф. И.А. Вышнеградский (1831-1895) впервые создал курс подъемно-транспортных машин. В1882 г. вышла работа проф. Н.П. Петрова, систематизирующая и обоб­ щающая опьгг механизированной перегрузки грузов. Большой вклад 25 в развитие подъемно-транспортного машиностроения внесли проф, Н.И. Самусь, издавший в 1886 г. «Курс подъемных машин» с атла­ сом, и Л.З. Ратковский, преподаватель Петербургского политехниче­ ского института и заведующий отделом подъемных машин и металли­ ческих конструкций Пугаловского завода, издавший в 1907 - 1910 гг. ряд книг под общим названием «Подъемные краны». Начало производства отечественных подъемно-транспортных машин относится к 1900 г., когда впервые были построены краны на Брянском, Краматорском и Путиловском заводах. В 1913 г. годо­ вой выпуск кранов на Брянском и Краматорском заводах составлял 70 шт. Такое производство не могло удовлетворить запросы разви­ вающейся промышленности. Большая часть машин ввозилась из-за фаницы или изготовлялась на заводах, расположенных в России, но принадлежащих иностранцам [5]. После 1917 г. в России были созданы условия для быстрого раз­ вития отечественного подъемно-транспортного машиностроения, развития механизации тяжелых и трудоемких работ, механизации и ав­ томатизации производства. Подьемно-транспортное машиностроение выделилось в самостоятельную область данной отрасли. Были соз­ даны специализированные заводы по выпуску подъемно-транс­ портного оборудования. Вместе с расширением материальной базы подъемно-транспортного машиностроения росли и крепли кадры конструкторов [6]. В 1924 г. в МГТУ им. Баумана по инициативе заслуженного деяте­ ля науки и техники РСФСР, доктора технических наук, проф. Л.Г. Ки­ фера впервые была создана кафедра, готовящая специалистов подъем­ но-транспортного машиностроения, ставшая родоначальником боль­ шого количества специализированных кафедр этого профиля. Были созданы специализированные научно-исследовательские, проектно- конструкторские и технологические организации, занимающиеся вопросами создания новой подъемно-транспортной техники и разработ­ кой нормативной документации (стандартов, методических и руково­ дящих документов и т.п.), такие как, например, АО ВНИИПТМаш, яв­ ляющийся головным научно-исследовательским институтом по кранам мостового типа, портальным, консольным, железнодорожным, а также по электроталям; АО ВПИИСтройДорМаш - головной науч­ но-исследовательский институт по стреловым самоходным кранам 26 общего назначения и кранам-манипуляторам; СКТБК - специ­ ализированное конструкторско-технологическое бюро башенного краностроения и другие специализированные организации. Большой вклад в развитие подъемно-транспортного машино­ строения внесли профессора Л.Г. Кифер, И.И. Абрамович, О.А. Спи- ваковский, А.И. Д1^ельский, П.С. Козьмин и др. Проф. Л.Г. Кифер впервые организовал подготовку инженеров по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» в МГТУ им. Бау­ мана. В созданном им и проф. И.И. Абрамовичем учебнике «Грузо­ подъемные машины» с атласом конструкций обобщен отечествен­ ный и зарубежный опыг построения грузоподъемных машин первой половины XX века. Темпы развития подъемно-транспортного машиностроения, вне­ дрение прогрессивных машин и оборудования и средств механиза­ ции, проводимая работа по повышению технического уровня вы­ пускаемого оборудования позволили существенно )пвеличить про­ изводительность труда. Специализированные проектные организации совместно с ма­ шиностроительными заводами создали ряд высокопроизводитель­ ных, экономичных и удобных в эксплуатации машин и устройств для механизации погрузочно-разгрузочных работ. Созданы элекгро- и автопогрузчики, различные погрузочные машины для штучных и сыпучих грузов, штабелирующие и другие подъемные средства, позволяющие осуществлять комплексную механизацию на многих участках предприятий черной и цветной металлургии, машино­ строительной, угольной, химической промышленности и др. Разра­ ботаны уникальные конструкции плавучих кранов большой грузо­ подъемности, созданы новые конструкции мостовых электрических кранов общего назначения грузоподъемностью от 5 до 50 т с высо­ кими техническими показателями и многое другое [5, 6]. 3.2. История развития строительных машин До начала XX века сколько-нибудь организованного произ­ водства строительных машин практически не было. Строительные работы повсеместно выполнялись только вручную. На земляных работах использовались лопаты, заступы, тачки и конные повозки - грабарки. Приготовление раствора и бетона велось на деревянных 27 настилах с помощью лопат и ведра для воды. Каменная кладка вы­ полнялась вручную с помощью кельмы, отвеса, ящика для раствора На верхние этажи строящихся зданий кирпич поднимали грузчики- козоносы, носившие на плечах по лесам и стремянкам деревянное при­ способление, так назьшаемую «козу», нагруженную кирпичом. Распи­ ловка леса велась вручную двумя пильщиками, которые накатывали бревна на высокие козлы, а затем распиливали их большой тяжелой пи­ лой. Балки для перекрытий обгесьшались из круглого леса вручную то­ пором. Транспортным средством при перевозках строительных грузов на большие расстояния служила телега, запряженная ломовой лошадью. Между тем в отдельные годы строительство велось в больших мас­ штабах. Достаточно сказать, что только в 1898 г. для движения были открыты 5053 версты вновь построенных железных дорог. Естествен­ но, что пытливая мысль русских инженеров издавна работала над во­ просами механизации тяжелых и трудоемких строительных работ. Известно, что уже в1810-1811гг. в России на Ижорском заводе была построена первая плавучая многоковшовая землечерпалка с паровым двигателем моищостью 15 л. с. Эта землечерпалка, осуще­ ствлявшая черпание на глубину 7,5 м, предназначалась для подвод­ ной выемки грунта при строрггельстве гавани в Кронштадте. В 1815 г была построена вторая такая же землечерпалка, а в 1825 г. - третья, более мощная, с паровой машиной мощностью 20 л. с. [7, 8]. Для строрггельства первой в России железной дороги большого протяжения Петербург - Москва (1843-1851 гг.) русское правитель­ ство приобрело в Америке четыре одноковшовых паровых экскава­ тора конструкщш У. Отиса с ковшом емкостью 1,14 м ^и паровым двигателем мощностью 15 л. с. Обслуживали такую машину 11 че­ ловек. В дальнейшем в Россию неоднократно завозились экскавато­ ры иностранного производства. В России первый одноковшовый экскаватор был изготовлен только в 1900 г. на Путиловском заводе по чертежам американской фирмы «Бюсайрус». Емкость ковша этого экскаватора составляла: для тяжелых грунтов 1,5, для легких - 2,3 м .^ За 15 лет до 1917 г. было выпущено всего 35 экскаваторов. Вручную в дореволюционной России выполнялись и другие тру­ доемкие работы в тех отраслях хозяйства, для которых машины и оборудование изготовляются сейчас заводами строительного, до­ рожного и коммунального машиностроения. 28 Так, глину для кирпичных заводов копали вручную, а перевози­ ли в тачках и вагонетках с ручной или конной тягой. Гипсовый ка­ мень также добывался вручную, а обжиг его производился в на­ польных печах при ручной загрузке и выгрузке. Для помола обож­ женного гипса применялись жернова. Блоки и плиты из естественного камня добывались, обтесывались, шлифовались и полировались только вручную. Дробление щебня для строительства производилось вручную, ку­ валдой. Камнедробилки начали применять только с 1907- 1908 гг., но в крайне недостаточных количествах. Так, например, Министерство путей сообщения, выполнявшее основные работы по строительству железных дорог, в 1910 г. имело всего три камнедробилки. Цементные заводы в России работали на шахтных печах с ручной загрузкой сырья. Первая вращающаяся печь, привезенная из-за гра­ ницы, была установлена в 1900 г. на Бакинском цементном заводе. Две первые русские вращающиеся печи размером 1,8 х 25 м были из­ готовлены в 1909 г. на Макеевском заводе. Максимальный объем вы­ пуска цемента, составивший 1,8 млн. т, был достигнут в 1913 г. Большая часть жилых домов в городах и, особенно, в деревнях и селах России бьша построена из дерева, что вызывало опасность пожаров. В 1917 г. во всей России бьшо только 12 пожарных авто­ мобилей. Пожарные команды имели в своем распоряжении лишь конные повозки с бочками и ручные пожарные насосы. По количе­ ству пожаров и размерам убытков от них Россия занимала первое место в мире [7]. Огромная отсталость была преодолена не сразу. Количество строительных машин было настолько мало, что даже в годы граж­ данской войны, когда в стране почти не велись крутшые стро­ ительные работы, каждый экскаватор становился предметом спора нескольких организащсй. Дело дошло до того, что при высшем органе руководства народ­ ным хозяйством, ВСНХ РСФСР, было создано бюро распределения и кошроля экскаваторов, которое выявляло и брало на учет все имевшиеся в стране экскаваторы, определяло их состояние, контро­ лировало ход выполнения ремонтов и оперативно перебрасывало экскаваторы с одного объекта на другой. На начало 1922 г. было зарегистрировано 130 экскаваторов, в том числе 67 исправных, из них отечественного производства (путиловских) 11. Обеспечение 29 строительных и горно-рудных работ экскаваторами стало такой ост­ рой проблемой, что вопросами их переброски на наиболее важные объекты вынужден был заниматься в отдельных случаях Совет Труда и Обороны. В 1918 г. ставится важная государственная задача - сооружение Волго-Донского канала. В связи с этим возникают вопросы механи­ зации строительньк работ. Для строительства канала Путиловскому заводу было поручено изготовить 30 экскаваторов. На всех крупных стройках, начатых в первые годы Советской власти, в большей или меньшей степени применялись строительные машины, в основном ввезенные из-за границы. Так, строительство Волховской гидроэлектростанции (1921-1927 гг.) обслуживали два бетонных завода, на строительстве Туркестано-Сибирской желез­ ной дороги (1927-1930 гг.) работало 16 экскаваторов. Экскаваторы, краны, бетоносмесители, транспортеры, подъемники применялись на строительстве первых тракторных и автомобильных заводов, жильгх и гражданских зданий и на других стройках. В 1928 г. на строительстве обычных жилых и гражданских зда­ ний широко использовались различные строительные машины: бетоно- и растворосмесители, станки для изготовления столярных изделий, грузоподъемные механизмы. Это были простые малопро­ изводительные машины. Так, например, широко применялись кра­ ны-укосины, мачты которых изготовлялись на месте строительства из трех бревен, скрепленных скобами и укрепленных расчалками из проволоки-катанки. Стрела такого крана-укосины имела вылет все­ го 2,25 м, а грузоподъемность крана составляла 1,25 т. Для подъема бетона и раствора применялись шахтные подъемники. Шахты подъ­ емников делались из деревянных брусьев, ковши перемещались по деревянным направляющим. Первые бетоносмесители, изготов­ ленные в СССР (1927 г.), были громоздкими и металлоемкими ма­ шинами, по конструкции подобными бетоносмесителям «Кайзер». Выпускал эти машины харьковский завод «Свет шахтера». Общее количество машин на стройках бьшо невелико, и коэффи­ циент механовооруженности строительства, т. е. отношение стоимо­ сти машинного парка к стоимости выполняемых за год строительных работ, составлял в этот период всего 0,6 %, а энерговооруженность строительных рабочих в среднем бьша равна 0,1 л. с. 30 в 1931 г. Ковровским экскаваторным заводом были изготовлены два первых советских паровых экскаватора «Ковровец» на железно­ дорожном ходу с ковшом емкостью 2,5 м^ (рис. 3.2). Было начато также производство бетоносмесителей типа «Егер» емкостью 150, 250 и 750 л и бетоносмесителей типа «Рансом» емкостью 375, 500 и 1000 л. В 1932 г. киевский завод «Красный экскаватор» изготовил бетоносмеситель емкостью 2250 л. В 1932 г. было освоено произ­ водство первых паровоздушных молотов для забивки деревянных свай. Днепропетровский завод строительных машин с 1932 г. начал осваивать изготовление 15-метровых ленточных транспортеров ти­ па «Макензен» с рамами клепаной конструкции. Рис. 3.2. Паровой экскаватор «Ковровец» на железнодорожном ходу В 1932 г. в стране было изготовлено 85 экскаваторов. Всего с 1928 по 1932 г. было освоено производство 44 видов различных строительных машин [7, 8]. Строительные машины успешно работали на стройках первой пятилетки; Днепровской ГЭС, Магнитогорского и Кузнецкого ме­ таллургических комбинатов. Харьковского и Сталинградского трак­ торных заводов. В 1932 г. механовооруженность строительных ра­ бот достигла 2,1 %. 31 Объем производства строительных машин во второй пятишетке уве­ личился более чем в два раза. Были освоены новые типы более сложных и производительных строительных машин, например, паровые экскава­ торы на ly c e m w H O M ходу 11111'-1,5 с ковшом емкостью 1,5 м^ и дизель­ ные экскаваторы ЛК-0,5 с ковшом емкостью 0,5 м^ , а также экскаваторы на гусеничном ходу М-1ДВ с ковшом емкостью 0,35 м^ , с приводом от тракторного мотора ХТЗ-СТЗ мощностью 30 л. с. В 1933 г. костромской завод «Рабочий металлист» изготовил, а в дальнейшем освоил выпуск паровых гусеничных экскаваторов М-П-П с ковшом емкостью 0,75 м (рис. 3.3). Рис. 3.3. Паровой экскаватор М-П-П на гусеничном ходу В 1934-1937 гг. на Одесском заводе им. Январского восстания были изготовлены железнодорожные гусеничные краны грузоподъ­ емностью 6, 15 и 20 т, краны «Январец» на железнодорожном ходу 32 и первый автомобильный кран грузоподъемностью 3 т. Производст­ во автомобильных кранов фузоподьемностью 3 т было впервые ос­ воено на ленинградском заводе «Красный металлист» в 1935-1938 гт. На киевском заводе «Красный экскаватор» наряду с производстюм сельскохозяйственных машин был освоен выпуск барабанных гро­ хотов, бетоносмесителей, траншейных экскаваторов, лебедок, ваго­ неток, ленточных транспортеров. Дмитровский экскаваторный за­ вод выпускал шлакодробилки, цемент-пушки, глиномялки, буровые станки, а в 1933 г. изготовил первый многоковшовый экскаватор МК-1, На Московском заводе строительных машин был налажен выпуск двухбарабанных лебедок, поворотных кранов, растворона- сосов, а с 1938 г. - выпуск автомобилей-самосвалов. Николаевский завод дорожных машин освоил производство скреперов, грейдеров, бульдозеров, канавокопателей и снегоочистителей. К концу второй пятилетки в результате освоения производства новых машин коэффициент механовооруженности строительства достиг 7 %, а производительность труда строительных рабочих по сравнению с 1928 г. увеличилась на 90 %. В 1940 г. производством строительных машин занимались уже 25 машиностроительных заводов. Во время Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. производ­ ство строительной техники было приостановлено, но уже в 1944 г. ко­ стромской завод «Рабочий металлист» возобновил выпуск экскаваторов, московский заюд «Пневмостроймашина» начал произюдство раство- росмесителей емкостью 325 л, бетоносмесителей емкостью 250 л и строительных лебедок. На Никопольском заводе началось изготов­ ление транспортеров, на пермском заводе «Коммунар» - кранов грузоподъемностью 1,5 т. В 1945 г. на производство мирной продукции перешел еш;е ряд заводов. На Дмитровском экскаваторном заводе начался выпуск шлакодробилок и универсальных заточных станков. Ташкентский завод изготовил первые два экскаватора, харьковский завод «Крас­ ный Октябрь» начал выпуск оборудования для производства кирпи­ ча, а челябинский завод «Строммашина» - изготовление вибростан­ ков СМ-40 для производства шлакоблоков, скиповых подъемников и растворосмесителей. Количество строительных и дорожных машин, изготовленных в этот период, исчислялось единицами. 33 Прекращение производства строительных и дорожных машин во время войны привело к снижению механовооруженности строитель­ ства. Коэффициент механовооруженности строительства в 1946 г, бьи равен 4,3 %. Парк строительных машин Народного Комиссариата по строитель­ ству на 1 января 1946 г. составлял всего 276 одноковшовых экскавато­ ров, 55 многоковшовых экскаваторов и 183 передвижных крана. С та­ ким парком невозможно было вьшолшггь огромные работы по восста­ новлению разрушенного войной народного хозяйства. В феврале 1946 г. было принято решение создать самостоятель­ ную отрасль строительного и дорожного машиностроения, органи­ зовав обш;есоюзный Народный Комиссариат строительного и до­ рожного машиностроения. В состав этого Наркомата были переданы 54 завода из различ­ ных отраслей машиностроения, в том числе из оборонной. На этих заводах в течение 1946 г. было прекращено производство военной и другой продукции и начат выпуск строительных машин по черте­ жам, которые в короткие сроки были разработаны специально соз­ данными конструкторскими организациями. Темпы, которыми развивалось строительное и дорожное маши­ ностроение в послевоенные годы, были высоки. Прирост продукции строительного машиностроения в 1947 г. составил 52,2 % к объему продукции за предьщущий год, причем в том же году был достигнут довоенный уровень производства. В 1948 г. производство строитель­ ных машин увеличилось на 66,6 %, а в 1949 г. - еще на 50 % по срав­ нению с предыдущим годом. Производство экскаваторов в течение послевоенной пятилетки ежегодно увеличивалось более чем в два раза. Среднегодовой темп роста выпуска экскаваторов с 1947 по 1950 гг. составил 223 %. Если в 1946 г. были выпущены всего две модели экскаваторов, то за по­ слевоенную пятилетку было создано 30 новых моделей различных современных экскаваторов с дизельным и электрическим приводом на гусеничном и пневмоколесном ходу с ковшами емкостью 0,25; 0,35; 0,5; 0,75; 1,0 и 2,5 м ^и различным сменным оборудованием, а также многоковшовые траншейные экскаваторы, осуществлявшие копание на глубину от 1,2 до 3,5 м, карьерные экскаваторы для промышленности строительных материалов с ковшами емкостью 18, 30 и 50 л. 34 в эти годы было организовано производство автомобильных кранов грузоподъемностью 3 и 5 т, кранов на пневмоколесном ходу грузоподъемностью 10 и 25 т, железнодорожных ьфанов грузоподъ­ емностью 10, 25 и 50 т, деррик-кранов грузоподъемностью 5, 15 и 25 т. С 1947 г. был начат выпуск башенных кранов. Бьшо организовано также производство оборудования для про­ мышленности строительных материалов; кирпичеделательных прессов разных моделей производительностью от 1000 до 5000 штук кирпи­ ча в час, станков для производства шлакобетонных камней, камнед­ робилок, камнедробильных установок, оборудования для производ­ ства гипса, асбестоцементных кровельных материалов и минерало­ ватных изделий. Всего за первую послевоенную пятилетку объем производства строительных машин вырос в 5,6 раза, основные средства пред­ приятий увеличились более чем вдвое, численность рабочих воз­ росла в 1,7 раза, выпуск стального литья увеличился в 5,2 раза. Были созданы и поставлены на серийное производство краны на пневмоколесном ходу грузоподъемностью 63 и 100 т, самоходные скреперы с тягачами мощностью 160 л. с. на пневмоколесном ходу, бульдозеры на тракторах мощностью 140 и 250 л. с., передвижные сваебойные установки на гусеничном ходу, башенные краны новых типов и много другого высокопроизводительного оборудования. Всего за 1961-1965 гг. бьшо поставлено на серийное производство 470 новых машин. Вновь созданная отрасль лифтостроения увеличила в 1966 г. производство лифтов на 18 %. Б последующие годы прослеживалась тенденция роста и расши­ рения номенклатуры выпуска строительных машин. Появились ма­ шины нового поколения - машины-роботы. С 1992 г. уже идет история развития белорусского строительного машиностроения. 3.3. История развития дорожных машин Дороги в древности строили, используя самые примитивные орудия (молоты, мотыги, кирки, каменные катки). В дореволюционной России потребность в благоустроенных доро­ гах удовлетворялась незначительно, в основном за счет строительства 35 стратегических дорог в пограничных районах и улучшения грунто­ вых дорог в отдельных губерниях, являвшихся основными центра­ ми помещичьего землевладения [9]. Протяженность дорог царской России составляла,по официальным данным, 450 ООО км, в том числе щебеночных шоссе - 18 ООО км и бу­ лыжных мостовых - 9000 км. Остальную дорожную сеть составляли грунтовые дороги, доступные для проезда только в сухую погоду, в большинстве своем вообще мало приспособленные для движения автомобильного транспорта. Еще в конце ХУШ века русские строители дорог применяли для искусственного уплотнения шоссе «тяжелые катки или каменные или железные валы» (рис. 3.4), до этого же времени уплотнение шоссей­ ных дорог достигалось в результате многократного проезда экипа­ жей. Способ искусственного уплотнения щебеночной одежды полу­ чил наиболее широкое распространение примерно с 1830 года [9]. Фасад !ЯШ11 Бот Ш бив Масштаб Рис. 3.4. Конный чугунный каток весом 120 пудов (XVIII-XIX вв.) В дальнейшем конструтсции катков подвергались различным усовершенствованиям, все еще оставаясь, однако, по существу при­ цепными орудиями, а не машинами. В 1909 г. в Варшавском и Киевском округах бьыи с успехом ис­ пытаны паровые катки, выпускавшиеся русскими заводами. 36 Начиная с 1909 г. на постройке дорог Министерства путей сооб­ щения стали применять моторные катки (рис. 3.5). Рис, 3.5. Моторный каток (нач. XX в.) Механическая бойка щебня стала применяться только с 1907-1908 гг. В эти же годы русские дорожники стали внедрять в практику до­ рожного строительства конные кирковщики, механические грязео- чистителъные и пылеочистительные машины, шоссейные бороны, треугольники-уравнители, поливочные бочки, вагонетки и т. п. (рис. 3.6-3.8). По окончании гражданской войны дорожное строи­ тельство развернулось в таких масштабах, которые потребовали широкой механизации. Уже в 1926 г. на Онежском заводе было на­ лажено производство грейдеров, скреперов, утюгов и разравнивателей. Научные исследования в области механизации дорожных работ, тео­ рии и конструирования дорожных машин и механизмов были органи­ зованы в 1926 г. специальной комиссией, в состав которой входили проф. М.Н. Летошнев, проф. В.К. Белиловский, проф. А.И. Анохин и инж. В.К. Кондрашков [9]. 37 Рис. 3.6. Грязеочистительная машина (нач. XX в.) Рис 3.7. Пылеочистительная машина (нач. XX в.) 38 1реугммик-ураднитЕль Рис. 3.8. Треугольник-уравнитель и шоссейная борона (нач. XX в.) Первые крупные труды по механизации дорожных работ были опубликованы проф. Ф.Н. Данилочкиным (1932), проф. А.И. Ано­ хиным (1935) и др. С созданием в 1930 г. треста дорожного машиностроения (Дор- маштрест), куда входили Онежский, Краснодарский, Щербаковский и Кременчугский заводы, производство дорожных машин разверну­ лось широкими темпами [9]. За годы довоенных пятилеток промьшиежость вьтустила много разнообразных дорожных машин и механизированного инструмента. Производство дорожных машин в 1940 г., по неполным данным, характеризовалось следующими цифрами [7]. Выпуск дорожных машин в 1940 г. (в штуках) Скреперы................................................................ 2104 Прицепные грейдеры..........................................693 Бульдозеры.......................................................... 118 Дорожные прицепные катки................................2574 Самоходные катки...............................................273 Автогудронаторы................................................ 34 39 Бетоносмесители.................................................1584 Грейдер-элеваторы..............................................6 Бетоноломы......................................................... 815 Электровибраторы..............................................767 Ручные электропилы...........................................1344 Плоские грохоты.................................................3 Снегоочистители.................................................527 Кусторезы............................................................ 122 Освоив производство сложных дорожных машин, машинострои­ тели создали прочную материально-техническую базу для превра­ щения строительной индустрии в передовую отрасль народного хо­ зяйства, обеспечив рост производительности труда и высокие тем­ пы производства. Дорожное машиностроение достигло особенно мощного подъема в годы послевоенных пятилеток. Огромные масштабы работ по восстановлению и развитию на­ родного хозяйства после Великой Отечественной войны требовали создания мощной базы для выпуска дорожных машин. В годы пер­ вой послевоенной пятилетки (1946-1950) была создана мощная спе- щ1ализированная база для производства дорожных машин, налаже­ но серийное производство сложных машин и механизмов - экскава­ торов, скреперов, бульдозеров, камнедробилок и др. За эти годы освоено изготовление свыше 400 наименований но­ вейших дорожньк машин и механизмов. Больших успехов достигли советские спещ1алисты в области уп­ лотнения и вибрирования бетонных смесей в дорожных сооружениях. Строительство дорог поточным методом вьщвинуло задачу соз­ дания машин и оборудования для устройства усовершенствованных покрытий [9]. В 1952 г. группой научных работников и конструкто­ ров были созданы и внедрены в производство конструкции машин для дорожного строительства: бетонораспределители, бетоноотде­ лочные машины, платформа-тяжеловоз и другое оборудование. Эти машины дают возможность комплексно механизировать процессы распределения бетона, его уплотнения и отделки и осуществить по­ точное строительство цементобетонных дорожных покрытий, С распадом СССР стало развиваться белорусское дорожное ма­ шиностроение. 40 Глава 4 ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫМИ, СТРОИТЕЛЬНЫМИ, ДОРОЖНЫМИ МАШИНАМИ И ПРОФИЛИРУЮЩИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 4.1. Основы классификации машии В строительном комплексе Беларуси эксплуатируется более тысячи пшоразмеров машин, различных по назначению, конструкции, прин­ ципу действия, размерам, мощности, производительности и т. д. Подъемно-транспортные и дорожные машины классифицируют: • по технологическому признаку (назначению); • по режиму работы; • по виду силового оборудования; • по степени подвижности; • по степени универсальности. По технологтескому признаку машины делят на следующие классы (группы): грузоподъемные; транспортные, транспортирую­ щие и погрузочно-разгрузочные; для земляных работ; для свайных работ; для измельчения, сортировки каменных материалов и произ­ водства бетонных работ; для строительства дорог; для содержания дорог; для ремонта дорог; для отделочных работ; ручные машины (механизированный инструмент). По режиму работы (принципу действия) различают машины пе­ риодического (цикличного) действия, выполняюпще работу путем периодического многократного повторения одних и тех же чере­ дующихся рабочих и холостых операций с цикличной вьщачей про­ дукции (строительные краны, одноковшовые экскаваторы и погруз­ чики, бульдозеры, скреперы и др.), и машины непрерывного дейст­ вия, выдающие или транспортирующие продукцию непрерывным потоком (конвейеры, многоковшовые экскаваторы и погрузчики, насосы для транспортирования смесей и др.). По виду силового оборудования различают машины с приводом от двигателей внутреннего сгорания, электрических, гидравлических и пневматических двигателей. Многие строительные машины имеют комбинированный привод, например дизель-электрический и дизель- щгфавлический (наиболее распространены), дизель-пневматический, элекгрогидравлический, электрош1евматический и т. п. 41 По степени подвижности машины делят на стационарные, пе­ реносные и передвижные. Последние передвигаются во время рабо­ ты или транспортировки и могут быть самоходными (большинство), прицепными и полуприцепными к базовым тяговым средствам - грузовым автомобилям, тракторам, тягачам и т. д. По степени универсальности различают машины универсальные многофункционального назначения, оснащаемые различными ви­ дами сменного рабочего оборудования, комплектами быстросъем­ ных рабочих органов и приспособлений для выполнения разнооб­ разных технологических операций, и специализированные, имею­ щие один вид рабочего оборудования и предназначенные для выполнения только одного технологического процесса. 4.2. Технико-экономические показатели работы машии Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины ра­ ботают в тяжелых условиях, которые характеризуются большим диапазоном изменений температуры воздуха, постоянной возмож­ ностью подвергнуться воздействию осадков, передвижением в ус­ ловиях бездорожья, работой на влажных, а иногда на сильно пыле­ ватых грунтах и т. п. При этом нужно учесть, что строительные объекты часто имеют значительную протяженность, поэтому места работы машин отдапены от ремонтных баз. Все это должно учиты­ ваться при проектировании машин. Изучаемые машины должны быть просты по конструкции и обла­ дать высокой надежностью в работе и необходимой долговечностью. Под надежностью понимается свойство машины выполнять за­ данные функции, сохраняя в заданных пределах свои эксплуатаци­ онные показатели в течение заданного времени или же требуемой наработки. Надежность характеризуется безотказностью, ремонто­ пригодностью и долговечностью. Долговечность - свойство машины сохранять работоспособ­ ность до предельного состояния при установленной системе техни­ ческого обслуживания и ремонтов. Предельное состояние опреде­ ляется невозможностью дальнейшей эксплуатации машины из-за снижения ее эксплуатационных свойств или соображений безопас­ ности. Долговечность характеризуется временем работы машины до капитального ремонта или списания. 42 простота выполнения ремонтных операций, экономичность ра­ боты и снижение стоимости изготовления самой маишны зависят от того, насколько полно проведена унификация машин. Под унифи­ кацией понимается приведение машин к единой системе. Унифика­ ция достигается проектированием машин с максимальным исполь­ зованием одних и тех же или в крайнем случае подобных агрегатов, узлов и механизмов. Парк унифицированных машин легче снабжать запасными частями и на базе готовых агрегатов проще организо­ вать их ремонт. Кроме того, изготовление однотипных агрегатов обходится значительно дешевле, чем разнотипных. Поэтому уни­ фикация сейчас является главнейшей задачей подъемно-транспорт­ ного, строительного и дорожного машиностроения. В настоящее время совершается переход от проектирования от­ дельных машин к проектированию и внедрению комплекса машин. Это позволит наиболее широко унифицировать машины и упорядо­ чить их выпуск и применение в строительстве. Комплексное проек­ тирование производится на базе типажа машин. Типаж разраба­ тывается для каждого вида оборудования. Им предусматриваются ряды машин каждого вида, которые могут полностью удовлетво­ рить запросы строительного производства. Типажом оговаривается значение тех главных параметров машин, от которых зависят ос­ новные показатели их работы. Так, главными параметрами экскава­ торов и скреперов являются емкости ковшей, автогрейдеров - дли­ ны ножей, бульдозеров - тяговые усилия и т.д. При проектировании и внедрении новых машин необходимо оце­ нил. их эксплуатационные качества. Главным показателем является производшетьность машин. Под производительностью понимается продукция, выдаваемая машиной за 1 ч работы. Различают теоретиче­ скую, техническую и эксплуатационную производительность. Теоретическая (расчетная) производительность представляет собой максимально возможную производительность машины при условии ее непрерывной работы. При этом не учитываются потери времени, а также те потери, которые имеют место ввиду различия действительных и расчетных параметров машины, например ско­ ростей движения. Кроме того, не учитываются и возможные поте­ ри перемещаемого машиной материала, например грунта, при пе­ редаче его с одного рабочего органа на другой. Теоретическая 43 производительность Пр определяется применительно к каждому виду машин с учетом специфики технологического процесса и в ре­ альных условиях работы машины никогда не может быть достигнута. Техническая производительность представляет собой макси­ мально возможную производительность, которая возможна в дан- 1ВЫХ конкретных условиях работы в течение часа. При расчете тех- !нической производительности учитываются физико-механические свойства обрабатываемых материалов, а также изменения этих свойств. Так, например, при определении технической производи­ тельности землеройных машин следует учитывать разрыхление 1грунта при наполнении ковша, снижение фактических скоростей по сравнению с расчетными и т.п. Техническая производительность определяется через расчетную по формуле Пт = Шр, где к - коэффициент, учитывающий названные вьппе потери произ- ]зодительности. Эксплуатационная производительность дополнительно учи­ тывает те потери времени, которые имеют место из-за неизбежных перерывов в работе, связанных с заправкой и смазкой машины, с подготовкой ее к работе и производством заключительных опера- 1 1 ИЙ. Эти потери могут бьггь оценены коэффициентом использова­ ния машины по времени к^ . Тогда эксплуатационная производи­ тельность П з = ^ в П т . Важным показателем работы машины является себестоимость (5диницы продукции, которая определяется по формуле С т = Пэ где С - себестоимость одного часа работы машины, руб. 44 Повышение производительности машин и снижение себестоимо­ сти единицы продукции является важной народнохозяйственной задачей. Такая задача поставлена как перед эксплуатационниками, так и перед констр>тсторами машин. Повысить производительность машин можно путем увеличения размеров их рабочих органов, уменьшения времени, затрачиваемого на совершение рабочих опе­ раций, и снижения непроизводительных потерь. Непроизводительные потери зависят главным образом от орга­ низации работ. Однако некоторая их доля часто является следстви­ ем неудачной конструкции машины в целом или отдельных ее уз­ лов. Уменьшить время, затрачиваемое на рабочие операции, можно путем повышения скоростей движения рабочих органов или скоро­ стей движения самих машин. Следует заметить, что такое повыше­ ние не может быть беспредельным. Часто оно ограничивается опре­ деленными максимальными значениями скоростей, выше которых ухудшается работа машины, а в некоторых случаях начинает даже снижаться ее производительность. Поэтому в большинстве случаев производительность того или иного типа машин повышают путем увеличения размеров их рабочих органов, что, однако, неизбежно влечет за собой повышение мощности установленного двигателя. В связи с этим в дорожном машиностроении и наблюдается непре­ рывное повышение мощностей выпускаемых машин. Годовая выработка парка машин может быть увеличена путем их использования в течение круглого года. Круглогодичное строитель­ ство, т. е. ликвидация сезонности в строительстве, является весьма важной проблемой. Возмояшость использования машины в зимнее время, т. е. при низких температурах воздуха, должна учитываться при её проек'ги- ровании и изготовлении. При этом должны применяться системы, облегчающие запуск двигателей, должна бьггь улучшена система смазки всех трущихся частей машины, необходимо утеплить каби­ ны операторов и т.п. Внедрение в производство новой машины может быть осуществ­ лено лишь в том случае, если в результате будет иметь место эко­ номический эффект. Последний может принять форму снижения себестоимости единицы получаемой продукции, повышения каче­ ства последней, повышения производительности, улучшения усло­ вий труда и т.п. 45 Эффективность новой машины устанавливается путем ее срав­ нения с наиболее экономичной применяемой до нее машиной. При этом наиболее характерным показателем экономической эффектив­ ности является срок окупаемости, определяемый как _ К Здесь К - те капиталовложения, которые необходимы для пуска новой машины в производство; Е - годовая экономия, ожидаемая от внедрения машины. Сравнение отдельных типов машин производится еще по другим показателям. Так, определяются удельная энергоемкость машины ЛГ П э ’ где N - мощность установленных на машине двигателей; удельная металлоемкость машины Г - ^ где G - масса машины; определяется также часовая вьфаботка продукции на одного рабочего ПИуд ^ , где п - число обслуживающих машину рабочих. Создание новой машины начинается с составления технического задания на ее проектирование. Этим заданием обусловливается об­ ласть применения машины, устанавливается основная ее характери­ стика, в том числе производительность, и выводятся технико­ экономические показатели ее работы. В техническом задании также определяется потребность в таких машинах и обосновывается эко­ номическая целесообразность их выпуска. По утверждении задания 46 разрабатывается технический проект машины, а затем - и рабочие чертежи. По этим чертежам завод изготавливает головной образец, который проходит испытания. По результатам испытаний делается заключение о возможности серийного производства машины. 4.3. Ознакомление с деталями машин Машина - устройство, выполняющее механические движения ря преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического или умственного труда. Машины состоят из большого количества отдельных частей. Простейшие части машин, изготовленные без применения сбороч­ ных операций, называются деталями. Многие из деталей различных по назначению машин имеют одинаковую конструкцию, выполня­ ют одинаковые функции, находятся в одинаковых или тождествен­ ных условиях работы. Группа деталей, работающих в комплексе и объединенньпс об­ щим назначением, называется механизмом или узлом (например, редуктор, коробка передач). Поэтому изучение различньсс машин целесообразно начинать с рассмотрения устройства, работы и на­ значения отдельных деталей, к которым относятся детали различ­ ных соединений и передач. Различают детали общего и специального назначения. Детали об­ щего назначения - винты, гайки, валы, муфты, подшипники и т.д. - применяются почти во всех машинах. Детали специального назна­ чения, например, крюк подъемного крана, зуб ковша экскаватора и т. д., встречаются только в некоторых машинах. Обеспечение эф­ фективности работы машины при длительном сроке службы в зна­ чительной степени определяется прочностью, надежностью, долго­ вечностью, износостойкостью и жесткостью деталей и узлов. В зависимости от назначения и условий производства детали ма­ шин изготавливаются из чугунных и стальных отливок, стальных по­ ковок и проката, отливок, проката и штампованных заготовок, выпол­ ненных из сплавов цветных металлов, а также из пластмасс. Наиболее распространенными материалами для изготовления деталей строительных и дорожных машин являются чугун и сталь, которые называют черными металлами. Широкое применение при изготовлении многих деталей машин получил чугун, обладающий 47 хорошими литейными качествами, высокой стоимостью и доста­ точной прочностью. Сложные по конфигурации корпусные и дру­ гие детали отливаются из серого чугуна, представляющего собой железоуглеродистый сплав. При остывании этого сплава значитель­ ная часть углерода вьщеляется из него в виде графита, который рав- 1Юмерно распределяется по сечению отливки и придает чугуну серый цвет. Детали, изготовленные из серого чугуна, имеют ограниченную прочность при возникновении в них касательных напряжений (изгиб, tq3y4eHne) или при воздействии на них ударных нагрузок. Из серого чугуна, обладающего свойством хорошо заполнять фор­ мы, изготавливают литые детали сложной конфигурации и несильно нагруженные (корпусы, кожухи, шкивы, рычаги, кронштейны и др.). Для изготовления сложных по форме деталей, в которых возникают значительные касательные напряжения, применяются отливки из высо вюпрочного и ковкого чугуна, обладаюш^1е большой прочностью. Сталь (литейная или прокатная) применяется для изготовления бо- 1[ее нагружаемых деталей. Но сравнительно плохая текучесть в жид­ ком состоянии, значительная усадка при остывании и высокая стои­ мость стали ограничивают ее применение. Поэтому из стали отлива­ ются в основном крупные, сильно нагружаемые и сложные по форме детали строительно-дорожных машин. Это ходовые рамы, станины, ковши больших экскаваторов, корпуса камнедробилок, а из специаль­ ных износостойких высокомарганцевистых сталей - зубья ковшей экс- к;аваторов, рабочие органы камнедробильных машин и т.д. Сильно нагружаемые детали более простых форм изготавлива­ ются в основном из проката, материалом которого служат углеро­ дистые стали обыкновенного качества, углеродистые качественные конструкционные, легированные конструкционные, а для наиболее нагруженных деталей - высоколегированные стали. Для повьш1ения прочности и твердости детали^изготовленные из стали, обычно подвергают термической обработке (закалке, отпуску или нормализации). Из цветных металлов наибольшее применение при изготовлении деталей строительных и дорожных машин находят медь, алюминий, олово, свинец, цинк. Применяются они в виде сплавов (алюминие­ вые сплавы, латунь, бронза, баббит и др.). В строительном машиностроении кроме металлов применяются и другие материалы, например, пластмасса, резина, стекло, асбест и др. 48 Наиболее широко применяются пластмассы на основе синтети­ ческих смол. Пластмассы разделяются на следующие группы; слои­ стые (текстолит, гетинакс, асботекстолит); термопластические ма­ териалы (плексиглас, винипласт, фторопласт). Пластмассы применяются для изготовления вкладышей под­ шипников, зубчатых колес, сепараторов подшипников качения, ремней, крепежных деталей, рукояток и др. Применение пластмасс в подъемно-транспортном, строительном и дорожном машиностроении пока невелико и ограничивается в основном фрикционными и антифрикционными деталями, такими, например, как накладки в тормозах и фрикционных муфтах и неко­ торые подшипники и детали утоютнительных устройств. Между смежными деталями всегда возникает сила трения, зависящая от качества поверхности деталей (степени шероховатости) и свойства материала, а также от силы, с которой детали прижимаются одна к другой, то есть нормального давления между поверхностями. В подвижных соединениях стремятся уменьшить силу трения, поскольку она мешает движению, увеличивая расход энергии. Дос- тагается это уменьшением шероховатости, применением антифрик­ ционных материалов, разобщением поверхностей слоем смазки. При отсутствии смазки трущихся поверхностей (как это бывает в тормозах и большинстве фрикционных муфт) возникает так назы­ ваемое сухое трение, при котором основными становятся механиче­ ские силы: при полном же разделении трущихся поверхностей сло­ ем смазки трение называется жидкостным. Воздействие влаги и ки­ слорода атмосферы приводит к окислению и разрушению поверхности металлических деталей, называемому коррозией, поэтому металлы покрывают антикоррозийными покрытиями. Антикоррозийное покрытие - тонкостенное покрытие на изде­ лиях для защиты их от коррозии. Различают антикоррозийные по- крьпия металлические (цинкование, никелирование, хромирование, меднение и др.), лакокрасочные, покрытия резиной (гуммирование), пластмассовые и битумные смазки. Отдельные части машин и их детали могут соединяться между собой как подвижно, так и неподвижно. В подвижных соединениях относительное положение деталей может меняться, а в неподвижных оно постоянно. 49 в свою очередь, неподвижные соединения могут быть разъем­ ными и неразъемными. К разъемным соединениям относятся резьбовые соединения, вьшол- няемые с помощью резьбовых деталей (болты, гайки, винты, шпильки), соединения при помощи шпонок (рис. 4.1), шлицев (рис. 4.2), штифтов и клиньев, а также соединения, выполненные посредством посадок с гарантированным натягом. Рис. 4.1. Шпоночные соединения: а - клиновая шпонка; б - призматическая; в - сегментная; г - цилиндрическая Рис. 4.2. Шлицевое соединение 50 Неразъемные соединения для разборки требуют разрушения соеди­ нительных деталей. К таким соединениям относятся сварные и закле­ почные соединения, а также, вьшолненные пайкой и склеиванием. Для передачи механической энергии на расстояние применяют передачи. В зависимости от способа передачи энергии различают передачи механические и передачи с преобразованием энергии (гидравлические, электрические и хшевматические). В изучаемых машинах наиболее распространенными являются механические и гидравлические передачи. Передачи не только передают движение, но изменяют скорость, а иногда характер и направление движения. В каждой передаче тело, которое передает мощность, называется ведущим, а тело, которому передается мощность, ведомым. В зависимости от способа передачи движения от ведущего тела вращения ведомому различают передачи трением с непосредствен­ ным контактом тел вращения (рис. 4.3, а) и зацеплением, а также передачи с гибкой связью (рис. 4.3, б). Рис. 4.3. Механические передачи; а - фрикционная; 6 - ременная; в - зубчатая; г - червячная; д - цепная 51 Передачи зацеплением при непосредственном контакте могут быть зубчатыми (рис. 4.3, в) или червячными (рис. 4.3, г), а с гибкой связью - цепными (рис. 4.3, д). Основным параметром любой передачи является передаточное число, под которым понимают отношение угловой скорости веду­ щего тела передачи к угловой скорости ее ведомого тела или соот­ ветствующее отношение чисел оборотов: ®2 ^ При / > 1 ведомый вал передачи вращается медленнее ведущего, а при г < 1 - наоборот - быстрее ведущего. В строительных маши­ нах в большинстве случаев применяются передачи, у которых г > 1, то есть замедляющие. Это необходимо для уменьшения скорости движения рабочего органа машины при больших угловых скоростях вала двигателя или для увеличения крутящего момента. Во многих случаях одной парой тел вращения нельзя обеспечить требуемое передаточное число. Тогда применяют ряд последова­ тельно соединенных передач - так называемую многоступенчатую передачу, в которой ведомый вал первой пары является ведущим для второй и т.д. Ременная передача (рис. 4.4, а) состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных между собой бесконечным ремнем, натянутым на шкивы. Благодаря трению, развиваемому между ремнем и шкивами, вращение ведущего шкива передается ведомому. В зависимости от формы поперечного сечения ремней различают плоскоременные (рис. 4.4, б), клиноременные передачи (рис. 4.4, в) и передачи круглым ремнем (рис. 4.4, г). 52 Рис. 4.4. Ременная передача: а - схема ременной передачи; б - плоскоременная передача; в - клиноременная передача; г - передача круглым ремнем Кшшовые ремни в сечении имеют форму трапеции, которая своими боковыми поверхностями касается боковых поверхностей канавок шки­ ва Глубина канавки делается больше высоты сечения ремня, чтобы ме­ жду нижним основанием сечения ремня и дном канавки был зазор. Этим обеспечивается заклинивание ремня в канавке, увеличивается сцепление, а следовательно, и тяговая способность передачи. Клиноре­ менная передача обладает плавностью и бесшумностью, малыми габа­ ритами и возможностью передавать большие усилия вследствие парал- леш,ной установки необходимого количества ремней. Кроме того, как и всякая ременная передача, клиноременная передача предохраняет меха­ низм от перегрузки за счет эластичности ремней и возможности их про­ скальзывания. В то же время свойство клиноременной передачи исклю­ чает постоянство передаточного числа и практически исключает воз­ можность передавать очень большие мощности. Различное натяжение ведущей и ведомой ветви ременной пере­ дачи приводит к обязательному упругому проскальзыванию ремня относительно шкива, из-за чего передаточное число этой передачи имеет следующий вид: где Dj и Z>2 - диаметры ведущего и ведомого шкивов; е - коэффищ1ент скольжения, зависящий от зттругости и степени натяжения ремня. 53 При применении стандартных резинотканевых к л е н о в ы х ремней коэффициент скольжения колеблется от 0,01 до 0,02. Появление зубчатой передачи относится к глубокой древности. Изготавливались они тогда из дерева. Меньшее колесо имело шесть стержней (окружность легко делится на шесть частей), откуда и пошло название «шестерня», а большее колесо получило название зубчатого колеса. Эти названия сохранились в русском техническом языке и до на- стояшего времени. Колеса зубчатых передач в зависимости от расположения их геометрических осей могут быть цилиндрическими, коническими или винтовыми. Во всех случаях вращение ведущего зубчатого колеса преобра­ зуется во вращение ведомого зубчатого колеса через нажатие зубьев первого на зубья второго. Профиль зубьев обычно вьшолняется по эвольвенте, очертание которой обеспечивает равномерное вращение колес, а следователь­ но, и постоянное передаточное число. Качение колес зубчатой передачи происходит без проскальзыва­ ния, отсюда ® 2 Zi ’ то есть передаточное число зубчатой пары равно отношению числа зубьев ведомого колеса (гг) к числу зубьев шестерни (zi). Все цилиндрические зубчатые передачи обладают постоянством передаточного числа, компактностью и большим диапазоном пере­ даваемых мощностей. Коэффициент полезного действия этих пере­ дач зависит от точности и чистоты поверхности зубьев, а также от способа смазки и для закрытых передач находится в пределах Г) = 0,91...0,99. Для передачи вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом, применяются конические передачи. При необходимости получения большого передаточного числа в передаче крутящего момента между скрещивающимися валами при­ меняются передачи, которые носят название червячных (рис. 4.5). 54 Рис. 4.5. Червячная передача; 1 ~ червяк; 2 - червячное колесо Червячная передача представляет собой зубчато-винтовую пере­ дачу и состоит из червяка - винта с трапецеддальной резьбой - и чер­ вячного колеса - косозубого колеса с зубьями спехщальной формы. При вращении червяка его витки, находящиеся в контазкте с зубья­ ми колеса, давят на них и заставляют поворачиваться колесо. Для обеспечения постоянного и равномерного движения необходимо, что­ бы осевой шаг червяка был равен торцевому шагу червячного колеса. В этих передачах за каждый оборот червяка колесо поворачива­ ется на один зуб при однозаходной резьбе, на два зуба - при двух- эаходной резьбе и т.д. С помощью таких передач можно получить передаточное число больше 200 (обычно применяется 50... 60). Передаточное число червячной передачи где г, - число заходов червяка; Zk- число зубьев колеса; п, - число оборотов червяка; Пк - число оборотов колеса. 55 Возможность получения большого передаточного числа, компакт­ ность, плавность и бесшумность являются неоспоримыми достоинст­ вами червячной передачи. Существенными ее недостатками являются низкий коэффициент полезного действия г\, равный 0,7...0,75. Поэтому постоянно работающая червячная пара потребляет зна­ чительную мощность, вьщеляет большое количество тепла и требу­ ет обязательного интенсивного охлаждения. Этим объясняется сравнительно редкое применение червячных передач, особенно в механизмах, передающих большие мощности. Червячные передачи обычно отличаются свойством самоторможения. Это свойство используется в грузоподъемных устройствах. Если бы привод барабана, с помощью которого поднимается груз, имел, например, зубчатую передачу, то пришлось бы устанавливать тор­ мозное устройство, чтобы груз не опускался. При наличии само- тормозящейся червячной передачи обратного движения быть не может. Если необходимо пол5^ ить большие передаточные числа, обычно прибегают к многоступенчатым зубчатым передачам в ос­ новном с цилиндрическими зубчатыми парами. Такие многоступен­ чатые передачи называются редукторами. Редукторы выпускаются промышленностью как самостоятельные изделия. Они стандартизи­ рованы и могут быть установлены в любой машине в соответствии со своими параметрами. Редукторы выпускаются одно-, двух-, трех- и многоступенчатыми с различными зубчатыми передачами (ци­ линдрическими, червячными, коническо-цилиндрическими и т.д.). Основными параметрами редукторов являются передаваемая мощ­ ность, передаточное число и число оборотов ведущего вала. В редукторах передачи располагаются внутри корпусов специальной конструкции. Еижняя часть корпуса редуктора обычно заполняется маслом, уровень которого контролируется. При вращении колес часть из них, 01^ а я с ь в масляную ванну редуктора, поднимает масло и раз­ брызгивает его, обеспечивая смазку трущихся поверхностей. Корпусы редукторов снабжаются опорными лапами для крепле­ ния к фундаментам или рамам или рым-болтами для монтажа и ребрами для увеличения теплоотдачи. При сравнительно больших межосевых расстояниях, когда неце­ лесообразно использовать зубчатые передачи из-за их громоздкости и ременные передачи в связи с требованиями компактности или по­ стоянства передаточного числа, применяются цепные передачи. 56 Цепная передача состоит из расположенных на некотором рас­ стоянии друг от друга двух колес, называемых звездочками, и охва­ тывающей их цепи (рис. 4.6). Вращение ведущей звездочки преобра­ зуется во вращение ведомой звездочки при сцеплении звездочек со звеньями цепи и передаче окружного усилия через натянутую цепь. Рис. 4.6. Цепная передача; а - общий вид; б - конструкция втулочно-роликовой цепи; 1 - ведущая звездочка; 2 - ведомая звездочка; 3 - наружное звено; 4 - внутреннее звено; 5 - ось; 6 - втулка; 7 - ролик Цепные передачи, работающие при больших нагрузках и скоро­ стях, помещают в специальные кожухи (картеры), в которых они постоянно и обильно смазываются и защищаются от загрязнения. Передаточное число цепной передачи определяется, как и в лю­ бой передаче, зацеплением: (O' гдег7 и Z2 - числа зубьев ведущей и ведомой звездочек передачи. В качестве приводных цепей обычно применяются роликовые, втулочш.1е, зубчатые и крючковые цепи. Втулочно-роликовая цепь (рис. 4.6, б) состоит из наружных 3 и внутренних 4 звеньев, соединенных попарно при помощи осей 5 и втулок 6. Каждая пара звеньев свободно поворачивается относи­ тельно другой. 57 в роликовой цепи на втулки надеты ролики 7, которых нет во вту­ лочной цепи. Ролики во время набегания на ведущую 1 и ведомую 2 звездочки проворачиваются, уменьшая тем самым износ зубьев. При больших 01фужных усилиях применяются двух- и трехрядные роликовые цепи, конструкция которьж аналогачна рассмотренной. Детали приводных цепей делаются из специальных сортов леги­ рованных сталей и подвергаются термической обработке, что обес­ печивает необходимую прочность и долговечность цепей. Все цепные передачи требуют постоянного ухода (смазка, регули­ ровка) и выходят из строя в основном из-за износа шарниров цепей, который приводит к увеличению шага и удлинению самой цепи. К достоинствам цепных передач относятся применимость в ши­ роком диапазоне межцентровых расстояний, малые габариты и мас­ са, простота замены и высокий КПД. К недостаткам - возможность внезапного обрьюа, удлинение вследствие износа и необходимость натяжных устройств, неравно­ мерность скорости, особенно при малом числе зубьев звездочки. Для поддержания вращающихся деталей (шкивы, зубчатые коле­ са, звездочки, блоки, катки, барабаны и т.д.) служат оси. Они могут быть вращающимися (вместе с установленными на них деталями) или невращающимися (относительно которых вращаются установ­ ленные на них детали). Оси воспринимают нагрузку от располо­ женных на них деталей и работают на изгиб. Детали, которые в отличие от осей в основном предназначены для передачи моментов, называются валами. Валы, несущие на себе детали, через которые передается крутящий момент, воспринимают от этих деталей нагрузки и поэтому работают одновременно на кру­ чение и изгиб. Оси представляют собой прямые (в большинстве случаев пере­ менного сечения) стержни, а валы могут быть как прямыми, так и коленчатыми и гибкими (рис. 4.7). Оси и валы вращаются относительно опор, называемых подштт- ками. Те части валов или осей, которыми они непосредственно ложат­ ся на опоры, называются цапфами. Цапфы, воспринимающие осевую нагрузку, назьшаются пятами. Оси имеют обычно 1фуглое сечение, дааметр которого по длине чаще всего переменен. В результате этого ось приобретает форму ступенчатого цилиндра. 58 aЕ Э - в Рис. 4.7. Оси и валы: а - невращающаяся ось; б - вращающаяся ось; в - гладкий прямой вал; 2 - ступенчатый вал; д - коленчатый вал; е - гибкий вал Изготавливаются оси обычно из конструкционных или качест­ венных углеродистых сталей. Во вращающейся оси, даже при постоянной нагрузке, напряже­ ния меняются по симметричному циклу, поэтому при прочих рав­ ных условиях она должна иметь больший диаметр, чем неподвиж­ ная. Валы, как и оси, изготавливаются в основном из углеродистых и легированных сталей. Для передачи движения между деталями, расположенными так, что жесткую связь нельзя осуществить (например, для привода виб­ ратор, механизированных инструментов и других механизмов), применяются гибкие валы (см. рис. 4.7). 59 Эти валы делают из нескольких слоев проволоки, плотно намо­ танных на сердечник, причем каждый слой имеет противоположное направление навивки. Направление навивки наружного слоя проти- 180П0Л0ЖН0 тому, которое должен иметь вал при работе, чтобы про- )80Л0к а не раскручивалась, а также чтобы при вращении вала внут­ ренние слои уплотнялись. Броня, покрывающая гибкий вал, вместе с ним не вращается. Она обеспечивает заданное направление, за­ щищает вал от повреждений, удерживает на нем консистенщш смазки и предохраняет рабочих от захвата валом. Подшипниками называются детали, которые воспринимают и передают на раму, корпуса или станины опорные реакции, возни­ кающие на цапфах валов и вращающихся осей. Различают подшипники скольжения и качения. По своей конст­ рукции подшипники скольжения делятся на неразъемные (глухие) и разъемные. Н е р а з ъ е м н ы е относятся к простейшим подшипни­ кам, применяемым при небольших угловых скоростях вращения валов и осей. Выполняются они (рис. 4.8) в виде втулок 1 из антифрикцион­ ных материалов, запрессованных непосредственно в корпусную де­ таль (раму или станину) или в отдельную деталь, прикрепляемую к раме. Главный недостаток всех этих подшипников состоит в том, что устранить увеличенный зазор, образуемый в результате износа втулки и цапфы, можно только заменой втулки. ; 1 г*— '— 1 — •— у т г ^ * -Т Т XI Рис. 4.8. Подшипник скольжения глухой: 1 - антифрикционная втулка; 2 - корпус подшипника 60 Более современными являются р а з ъ е м н ы е подшипники. Кон­ струкция одного из них показана на рис. 4.9. Этот подшипник со­ стоит из корпуса 1 и крьш1ки 2, между которыми болтами зажаты нижний 4 и верхний 3 вкладыши. Вкладыши подшипника изготав­ ливаются из антифрикционных материалов или покрываются ими по внутренней поверхности. Рис. 4.9. Подшипник скольжения разъемный: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - вкладыш верхний; 4 - вкладыш нижний; 5 - набор прокладок В разъем между вкладьшхами перед их расточкой устанавлива­ ются металлические прокладки 5, которые затем по мере износа трущихся частей удаляются, позволяя уменьшить зазор между цап­ фой и вкладышем. Существует множество и других конструкций подшипников скольжения. Однако подшипники скольжения обладают рядом не­ достатков: большие потери энергии на трение; необходимость ис­ пользования дорогих антифрикционных материалов; большие раз­ меры в осевом направлении; сложность в эксплуатации. Вместе с тем подшипники скольжения имеют и некоторые неоспоримые преимущества: малые размеры подшипника в радиальном направ­ лении; работоспособность при очень больших скоростях; бесшум­ ность; разъемность; работоспособность в химически активных сре­ дах. Значительнью потери на трение приводят к нагреву подшипни­ ков, вследствие чего ухудшается смазка и повышается износ. 61 Смазка подшипников скольжения может быть местной и центра­ лизованной, а по характеру действия - периодической и непрерыв­ ной. При местной смазке каждый подшипник смазывается отдель­ ным смазочным устройством (масленкой), а при централизованной одно устройство распределяет смазку между рядом подшипников. В современных сложных машинах с быстроходными валами ос­ новной является централизованная смазка, при которой масло с по­ мощью масляного насоса под давлением нагнетается через масля­ ные фильтры в подшипники. По такой схеме выполняется, напри­ мер, смазка двигателей внутреннего сгорания. Более простым способом непрерывной смазки является смазка разбрызгиванием, широко применяемая в различного рода редукторах. Конструкции подшипников качения основных типов показаны на рис. 4,10. По форме тела качения подшипники делятся на шариковые, роликовые и игольчатые. Роликоподшипники по сравнению с шарико­ подшипниками обладают большей нагрузочной способностью. По на­ правлению действия нагрузки, воспринимаемой подшипником, они делятся на радиальные, упорные и радиально-упорные. Рис. 4.10. Подшипники качения: а - радиальный однорядный шариковый; б - шариковый двухрядный радиальный; в - шариковый упорный; г - роликовый дв)тсрядный сферический (самоустанавливающийся); е - конический радиально-упорный; ж - игольчатый (радиальный) 62 По числу рядов тел вращения подшипники могут быть одно- и двухрядными. Чтобы ролики или шарики находились на одинаковом расстоя­ нии один от другого, в подшипниках предусмотрены сепараторы, представляющие собой штампованные кольца с отверстиями для роликов или шариков. Шариковые подшипники применяют в передачах с малыми и средними нагрузками. Роликовые подшипники устанавливают в передачах с большими нагрузками, которые могут быть почти в 2 раза больше, чем при применении шариковых. Радиальные подшипники предназначены для передачи радиаль­ ных усилий при точной установке вала, а радиальные сферические - для тех случаев, когда нельзя гарантировать строгую соосность опор. Роликовые подшипники не допускают нагружения даже не­ значительными осевыми усилиями. Основным преимуществом подшипников качения является зна­ чительно меньший, чем у подшипников скольже1шя, коэффшщент трения. Так, для шарикоподшипников приведенный коэффициент трения / = 0,001... 0,003, для роликоподшипников он примерно вдвое больше, а для подшипников скольжения/ = 0,02...0,04. Кроме того, подшипники качения просты в монтаже и обслуживании, рас­ ходуют малое количество смазки, имеют сравнительно низкую стоимость и малые габариты в осевом направлении. Основными недостатками подшипников качения являются зна­ чительные габариты в радиальном направлении, невозможность разъема в осевой хшоскости и плохое восприятие ударных нагрузок. Устройства, предназначенные для соединения валов между собой шш валов с находящимися на них деталями и передающих крутящие моменты от одного вала к другому, назьшаются муфтами. Муфты, осуществляющие постоянные соединения, носят название постоян­ ных (неуправляемых), а позволяющие в процессе работы машины разъединять соединяемые детали, - сцепных (управляемых). Применение постоянных муфт определяется технологическими требованиями изготовления машины, а сцепных - ее кинематикой. Муфты в строительных машинах достаточно разнообразны по своей конструкции, поэтому рассмотрим лишь основные, наиболее распространенные из них. 63 Постоянные муфты могут быть глухими, предназначенными для соединения строго соосных валов, и компенсирующими - ими со­ единяются валы, имеющие некоторую подвижность или несоос- ность. Наиболее распространенными глухими муфтами являются втулочные и поперечно-свертные. Наиболее просты втулочные муфты (рис. 4.11, а). Крутящий мо­ мент от ведущего вала 1 на втулку 2 и от нее ведомому валу 4 пере­ дается с помощью шпонок 3 или штифтов, а сама муфта в осевом направлении фиксируется установочными винтами 5. Недостаток таких муфт - в необходимости большого осевого смещения валов при монтаже и демонтаже. ^ Т - 1 '! \ ' - К з У ------ Рис. 4.11. Муфты: а - втулочная; б - упругая втулочно-пальцевая; в - плавающая муфта; 1 - ведущий вал; 2 - втужа; 3 - шпонки; 4 - ведомый вал; 5 - установочный винт; 6 - левая полумуфта; 7 - палец; 8 - резиновая втулка; 9, 12 - правые полумуфты; 13 - левая вилка; 14 - крестовина; 15 - правая вижа 64 к наиболее распространенным компенсир>тощим муфтам отно­ сятся упругая втулочно-пальцевая и плавающая или крестовая. Втулочно-пальцевая муфта (рис. 4.11, б), поперечно-свертная, со­ стоит из двух полумуфт-фланцев 6 и Р, укретшенных на ведущем и ве­ домом валах. В одной из полумуфт закреплены пальцы 7 с надетыми на них резиновыми втулками. Эти втулки входят в цилиндрические отверстая второй полумуфты. Таким образом крутящий момент от одной полумуфты к другой передается через упругий элемент - рези­ новые втулки, позволяющие компенсрфовать незначительную не­ точность в установке валов. Втулочно-пальцевые муфты широко при­ меняются для соединения вала электродвигателя с валом передач. Плавающая муфта (рис. 4.11, в) состоит из двух полумуфт /О и 12, закрепленных на ведущем и ведомом валах. Между полумуфта- ми устанавливается диск 1 1 с крестообразно расположенными на его торцах двумя выступами, которые входят в соответствующие пазы полумуфт. Если смещение валов незначительно, то перемеще­ ние диска выступами по пазам полумуфт при вращении полумуфт компенсирует эту несоосность. Такие плавающие муфты позволяют передавать значительные крутящие моменты и пшроко использу­ ются для соединения, например, барабанов лебедок с редукторами их приводов. Широкое применение, особенно в приводах колесных машин, нашли так называемые шарнирные муфты (рис. 4.11, г). Они применяются для постоянного соединения валов, работающих под углом один к другому, позволяя изменять этот угол при передаче !фугящего момента. Такая муфта состоит из двух вилок 13 и 15, со­ единенных между собой крестовиной. Сцепные муфты, применяемые в изучаемых машинах по способу передачи крутящего момента, могут быть кулачковыми, зубчатыми, фрикционными и гидравлическими. Кулачковые и зубчатые муфты обеспечивают постоянную жест­ кую связь ведущего и ведомого вала, но не допускают их включе­ ния на ходу под нагрузкой и при значительной разнице в угловых скоростях между ведомым и ведущим валами. Разновидностью кулачковой муфты является зубчатая муфта, в которой передача крутящего момента производится с помощью большого числа кулачков-зубьев, выполненных на одной полумуф- те в виде внутреннего зацепления, а на второй - в виде внешнего с равным первой муфте числом зубьев. 65 Такие муфты применяются в коробках передач автомобилей, трак­ торов и других самодвижущихся машин. Боковые поверхности зубьев в этом случае выполняются обычно, как и в зубчатых колесах, по эвольвентному профилю, удобному с технологической точки зрения. Наибольшее применение в качестве сцепных получили фрикцион­ ные муфты, в которых крутящий момент передается за счет сил трения. В зависимости от формы поверхностей трения различают сле­ дующие фрикционные муфты: дисковые, конусные, ленточные и пневмокамерные. Схематически устройство этих муфт показано на рис. 4.12, на котором стрелками указано движение ведомой муфты. Рис. 4.12. Схемы фрикционных муфт: а - дисковая; б - конусная; в - цилиндрическая; 1 - ведущая полумуфта; 2 - ведомая полумуфта Крутящий момент, передаваемый муфтой, зависит от силы тре­ ния, развиваемой между трущимися поверхностями, и плеча сред­ него радиуса, на котором приложена эта сила трения. В свою оче­ редь, сила трения определяется нормальным давлением и коэффи­ циентом трения. Для получения максимальных значений силы трения в большинстве случаев трущиеся поверхности муфт по­ крываются специальными фрикционными материалами - компози­ ционными пластмассами, заполнителем в которых является асбест. Чтобы уменьшить габариты муфт при необходимости передавать значительные крутящие моменты, применяются муфты с несколь­ кими поверхностями трения (многодисковые, двухконусные и т.д.). Для создания постоянного усилия применяются предварительно затянутые пружины. Выключаться и включаться периодически ра­ ботающая муфта может рычажной системой с воздействием на нее мускульной силы человека или (что теперь является основным) с 66 помощью гидравлической или пневматической системы управления. В некоторых машинах с электрическим приводом включение или выключение муфт производится электромагнитными устройствами. На быстроходных валах, у которых проскальзывание поверхностей трения муфты при включении больше, чем у тихоходных, обычно при­ меняются дисковые муфты с несколькими поверхностями трения. Уст­ ройство одной из таких муфт с двумя поверхностями трения (они широ­ ко применяются для соединения вала двигателя; внутреннего сгорания с трансмиссией машины) схематически показано на рис. 4.13. Рис. 4.13. Конструкция фрикционных муфт: а - с двумя поверхностями трения; б - ленточная; I - с наружной лентой; II - то же с внутренней; 1 - маховик; 2 - ведомый диск; 3 - прижимной диск; 4 - кожух; 5 - пружина; б-рьиаг; 7- подшипник выжимной; 8 - ведомый вал; 9 - выжимная вилка; 10 - фрикционные накладки; 11 - ведомый барабан; 1 2 - лента с фрикционной накладкой; 13 - рычаг вала включения муфты; 14 - ведущий диск; 15 - ведомый шкив; 1 6 - крестовина ведущего вала; 1 7 - гидроцилиндр; 1 8 - трубопровод 67 в этой муфте ведомый диск 2 связан шлицами с валом 8 и при­ жимается диском 3 к маховику 1, посаженному на ведущий вал (вал двигателя). Усилие прижатия развивают пружины 5, предваритель­ но сжатые между прижимным диском 3 и кожухом 4. Выключается муфта при перемещении прижимного диска вправо рычагами 6 по­ сле нажатия на них выжимного подшипника 7, которое выполняет­ ся вилкой 9 при повороте ее против часовой стрелки. Крутящий мо­ мент на ведомый диск 2 передается по двум поверхностям трения через фрикционные накладки 10 как со стороны маховика 1, так и со стороны прижимного диска 3. В многодисковых фрикционных муфтах ведомых дисков несколько и каждый из них зажимается между соответствующими ведупщми дисками. Это позволяет передавать большие крутящие мометы. В строительных машинах наиболее распространены фрикционные муфты с цилиндрическими поверхностями трения и передачей момен­ та при помощи гибкой ленты. Такие муфты называются ленточными. Кроме фрикционных муфт в строительно-дорожных машинах значительной мощности, особенно за рубежом, в настоящее время широкое распространение получили гидромуфты и гидротрансфор­ маторы, в которых крутящий момент от ведущего вала к ведомому передается при помощи потока жидкости. 4.4. Ознакомление с силовым оборудованием и трансмиссиями, ходовым оборудованием и системами управления машинами Чтобы машина работала, к ее рабочим органам нужно подвести механическую энергию. Эта энергия вырабатывается силовым обо­ рудованием, а передается трансмиссией. Совокупность силового оборудования и трансмиссии называют приводом машины. Особен­ ности технологии производства работ, условия эксплуатации и ре­ жимы нагружения определяют требования к приводам машин. От технологии зависит последовательность включения, выключения и реверсирования движения механизмов, совмещение их действий. Условия эксплуатации - работа на открытом воздухе в любое время суток и года в различных климатических поясах и зачастую вдали от населенных мест - определяют требования высокой надежности и ремонтопригодности, доступности мест смазки, возможности 68 контроля и регулировки, работоспособности при больших попереч­ ных и продольных уклонах и в условиях бездорожья. Хороши в эксплуатации конструкции, в которых широко использованы базо­ вые машины и стандартные узлы. Режимы нагружения характеризуются продолжительностью не­ прерывной работы привода, частотой включения, закономерностя­ ми изменения внешней нагрузки и скоростью движения ведомого звена. В основные периоды времени они определяются процессами взаимодействия рабочих органов машин с обрабатываемым мате­ риалом, а в переходные - процессами разгона, торможения и ревер­ сирования масс, их подъемом или опусканием. Предпочтение отда­ ют таким приводам, которые обеспечивают максимальное исполь­ зование установленной мощности при высоком КПД, хорошо воспринимают динамические нагрузки, а также легко и просто управляются и автоматизируются. По типу и структуре силового оборудования различают приводы с первичными или вторичными двигателями, одномоторные или многомоторные. Трансмиссии могут быть однопоточными, много­ поточными, механическими, гидравлическими, электрическими, пневматическими или комбинированными (гидромеханическими, электрогвдравлическими и т. п.). Управление приводами бывает ручным, механизированным, автоматическим или полуавтоматиче­ ским, ступенчатым или бесступенчатым. На изучаемых машинах в основном применяются приводы с первичными двигателями, у которых образующаяся при сгорании топлива энергия непосредственно преобразуется в механическую работу. Машиньх с такими двигателями автономны, т. е. Moiyr рабо­ тать вдали от населенных пунктов и других источников энергии. К первичным двигателям относятся двигатели внутреннего сгорания и паровые машины. Из-за больших габаритов и массы, а также низко­ го КПД паровые машины в настоящее время не применяются. Трансмиссия включает одну или несколько передач, систему управления и вспомогательные средства. В приводах машин широ­ ко применяются механические передачи. Они имеют высокий ЬОВД, надежны в работе и просты в обслуживании. Эти передачи состоят ю зубчатых, цепных, ременных и других механизмов, которые об­ разуют редукторы, коробки скоростей, ведущие мосты и т. п. С по­ мощью механических передач можно подводить энергию не только 69 к одному, но и к нескольким исполнительным механизмам, ревер­ сировать их движение и ступенчато изменять величину скорости и крутящего момента на ведомом валу. Ввиду невозможности бесступенчатого регулирования скорости вращения и крутящего момента, возникновения динамических на­ грузок при колебании внешних возмущений, громоздкости и слож­ ности конструкции механические передачи часто заменяются ком­ бинированными - гидромеханическими или электромеханическими. На крупных машинах и базовых тягачах, мощность силовой уста­ новки которых составляет более 150 кВт, могут применяться элек­ трические передачи постоянного и переменного тока. Эти передачи состоят из генератора и одного или нескольких электродвигателей. Генераторы, как правило, приводятся во вращение дизельными двига­ телями и образуют с ними один агрегат. Режимы работы генератора согласовываются с характеристикой приводного двигателя в направ­ лении полного использования мощности силовой установки даже при изменении внешней нагрузки в широком диапазоне. Эта задача ус­ пешно решается в случае, когда электрическая передача позволяет бесступенчато регулировать скорость ведомого элемента. В электрических передачах постоянного тока изменение угловой скорости и крутящего момента электродвигателя производится регу­ лированием тока возбуждения. При этом применяют схемы с парая- лельным, последовательным и смешанным включением обмоток воз­ буждения электромапшн. В электрических передачах переменного то­ ка эта же задача решается введением преобразователей частоты питания электродвигателей. Регулируемые электропередачи сложны и обладают большой массой. Поэтому чаще применяют более простые и дешевые нерегулируемые электропередачи переменного тока, хотя по своим характеристикам они близки к механическим передачам. Большое распространение в приводах дорожных машин получи­ ли гидродинамические передачи, к числу которых относят гидро­ муфты и гидротрансформаторы. У них движение ведомых звеньев осуществляется без жестких связей - посредством рабочей жидкости. Гидродинамические передачи обеспечивают разгон и торможение, хорошо гасят крутильные колебания, вьшолняют функщ1и автомати­ ческих бесступенчатых коробок скоростей, согласовывают работу нескольких механизмов, получающих энергию от одного приводно­ го двигателя. Поэтому они широко применяются в трансмиссиях 70 землеройно-транспортных машин, одноковшовых экскаваторов, погрузчиков, камнедробилок и т. п., приводимых в движение двига­ телями внутреннего сгорания или асинхронными короткозамкну­ тыми электродвигателями. Если гидродинамическую передачу, конструктивная схема кото­ рой изображена на рис. 4.14, заполнить рабочей жидкостью, а ве­ дущий вал 7 с насосным колесом 2 привести во вращение, исполь­ зуя энергию приводного двигателя, то под действием центробежных сил начнется движение жидкости, сопровождаемое «закруткой» ее потока. При этом происходит преобразование механической энер­ гии ведущего вала в энергию движущейся жидкости. Рис. 4.14. Конструктивная схема гидромуфты После прохождения сечения б-б и межлопаточного зазора поток жидкости попадает в лопастную систему турбинного колеса 3. На этом колесе поток «раскручивается», энергия движущейся жидко­ сти уменьшается, постепенно преобразуясь в механическую энер­ гию ведомого вала 4. Гидродинамические передачи такого типа на­ зываются гидромуфтами. Гидротрансформаторы (рис. 4.15) состоят из трех рабочих эле­ ментов - насосного колеса 1, закрепленного на ведущем валу, тур­ бинного колеса 2, жестко посаженного на ведомый вал, и непод­ вижного направляющего аппарата (реактора) 3. Межлопаточные каналы этих рабочих элементов, так же как в гидромуфте, образуют круг щ1ркулящ1И жидкости. Ввиду наличия реактора при изменении внешней нагрузки в гидротрансформаторе происходит преобразо­ вание не только скорости вращения, но и крутящего момента. 71 Рис. 4.15. Конструктивные схемы гидротрансформаторов: а - реактор после насосного колеса; б ~ реактор перед насосным колесом; I - ведущий вал; II - ведомый вал В системах управления и в маломощных приводах машин широ­ ко применяют гидрообъемные передачи. Их используют также в машинах, на циклично работающих приводах, имеющих сложную пространственную кинематику движения. Распространению объемных гидропередач способствует ком­ пактность конструкции даже при реализации больших передаточ­ ных отношений (1; 1000 и более), простота средств бесступенчатого регулирования скорости исполнительного механизма и преобразо­ вания вращательного движения в возвратно-поступательное. При их использовании возможна автоматизация процесса работы, унифи­ кация и стандартизация элементов привода. Однако работа гидро­ объемных передач зависит от температуры окружающей среды. Эти передачи имеют невысокий КПД (0,7...0,75) и требуют квалифици­ рованного обслуживания. В гидрообъемных передачах геометрические и силовые связи ус­ танавливаются замкнутым объемом рабочей жидкости, располо­ женной в напорной магистрали между насосом и гидродвигателем. В насосе механическая энергия приводного двигателя преобразует­ ся в гидравлическ)то энергию рабочей жидкости, которая затем пе­ реходит в механическую энергию гидродвигателя и расходуется на преодоление внешнего сопротивления. 72 Ъ отличие от насосов, которые являются роторными гидрома­ шинами вращательного типа, гидродвигатели бывают трех видов: одромоторы, поворотники и гидроцилиндры. Гидромоторы обес­ печивают вращательное движение ведомого вала с неограниченным углом поворота. Поворотники (их часто называют моментными гидроцилиндрами) поворачивают ведомый вал только на ог­ раниченный угол. Гидроцилиндры относятся к группе очень рас­ пространенных на дорожных машинах гидродвигателей, совер­ шающих возвратно-поступательное движение. В качестве насосов и гидромоторов применяют шестеренчатые, винтовые, пластинчатые (пшберные), аксиально-поршневые и радиально-поршневые гидро­ машины (рис. 4.16). Рис. 4.16. Конструктивные схемы насосов и гидромоторов: а - шестеренчатого; б - винтового; в - лопастного; г - аксиально-поршневого; д - радиально-поршневого При вращении вала шестеренчатого насоса (рис. 4.16, а) захва­ тывается некоторый объем рабочей жидкости из всасывающей ка­ меры / и переносится в напорную камеру //. Этот перенос становится 73 возможным благодаря образованию геометрически замкнутых про­ странств мела^ впадинами зубьев ведущей 1 и ведомой 2 шестерен и корпусом 3. Линия контакта шестерен отделяет напорную камеру от всасывающей, препятствуя обратному движению жидкости. В винтовом насосе (рис. 4.16, б), состоящем из винтов i и 2, а также корпуса 3, перенос рабочей жидкости обеспечивается распо­ ложенными между этими элементами запертыми пространствами, которые в виде «жидкостной гайки» перемещаются из всасываю­ щей камеры I в напорную II. Пластинчатые насосы (рис. 4.16, в) строятся на основе кулисного механизма. На ведущем валу 1 закреплен ротор 2, в пазах которого совершают возвратно-поступательное движение шиберы 3, опи­ рающиеся на цилиндрическую поверхность корпуса 4, геометриче­ ская ось которой расположена эксцентрично относительно ротора на величину е. При вращении ротора по часовой стрелке простран­ ства между шиберами, работающими справа от вертикальной оси, а также ротором и статором уменьшаются, в связи с чем рабочая жидкость вьщавливается в напорную полость //. В то же время аналогичные пространства, расположенные слева от вертикальной оси, увеличиваются, обеспечивая захват рабочей жидкости из всасывающей полости I. На валу I аксиально-поршневого насоса (рис. 4.16, г) закреплен ци­ линдрический блок 2, в цилиндрах которого совершают возвратно­ поступательное движение поршни 3, опирающиеся на упорный под­ шипник диска 4. Цилиндрический блок упирается в распределитель 5, закрепле1шый в неподвижном корпусе б. Благодаря распределителю полости цилиндров периодически соединяются с напорной или со вса- сьшающей камерами, в зависимости от направления движения поршней. Радиально-поршневой гидромотор (рис. 4.16, д) состоит из блока цилиндров 1, в расточках которого помещены поршни 2. Поршни имеют катки 3, которые обкатываются по направляющей поверхно­ сти корпуса 4. Рабочая жидкость поступает под поршни через рас­ пределитель 5. Расположение окон распределителя согласуется с положением рабочих и холостых участков направляющей корпуса. При развиваемом поршнем усилии Р сила давления катка на на­ правляющую N будет тем больше, чем больше угол давления у. Возникающее при взаимодействии катка с направляющей тангенци­ альное усилие Т формирует крутящий момент ротора. 74 Все перечисленные типы гидромашин относятся к классу ротор­ ных, одним из основных свойств которых является принципиальная обратимость, т. е. способность работать как в качестве насоса, так и в качестве гидромотора. Аксиально-поршневые гидромашины работают при давлении 16...35 МПа с объемным расходом 5...20 л/с, их долговечность состав­ ляет 5...8 тыс. ч чистой работы, а общий КПД достигает 0,9...0,93. иЬфокое применение находят шестеренчатые и пластинчатые насо­ сы, максимальные значения параметров которых при долговечности 4...6ТЫС. ч примерно одинаковы: ртах = 14...18 МПа и = 8...10 л/с. Пластинчатые насосы чаш;е используют в системах управления, подпитки и централизованной смазки дорожных машин. В этих случаях их работа протекает при давлениях 0,3...1,2 МПа. Наряду с низкомоментными высокооборотными гидромашинами пе­ речисленных типов все большее распространение получают высокомо- мешные радиально-поршневые гидромоторы, рассчитанные на работу при давлениях до 35 МПа. Если со < 10 рад/с, или М > 1000 Н • м, или Шф > 100, то гидромашину относят к разряду высокомоментных. Высокомоментные гидромоторы устанавливают непосредственно на рабочий орган или передают ему движение через простейшую редукторную систему. Однако удельные энергетические показате- ливысокомоментных гидромоторов (кВт/кг) в 2.. .5 раз хуже низко- моментных гидромоторов. Поэтому высокомоментным гидромото­ рам часто предпочитают низкомоментные, скомпонованные в одно целое с планетарными или червячными передачами. Простота исполнения, хорошая компонуемость, сравнительно небольшая масса на единицу передаваемой мощности, способность встраиваться непосредственно в рабочие органы машин определили большое разнообразие конструктивных схем гидроцилиндров. Кон­ троль и управление параметрами гидравлической энергии осущест­ вляется с помощью распределительной, регулирующей и контроль­ ной аппаратуры. Распределители направляют рабочую жидкость от насоса к гид- родвигателям, обеспечивают их реверсирование и остановку. По конструкции различают пробковые, клапанные и золотниковые рас­ пределители. Последние имеют наибольшее распространение. Они многопозиционны, уравновешены от статических сил давления и имеют сравнительно небольшие сопротивления от сил трения. Схе­ 75 ма трехпозиционного золотникового распределителя, забавляюще­ го направлением движения штока гидроцилиндра, изображена на рис. 4.17. Его рабочими элементами являются цилиндрический гшунжер 1, снабженный поясными и кольцевыми проточками, и корпус 2, имеющий окна или отверстия, через которые подводится и отводится рабочая жидкость. Г / / / / 1 р, Рг ; S ' Рис. 4.17. Конструктивная схема золотникового распределителя Рассматриваемый распределитель является четырехходовьш, так как связьгеает четыре элемента системы - напорную и сливную ма­ гистрали и две магистрали, ведущие к полостям гидроцилиндра. Различают три основных типа золотниковых распределителей; с по­ ложительным, нулевым и отрицательным перекрытиями. У золот­ ников с положительным перекрытием ширина пояска о на плунжере больше отверстия б в корпусе. Они хорошо фиксируют положение исполнительных механизмов. Когда плунжер такого распределите­ ля устанавливается в нейтральное положение, исполнительный ме­ ханизм отсекается от напорной и сливной магистралей, а рабочая жидкость запирает его. Этот тип золотника применяется в разомкну­ тых системах управления для лучшей динамической устойчивости гидропривода. Применение его в системах управления с обратной 76 связью нежелательно, так как наличие перекрытия определяет большую зону нечувствительности. Этого недостатка лишены зо­ лотники с нулевым перекрытием, когда ширина пояска плунжера равна ширине канавки или отверстия корпуса. Достигнуть нулевого перекрытия при изготовлении золотника сложно, поэтому в следя­ щих приводах, как правило, применяют золотники с отрицательным перекрытием. У таких золотников при нейтральном положении плунжера по обеим сторонам его пояска имеются начальные зазоры (4...6) ■ 10"^ м, через которые жидкость, подаваемая насосом, посту­ пает в сливную магистраль. Золотники с отрицательным перекрытием имеют меньшую зону нечувствительности, но не могут применяться тогда, когда утечки и жесткость являются важными для системы факторами. Регулирующие органы гидросистемы подразделяют на регулято­ ры давления и регуляторы расхода. Регуляторы давления предна­ значены для предохранения гидросистемы от перегрузок, а также для поддержания в ее магистралях давления заданной величины. К первой группе этих устройств относятся предохранительные клапа­ ны, а ко второй - подпорные, редукционные и обратные клапаны и клапаны разгрузки насосов. Конструктивно регуляторы расхода вы­ полняются шариковыми, конусными, плунжерными и комбиниро­ ванными. Шариковые клапаны являются наиболее простыми и бы­ стродействующими ввиду малой инерционности подвижных эле­ ментов. Однако при непрерывной работе они из-за износа седла быстро выходят из строя. Поэтому их применяют в качестве эпизо­ дически работающих предохранительньсс и обратных клапанов. Чаще применяют плунжерные и комбинированные клапаны. Чтобы избежать влияния режимов нагружения на скорость дви­ жения исполнительного механизма, применяют дроссели с регуля­ торами. Регуляторы являются такими устройствами, которые с по­ мощью гидравлической обратной связи независимо от условий на­ гружения поддерживают на дросселе постоянный перепад давления. Дроссельные устройства устанавливают на входе или выходе гид­ родвигателя, а в некоторых случаях - параллельно ему. В первом случае рабочая жидкость от насоса поступает к гидродвигателю че­ рез дроссель. При этом некоторый избыток объемного расхода жидкости насоса сливается через предохранительный клапан. Чем меньше проходное сечение дросселя, тем меньше скорость враще­ 77 ния гидромотора и тем большая доля расхода поступает на слив че­ рез предохранительный клапан. Запускается такая система в работ) плавно, без толчков. Однако если нагрузка на валу гидродвигател» меняет свою величину, то из-за отсутствия подпора на сливе трудно получить устойчивую скорость движения этого вала. Этот недоста­ ток отсутствует, когда дроссель установлен на выходе из гидродви­ гателя. По КПД оба эти варианта уступают системам, в которых дроссель установлен параллельно гидродвигателю, так как при их использовании насос независимо от нагрузки работает при давлении срабатывания предохранительного клапана. Однако когда дроссель установлен параллельно гидродвигателю, в системе трудно получить устойчив)то скорость движения исполнительного механизма, осо­ бенно при небольших ее значениях. К вспомогательным устройствам гидросистем относятся средства борьбы с различными помехами. Они подразделяются на средства очистки рабочей жидкости - фильт­ ры, средства стабилизации теплового режима - теплообменники, на­ копители гидравлической энергии - гидроаккумуляторы. Фильтры улавливают попавшие в гидросистему посторонние меха­ нические примеси. По тонкости очистки различают фильтры: грубой очистки id> 1,0 • м), нормальной очистки {d> 1,0 • 10' ^м), тонкой очистки id > 0,5 • 10'^ м) и особо тонкой очистки (d> \,Q - 10“® м). По методу отделения механических частиц различают фильтры меха­ нического действия и силовые очистители. В фильтрах механиче­ ского действия поток жидкости пропускается через фильтрующий материал, в котором задерживаются механические частицы. Дейст­ вие силовых очистителей основано на разделении рабочей жидко­ сти и примесей под влиянием силового поля, которое может быть гравитационным, центробежным, магнитным, электростатическим или вибрационным. Наибольшее распространение в гидросистемал дорожных машин получили фильтры механического действия. В ба­ ках, картерах и отстойниках широко применяют магнитные очистите­ ли. Устанавливают фильтры чаще всего на нагнетательном трубопро­ воде после предохранительного клапана. При такой установке фильт ры наиболее надежно защищают распределительные устройства от загрязнений. Распространены также схемы с установкой фильтров на сливе. В этом случае они работают под небольшим давлением. Теплообменники отводят выделившуюся в гидросистеме тепло­ вую энергию, а при низких температурах воздуха нагревают рабочук 78 жидкость. На дорожных машинах применяют теплообменники с принудительным обдувом воздухом, направляемым вентиляторной установкой. Гидравлические аккумуляторы служат для компенсации кратко­ временных пиковых нагрузок. Они являются также демпферами колебаний, возникающих при пульсации давления. Рабочая жидкость гидросистем сочетает свойства рабочего тела со (жойствами смазочных материалов. В гидросистемах широко приме­ няют минеральные масла, полученные смешиванием маловязких нефтепродуктов с высоковязкими компонентами. Углеводородные полимеры, входящие в состав минеральных масел, образуют во взаи­ модействии с поверхностью металла граничные адсорбционные слои, обладающие высокой механической прочностью и малым сопротив­ лением поперечному скольжению. Присадки, содержащиеся в рабо­ чих жидкостях гидросистемы, улучшают их свойства. Основными показателями качества рабочих жидкостей служат их вязкость, тем- пфатурно-вязкостная характеристика, физргческая и химическая ста­ бильность, антикоррозионнью свойства, агрессивность по отноше- Шйо к резиновым уплотняющим устройствам, смазочная способность и температура замерзания. Рабочая жидкость должна быть достаточ­ но густой, чтобы снизить объемные потери в гидросистеме, но не слишком, чтобы избежать явлений кавитации и повышенных гидро­ механических потерь в гидроагрегатах и трубопроводах. Физическая стабильность характеризует способность рабочей жидкости сопротивляться деформациям сдвига и не терять своей вязкости и смачивающих свойств. При работе высокооборотных гидромашин и распределительно-регулирующей аппаратуры вяз­ кость жидкости постепенно уменьшается. При этом чем более вы­ сокомолекулярные присадки использованы для улучшения вязкост­ ных свойств, тем сильнее влияние деформаций, вызванных трением и мятием рабочей жидкости. Химическая стабильность рабочих жидкостей, или их стойкость к окислению, зависит от химического состава и строения компонен­ тов. В процессе окисления, когда прекращается действие антиокисли- тельных присадок, из жидкости выпадают осадки в виде смолы, которые засоряют элементы сопряжений гидроагрегатов и могут вывести их из строя. Лучшими катализаторами, вызывающими ускорение процесса окисления, являются металлические частицы, 79 грязь и вода. Это следует учитывать при заправке гидросистемы и ее очистке. При повышении температуры рабочей жидкости интен­ сивность окисления минеральных масел увеличивается. Поэтому при конструировании гидросистем не следует экономить на средст­ вах, обеспечивающих ограничение температуры рабочей жидкости. Антикоррозионные свойства и агрессивность по отношению к резиновым уплотнениям характеризуют совместимость рабочей жидкости, т. е. ее способность длительное время работать совмест­ но с металлическими и резиновыми изделиями, не разрушая их. Улучшение этого качества обеспечивается применением антикорро­ зионных присадок, действующих за счет образования на по­ верхностях деталей прочных пленок. Минеральные масла склонны к образованию стойкой пены. Чем больше вязкость рабочей жидкости, тем выше вспениваемость. С пенообразованием в гидросистемах необходимо бороться, так как пена снижает смазывающую способность рабочих жидкостей, ухудшает их антикоррозионные свойства, повышает сжимаемость. Для борьбы с пенообразованием увеличивают вместимость ре­ зервуаров, ставят в них антипеннью перегородки, механические от­ делители воздуха, а также применяют антипенные присадки. Решая вопрос о выборе сорта рабочей жидкости, учитьгеают диа­ пазон рабочих температур, температурный график за цикл, время эксплуатации гидропередач с учетом продолжительности хранения, характеристики применяемых в гидроагрегатах материалов, особен­ ности эксплуатации - условия смены, пополнения, очистки и т.п. Во всех случаях нужно стремшъся применять рабочие жидкости, реко­ мендуемые заводами-изготовителями элементов гидропередач. Ходовое оборудование изучаемых машин состоит из движи­ телей, механизма передвижения и опорных рам или осей. По типу применяемых движителей ходовое оборудование делят на гусеничное (рис. 4.18, а), пневмоколесное (рис. 4.18, б), рельсоко­ лесное и шагающее (рис. 4.18, в). Движители передают нагрузку от мапшны на опорную поверхность и передвигают машины. Механиз­ мы передвижения обеспечивают привод движителей при рабочем и транспортном режимах. У многих строительных машин (землеройно­ транспортных, многоковшовых экскаваторов, передвижных кранов и др.) ходовое оборудование участвует непосредственно в рабочем процессе, обеспечивая при этом дополнительные тяговые усилия. 80 Современные самоходные дорожно-строительные машины предназначены для передвижения в различных дорожных условиях, транспортные скорости у некоторых пневмоколесных и рельсоко­ лесных машин достигают нескольких десятков километров в час. Рабочие скорости часто должны плавно регулироваться от макси­ мальных значений до нуля. Давление на грунт у различного типа строительных машин меняется от 0,03...0,05 до 0,5...0,7 МПа. Тя­ говые усилия на движителях у большинства строительных машин обеспечиваются в пределах 45...60 % от их массы, превышая у не­ которых в рабочих режимах их общую массу. Обеспечение маши­ ной необходимых величин давления на грунт, тягового усилия и клиренса (расстояния от поверхности дороги до наиболее низкой точки ходового оборудования) характеризует ее проходимость, т. е. способность передвигаться в разнообразных условиях эксплуата­ ции. Проходимость машин с>тцественно сказывается на их основ­ ных технико-экономических показателях. Важным показателем хо­ дового оборудования машин является также их маневренность, под которой понимается способность машин изменять направление движения - маневрировать. Маневренность характеризуется радиу­ сами поворота, вписываемостью машин в угловые проезды и разме­ рами площадки, необходимой для обратного разворота. Для обеспечения разнообразных требований эксплуатации строительных машин применяют различное ходовое оборудование. 81 Гусеничное ходовое оборудование (см. рис. 4.18, а) широко применяют как для дорожно-строительных машин малой мощности массой 1...2 т, так и для машин самой большой мощности с массой в сотни тонн. Оно обеспечивает возможность воспринимать значи­ тельные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность. Недостатками гусеничного хода являются значительная масса (до 35 % от всей массы машины), большая материалоемкость, не­ долговечность и высокая стоимость ремонтов, низкие 1ШД и скоро­ сти движения, невозможность работы и передвижения на площад­ ках и дорогах с усовершенствованными покрьггиями. Машины на гусеничном ходу передвигаются своим ходом, как правило, только в пределах строительных площадок, к которым их доставляют ав­ томобильным, железнодорожным или водным транспортом. Гусеничное ходовое оборудование может быть двух- и многогусе­ ничным (см. рис, 4.18, поз. 3). В строительных машинах с массой до 1000 т применяется наиболее простое и маневренное двухгусеничное оборудование. Для машин большей массы используют сложные мно­ гогусеничные системы, у которых число тусениц достигает 16. По степени приспосабливаемости к рельефу пути различают гу­ сеницы жесткие 1, мягкие 2, полужесткие и с опущенным или под­ нятым колесом 4. У жестких гусениц (рис. 4.19) опорные катки 7 непосредственно со­ единены с несущей балкой гусеницы. Этот тип подвески наиболее прост и дешев, он обеспечивает более равномерное распределение давления на грунт. Вследствие того, что жесткая гусеница не приспосабливается к неровностям пути и не амортизирует ударные нафузки при езде по не­ ровному и жесткому основанию, скорость передвижения машин при таких гусеницах обычно не превьпиает 5 км/ч. Для лучшей приспосаб­ ливаемости гусениц к неровностям фунта опорные катки обьединяют в балансирные тележки (см. рис. 4.18, поз. 2) и вводят демпфирующие пружины или рессоры. Для лучшей работы машины в зимних условиях или в грунтах с низкой несущей способностью и плохим сцеплением на звеньях гусеничной ленты применяют съемные шипы или шпоры. При­ вод гусениц осуществляется ведущими колесами 1. Для зацепления с ведуцщм колесом используются реборды звеньев или отверстия в них. Для компенсации износа и вьггяжки звеньев гусеничные ленты натяги­ ваются с помощью устройства 9 на направляющем колесе. 82 Рис. 4.19. Конструкция гусеницы; 1 - ведущее колесо; 2 - винт; 3 - звено гусеничной ленты; 4, 7 - поддерживающие и опорные катки; 5 - ходовая рама; 6 - стопор; S - несущая балка гусеницы; 9 - натяжное устройство; 10 - направляющее колесо В последние годы для работы маишн на заболоченных фунгах со слабой несущей способностью применяют гусеничное ходовое обору­ дование с резиномегаллическими хусеницами. Такая хусеница выполне­ на из специальной резиновой ленты, армированной высокопрочной не­ сущей проволокой со штампованными звеньями. Эта гусеничная лента имеет меньшую массу, лучшую приспосабливаемость к грунтовым ус­ ловиям и проходимость машины, не нарушает дерновый покров. Тип привода машины и требования к ее скорости и маневренности щюдопределяют конструкцию механизма передвижения. При одномо­ торном механическом или гидромеханическом приводе привод гусе- шщ часто осуществляют с помощью конических зубчатьгх передач, цепных передач и кулачковых муфт и тормозов, обеспечивающих раз­ ворот машины только относш-ельно одной из гусениц. Для большей маневренности гусеничных машин, выполненных на базе тракторов, т включения и выключения гусениц служат специальные фрикци­ онные бортовые муфты сцепления. При включении гусениц в разных направлениях в этом случае достигается разворот машины на месте. Такое качество достигается и при индивидуальном приводе машин, когда каждая из гусениц приводится в движение отдельным электро- или гидродвигателем, имеющим возможность для разворотов машин на месте включаться в разных направлениях. 83 Пневмоколесное ходовое оборудование (рис. 4.18, б) выполняет­ ся обычно двухосным с одной 5 или двумя 6 ведущими осями. Бо­ лее тяжелые машины выполняются трехосными с двумя 7 или все­ ми 8 ведущими осями, четырех- 9 и многоосными 10. Основные достоинства пневмоколесного ходового оборудования определяются возможностью развивать высокие транспортные скорости, прибли­ жающиеся к скоростям грузовых автомобилей, что придает им боль­ шую мобильность, а также большей долговечностью и ремонтопри­ годностью по сравнению с гусеничным ходовым оборудованием. Важной характеристикой колесных машин является колесная фор­ мула, состоящая из двух цифр: первая обозначает число всех колес, вто­ рая - число приводных. Наиболее распространены машины с колесными формулами 4 x 2 (см. рис. 4.1^, а, поз. 5), 4 х 4 (см. рис. 4.18, б, поз. б). Машины с большим количеством общих и ведущих осей применя­ ются реже - в основном на тяжелых автогрейдерах и кранах. С рос­ том числа приводных колес в ходовом устройстве улучшаются про­ ходимость и тяговые качества машины, но усложняется механизм привода передвижения. Свойства пневмоколесного ходового оборудования в значитель­ ной степени зависят от конструкции шин. На машине, как правило, устанавливают шины одного типоразмера, поэтому часто на наибо­ лее нагруженных осях устанавливают сдвоенные колеса. Для улуч­ шения проходимости используют шины большого диаметра, широ­ копрофильные и арочные. При этом проходимость улучшается за счет большей опорной поверхности и развитым грунтозацепам. Та­ кие шины дают возможность машине работать на слабых и рыхлых грунтах и на снегу. При работе арочных шин на твердых грунтах и дорогах с твер­ дым покрытием сопротивление перемещению машины увеличива­ ется, а срок сл>’жбы шин резко уменьшается. Маркируются шины обычного профиля двумя цифрами через тире (например, шина 320,..508 мм или 12.СЮ - 20"). Первое число- ширина профиля шины, второе - внутренний (посадочный на обод) диаметр шины в миллиметрах или дюймах, В обозначение шины широкого профиля входят три числа в миллиметрах: наружный диаметр, ширина профиля и посадочный диаметр обода, например, шина (1500 X 660 х 635 мм). 84 Для улучшения проходимости машин, снижения сопротивления передвижению и износа шин в последние годы на дорожных маши­ нах стали применять регулирование давления воздуха в шинах из кабины машиниста. В этом случае при движении машины по рых­ лому Ш1И влажному грунту давление воздуха в шинах снижают, уменьшая соответственно давление на грунт и улучшая тяговые ка­ чества и проходимость. При передвижении машин по твердым до­ рогам давление в шинах повышается, что ведет к снижению сопро­ тивления движению и увеличению долговечности шин. Указанное регулирование давления в шинах можно автоматизировать с помо­ щью применения микропроцессоров. Срок службы шин может быть увеличен за счет правильного выбора типа шин специальных уст­ ройств дня соответствующих условий их эксплуатации. В зависимости от условий работы и скоростей движения машины, определяющих динамичность, выбираются и допускаемые нагрузки на колеса. Например, при прочих равных условиях, если нагрузку на коле­ со при скорости передвижения машины 50 км/ч принять за 100 %, то при скорости продвижения 8 км/ч нагрузку можно увеличить примерно в полтора раза, а при скорости, близкой к нулю, - увеличить в два раза очень важно, например, для работы пневмоколесных кранов в опе­ рациях перемещения их с грузом на стройплощадке. Пневмоколесное ходовое оборудование дорожно-строительных машин может иметь ме­ ханический, гвдравлический, электрический и комбинированный при­ воды колес. Наиболее распространенными являются механический, щдромеханический и гидрообъемный приводы. В механических и гид­ ромеханических приводах наиболее распространен привод ведущих ко­ лес, о&ьединенных в мосты попарно через дифференциалы. Это обеспе­ чивает высокие скорости движения без проскальзывания. К недостаткам такого привода следует отнести то, что колеса одного моста могут развивать только равнью тяговые усилия, величины кото­ рых определяются максимальным тяговым усилием колеса, находяще­ гося в худших по сцеплению дорожных условиях. Для устранения этого недостатка при движениях с низкими скоростями в сложных дорожных условиях применяют устройства для блокировки дифференциалов. Г^ ивод колес без дифференциалов обеспечивает простоту конструкции и более высокие тяговые усилия, но при поворотах машины и движении по неровной поверхности колеса проскальзывают вследствие разности скоростей. При этом увеличиваются расход энергии и износ шин. 85 в последние годы в строительных машинах начали применять ин­ дивидуальный привод каждого колеса от своего гидро- или электро­ двигателя - привод с мотор-колесами. Последний представляет собой самостоятельный блок, состоящий из двигателя, муфты, планетарно­ го редуктора, тормоза и колеса. Применение гидропривода с давле­ нием от 16 МПа и выше позволяет при низкомоментных гидродвига­ телях создать очень компактные, встроенные в обод колеса конст­ рукции, конкурирующие с другими типами приводов. Применение мотор-колес упрощает компоновку машин, улучшает их маневрен­ ность и проходимость за счет того, что каждое колесо может служигь приводным и управляемым (поворотным). Применение гидравличе­ ских мотор-колес с регулируемыми насосами и гидромоторами по­ зволяет регулировать скорости от нескольких метров в час (рабочие движения) до десятков километров в час (транспортные режимы). Рельсоколесное ходовое оборудование обеспечивает низкое со­ противление передвижению, восприятие больших нагрузок, просто­ ту конструкции и невысокую стоимость, достаточные долговеч­ ность и надежность. Жесткие рельсовые направляющие и основания обеспечивают возможность высокой точности работы машины. Главными недостатками этого хода являются: малая маневренность, сложность перебазировки на новые участки работ, дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию рельсовых путей. Этот вид ходового оборудования применяют для башенных и железнодорож­ ных кранов, цепных и роторно-стреловых экскаваторов, а также для экскаваторов-профилировщиков. Шагающее ходовое оборудование имеет несколько конструктив­ ных решений. Оно выпускается как с механическим, так и гидрав­ лическим приводом. На рис. 4.18, в в качестве примера показан кри­ вошипно-эксцентриковый механизм привода хода. В положении 11 ходовые лыжи (одна лыжа заштрихована) вместе с расположенны­ ми на них рельсами эксцентрикового механизма подняты вверх и опирание машины на грунт происходит через круглую базу маши­ ны. При этом положении машина может поворачиваться с лыжами на опорно-поворотном устройстве в любую сторону на 360°. В по­ зиции 12 лыжи передвинулись на половину шага вперед (вправо) и опустились на основание. В позиции 13 эксцентриковым механиз­ мом поднята вся машина и передвинута на половину шага вперед. В позиции 14 машина передвинута еще на полшага вперед и опущена 86 на фунт. В следующей позиции, при повороте кривошипа на чет­ верть оборота, лыжи вместе с механизмом займут свое исходное положение. Шагающий ход обеспечивает низкие удельные давле­ ния на грунт и высокую маневренность, так как поворот машины заменен поворотом платформы. Основным недостатком шагающего хода являются его малые скорости передвижения (обычно до 0,5 км/ч). Этот вид ходового оборудования применяют преимущественно на мощных экскавато­ рах-драглайнах. Система управления подъемно-транспортными, строительными и дорожными машинами состоит обычно из пульта управления с расположенными на нем приборами, рукоятками, педалями, кноп­ ками, системы передач в виде рычагов, тяг, золотников, трубопро­ водов, а также дополнительных устройств, позволяющих контроли­ ровать работу двигателей, механизмов привода и рабочего оборудо­ вания. Для удобства управления машиной и улучшения условий работы операторов пульты управления на всех мобильных строи­ тельных машинах размещают, как правило, в спещ1альных кабинах. Системы управления существенно влияют на производитель­ ность машины и утомляемость оператора. Поэтому к ним предъяв­ ляются эргономические и другие требования. Системы управления должны обеспечивать надежное и быстрое приведение в действие рабочих органов, механизмов передвижения, плавность их включе­ ния и выключения, безопасность, легкость и удобство работы опе­ ратора (минимальное количество рукоятей, педалей и кнопок управ­ ления); положение рычагов управления машиной должно давать оператору представление о направлениях движения рабочих орга­ нов; простоту, надежность и минимальное количество регулировок. Системы управления делятся: по назначению - на системы управления тормозами, муфтами, двигателями, положением рабоче­ го органа; по способу передачи энергии - на механические рычаж­ ные, электрические, гидравлические, пневматические и комбиниро­ ванные; по степени автоматизации - на неавтоматизированные и автоматические. Неавтоматизированные системы могут быть непосредственного действия или с усилителями (с сервоприводом). В первом случае опе­ ратор управляет только за счет своей мускульной энергии, приклады­ ваемой к рычагам и педалям, во втором для воздействия на объект- 87 управления используют дополнительные (электрический, гидравли­ ческий или пневматический) источники энергии. Роль оператора сводится лишь к включению и выключению элементов привода системы управления. В полуавтоматических системах автоматизи­ рованы отдельные элементы системы управления. В полностью ав­ томатической системе оператор липп. подает сигналы о начале или окончании работы, а также настройке системы на определенную программу управления рабочим процессом машины. В большинстве мобильных строительных машрш для земляных работ, кранах и других машинах для облегчения труда машинистов применяются, как правило, системы управления с усилителями гид­ равлического, пневматического и электрического действия. В этих случаях часть мощности силовой установки машины используется в системе управления для включения исполнительных рабочих органов рабочего оборудования и механизмов. В качестве усилителей в гид­ росистемах управления применяют гидрообъемные передачи. Для предотвращения пульсации рабочей жидкости и поддержания ее дав­ ления на определенном уровне используют гидроаккумуляторы. К недостаткам гидравлических систем управления относят бы­ строе нарастание давлений рабочей жидкости (0,1...0,2 с) в исполни­ тельных органах и, как следствие, - резкое их включение и возникно­ вение существенных динамических нагрузок в элементах конструк­ ции. Этот недостаток легко устраняется в пневматических системах управления, широко применяемых в дорожно-строительньгх маши­ нах. Давление в таких системах составляет 0,7... 0,8 МПа. Вследствие сжимаемости воздуха и установки дросселей время нарастания дав­ ления в исполнительных органах может легко регулироваться в не­ обходимых оптимальных пределах. К недостаткам системы пневматического управления относятся необходимость тщательной очистки воздуха от механических при­ месей, масла и влаги; несвоевременное удаление конденсата из сис­ темы может приводить к ее замерзанию в холодное время. В системах автоматизированного управления рабочими органа­ ми, а также при рулевом управлении пневмоколесных машин при­ меняются следящие системы гидропривода. Следящей называют такую гидравлическую систему, которая имеет обратную связь и в которой происходит усиление мощности, 88 Применение гидравлической и пневматической систем дает воз­ можность дистанционного 5Т1равления и автоматизации работы ма­ шины с использованием электроники и микропроцессорной техники. Наиболее целесообразны в этих целях комбинации различных систем управления - электрогидравлических и электропневматических. Широкие возможности автоматизации имеют электрические сис­ темы управления, которые применяются на машинах с дизель- электрическим и электрическим приводами. Строительные машины с применением бортовых мини-ЭВМ позволяют автоматически оп­ тимизировать рабочие процессы и тем самым существенно поднять их производительность и облегчить работу оператора по управле­ нию машиной. Для улучшения условий труда машинистов в современных строительных машинах выполняется целый ряд эргономических требований к управлению и рабочему месту. 4.5. Ознакомление с грузоподъемными машинами Грузоподъемные машины и механизмы предназначены для пе­ ремещения грузов и людей по вертикали и передачи их из одной точки площади, обслуживаемой машиной, в другую. К грузоподъемным машинам относят простейшие вспомогательные механизмы (домкраты, лебедки, тали и т.д.), подъемники и краны. Для подъема груза на небольшую высоту (до 1 м) служат про­ стейшие грузоподъемные механизмы - домкраты, обычно приме­ няемые при ремонтных и монтажных работах. Привод домкратов может быть ручным и механическим. Различают винтовые, рычаж- но-реечные, зубчато-реечные и гидравлические домкраты. На рис. 4.20, а показано устройство ручного винтового домкрата на салазках, облегчающих его точную установку под грузом. Ис­ пользование винтовой пары с самотормозящей резьбой, обеспечи­ вающей удержание поднятого груза, является причиной низкого коэффициента полезного действия (КПД), равного 0,3...0,4. Подъ­ емный стальной винт 3 домкрата ввернут в гайку 4, укрепленную в корпусе 7. На верхней части винта установлена рифленая головка 5, которая может поворачиваться относительно винта. Вращение вин­ та 3 производится рукояткой б с двусторонней трещоткой 10. В за­ висимости от положения трещотки, фиксируемой кулачком 9, 89 осуществляют вращение винта в одну или в другую сторону. Кор­ пус домкрата в нижней части имеет опорную плиту, перемещаю­ щуюся в горизонтальном направлении при вращении винта 1. Вра­ щение этого винта производится рукояткой 2, снабженной трещот­ кой 8. Грузоподъемность винпговьк домкратов составляет от 2 до 20 т. Сила, необходимая для привода домкрата, определяется из условия равенства момента, создаваемого рабочим на приводной рукоятке, моменту от сил трения в резьбе и между головкой 5 и верхней ча­ стью винта. Рис. 4.20. Домкраты: а - винтовой; б - гидравлический 90 Широко применяются также гидравлические домкраты (рис. 4.20, 6). Они имеют высокий КПД (от 0,75 до 0,8), малые габариты и массу, обеспечивают плавный подъем и спуск груза при весьма точной его фиксации в необходимом положении. Грузоподъемность гидравли­ ческих домкратов достигает 200 т. Недостатками их являются огра­ ниченная высота подъема груза и малые скорости. Гидравлический домкрат с ручным приводом состоит из скалки 6, снабженной в верхней части упорной головкой 1. Скалка входит в цилиндрический корпус 5, в нижнюю часть которого плунжерным насосом 4 через систему отверстий и клапанов подается рабочая жидкость (обычно масло). Насос работает от рукоятки 2, при кача­ нии которой перемещается плунжер 3 насоса и жидкость через на­ гнетательный клапан поступает в пространство между скалкой и дном корпуса. Для опускания скалки рукоятку 2 необходимо откло­ нить за пределы рабочего положения. При этом открьшается вьшуск- ной клапан и жидкость под воздействием силы тяжести груза перете­ кает из-под скалки в запасной резервуар. При изменении отклонения рукояпси изменяется степень открытия отверстия выпускного клапана и таким образом регулируется скорость опускания груза. Числовое значение скорости подъема груза определяется коли­ чеством рабочей жидкости, подаваемой под скалку 6 в единицу времени. Так как скорость подъема груза при ручном приводе весь­ ма невелика, то при больших высотах подъема и большой грузо­ подъемности гидравлические домкраты имеют механический при­ вод. Давление рабочей жидкости для домкратов с ручным приводом принимают до 6 МПа, а для механического привода - в зависимости от параметров примененного насоса - до 30 МПа. К простейшим грузоподъемным механизмам относятся также и ле­ бедки, предназначенные как для подъема, опускания, перемещения грузов по горизонтальному или наклонному пути при производстве различных погрузочно-разгрузочных, ремонтных и строительно­ монтажных работ, так и в качестве силового оборудования для ком­ плектации различных подъемных устройств (кранов, подъемников и др.). В зависимости от исполнения лебедки можно подразделить; по типу привода - на лебедки с ручным и машинным приводом; по типу тягового элемента - на канатные и цепные; 91 по типу установки - на неподвижные (закрепленные на полу, стене, потолке) и передвижные (на тележках, передвигающихся по полу или по подвесным путям); по числу барабанов - на одно-, двух- и многобарабанные лебедки; по типу барабана - на нарезные, гладкие и фрикционные. На рис. 4.21 изображена лебедка с приводом от фланцевого элек­ тродвигателя 4, укрепленного на корпусе редуктора 3. Бы­ строходный вал редуктора соединен с валом двигателя с помощью зубчатой муфты, расположенной внутри корпуса редуктора. На свободном конце вала двигателя установлен шкив 1 колодочного тормоза, приводимого в действие электрогидравлическим толкате­ лем. На выходном валу редуктора установлен барабан 5 с закреп­ ленным на нем концом каната. При включении двигателя приводит­ ся во вращение барабан 5 лебедки; при этом канат, к которому при­ крепляется груз, наматывается на барабан или сматывается с него, производя подъем или спуск груза. Направление вращения барабана изменяют путем реверсирования электродвигателя. На втором кон­ це быстроходного вала редуктора установлен электроиндукцион- ный (вихревой) тормоз 2, например типа ТМ-4, предназначенный для плавного регулирования скорости опускания груза. Такие ле­ бедки широко используют при монтажных, ремонтных и строи­ тельных работах. При малой грузоподъемности и скорости подъема груза приме­ няют лебедки с ручным приводом, в которых барабан вращается с помощью приводньпс рукояток с тормозом, автоматически останав­ ливающим барабан при прекращении вращения рукоятки. Для внутрицехового и межцехового транспортирования грузов применяют компактные подъемные лебедки-тали, выпускаемые за­ водами Беларуси (рис. 4.22). 92 . 1 .1 Г t к iE l '-------■ К.. ^. Рис. 4.21. Лебедка барабанная с электроприводом 93 Рис. 4.22. Тали Подъемники предназначены для вертикального перемещения грузов и людей при выполнении строительно-монтажных, отделоч­ ных и ремонтных работ. Грузонесущие органы строительных подъ­ емников (клеть, кабина, платформа, ковш, крюк, бункер, бадья, за­ хваты и т. д.) движутся, как правило, по вертикальным жестким на­ правляющим. Строительные подъемники классифищ1руют по назначению, способу установки, конструкщш направляющих, типу грузонесуще- го органа и механизма подъема, способу монтажа и степени мо­ бильности. 94 По назначению различают грузовые подъемники, предназначенные только для транспортарования грузов, и грузопассажирские - для транспортирования грузов и людей; по способу установки - пере­ движные (самоходные и несамоходные), способные перемещаться от­ носительно здания в процессе работы, и стационарные, которые могуг быть приставными, прикрепляемыми к зданию, и свободностоящими - без крепления к зданию. Передвижные подъемники на рельсовом или пневмоколесном ходу используют сравнительно редко. По конструкции направляющих грузонесущего органа различа­ ют подъемники с подвесными (гибкими) и жесткими направ­ ляющими. Подъемники с жесткими направляющими бывают мачто­ выми, скиповыми и шахтными. По типу грузонесущего органа подъемники разделяют на обору­ дованные кабинами (фузопассажирские) и оборудованные плат­ формами (грузовые) - выдвижными и невыдвижными, поворотны­ ми и неповоротными, а также выдвижными рамами, выкатными консолями, монорельсами и направляющими с подвесной клетью, саморазгружающимися ковшами. По типу механизма подъема различают канатные и бесканатные подъемники. В канатных механизмах подъема используются канат­ но-блочная система и лебедка, в бесканатных - зубчато-реечные или цевочно-реечные механизмы модульного типа. По способу монтажа подъемники делят на мобильные, перевози­ мые с объекта на объект в собранном виде, и немобильные, разби­ раемые при демонтаже на секции и перевозимые в таком виде к месту монтажа. Подъемники не имеют единой системы индексации. Главным параметром подъемников является грузоподъемность - максимально допустимая масса груза, поднимаемая подъемником. К основным параметрам относятся: наибольшая высота подъема груза (расстояние по вертикали от уровня земли до нижнего уровня груза, находящегося в крайнем верхнем положении); скорость подъема и опускания груза; величина перемещения груза по гори­ зонтали (максимальное расстояние от оси мачты подъемника до конца платформы, введенной в оконный проем, или до оси крюка, на котором подвешен груз); величина вертикального перемещения груза (максимальное расстояние по вертикали между крайними верхним и нижним положениями груза). 95 Грузовые подъемники выпускают мачтовыми и шахтными, Шахтные подъемники применяют при возведении кирпичных и же­ лезобетонных труб высотой до 120 м. Мачтовые подъемники наиболее распространены в строительст­ ве; они предназначены для подъема и поэтажной подачи через оконные и дверные проемы зданий различных строительных мате­ риалов и деталей при санитарно-технических, отделочных, ремош- ных и других работах. Различают грузовые и грузопассажирские мачтовые подъемники. Последние применяют для подъема не толь­ ко грузов, но и людей при строительстве многоэтажных зданий. У грузового мачтового подъемника (рис. 4.23) мачта крепится к зданию настенными опорами и состоит из рядовых 6, верхней 5 и нижней 9 секций и смонтирована на опорной раме, на которой ус­ тановлены лебедка ТЛ-14А с канатоведущим шкивом и шкаф элек­ трооборудования. Лебедка с помощью грузового каната обеспечи­ вает подъем и опускание грузовой каретки с выкатной платформой, с помощью которой груз поднимается на соответствующий этаж и подается в оконный проем или на кровлю. Выкатная платформа со­ стоит из рамы, ограждения, механизма горизонтального перемеще­ ния выкатной платформы и грузоподъемного механизма. Механизм перемещения грузовой платформы имеет ручной привод и состоит из рукоятки в сборе с водилом. С помощью подъемного механизма груз можно опускать внутри проема на перекрытие, а также на зем­ лю в нижнем положении грузовой каретки. Грузовая каретка под­ вешена на грузовом канате (см. рис. 4.23, б) и опирается роликами на направляющие элементы мачты. Грузовой канат 3 огибает головной блок 11 мачты, блок 12 гру­ зовой каретки и крепится на мачте. В случае обрыва или ослабления грузового каната торможение грузовой каретки обеспечивается экс­ центриковым ловителем. Перемещение грузовой каретки вверх и вниз ограничивается предохранителып.ш устройством, отключаю­ щим также привод лебедки при вьщвижении выкатной платформы. Грузоподъемный механизм (рис. 4.24) смонтирован в нижней части выкатной платформы и предназначен для подъема на крюке грузов штучньк, затаренных в ящики и бадьи, сыпучих и жидких. Механизм включает барабан 3 с ручным приводом от системы теле­ скопических рычагов б, запасованный на барабан канат и крюковую подвеску 2. 96 Рис. 4.23. Грузовой мачтовый подъемник: а - общий вид; б - схема запасовки грузового каната; 1 - лебедки; 2 , 7 - шкаф и элементы электрооборудования; 3 - грузовой канат; 4 - настенные опоры; 5 - верхняя секция мачты; 6 - рядовые секции мачты; 8 - поднимаемый груз; 9-металлоконстрзтсция мачты; 10 - опорная рама подъемника; 11 ,1 2- блоки 97 Рис. 4.24. Грузонесущий орган подъемников; 1 - тара; 2 - крюк; 3 - барабан; 4 - грузовая каретка; 5 - вьжатная платформа; 6 -телескопический рычаг Наиболее распространенными грузоподъемными машинами яв­ ляются грузоподъемные краны - машины цикличного действия, предназначенные для подъема и перемещения в пространстве груза, удерживаемого грузозахватным устройством. По конструктивному признаку их разделяют на стреловые самоходные краны, башенные, краны мостового типа, портальные и др. Стреловые самоходные краны представляют собой стреловое или башенно-стреловое крановое оборудование, смонтированное на са­ моходном гусеничном или пневмоколесном шасси. Такие краны яв­ ляются основными грузоподъемными машинами на строительных площадках и трассах строительства различных коммуникацдй. Ши­ рокое распространение стреловых самоходньпс кранов обеспечили: автономность привода большая грузоподъемность (до 250 т), спо­ собность передвигаться вместе с грузом, высокие маневренность и мобильность, широкий диапазон параметров, легкость перебазирова­ ния с одного объекта на другой, возможность работы с различными видами сменного рабочего оборудования (универсально) и т. д. Различают стреловые самоходные краны общего назначения для строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ широко­ го профиля и специальные для выполнения технологических опера­ ций определенного вида (краны-трубоукладчики, железнодорожные и плавучие краны и т. п.). 98 Стреловые самоходные краны общего назначения классифици­ руют следующим образом: по грузоподъемности - легкие (грузоподъемностью до 10 т), средние (грузоподъемностью 10...25 т) и тяжелые (грузоподъемно­ стью 25 т) и сверхтяжелые (грузоподъемностью свыше 25 т); по типу ходового устройства - автомобильные (на стандартных шасси грузовых автомобилей), тракторные (навесные на серийные тракторы), на шасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусе- вмчные, имеющие спещ1альные шасси; по количеству и расположению силовых установок - с одной си­ ловой установкой на ходовом устройстве (шасси), с одной силовой установкой на поворотной части и с двумя силовыми установками; по количеству приводных двигателей механизмов - с одно- и многомоторным приводами; по типу привода - с механическим, электрическим и гидравли­ ческим приводами; по количеству и расположению кабин управления - с кабинами только на шасси, только на поворотной платформе, на шасси и на поворотной платформе; по конструкции стрелы - со стрелой неизменяемой длины, с вы­ движной и телескопической стрелами; по способу подвески стрелы - с гибкой (на канатных полиспа­ стах) и жесткой (с помощью гидроцилиндров) подвеской. Основные типоразмеры и параметры современных стреловых самоходных кранов, а также технические требования к ним регла­ ментированы ГОСТ 22827-85 «Краны стреловые самоходные обще­ го назначения. Технзнческие условия». В соответствии с этим стан­ дартом предусмотрен выпуск десяти размерных групп стреловых самоходных кранов грузоподъемностью 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160 и 250 т. Указанные грузоподъемности кранов - это макси­ мально допустимая масса груза, которую может поднять кран дан­ ной размерной группы при минимальном вылете основной стрелы. Всем моделям стреловых самоходных кранов общего назначения присваивается индекс, структурная схема которого показана на рис. 4.25. Первые две буквы индекса КС обозначают кран стреловой самоходный; четыре основные цифры индекса последовательно обозначают: размерную группу (грузоподъемность в тонах) крана, тип ходового устройства, способ подвески стрелового оборудова­ ния и порядковый номер данной модели крана. 99 с гибкой 1ЮЯ1КСК0Й : С жесткой поаиеской РСЭС]» 6 7 8 1 9 Иеппхнфнис oeojvioiiaHra ч и в I ■ • 1 ~ Очсрид1и1я мад|2рн1ш1£ш1 6.5 lO 25 40 63 100 160 рШ1{Н пТ ~ ] КС-ОООО ф О хд I Т I тв~ Климотичвйкое исполнение - Если не было молсрни'яитн Хопояое yoTPoCiCTno ГУ Ш Тр № Рмерв По|МДКОВЫЙ IHIMQP ыойсли \ :'3: 6 8 > Рис. 4.25. Схема индексации стреловых самоходных кранов Десять размерных групп кранов обозначаются соответственно цифрами 1...10. Тип ходового устройства указывается цифрами 1...9, причем цифра 1 обозначает гусеничное устройство (Г), 2 - гу­ сеничное уширенное (ГУ), 3 - пневмоколесное (П), 4 - специальное шасси автомобильного типа (Ш), 5 - шасси стандартного грузового автомобиля (А), 6 - шасси серийного трактора (Тр), 7 - прицепное ходовое устройство (Пр), 8, 9 - резерв. Способ подвески стрелового оборудования указывается цифрами 6 или 7, обозначающими соот­ ветственно гибкую или жесп^тю подвеску. Последняя цифра индекса (цифры 1...9) обозначает порядковый номер модели крана. Следую­ щая после цифрового индекса дополнительная буква (А, Б, В и т. д.) обозначает порядковую модернизацию данного крана, последую­ щие буквы (ХЛ, Т или ТВ) - вид специального климатического ис­ полнения машины; ХЛ - северное, Т - тропическое, ТВ - для рабо­ ты во влажных тропиках. Например, индекс КС-4561АХЛ обозна­ чает: кран стреловой самоходный, четвертой размерной группы (грузоподъемностью 16 т), на стандартном шасси грузового автомо­ биля, с гибкой подвеской стрелового оборудования, первая модель, прошедшая первую модернизацию, в северном исполнении. Каждый стреловой самоходный кран (рис. 4.26) состоит из сле­ дующих основных частей: ходового устройства 1, поворотной платформы 13 (с размещенными на ней силовой установкой 10, 100 узлами привода Р, механизмами и кабиной машиниста 17 с пультом управления), опорно-поворотного устройства и сменного рабочегс' оборудования. Исполнительными механизмами кранов являются механизмы: подъема груза, изменения вылета стрелы (крюка), вра­ щения поворотной платформы и передвижения крана. Рис. 4.26. Схемы стреловых самоходньк кранов: а - гусеничного с гибкой подвеской стрелового оборудования; б - пневмоколесного с жесткой подвеской стрелового оборудования Стреловые самоходные краны могут осуществлять следующие рабочие операции: подъем и опускание груза; изменение зтла накло­ на стрелы при изменении вылета; поворот стрелы в плане на 360°; выдвижение телескопической стрелы с грузом; передвижение крана с грузом. Отдельные операхщи могут быть совмещены (например, 101 подъем груза или стрелы с поворотом стрелы в плане). Шасси 14 кранов с пневмоколесным ходовым устройством (рис. 4.26, б) обо­ рудуются выносными опорами-аутригерами 18 в виде поворотных (откидных) или выдвижных кронштейнов с опорными винтовыми или гидравлическими домкратами на концах. Аутригеры снижают нагрузки на пневмоколеса, увеличивают опорную базу и устойчи­ вость крана. При работе без выносных опор грузоподъемность кра­ на резко снижается и составляет 20...30 % от номинальной. На кранах устанавливают стреловое и башенно-стреловое обору­ дование. Основными видами стрелового оборудования являются невыдвижная (жесткая) и выдвижная решетчатые стрелы 3, теле­ скопическая стрела 15 с одной или несколькими вьщвижными сек­ циями для изменения их длины. Длину выдвижных стрел можно изменять только в нерабочем состоянии крана, телескопических - при действующей рабочей нагрузке. Основное стреловое оборудо­ вание обеспечивает наибольшую грузоподъемность крана при тре­ буемых ГОСТом вьшете от ребра опрокидывания и высоте подъема крюка. Наибольшая грузоподъемность соответствует наименьшему вылету стрелы. С увеличением вылета грузоподъемность уменьша­ ется. Зависимость грузоподъемности и высоты подъема груза от вылета стрелы называется грузовой характеристикой крана и изо­ бражается графически в виде кривых, которые даются в паспортах кранов. Пользуясь графиками, можно определить грузоподъемность и высоту подъема крюка для любого вьшета основной стрелы и сменного рабочего оборудования. К сменному рабочему оборудо­ ванию относят удлиненные дополнительными вставками (секция­ ми) жесткие и вьщвижные стрелы, с применением которых увели­ чивается зона, обслуживаемая краном, но соответственно снижается грузоподъемность. В комплекс стрелового оборудования входят также стреловой по­ лиспаст 6 или гидроцилиндры 16 для изменения угла наклона стрелы и крюковая подвеска 4 с грузовым полиспастом 5 для подъема и опуска­ ния груза. Для увеличения вылета и полезного подстрелового про­ странства основные и удлиненные сменные стрелы оснащают допол­ нительными устройствами - управляемыми и неуправляемыми гусь­ ками, которые могут иметь второй (вспомогательный) крюк, под­ вешиваемый на полиспасте малой кратности и предназначенный для подъема с большей скоростью небольших по массе грузов. 102 у некоторых моделей кранов на основных жестких стрелах вза­ мен крюка может навешиваться двухчелюстной грейферный ковш (грейфер) с канатным управлением для погрузки-разгрузки сыпучих и мелкокусковых материалов. Подъем основного груза или замыка­ ние челюстей грейферного ковша производится главной грузовой лебедкой 7. Подъем-опускание крюковой подвески гуська и грей­ фера осуществляется вспомогательной грузовой лебедкой 8. Башенно-стреловое оборудование кранов состоит из башни, управляемого гуська или маневровой стрелы, стрелового поли­ спаста и грузового полиспаста с крюковой подвеской. Такое обору­ дование по сравнению со стреловым обеспечивает увеличение об­ служиваемой зоны в плане примерно в два раза. Стреловое и башенно-стреловое оборудование вместе с главной грузовой, вспомогательной и стреловой лебедками, механизмом вращения поворотной части крана, узлами их привода и управления монтируют на поворотной платформе 13. Для уравновешивания крана во время работы на поворотной платформе устанавливают противовес 12. Y кранов с гибкой подвеской стрелового оборудова­ ния (см. рис. 4.26, а) на поворотной платформе смонтирована дву­ ногая опорная стойка 11, несущая стреловой полиспаст 6. Краны с жесткой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 4.26, б) не имеют двуногой стойки, стрелоподъемные - лебедки и полиспаста; подьем-опускание стрелы у таких машин осуществляется одним или двумя гидроцилиндрами 16. Поворотная платформа соединена с ра­ мой ходового устройства унифшщрованным опорно-поворотным кругом 2, который обеспечивает возможность вращения платформы с рабочим оборудованием в плане. Привод исполнительных механизмов кранов с одномоторным (механическим) приводом осуществляется от дизельного или элек­ трического двигателя через механическую трансмиссию. Эти краны имеют сложную кинематическую схему с большим количеством зубчатых передач, муфт и тормозов. Для изменения направления рабочих движений в кинематическую цепь одномоторных кранов включен реверсивный механизм. Основными недостатками кранов с механическим приводом яв- лшотся невозможность бесступенчатого и плавного рехулирования скоростей исполнительных механизмов, отсутствие низких «поса­ дочных» скоростей опускания груза, необходимых при ведении 103 монтажных работ. Выпуск кранов с одномоторным приводом по­ стоянно сокращается, они будут заменены машинами с многомо­ торным приводом. Многомоторный привод обеспечивает независимую работу ис­ полнительных механизмов, бесступенчатое регулирование их ско­ ростей в широком диапазоне, получение монтажных скоростей пе­ ремещения груза, упрощает кинематику кранов, улучшает технико­ эксплуатационные показатели машин и т. п. У кранов с многомо­ торным приводом исполнительные механизмы приводятся в движе­ ние индивидуальными электрическими или гидравлическими двига­ телями. Питание электродвигателей механизмов может осуществлять­ ся от внешней силовой сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц или от генераторной установки машины. Питание индивидуальных гидравлических двигателей механизмов обеспечи­ вается гидронасосами через распределительную систему. Привод генератора и гидронасосов осуществляется обычно от основного двигателя машины - дизеля. Автомобильные краны - это стреловые полноповоротные кра­ ны, смонтированные на стандартных шасси грузовых автомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью (до 40 т), высокими транс­ портными скоростями передвижения (до 70...80 км/ч), хорошей ма­ невренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами. Гидравлические стреловые краны на специальных шасси осна­ щены телескопическими жестко подвешенными стрелами, имекя индивидуальный гидравлический привод каждого механизма и смонтированы на специальных шасси, приспособленных для спе­ цифических крановых режимов работы. Выдвижение-втягивание телескопической стрелы может выполняться с грузом на крюке. Сменное рабочее оборудование кранов - удлинители, неуправляе­ мые гуськи, неуправляемые гуськи с удлинителями, управляемые гуськи (башенно-стреловое оборудование). Шасси автомобильного типа изготовляются многоосным (3...8 осей в зависимости от грузо­ подъемности) с использованием сборочных единиц серийных грузо­ вых автомобилей. Краны на таких шасси обладают высокой мобиль­ ностью и значительными скоростями передвижения (до 50...60 км/ч) и благодаря относительно небольшим нагрузкам на оси и колеса 104 имеют высокую проходимость. Обычно они обслуживают удален­ ные друг от друга рассредоточенные строительные объекты с не­ большими объемами крановых работ. Краны на специальных шасси автомобильного типа представля­ ют собой однотипные по конструкции, максимально унифициро­ ванные машины. Краны могут работать на выносных опорах и без них и передвигаться по площадке с твердым покрытием с грузом на крюке^ при стреле, направленной вдоль оси крана назад. Специальное шасси автомобильного типа включает ходовую ра­ му, двигатель, трансмиссию, ведущие управляемые и неуправляе­ мые мосты и неведущие управляемые оси, кабину водителя, руле­ вое управление и тормозную систему. Колесная схема шасси опре­ деляется формулой А X Б, где А - число полуосей шасси, Б - число ведущих полуосей. Составными частями трансмиссии являются муфта сцепления, коробка передач, раздаточная коробка и кардан­ ные валы. На ходовой раме крепятся выносные гидроуправляемые опоры, зубчатый венец роликового опорно-поворотного устройства, с помощью которого поворотная часть крана соединяется с непово­ ротной. На кранах грузоподъемностью 25 и 40 т двигатель шасси служит также для привода крановых механизмов. На кранах боль­ шей грузоподъемности крановое оборудование и шасси имеют са­ мостоятельные силовые установки. На поворотной платформе размещены телескопическая стрела, ме­ ханизм подъема груза, механизм подъема-опускания стрелы, механизм поворота, кабина машиниста с пультом угфавления и противовес. Механизм подъема груза имеет две конструктивно одинаковые грузовые лебедки - главную и вспомогательную. Главная лебедка осуществляет главный подъем, вспомогательная используется для работы с крюковыми подвесками неуправляемых гуськов, а при башенно-стреловом оборудовании приводит в движение управляе­ мый гусек через полиспаст управления. Привод механизмов подъе­ ма груза и поворота осуществляется аксиально-поршневыми насо­ сами; механизмы подъема-опускания стрелы и вьщвижения- втягивания ее секций приводятся в действие гидроцилиндрами двойного действия. Гидродвигатели кранового оборудования полу­ чают питание от аксиально-поршневых насосов с приводом от дви­ гателя внутреннего сгорания. Насосы развивают давление в гидро­ системе до 26 МПа. 105 Гусеничные монтажные тяжелые краны имеют увеличенную вы­ соту башенно-стрелового оборудования, выпускаются грузоподъ­ емностью 100, 125, 250, 300 т и предназначены для монтажа круп­ ноблочного и тяжеловесного оборудования при строительстве и ре­ конструкции предприятий нефтехимической, химической, метал­ лургической и других отраслей промышленности. Гусеничные мон­ тажные краны изготовляются в стреловом и башенно-стреловом вариантах. Краны могут работать как от собственного дизель- электрического агрегата (станции), так и от внешней сети трехфаз­ ного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Дизель-электри- ческий агрегат выполняется в виде отдельного блока и на кранах не устанавливается. Дизель-электрический привод постоянного тока обеспечивает регулирование скоростей механизмов кранов в широ­ ком диапазоне и получение низких посадочных скоростей груза. Микропроцессорные ограничители грузоподъемности, установлен­ ные на кранах, обеспечивают безопасное производство работ во всем диапазоне грузовых характеристик кранов. Монтажные краны могут передвигаться по строительной площадке своим ходом без груза с различными видами стрелового и башенно-стрелового обо­ рудования, а также с ограниченным грузом на основной стреле. С объекта на объект краны перевозят в частично разобранном ввде специализированными автотранспортными средствами, агрегати- руемыми с седельными автотягачами. Краны могут эксплуатиро­ ваться при температуре - 40... + 40 °С. Краны-трубоукладчики представляют собой специальные самоход­ ные гусеничные и колесные машины с боковой стрелой и являются основными грузоподъемными средствами при строительстве трубо­ проводов. Они предназначены для укладки в траншею трубопроводов, сопровождения очистных и изоляционных машин, для поддержания трубопроводов при сварке, погрузки-разгрузки труб и плетей, а также для выполнения различных строительно-монтажных работ. Основные рабочие движения трубоукладчика; подъем и опуска­ ние груза, передвижение крана вместе с грузом, изменение вылета стрелы с грузом. Кроме основного грузоподъемного оборудования краны- трубоукладчики могут быть оснащены бульдозерным, рыхлитель- ным, бурильно-крановым и сваебойным оборудованием. С помо­ щью трубоукладчика с соответствующим навесным оборудованием 106 можно срезать, планировать и перемещать грунт, засыпать траншеи, рыхлить мерзлые грунты, бурить шпуры и скважины, сооружать свайные основания трубопроводов, зданий и сооружений и т. д. Трубоукладчики используются также в качестве тягачей. Каждый кран-трубоукладчик состоит из базовой машины, навес­ ного грузоподъемного оборудования, трансмиссии, системы управ­ ления и приборов безопасности. Основным силовым оборудованием кранов-трубоукладчиков служит дизельный двигатель базового тя­ гача. Привод исполнительных механизмов кранов-трубоукладчиков может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (гид­ равлическим), ходовое устройство - гусеничным и пневмоколес- ным, подвеска стрелы - гибкой или жесткой. Основными параметрами кранов-трубоукладчиков являются мо­ мент устойчивости и грузоподъемность. Индекс трубоукладчиков включает буквенную и цифровую час­ ти. Первые две буквы индекса ТГ обозначают трубоукладчик гусе­ ничный, ТК - трубоукладчик колесный. Первые цифры обозначают фузоподъемность трубоукладчика (в т), последняя - порядковый номер данной модели. После цифр в индексе могут стоять буквы, обо­ значающие очередную модернизацию (А, Б, В, ...) и климатическое исполнение машины (ХЛ - северное, Т - тропическое). Например, ин­ дексом ТГ-124А обозначен трубоукладчик грузоподъемностью 12 т, четвертой модели, прошедший первую модернизацшо. Гусеничные краны-трубоукладчики базируются на серийно вы­ пускаемых промышленных гусеничных тракторах трубоукладочньгх модификаций или на переоборудованных промьппленных тракто­ рах. Гусеничные ходовые тележки базовых тягачей имеют, как пра­ вило, жесткую подвеску, расширенную колею, удлиненную базу, дополнительные бортовые редукторы для повышения тягового уси­ лия, гидромеханические ходоуменьшители для получения «ползу­ чих» скоростей, передвижения в диапазоне 0,1...0,6 км/ч. Башенные краны являются ведущими грузоподъемными маши­ нами в строительстве и предназначены для механизации строитель- но-монтажньгх работ при возведении жилых, гражданских и про­ мышленных зданий и сооружений, а также для вьшолнения различных пофузочно-разгрузочных работ на складах, полигонах и перегрузоч­ ных площадках. Они обеспечивают вертикальное и горизонтальное транспортирование строительных конструкций, элементов зданий и 107 строительных материалов непосредственно к рабочему месту в лю­ бой точке строящегося объекта. Темп строительства определяется производительностью башенного крана, существенно зависящей от скоростей рабочих движений. Рабочими движениями башенных кранов являются подъем и опускание груза, изменение вылета стрелы (крюка) с грузом, пово­ рот стрелы в плане на 360°, передвижение самоходного крана. Отдельные движения, например подъем груза с поворотом стре­ лы в плане, могут быть совмещены. Все башенные краны снабжены многодвигательным электроприводом с питанием от сети перемен­ ного тока напряжением 220/380 В. В общем случае каждый башен­ ный кран - это поворотный кран с подъемной или балочной стре­ лой, шарнирно закрепленной в верхней части вертикально распо­ ложенной башни. Башенные краны классифищфуют по назначению, конструкции башен, типу стрел, способу установки и типу ходового устройства. По назначению различают краны для строигельно-монтажных работ в жилиищом, гражданском и промьшшенном строительстве, для обслу­ живания складов и полигонов заводов железобетонных изделий и кон­ струкций, для подачи бетона на гидротехническом строительстве. По способу установки краны разделяются на стационарные (рис. 4.27, а), самоподъемные (рис. 4.27, б) и передвижные (рис. 4.27, в). Передвижные башенные краны по типу ходового уст­ ройства подразделяются на рельсовые, автомобильные, на специ­ альном шасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусеничные. Рельсовые краны наиболее распространены. Стационарные краны не имеют ходового устройства и устанавливаются на фундаменте вблизи строящегося здания или сооружения. При возведении зда­ ний большой высоты передвижные и стационарные краны для по­ вышения их прочности и устойчивости прикрепляют к возводимому зданию. Прикрепляемые к зданию стационарные краны называют приставными; прикрепляемые к зданию передвижнью краны, рабо­ тающие как приставные, назьшают универсальными. Самоподъем­ ные краны применяются в основном на строительстве зданий и со­ оружений большой высоты, имеющих металлический или мощный железобетонный монолитный каркас, который служит их опорой. Перемещение самоподъемных кранов вверх осуществляется с по­ мощью собственных механизмов по мере возведения здания. 108 h i r ' >/ W W W 7 ^ ///y /z 6 в Рис. 4.27. Классификация башенных кранов по способу установки; а - стационарные; б - самоподъемные; в - передвижные Схема индексации строительных башенных кранов представлена на рис. 4.28. до■ 30 до.75 до J25 до 575 до 300 до 5зО до 800 до 12(Ш блпсс 1200 Кзз|[;1<1с11<гс Г, Р. М I Поряакоомй номер базовой моде.И! кричов; Ot.,.69 — с попорот)»й блигней 71 ...99 — с ненлво)к»Т110й блшисй 1 КБО-^ й . а а й I ? I ■ IЕслн НС бьшо молсрин^ции I Порядкоиый Очс^жяиаи Климатич«коеHOMtp испол- м<1Л1-р«(*за11ия: исполнение;исния:: 0...9 А. Г., В ... ХЛ, Т, ТВ Рис. 4.28. Схема индексации башенных кранов В индекс крана входят буквенные и цифровые обозначения. Бук­ вы перед цифрами обозначают: КБ - кран башенный, КБМ - кран башенный модульной системы, КБГ - кран башенный для ремонта зданий, КБГ - кран башенный для гидротехнического строительст­ ва. Символы цифровой части индекса последовательно обозначают: 109 первая цифра - номер размерной группы, в том числе соответст­ вующий номинальному грузовому моменту. После точки указы­ вается порядковый номер исполнения крана (О...9), который может отличаться от базовой модели длиной стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью. В обозначении базовых моделей номер испол­ нения «О» обычно не ставится. Буквы (А, Б, В, ...), стоящие в индек­ се после цифр, обозначают очередную модернизацию (изменение конструкции без изменения основных параметров) и климатическое исполнение крана (ХЛ - для холодного, Т - тропического и ТВ - тропического влажного климата; для умеренного климата соответ­ ствующего буквенного обозначения нет). Например, индекс крана КБ-405.1А расшифровывается следую­ щим образом: кран башенный, четвертой размерной группы, с по­ воротной башней, первое исполнение, первая модернизация, для умеренного климата. Параметры основных моделей башенных кранов регламентированы ГОСТ 13556-91. Этим ГОСТом предусмотрена возможность вьшуска наряду с изготовлением базовых моделей кранов различных их испол­ нений, позволяющих существенно расширить область применения кра­ нов. Исполнения 1фанов отличаются от базовой модели технической характеристикой (высотой подъема, длиной стрелы, максимальной гру­ зоподъемностью, возможностью использования в различных ветровых районах и т. п.) и могут бъпъ получены на основе базовой модели изме­ нением количества секций башни, секций стрелы, оснащением различ­ ными крюковыми подвесками, грузовыми тележками и т. п. Краны се­ рии КБ имеют едш^то конструктивную схему, комплектуются офани- ченным числом утшфитщрованных узлов и деталей, что облегчает их серийное производство, техничеоото эксплуатацию и ремонг. Характерньтми конструктивными особенностями кранов типово­ го ряда являются: - использование электрического многомоторного привода пе­ ременного тока с питатшем от электросети напряжением 220/80 В; - максимальное использование унифицированных узлов и ме­ ханизмов; применение устройств для плавной посадки грузов с малой скоростью, плавного пуска и торможения механизмов; схема запасовки канатов, обеспечивающая горизонтальное перемещение груза гтри изменении вылета подъемной стрелы; 110 возможность передвижения крана по криволинейным участ­ кам подкрановых путей; высокая мобильность. Все краны серии КБ (кроме приставных) выполнены передвиж­ ными, преимущественно на рельсовом ходу. Передвижные краны выпускают с поворотной и неповоротной башней, нижним и верх­ ним расположением противовеса, с подъемной и балочной стрелой. К унифицированным узлам и механизмам кранов относятся грузо­ вые и стреловые лебедки, механизмы поворота и передвижения, опорно-поворотные устройства, кабины, крюковые подвески и электрооборудование. Металлоконструкции башен и стрел кранов серии КБ выполняют сплошными трубчатыми или решетчатыми. Краны со сплошными трубчатыми металлоконструкциями имеют улучшенные аэродинамические характеристики, что позволяет ис­ пользовать их в районах с сильными ветрами. В настоящее время в странах СНГ серийно выпускаются башен­ ные строительные краны серии КБ 3.. .6-й размерных групп с грузо­ вым моментом 100...400 т • м. Краны 3...5-Й размерных групп в подавляющем большинстве имеют поворотную башню, нижнее расположение противовеса и относятся к разряду мобильных потому, что с объекта на объект их перевозят, как правило, в собранном виде автомобильным тягачом на специальных подкатных тележках. Краны шестой размерной фуппы имеют неповоротную башню и относятся к немобильным, поскольку с объекта на объект их перевозят укрупненными узлами. Управление кранами осуществляется с помощью командокон- троллеров из кабины машиниста. Управление механизмами при монтаже и демонтаже мобильных кранов осуществляется с вынос­ ных кнопочных пультов. Для монтажа и демонтажа кранов исполь­ зуются собственные механизмы и стреловые самоходные краны грузоподъемностью 5...25 т. На рис. 4.29 изображены башеннью краны, состоящие из пульта управления Р, ходовой тележки 1 и поворотаой платформы 2, позво­ ляющей повернуть башню 4 вместе со стрелой 6 относигельно верти­ кальной оси. Ходовая часть и поворотная платформа соединены между собой опорно-поворотным устройством. На поворотной платформе размещены механизмы подъема груза и поворота и противовес 3, предназначенный для разгрузки башни крана от изгибающего момента, 111 создаваемого весом груза и стрелы. Применение противовеса по­ зволяет существенно уменьшить массу крана. В кране КБ-504 хфи- менен нижний противовес и разгрузка создается с помощью кана­ тов стрелового расчала. Механизм передвижения крана размещен на ходовой части. Рис. 4.29. Башенные краны В ряде конструкций ходовые тележки башенных кранов выпол­ няют поворотными, что дает возможность перевода крана на рель­ сы, уложенные перпендикулярно первоначальному направлению перемещения крана. Изменение вылета осуществляется путем пере­ движения тележки 7 по стреле 6. Производительность (сменная эксплуатационная) башенных кранов "см i-max где - средняя продолжительность смены, ч; Gmax - грузоподъемность крана, т; Кг, - коэффициенты использования крана соответственно по грузоподъемности и по времени. 112 4.6. Ознакомление с транспортными, транспортирующими и погрузочно-разгрузочными машинами № всех применяемых ввдов транспорта (наземного, водного и воз­ душного) в рамках специальности 1-36 11 01 изучается наземный, а именно: грузовые автомобили, тракторы, пневмоколесные тягачи. Грузовыми автомобилями, тракторами, пневмоколесными тяга­ чами и созданными на их основе прицепными и полуприцепными транспортными средствами общего и специального назначения осуществляются основные перевозки грузов в строительстве. Кроме того, автомобили, тракторы и тягачи используются как тяговые средства прицепных и полуприцепных строительных и дорожньк машин, а также в качестве базы для кранов, экскаваторов, бульдозе­ ров, погрузчиков, бурильных установок, коммунальных и други;>с машин. Автомобили, тракторы, тягачи изготовляются серийно, поэтом;/ многие их сборочные единицы широко используются в конструкци- iK различньге. строиггельных и дорожных машин. Грузовые автомобили. Основными частями грузового автомо­ биля массового производства являются двигатель 7, кузов 2 и шас­ си 3 (рис. 4.30). Шасси включает силовую передачу (трансмиссию), несуш(ую раму, на которой установлены двигатель, кабина, передавай и задние мосты с пневмоколесами, упругая подвеска, соединяющая мосты с рамой, меха­ низм управления и электрооборудование. По конструкции i^^oea разли­ чают автомобили общего назначения и специализированные. Автомо­ били общего назначения имеют кузов в виде неопрокидывающейся от- 1фьпой платформы с откидными бортами для перевозки любых видов грузов, специализированные - для перевозки определенного ввда груза. К^ юме того, грузовые автомобили классифицируются по типу двигате­ ля, проходимости, грузоподъемности и другим факторам. На грузовьсс автомобилях применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания, работаюхцие на бензине или газе (карбюраторные), на тяжелом топливе (дизельные), газотурбинные. Дизельные двигатели получили преимуще­ ственное распространение, газотурбинные применяют на автомобилязс очень большой грузоподъемности. В зависимости от грузоподъемности мощность двигателей автомобилей общего назначения 60...220, а акго- мобилей-тягачей достигает 500 кВт. 113 Рис. 4.30. Грузовые автомобили общего назначения: а - с открытой платформой и бортами; б - повышенной проходимости; в - тягач с седельно-сцепным устройством По проходимости автомобили делятся на дорожные, рассчитан­ ные для эксплуатации на всех дорогах общей дорожной сети, по­ вышенной и высокой проходимости по всем видам дорог различно­ го состояния и внедорожные (карьерные). Автомобили повышенной и высокой проходимости в зависимости от типа движителя разде­ ляются на колесные, колесно-гусеничные, на воздушной подушке и автомобили-амфибии. Внедорожные автомобили применяются на стройках и разработках полезных ископаемых открытым способом и используются на дорогах со специальным основанием. Главным параметром, определяющим конструкцию автомобиля, является нагрузка на одиночную ось. Правилами дорожного движе­ ния установлены предельные нагрузки на одиночную ось автомоби­ ля - 100 кН для дорог с усовершенствованным покрытием и 60 кН- для общей дорожной сети. Эти требования не распространяются на 114 внедорожные автомобили. Для обеспечения высокой проходимости и требований по нагрузке на ось бортовые автомобили и седельные тягачи выпускаются с двумя, тремя и более (см. рис. 4.30, б, в) ве ­ дущими осями. Такие автомобили получили большое распростра­ нение. Прщепы и полуприцепы разделяются на прицепы, букси­ руемые автомобилем с помощью дышла (одно-, двух- и многоос­ ные), прицепы-роспуски для перевозки длинномерных грузов, полуприцепы, буксируемые седельными тягачами. Седельные тягачи изготовляют на базе шасси бортового автомо­ биля, но с укороченной базой (см. рис. 4.30, в). На раме 3 такого тягача укрепляется опорная плита с седельно-сцепным устройство^( i которое воспринимает нагрузку от полуприцепа и передает ем)' тяговое усилие, развиваемое двигателем автомобиля. По грузоподъемности грузовые автомобили разделяются на ав­ томобили малой, средней, большой и особо большой (внедорожные автомобили) грузоподъемности. Грузоподъемность наиболее рас­ пространенных грузовых автомобилей с бортовой платформой со­ ставляет: тапа ЗИП-6500 кг, типа КамАЗ-8000...11000 кг, типа МАЗ-12000 кг, типа КрАЗ-14500 кг. На рис. 4.31 приведены схемы силовых передач с одной и несколь ­ кими ведущими осями. Крутяпщй момент от двигателя 1 (рис. 4.31, а) к ведущим колесам 8 передается через силовую передачу. Она со­ стоит из постоянно замкнутой фрикционной муфты (сцепления) 2, выключение которой позволяет отключать двигатель при переклю­ чении передач, ступенчатой коробки перемены передач 3 с пере­ менным передаточным числом для согласования крутящего момен­ та на колесах 8 с моментом сопротивления движению и обеспече­ ния движения автомобиля задним ходом, карданного вала 4, главной передачи 5, состоящей из двух конических зубчатых колес и увеличивающей крутящий момент на ведущих колесах, диффе ­ ренциала 6, позволяющего колесам вращаться с различной частотой на криволинейных участках пути, и двух полуосей 7, передающю: вращение закрепленным на них колесам. Главная передача, диффе ­ ренциал и полуоси, закрепленные в кожухе, называются ведущим мостом. Дифференциал устроен следующим образом (рис. 4.31, г). На внутренних концах полуосей 7 закреплены полуосевые кониче­ ские шестерни 15. Концы полуосей с полуосевыми шестернями входят в коробку 14 дифференциала, К коробке дифферешщала 115 прикреплена ведомая шестерня 5, с которой сцеплена ведущая шес­ терня главной передачи. В коробке установлены шестерни- сателлиты 13, которые сцеплены одновременно с обеими полуосе- выми шестернями и могут вращаться в цапфах. При прямолиней­ ном движении автомобиля по ровной дороге полуоси с шестернями будут вращаться с одинаковой скоростью, равной скорости короб­ ки, а шестерни-сателлиты остаются неподвижными относительно своей оси. При движении автомобиля по криволинейному участку дороги сателлиты перекатываются по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне, а вторая полуосевая шестерня за счет враще­ ния сателлитов начнет вращаться быстрее. В результате колесо, ка­ тящееся по внутренней кривой, будет вращаться медленнее, чем колесо, катящееся по внешней кривой и проходящее за одно и то же время больший путь. Рис. 4.31. Силовые передачи грузовых автомобилей: а - с колесной формулой 4 х 2; 5 - с колесной формулой6 x 4 ; в - с колесной формулой 6 х 6; г - схема дифференциала Автомобиль оборудуется тормозной системой для снижения скорости и остановки машины и рулевой системой для изменения направления движения посредством поворота передних управляе­ мых колес 9. На тяжелых машинах рулевой механизм оснащается гидроусилителем, снижающим усилие на рулевом колесе. 116 На рис. 4.31, б показана схема силовой передачи трехосного ав­ томобиля с двумя ведущими мостами 10 (колесная формула 6 х 4), а на рис. 6.2, в - с тремя ведущими мостами (колесная формула 6 х 6), передний мост 12 является одновременно управляемым и ведущим. Движение к ведущим мостам передается посредством карданньи: валов от коробки перемены передач через раздаточную коробку 11, позволяющую включать передний ведущий мост при преодолении трудных участков пути во время движения по проселочным доро ­ гам и бездорожью. Тракторы гусеничные и колесные (рис. 4.32). Их используют дая перемещения тяжелых грузов по грунтовым и временным доро ­ гам. Агрегатируются они с бортовыми и саморазгружающимися прицепами, а также с прицепными и навесными строительными машинами (скреперами, бульдозерами, экскаваторами, кранами- трубоукладчиками и др.). Гусеничные тракторы обладают малой нагрузкой на грунт и большой силой тяги. Поэтому они имеют бо­ лее высокую проходимость, чем колесные. Максимальная скорость го: перемещения составляет 12 км/ч. Колеснью тракторы более маневрен- ны, имеют большую транспортную скорость - 40 км/ч. Давление на грунт колесных машин 0,2...0,35 МПа, гусеничных 0,1 МПа. Главны1У[ параметром тракторов является максимальное усилие на крюке, по которому их разделяют на классы. Максимальное усилие на крюке измеряют при скорости 2,6...3 км/ч для гусеничных и 3,0...3,5 км/ч - для колесных. Усилие на крюке гусеничных тракторов примерно равно их массе, а колесных - 0,5...0,6 от массы. Промышленностью выпускаются тракторы сельскохозяйствен­ ного типа классов тяги 6, 9, 14, 20, 30, 40, 50, 60, 90, 150 и 250 кН и промышленного типа классов тяги 100, 150, 200, 250, 350, 500 кН. Тракторы промышленного типа изготовляются различных модифи­ каций, т. е. с учетом установки на них погрузочного, бульдозерного, рыхлительного, кранового и другого оборудования. Мощность дви­ гателей тракторов достигает 800 кВт, а иногда и более. Трактор со ­ стоит из рамы, силовой передачи, гусеничного или колесного дви­ жителя и управления. Кроме того, все тракторы комплектуются щравлической системой для привода навесного или прицепного рабочего оборудования. 117 Рис. 4.32. Тракторы: а - гусеничный с передним расположением двигателя; б - гусеничный с задним расположением двигателя; в - пневмоколесный с передними управляемьпии колесами; г - с шарнирно сочлененной рамой У пневмоколесных тракторов с шарнирно-сочлененными полу- рамами (рис. 4.32, г) каждая из полурам опирается на ведущий и управляемый мосты. Поворот передней полурамы относительно задней осуществляется с помощью двух гидроцилиндров на угол до 40° в каждую сторону. Такие тракторы обладают большей манев­ ренностью по сравнению с тракторами с передней управляемой осью. Силовая передача трактора существенно отличается от сило­ вой передачи автомобиля. В ней отсутствует дифференциал, а пово­ рот машины осуществляется торможением одной из гусениц. Сило­ вые передачи тракторов выполняются механическими, гидромеха­ ническими и электрическими. В состав механической силовой передачи гусеничного трактора (рис. 4.33, а) входят: двигатель 1, дисковая фрикционная муфта сцеп­ ления 2, коробка перемены передач 3, карданный вал 5, главная пе­ редача 6, бортовые фрикционы 7 с ленточными тормозами 8, борто­ вые редукторы Р, соединенные с ведущими звездочками гусениц iO. На гусеничной раме 4 установлены ведомые звездочки 11 с натяжньш 118 устройством гусеничной цепи. Бортовые редукторы увеличивают крутящий момент на ведущих звездочках. Бортовые фрикционы представляют собой многодисковые фрикционные муфты, которые в замкнутом (включенном) состоянии обеспечивают прямолинейное движение трактора. Изменение направления движения достигается частичным или полным выключением одного из бортовых фрик­ ционов с одновременным торможением его ведомых дисков с по­ мощью ленточного тормоза. Ленточные тормоза используются так­ же для торможения обеих гусениц при движении на }тслонах и как стояночные тормоза. Для плавного бесступенчатого регулирования скорости в широком диапазоне в зависимости от внешней нагрузки силовая передача дополняется гидравлическим ходоуменьшителем, позволяюш,им работать на пониженных (до 1 км/ч) скоростях. I г 3 Рис. 4.33. Силовые передачи тракторов: а - г>'сеничного; б - колесного В состав механической передачи колесного трактора (рис. 4.33, б) с передним расположением двигателя Г входят фрикционная муфта сцепления 2, карданный вал 3, коробка перемены передач 4, главная передача 5, бортовые фрикционы б с ленточными тормозами 7, борто­ вые редукторы 8, передающие вращение пневматическим колесам 9. В силовых передачах гусеничных и колесных тракторов, одно- и двухосных тягачей, специальных шасси одноковшовых погрузчи­ ков, самоходных кранов автомобильного типа широко применяют гидродинамические передачи. При больших сопротивлениях движению (при трогании с места, движении на подъем или в трудных дорожных условиях) использует­ ся способность гидротрансформатора увеличивать крутящий момент 119 двигателя с высоким коэффициентом трансформации. По мере снижения сопротивления движению постепенно снижается транс­ формация момента, плавно возрастает скорость ведущих колес, а работа трансформатора переходит в режим с более высоким КПД. При этом переключение передач осуществляется автоматически, т. е. высшие пе­ редачи включаются только тогда, когда вторичный вал достигает опре­ деленной частоты вращения. При этом двигатель работает в режиме максимальной моищости, а переключение передач происходит без раз­ рыва 1футящего момента. Отсутствие жесткой кинематической связи двигателя с ведущими звездочками снижает динамические нагрузки на двигатель, повышает долговечность двигателя и силовой передачи. В хусеничных тракторах с электрической силовой передачей мо­ мент ведущим звездочкам гусениц сообщается тяговым электродви­ гателем постоянного тока через бортовые фрикционы и редукторы. Тяговый электродвигатель получает питание от генератора, вра­ щаемого дизелем трактора. Система привода дизель-генератор- двигатель значительно упрощает кинематическую схему силовой пе­ редачи (отсутствуют коробка перемены передач, карданные валы), а главное - обеспечивает в широких пределах бесступенчатое ре1ули- рование скорости движения и момента в зависимости от внешней нагрузки. Гидромеханическая и электрическая силовые передачи наиболее полно отвечают режиму работы тракторов с прицепным и навесным рабочим оборудованием строительных машин. Пневмоколесные тягачи. Такие одно- и двухосные тягачи предна­ значены как базовые машины для работы с различного рода прицепньш (одноосные) и навесным и прицепным (двухосные) рабочим оборудова­ нием строительных машин (рис. 4.34). Пневмоколесные тягачи облада­ ют высокими тяговой характеристикой, транспортаьвуш (до 50 км/ч и более) скоростями, большим диапазоном рабочих скоростей, хорошей маневренностью, что способствует достижению высокой произюди- тельности строительных машин, создаваемых на их базе. Пневмоколесные тягачи собирают из узлов и деталей серийного производства тракторов и тяжелых автомобилей при широкой сте­ пени унификации, что делает их конструкцию более долговечной. Мощность дизелей тягачей достигает 900 кВт при нагрузке на ось 750 кН и более, что обеспечивает реализацию одного из главных направлений развития строительной техники - создания машин большой единичной мощности. 120 Рис. 4.34. Прицепное и навесное оборудование одно- и двухосных тягачей: а - скрепер; б - землевоз; в - кран; г - цистерна для цемента и жидкостей; д - тяжеловоз; е - кран трубоукладчик; ж - траншейный экскаватор; 3 - корчеватель; и - бульдозер; к - рыхлитель; л - погрузчик В последние годы одно- и двухосные тягачи комплектуются мо­ тор-колесами с шинами до 3 м в диаметре и шириной более 1 м с автоматически изменяющимся в зависимости от дорожных условий давлением воздуха. Мотор-колесо представляет собой самостоя­ тельный агрегат с гидравлическим или электрическим двигателем и планетарным редуктором, встроенным в колесо. Рабочие двигатели питаются от масляных насосов или генератора, приводимых в дей­ ствие основным двигателем тягача. Система управления двигателя­ ми мотор-колес позволяет каждому из них сообщать различные 121 по величине моменты и частоту вращения, а при разворотах - и на­ правление вращения, что особенно важно при работе в сложных дорожных условиях. Спещ1ализированные транспортные средства применяют в соот­ ветствии с их назначением и видом груза: для перевозки грунта, сыпучих грузов, бетонов и растворов, битума, топлива (автом<^или- самосвалы, керамзитовозы, автобетоносмесители, авторастворово- зы, автобшумовозы, топливовозы), порошкообразных грувов (авто­ цементовозы, известковозы), строительных конструкций (панелево­ зы, фермовозы, плетовозы, сантехкабиновозы), длинномерных гру­ зов (трубовозы, плетевозы, металловозы), строительных грузов в контейнерах (контейнеровозы), технологического оборудования и строш'ельных машин (тяжеловозы). Специализированные транспортные средства представляют со­ бой прицепы и полуприцепы к базовым автомобилям и седельньш тягачам средней и большой грузоподъемности с разрешенной на­ грузкой на одиночную ось 60 и 100 кН (автомобили и тягачи с ко­ лесной формулой 6 X 2 и 6 X 4). Конструкция таких транспортных средств учитывает особенности перевозки и физические свойства грузов, сохранение качества грузов, комплексную механизацию по­ грузки. Использование специализированного транспорта способст­ вует дальнейшему развитию индустриальных методов строительст­ ва, снижению себестоимости перевозок, росту производительности транспортных средств. Ниже приводятся конструктивные схемы и технологические возможности отдельных видов специализирован­ ного транспорта. Автомобили-самосвалы и автопоезда. Различают автомобили- самосвалы общего назначения и специальные карьерные самосвалы. Автомобили-самосвалы общего назначения (рис. 4.35) изготовляют на базе серийных грузовых автомобилей (иногда с укороченной ба­ зой). Их используют для перевозки грунта из котлованов, нерудных строительных материалов от карьеров, причалов и железнодорож­ ных станций на предприятия строительной индустрии и на соору­ жаемые дороги. Кроме того, автомобили-самосвалы используют для перевозки асфальтобетона, строительного мусора и других нава­ лочных грузов. Загрузка автомобилей-самосвалов Гфоизводится обычно экскаватором, погрузчиком или из бункера. Кузов 2 самосва­ лов прямоугольной, трапециевидной или корытообразной формы де- 122 лается опрокидным с углом наклона до 60°. Различают самосвалы с адней разгрузкой, т. е. опрокидыванием только назад, с боковой разгрузкой на одну или обе стороны и с трехсторонней разгрузкой. Опрокидывание кузова осуществляется с помощью гидравлическо­ го подъемника, состоящего из одного или двух гидроцилиндров 3 одностороннего действия, питаемых насосной установкой 4, приво­ димой от двигателя 1 через коробку отбора мощности 6 автомобиля карданными валами 5. Рис. 4.35. Автомобиль-самосвал общего назначения: 1 - двигатель: 2 - кузов; 3 - гидроцилиндр; 4 - насос; 5 - карданный вал; 6 ~ коробка отбора мощности Управление опрокидыванием кузова осуществляется из кабины. При этом положение гидрораспределителя обеспечивает принуди­ тельный подъем i^oBa, фиксирование его на любом уровне и плавное опускание кузова под действием собственной массы, при котором про­ исходит слив масла в бак через клапан с определенным проходным се­ чением. Грузоподъемность серийно выпускаемых отечественной промышленностью самосвалов составляет 10...12 т при полной массе автомобиля с грузом 19...23 т. Грузоподъемность спехщальных карь­ ерных самосвалов достигает 300 т, так как они предназначены для работы вне дорог общей дорожной сети и их осевые нагрузки могут превышать действующие весовые ограничения. При перевозке массовых грузов применяют автопоезда (рис. 4.36). Использование автопоездов вместо одиночных автомобилей-самос­ валов позволяет повысить выработку на среднесписочную машину, 123 снизить расход топлива, уменьшить число водителей. Автопоезда создают на базе автомобилей-самосвалов и унифицированных ав­ томобильных прицепов-самосвалов и полуприцепов-самосвалов к седельным тягачам, имеющим общие конструктивные признакя, Гидроцилиндры прицепов действуют от гидравлической систеш базового автомобиля. Автомобили-самосвалы, предназначенные для использования в качестве тягачей, оснащаются стандартными буксирными устройствами, а также гидро-, пневмо- и электровыво­ дами для подключения соответствующих систем прицепов. Раз­ грузка кузовов самосвала и промежуточных прицепов ведется на две (боковые), а заднего - на три (боковые и заднюю) стороны. Гру­ зоподъемность автопоезда, выполненного, например, на базе авто­ мобиля 6 x 4 типа КамАЗ, составляет 11 т (полная масса 19 т), при­ цепа полной массой 16 т и полуприцепа полной массой 25 т. Рис. 4.36. Автопоезд: а - автомобиль-самосвал; б - прицеп-самосвал Для перевозки пористых заполнителей бетона плотностью 0,48...0,65 т/м^ применяют полуприцепы к седельным тягачам (рис. 4.37). Характерной особенностью конструкции является зна­ чительный объем кузова и наличие устройства для задней и боковой разгрузки. Для этого на раме тягача рядом с седельным устройством находится подрамник для крепления силового гидроцилиндра, ко­ торый обеспечивает угол наклона кузова назад до 60°. Грузоподъ­ емность полуприцепов-керамзитовозов 18 т. 124 Рис. 4.37. Полуприцеп-керамзитовоз Полуприцепы-автобитумовозы применяют для транспортирования бгаумных материалов от нефтеперерабатьшающих заводов к местазу! производства дорожных, кровельных и изоляционных работ. Авто - битумовоз (рис. 4.38) представляет собой полуприцепную цистерну I эллиптической формы, установленную на полуприцепе безрамной конструкции к седельному тягачу и оборудованную системами по­ догрева, забора и выдачи битума. Сверху цистерна имеет заливные люки 2, а в задней части - фланец для присоединения сливного тру ­ бопровода 5. Система подогрева включает в себя жаровые трубы 5, вмонтированные в заднее днище цистерны, стационарные горелки 4, работающие на керосиновоздушной смеси, топливный бак, ком - [фессор и приборы контроля за уровнем и температурой битума. Система наполнения и вьщачи битума состоит из трубопроводов и[ битумного шестеренного насоса, приводимого в действие от двига ­ теля тягача через коробку отбора мощности или от индивидуально­ го гидромотора. Обогрев битумного насоса производится теплом выхлопных газов двигателя при его установке на тягаче или теплом горячего битума при его размещении внутри цистерны. Конструкция автобитумовоза обеспечивает сохранение темпера- гуры битума в цистерне при транспортировании без подогрева, по­ догрев битума в цистерне до рабочей (200 °С) температуры, перека­ чивание битума, минуя цистерну, забор битума из б!итумоплавиль- ных котлов и битумохранилищ насосом. Грузоподъемность выпускаемых промышленностью автобитумовозов 6,8...21 т. 125 nРис. 4.38. Полуприцеп-автобитумовоз; У - цистерна; 2 - заливной люк; S - жаровые трубы; 4 - горелки; 5 - сливной трубопровод Перевозка труб по дорогам с твердым покрытием и грунтовым дорогам, а также вдоль трассы строительства трубопроводов вне дорог осуществляется специальными автопоездами-трубовозами. Трубовоз состоит из тягача и одноосного прицепа-роспуска, соеди­ ненных между собой жестким сцепным устройством. На рис. 4.39 показан трубовоз, состоящий из четырехосного автомо­ бильного тягача J повышенной проходимости и двухосного прицепа- pocrtyCKa 5. На тягаче установлен коник 4 для укладки труб 3. Такие же коники неподвижно закреплены на раме прицепа-роспуска. На кониках тягача и прицепа имеются переставные стойки-упоры для труб и предо­ хранительный щит 2, ограничивающий передний вылет труб и защи­ щающий кабину водителя при погрузочно-разгрузочных работах и пе­ ревозке труб. Положение стоек регулируется в зависимости от размера и количества перевозимых труб. Коники снабжены устройством винтово­ го типа для увязки труб. Прицеп-роспуск оснащен сцепным устройст­ вом 6 для соединения его с тягачом. 126 Рис. 4.39. Трубовоз: 1 - тягач; 2 - предохранительный щит; 3 - труба; 4 - коник; 5 - прицеп-роспуск Полуприцепы-панелевозы предназначены для перевозки пане­ лей, плит перекрытий на полуприцепах к седельным автомобиль- ньм тягачам (рис. 4.40). Передняя часть панелевоза опирается на седельное сцепное устройство тягача, а задняя - на одно- или двух­ осную тележку. В некоторых конструкциях панелевозов задняя те­ лежка имеет поворотные оси, что способствует уменьшению габа­ ритной полосы движения, повышению маневренности автопоезда в естественных условиях. Полуприцепы снабжают гидравлическими опорами для устойчивости при погрузочно-разгрузочных операци­ ях, а также их тягачом и автоматической сцепкой, позволяющей одному’ тягачу работать с несколькими полуприцепами и вести мон­ таж панелей «с колес», т. е. без складирования на строительной площадке. По конструкции несущего каркаса полуприцепа панеле­ возы разделяют на хребтовые и рамные кассетного типа. Рис. 4.40. Полуприцеп-панелевоз: а - общий вид полуприцепа хребтового типа; б...д- расположение панелей на полуприцепах-панелевозах различных типов Хребтовые панелевозы имеют каркас в виде фермы трапецие­ видного поперечного сечения, а панели устанавливаются в наклонном положении по обеим сторонам каркаса под углом 8...10° к вертикали (см. рис. 4.40, а, б). Преимущество таких панелевозов - малая погру­ зочная высота и удобство проведения погрузочно-разгрузочных работ. 127 Однако эти панелевозы требуют симметричной загрузки их грузо­ вых площадок, что трудновыполнимо при перевозке нечетного чис­ ла панелей или панелей различной массы. Кроме того, наклонное положение панелей часто приводит к возникновению трещин, ско­ лов и других повреждений. Рамные полуприцепы представляют собой кассету, образо­ ванную двумя продольными вертикальными плоскими фермами и поперечными связями (см. рис. 4.40, в), или несущую раму с кассе­ той (см. рис. 4.40, д), в которой размещаются перевозимые изделия, Изделия устанавливаются в вертикальном положении и удержива­ ются с помощью разделителей, перемещаемых вдоль кассеты, и бо­ ковых держателей. Иногда их дооборудуют дополнительными бо­ ковыми кассетами (см. рис. 4.40, г). Система крепления дает воз­ можность перевозить панели различных размеров и конфигурации, исключает их взаимное перемещение и повреждение выступающих частей и офактуренного слоя. Для перевозки панелей и плит перекрытий шириной до 4 м (не­ габаритных по высоте) используют панелевозьг с рамами, имеющи­ ми поворотную (на угол 55°) часть грузовой площадки, которая од­ новременно служит опорной поверхностью панелей. Панелевоз оборудуется механизмом поворота площадки, фиксирующей ее в транспортном положении, и устройствами для крепления панелей. Для перевозки ферм 12, 18, 24 м на объекты используют полу- прицепы-фермовозы с автомобильными тягачами седельного типа. Фермы устанавливают на опоры полуприцепа в рабочем положении с опиранием по концам аналогично их опиранию в сооружении. Они удерживаются в таком положении винтовыми зажимами, рас­ положенными в передней и задней частях рамы полуприцепа. В за­ висимости от длины фермы передняя опора может перемещаться вдоль рамы с помощью ручной лебедки. В задней части рама ош- рается на седельное устройство поворотной тележки с управляемой осью. Управление поворотом осуществляется с помощью канатной гидравлической системы с фиксацией тележки относительно рамы при отключении поворота или в случае обрыва каната. Грузоподъ­ емность полуприцепов-фермовозов 12 и 20 т. Полуприцепы-контейнеровозы. При перевозках на строитель­ ные объекты мелкоштучных и тарных грузов широко используются контейнеризация и паксгирование. Для перевозки контейнеров 128 и пакетов используют одиночные автомобили и автопоезда общего назначения и специализированные транспортные средства - автомоби- ш-самопофузчики, оборудованные погрузочно-разгрузочными устрой- ивами. К числу таких транспортных средств относятся контейнерово­ зы. Наиболее рациональной конструкцией контейнеровоза, обеспечи­ вающей лучшую маневренность и оптимальную грузоподъемность, является седельный тягач и полуприцеп. Для повышения устойчивости и уменьшения погрузочной высо­ ты и центра тяжести груженого автопоезда полуприцепы изготов­ ляют низкорамными, их снабжают быстродействующими выдвиж­ ными и откидными опорами, используемыми при выполнении по­ грузочно-разгрузочных работ для создания устойчивости и разгрузки ходовой части машины. Наличие таких опор способству­ ет быстрому соединению тягача с полуприцепом и внедрению чел­ ночной (маятниковой) схемы организации перевозок, при которой один тягач может обслуживать несколько полуприцепов. Грузо­ подъемные устройства устанавливают на платформе автомобиля, на раме седельного тягача или на платформе полуприцепа. На рис. 4.41 показан полуприцеп к седельному тягачу, оборудован­ ный стреловым гидравлическим краном с шартрно сочлененной стре­ лой. Кран имеет поворотную в плане (на угол до 200°) телескопическую стрелу 1, состоящую из основной и вьщвижной секций и удлинителя. На основной секции стрелы и удлинителе установлены фузозахватные устройства 2. Телескопическая стрела шарнирно закреплена на пово­ ротной колонне 3, смонтированной на раме полуприцепа 4. Перемеще­ ние секций стрелы, подъем и опускание стрелы, поворот колонны осу­ ществляются гидроцилиндрами двустороннего действия, работающими оггвдросистемы, установленной на тягаче. Гидравлические стреловые краны применяют фузоподъемно- стью до 2,5 т (на наименьшем вылете). 129 Рис. 4.41. Полуприцеп-контейнеровоз: 1 - телескопическая стрела; 2 - грузозахватное устрюйство; 3 - поворотная колонка; 4 - рама; Тяжеловозы по назначению делят на универсальные - для пере­ возки строительных машин и неделимого технологического оборудо­ вания, специализированные - для перевозки специального техноло­ гического оборудования и большегрузных контейнеров, и узкоспе­ циализированные - для уникального, особо большой массы и габаритов технологического оборудования. В зависимости от назна­ чения тяжеловозы изготовляют грузоподъемностью до 100 т и более. Конструктивно тяжеловозы (рис. 4.42) представляют собой прицеп­ ные и полуприцепные, реже самоходные машины с низко расположен­ ной платформой, опирающейся на двух-, трех- и четырехосные мно­ гоколесные тележки со всеми управляемыми осями. Передняя часть ра­ мы полуприцепных тяжеловозов приподнята для размещения на ней поворотной или подкатной тележки. Заднюю часть платформы и рамы делают заниженной, оснащенной откидными трапами для загрузки са­ моходных машин. Для улучшения условий погрузки и выгрузки обору­ дования тяжеловозы снабжают лебедками с приводом от силовой уста­ новки тягача и гидравлическими опорами. В некоторых конструкциях тяжеловозов грузовая платформа может опускаться и подниматься в пределах погрузочной высоты (500...900 мм) с помощью объемного гид­ ропривода. Как и другие транспортные средства, тяжеловозы оборуду­ ются опорно-сцепными и тормозными устройствами, а также средства­ ми для надежного крепления оборудования и машин. 130 Рис, 4.42. Полуприцеп-тяжеловоз Конвейеры. Конвейерами перемещают сыпучие кусковые мате­ риалы, штучные грузы, а также пластичные смеси бетонов и рас­ творов. По конструкции конвейеры делят на ленточные, ковшовые, винтовые и вибрационные. У ленточных и ковшовых конвейеров транспортируемый материал перемещается бесконечной лентой или цепью; у винтовых и вибрационных - вращением или колебанием жесткого рабочего органа в виде винта или желоба. Ленточные конвейеры применяют для непрерывного транспор­ тирования различных материалов в горизонтальном или наклонном направлениях. Они обеспечивают высокую производительность (до нескольких тысяч тонн) и значительную дальность транспортиро­ вания (до нескольких десятков километров). В строительстве ис­ пользуют передвижные и стационарные ленточные конвейеры, пе­ ремещающее грузы на сравнительно небольшие расстояния. Передвижные ленточные конвейеры изготовляют длиной 5, 10 и 15 м. Они оборудуются колесами для перемещения вручную или в прицепе к тягачу. Стационарные ленточные конвейеры для удобст­ ва монтажа составляют из отдельных секций длиной 2...3 м и общей протяженностью 40...80 м. Ленточные конвейеры широко исполь­ зуются как транспортирующие органы в конструкциях траншейных и роторных экскаваторов, бетоноукладчиков и других машин, где их параметры определяются параметрами основной машины. Основным транспортирующим и тяговым органом ленточного конвейера (рис. 4.43, а) является бесконечная прорезиненная лента 4, огибающая два барабана - приводной 6 и натяжной 2. Поступатель­ ное движение ленты с грузом создается силами трения, действую­ щими в зоне контакта ленты с приводным барабаном. Вращение ба­ рабан получает от приводного электродвигателя 10 через редуктор 9. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным барабаном устанавливают отклоняющий барабан 7, увеличивающий угол об­ хвата а. Верхняя рабочая и нижняя холостая ветви поддерживаются 131 верхними 5 и нижними 8 роликоопорами. В целях получения наи­ большей производительности конвейеров их верхние роликоопоры делают желобчатой формы, при прохождении по которым лента той же ширины способна нести больше материала по сравнению с пло­ ской (рис. 4.43, б). Для предотвращения провисания ленты между роликоопорами, а также для увеличения тягового усилия лени предварительно натягивается посредством винтового или грузового натяжного устройства 1. Рис. 4.43. Ленточный конвейер; а ~ схема конструкции; б - роликоопоры; в - схема усилий на приводном барабане; 1 - натяжное устройство; 2 - натяжной барабан; 3 ~ воронка; 4 - лента; 5 - верхняя роликоопора; 6 - приводной барабан; 7 - отклоняющий барабан; 8 - нижняя роликоопора; 9 - редуктор; 1 0 - электродвигатель Загрузка транспортируемого материала на ленту производится через специальную воронку 3. Съем материала может производить­ ся через приводной барабан или в промея^очных пунктах с помо­ щью специальных сбрасывающих устройств. Для предотвращенш самопроизвольного обратного хода ленты после остановки конвейера на валу приводного барабана устанавливается тормоз. 132 Для транспортирования строительных материалов применяют жаневые прорезиненные ленты, состоящие из нескольких слоев (прокладок) ткани (бельтинга). Ширина и число прокладок ленты стандартизированы. Растягивающую нагрузку воспринимают толь­ ко тканевые прокладки, которые изготовляют из других, хлопчато- бумажньЕХ. или из более прочных синтетических волокон. У серийно выпускаемых конвейеров ширина ленты составляет 0,4... 1,6 м. Ско­ рости конвейеров, используемых для транспортирования наиболее распространенньЕХ строительных материалов, находятся в пределах 0,8...2,5 м/с. Конвейеры специального назначения, являющиеся транспортным органом многоковшовых экскаваторов, землеройньк комплексов и других машин, имеют ширину ленты до 3,2 м при скорости 8 м/с. В конвейерах большой длины и производительности прочность прорезиненной ленты с прокладками из синтетических волокон ока­ зывается недостаточной. В этих случаях применяют несколько по­ следовательно расположенных самостоятельных конвейеров, со­ ставляющих обшую длину трассы, а для тягового и несущего орга­ нов в ряде случаев применяют резинотросовые ленты, у которых в качестве прокладок использованы тонкие стальные проволочные канаты при 6...8-кратном запасе прочности. При транспортировании на дальние расстояния применяют так­ же конвейеры с раздельным тяговым и несущим органами. В каче­ стве тягового органа используют стальные канаты или цепи, а не­ сущего - облегченную прорезиненную ленту специальной формы, опирающуюся на тяговый канат или тяговую цепь. Производительность ленточных конвейеров П = 3600Fop, т/ч, где F - площадь поперечного сечения потока материала, м ;^ V - скорость движения материала, м/с; р - плотность материала, т/м^. При транспортировании материалов с острыми кромками, на­ пример для подачи крупнокускового камня в дробилки, применяют пластинчатые конвейеры (рис. 4.44, а), у которых тяговым органом являются две бесконечные цепи 3, огибающие приводные 4 и на­ тяжные 2 звездочки. К тяговым цепям прикрепляют металлические 133 пластины 1, перекрывающие друг друга и исключающие просыпа­ ние материала между ними. Пластинчатые конвейеры применш также для перемещения горячих материалов, деталей и изделий на заводах строительных конструкций. Рис. 4.44. Конвейеры с цепным тяговым органом: 1 - пластина; 2 - натяжная звездочка; 3 - цепь; 4 - приводная звездочка; 5 - скребок Скребковые конвейеры. Разновидностью конвейеров с цепным тяговым органом являются скребковые конвейеры (рис. 4.44, б). Они отличаются от пластинчатых тем, что на тяговых цепях 3 за­ креплены скребки 5, а нижняя рабочая ветвь погружена в открьпый неподвижный желоб и при своем движении перемещает материал. Ковшовые конвейеры перемещают материал в ковшах в верти­ кальном или наклонном (под большим углом) направлениях на вы­ соту до 50 м. Ковшовый конвейер (рис. 4.45) представляет собой замкнутый тяговый орган 4 в виде ленты или двутс цепей, огибаю­ щий приводной 6 и натяжной 1 барабаны (при цепном органе - звездочки), на котором с шагом Т закреплены ковши 3. Рабочий ор­ ган вместе с ковшами размещен в металлическом кожухе 5. Загруз­ ка материала осуществляется через загрузочное 2, а разгрузка - че­ рез разгрузочное устройство 7. 134 Рис. 4.45. Ковшовый конвейер: а - схема конструкции; б - мелкий полукруглый ковш для сыпучих подвижных материалов; г - остроугольный дня кусковых материалов; 1 - натяжной барабан; 2 - загрузочное устройство; 3 - ковш; 4 - тяговый орган; 5 - кожух; 6 - приводной барабан; 7 - разгрузочное устройство Различают быстроходные, имеющие скорость 1,25...2,0 м/с, конвейе­ ры для транспортирования порошкообразных и MeracoiQ'CKOBbix мате­ риалов и тихоходные (скорость 0,4...1,0 м/с) для транспортирования крупнокусковых материалов. В зависимости от вида транспортируемого 135 материала применяют мелкие и глубокие полукруглые ковши, мон­ тируемые на тяговом органе с шагом 300...600 мм, и остроугольные ковши, располагаемые вплотную друг к другу. Заполнение ковшей быстроходных конвейеров происходит при прохождении ими загру­ зочного башмака зачерпыванием, а в тихоходных - путем засыпа­ ния материала в ковш. Разгрузка ковшей быстроходных конвейеров осуществляется при огибании ими приводного барабана под действием центробежных сил, а у тихоходных - под действием силы тяжести (гравитационная разгрузка). При гравитационной разгрузке остроугольных ковшей материал скатывается по передней стенке впереди идущего ковша, в результате чего снижается сила удара его о разгрузочный башмак. Производительность ковшового конвейера определяется по фор­ муле производительности для машин непрерывного действия с пор­ ционной выдачей материала: П = 0,6 qkjipn, т/ч, где q - вместимость одного ковша, л; - коэффициент наполнения ковша, принимаемый для мелких 0,6, для глубоких - 0,8 и для остроугольных ковшей - 0,8; р - плотность материала, т/м^; п = бОи/Г - число разгрузок в минуту; т) - скорость ковшей, м/с; Т - шаг расстановки ковшей, м. Ковшовые конвейеры имеют малые габариты, но требуют посто­ янного контроля за равномерностью загрузки их материалом. Винтовые конвейеры применяются для горизонтального или на­ клонного (под углом до 20°) транспортирования сыпучих, кусковых и тестообразных материалов на расстояние до 30...40 м и имеют произ­ водительность 20...40 м /^ч. Конвейер (рис. 4.46, а) представляет собой желоб 4 полукруглой формы, внутри которого в подшипниках 5 вра­ щается винт 3. Вращение вишу сообщается электродвигателем 1 через редуктор 2. Загрузка материала производится через загрузочное отвер­ стие 6, а выгрузка - через выходное отверстие 7 с задвижкой. Конст­ рукция винта, частота его вращения, а также коэффициент заполнения желоба зависят от вида транспортируемого материала. 136 ж Г W Рис. 4.46. Винтовой конвейер: I - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - винт; 4 - желоб; 5 - подшипник; 6 - загрузочное отверстие; 7 - выходное отверстие Сплошной винт (рис. 4.46, б) применяют для хорошо сыпучих ма­ териалов (цемента, мела, песка, гипса, шлака, извести в порошке) при коэффициенте заполнения желоба = 0,25...0,45 и частоте вращения винта 90...120 мин*. Ленточный и лопастный винты (рис. 4.46, а, д) применяют для транспортирования кусковых материалов (крупного фавия, известняка, негранулированного шлака) при ks = 0,25...0,40 и частх)те 60..,100 мин*. Для транспортирования тестообразных, сле­ жавшихся и влажных материалов (мокрой глины, бетона, цементного раствора) применяют фасонный и лопастный вишы (рис. 2.22, г, д) при частоте вращения 30... 60 мин * ика = 0,15...0,30. Производительность горизонтального винтового конвейера зави­ сит от средней площади сечения потока материала и скорости его движения вдоль оси: 2 П = 3600 ^ ^„1), м^ч, где D - диаметр винта, м; 1) - скорость движения материала вдоль оси конвейера, м/с. 137 в случае перемещения материалов при угле наклона конвейера 5° производительность его снижается на 10 %, при угле наклона 10° - на 20 %, при угле наклона 20° - на 35 %. Диаметры винтов стандар­ тизированы и составляют 0,15...0,6 м. Шаг винта t = D для горизон­ тальных и / = 0,8 D - для наклонных конвейеров. При частоте вра­ щения двигателя п и щаге винта t =D> (где D - диаметр винта) ско­ рость движения материала вдоль оси г) = т/60, м/с Для пропуска через конвейер кускового материала необходшо, чтобы шаг винта был больше максимального размера куска в 4..,6 раз для рядового материала и в 8... 10 раз - для сортированного. Вибрационные конвейеры основаны на принципе значительного снижения сил внутреннего трения между частицами сьшучих мате­ риалов и вязких смесей, а также внешнего трения об ограждающие поверхности при сообщении материалу колебаний с определенной частотой и амплитудой. Источником колебаний служат электромаг­ нитные возбудители ачи вибраторы с механическим приводом (экс­ центриковые, кривошипно-шатуннью). Колебания материалу сооб­ щаются через жесткий орган в виде трубы или желоба. Материалы можно перемещать под уклон, по горизонтали, а также под углом вверх. Общий вид конвейера показан на рис. 4.47. При высоких ши среднечастотных колебаниях наклонный желоб при каждом коле­ бании переходит из положения I в положение П и вновь возвраща­ ется в положение I. При этом частица материала, расположенная в точке А, перемещается вместе с желобом в точку Б и при резком воз­ вращении желоба в исходное положение окажется в точке В, располо­ женной выше точки А, со­ вершая за каждое колебание скачкообразное движение по транспортирующему орган>'. В строительстве вибрацион­ ные конвейеры используются для транспортирования мате­ риалов равномерным пото­ ком на небольшие расстоя­ ния, например при дозирова­ нии инертных материалов или при загрузке конвейеров. 138 Пневмотранспортными установками перемещают сыпучие мате­ риалы по трубам с помощью сжатого или разреженного воздуха. Применение пневмотранспортных установок для погрузки, разгрузки и перемещения таких строительных материалов, как цемент, песок, известь, опилки и др., позволяет значительно повысить производи­ тельность труда, ликвидировать пыление и загрязнение материалов в пуш, полностью механизировать процесс загрузки и выгрузки, соз­ дать условия дпя автоматизации транспортных процессов. Установки пневматического транспортирования выгодно отличаются отсутстви­ ем движущихся частей, возможностью применения труб небольшого диаметра, прокладываемых по любой пространственной трассе на значительные расстояния при высокой производительности. Недостатками пневматического транспорта являются большой удель ­ ный расход воздуха и высокая энергоемкость процесса ( 1...5 кВт • ч/т), а также повышенный износ элементов оборудования при транспор­ тировании абразивных материалов. Однако повышенная энергоем­ кость пневмотранспортных установок в значительной степени ком­ пенсируется перечисленными преимуществами. По принципу работы пневмотранспортные установки делятся на установки всасывающего и нагнетательного действия (рис. 4.48). Рис. 4.48. Принципиальные схемы пневмотранспортных установок: 1 - сопло; 2 - трубопровод; 3 - осадительная камера; 4 - шлюзовой затвор; 5 - бункер; 6 - фильтр; 7 - труба; 8 - вакуум-насос; 9 - воздухоприемник; 10 - компрессор; 11 - воздухозаборник; 12 - затвор; 13 - загружатель; /4 - трубопровод; 15 - осадительная камера; 16 - шлюзовой затвор; 1 7 - бункер; 18 - фильтр 139 Установки всасывающего действия (см. рис. 4.48, а). В таких установках загрузка и транспортирование материала производятся в ре­ зультате разрежения воздуха в транспортном трубопроводе 2, создавае­ мого BaiQyTvi-HacocoM 8. Материал в транспортный трубопровод посту­ пает через сопла 1. При этом возможны загрузка материала из несколь­ ких мест и транспортировка его в одно место. № транспортного трубопровода материал поступает в осадительную камеру 3, где части­ цы материала вьшадают из потока воздуха в результате резкого сниже­ ния скорости воздуха при расширении выходного сечения и через шлю­ зовой затвор 4 высьшаются в бункер 5. Воздух проходит дальнейшую очистку в фильтрах б и в очищенном от материала виде поступает в ва- igyTvi-nacoc 8 и далее в атмосферу через трубу 7. Разряжение воздуха в трубопроводе уменьшается по направлению движения материала. Соот­ ветственно изменяется и скорость воздуха. В установках всасьшающего типа она минимальна у сопла и максимальна у вакуум-насоса. Перепад давления во всасывающих установках составляет 0,03...0,04 МПа, в ре­ зультате чего транспортирование возможно на небольшие расстояния. Установки нагнетательного действия (см. рис. 4.48, б). В та­ ких установках перемещение материала происходит под действием избыточного давления, создаваемого компрессором 10. Материал из бункера подается в загружатель 13, откуда он через затвор 12 под давлением сжатого воздуха по транспортному трубопроводу 14 по­ ступает в осадительную камеру 15 и через шлюзовой затвор 16 ъ бункер 17. Воздух, пройдя фильтры 18, выбрасывается в атмосферу. Для сжатия и нагнетания воздуха применяются компрессоры с дав­ лением до 0,8 МПа и производительностью воздуха до 100 м^мин. Засасываемый компрессором из атмосферы воздух через воздухопри- емник 9 очищается от пыли и далее поступает в воздухосборник 11, который предназначен для определенного запаса сжатого воздуха и равномерного перемещения материала по трубам. Автоцементовозы. Их применяют для доставки цемента с це­ ментных заводов и элеваторов на стройки и предприятия строи­ тельной индустрии. Автоцементовоз (рис. 4.49, а) представляет со­ бой цистерну-полуприцеп 2 к автомобильному седельному тягачу, установленную под углом 6...8° в сторону разгрузки и оснащенную системой загрузки и выгрузки цемента. Во время стоянки без тягача цистерна-полуприцеп опирается на выдвижные опоры 3. Внутри цистерна оборудована аэролотком 15, представляющим собой же­ лобы, на которые натянута пористая ткань. 140 Зафузка осуществляется через люк 1 и самостоятельно. Прин­ цип самозагрузки основан на действии установки всасывающего шла (рис. 4.49, б). Оборудование для загрузки состоит из заборного сопла 6 с гибким шлангом 7, распределительной трубы 9, вакуум- яасоса 4 и фильтров 5. Вакуум-насос приводится в действие от дви­ гателя автомобиля и может работать в режиме насоса при загрузке и в режиме компрессора при разгрузке. Воздух очищается от цемента в фильтрах i i и 5. В щютерне установлены сигнализатор уровня цемента 70 и манометр 12. Воздушная система снабжена обратными 15 и /4 и предохранительным 16 клапанами. При разгрузке через аэролоток в цистерну от насоса-компрессора подается сжатый воз­ дух. При достижении рабочего давления 0,15...0,20 МПа открывает­ ся разгрузочный кран 8, к шаровой головке которого присоединяет­ ся шланг. Насыщенный воздухом цемент приобретает подвижность и подается на склады хранения на высоту до 25 м. Грузоподъем­ ность выпускаемых автоцементовозов 3, 5, 8, 13 и 22 т. Рис. 4.49. Автоцементовоз; J - люк; 2 - Щ1стерна; 3 - опоры; 4 - вакуум-насос; 5 - фильтр; 6 - заборное сопло; 7 - гибкий шланг; 8 - разгрузочный кран; 9 - труба; J0 ~ сигнализатор уровня цемента; 1 1 - фильтр; 12 - манометр; 13,14 - обратный клапан; 15 - аэропоток; 16 - предохранительный клапан 141 Погрузочно-разгрузочные машины в строительстве применяют да погрузки штучных и сьшучих грузов, разгрузки их с транспорт™ средств, а также для перемещения и складирования в пределах строи­ тельной площадки. Они представляют собой преимущественно само­ ходные колесные или гусеничные подъемно-транспортные машины. По принципу выполнения рабочих операций погрузочно-разг- рузочные машины делят на машины цикличного и непрерьгоного дей­ ствия. Первые являются универсальными и могут применяться в раз­ личных условиях благодаря наличию многих видов рабочего оборудо­ вания; вторые применяют на объектах с большим объемом работ по погрузке, перемещению и разгрузке сыпучих строительных материа­ лов, а также там, где рабочий процесс должен быть непрерьшным. В зависимости от назначения погрузочно-разгрузочные машины разделяют на погрузчики для штучных грузов - автопогрузчики и для сыпучих грузов - одно и многоковшовые погрузчики. Для разгрузки материалов с железнодорожного подвижного со­ става используют разгрузчики узкоспециального назначения раз- личньгх конструкций, например, со скребковым, бурофрезерным, всасывающим рабочими органами. Автопогрузчики. Основным видом рабочего оборудования авто­ погрузчиков является вилочный захват, который подводят под груз или штабель из отдельных мелких грузов, установленный на подстав­ ках. С помошзью вилочных погрузчиков перегружают и транспорти­ руют штучные железобетонные изделия, поддоны с кирпичом, обору­ дование, длинномерные пиломатериалы, профильный металл. Вилочные автопогрузчики изготовляют на базе автомобильных уз­ лов (мостов, коробок передач, рулевого управления, тормозных уст­ ройств и др.) с двигателями внутреннего сгорания или с электродвига­ телями, работающими от аккумулятора. Все агрегаты (рис. 4.50, а) монтируются на ходовой раме, которая отшрается на передний i2 и задний JJ мосты погрузчика. В отличие от обычного автомобиля у вилочных погрузчиков двигатель и управляемые колеса распола­ гаются сзади, а ведущий мост со сдвоенными пневмоколесами - спереди. Это обусловлено тем, что передняя часть погрузчика вос­ принимает нагрузку от рабочего оборудования и груза. Ходовое оборудование погрузчиков приспособлено дня работы на площад­ ках с твердым покрытием. Заднее расположение управляемых колес создает погрузчику хорошую маневренность. 142 Рис. 4.50. Вилочный автопогрузчик: 1 - гидроциливдр; 2 - вертикальная рама; 3 - поршень; 4 - внутренняя рама; 5 - вилочный захват; 6 - выдвижная рама; 7 - звездочка; 8 ~ грузовая каретка; 9 - цепь; 10 - пггок; 11 - задний мост; 12 - передний мост Подъемная часть погрузчика - грузоподъемник (рис. 4.50, б) сосго- m ю шарнирно укрепленной на раме погрузчика основной вертикаль­ ной рамы 2, выдвижной внутренней рамы 4 и грузшой каретки 8 с ви­ лочным захватом 5. Для надежного захвата груза основная рама подъ­ емника может отклоняться вперед от вертикальной плоскости на угол 3...4°, а для обеспечения устойчивости в транспортном положении - на 12... 15° назад, что осуществляется с помощью двух гидравлических цилиндров. Вьщвижная рама перемещается по направляющим основ- юй рамы гидравлическим щшщдром 1. Корпус гидрощшиндра опи­ рается на нижнюю поперечину основной рамы, а поршень 3 и шток 10 шарнирно связаны с верхней балкой выдаижной рамы 6. Одновремен­ но по направляющим рамы перемещается грузовая каретка с помощью обратного цепного полиспаста. Последний образован двумя пластин­ чатыми цепями 9, перекинутыми через звездочки 7, установленные на верхней балке подвижной рамы 6. Концы цепей закреплены на основ­ ной раме и на грузовой каретке. Благодаря этому грузовая каретка движется с удвоенной скоростью и проходит путь в два раза больший, чем ход вьщвижения штока гидроцилиндра. 143 Поступательное движение штоков гвдроцилиндров рабочего оборудования вилочного автопогрузчика создается давлением жвд- кости насосов, приводимых во вращение двигателем автопогрузчи­ ка. Для уменьшения усилий управления в систему управляемьк ко­ лес подключен специальный гидроусилитель рулевого управлешя. Для привода гидроусилителя рулевого управления установлен на­ сос. Управление гидроусилителем сблокировано с рулевой колон­ кой и осуществляется автоматически. Вилочные погрузчики выпускаются грузоподъемностью 3...5 тс высотой подъема груза до 6 м и скоростью перемещения с грузом до 20 и без груза до 40 км/ч. Автопогрузчики оборудуются различ­ ными съемными видами рабочего оборудования - грейфером (охва­ том) для бревен, ковшом для сыпучих грузов, крановой стрелой и другими приспособлениями, расширяющими область их примененш, Так, для работы с длинномерными грузами, с которыми обычный по­ грузчик не приспособлен работать, применяют автопогрузчики с боко­ вым расположением грузоподъемника. Грузоподъемник поворачива­ ется относительно продольной оси, а длинномерный груз вилочным захватом укладьюается на боковые кронштейны вдоль машин и в та­ ком положении транспортируется в узких проходах складов. Основным рабочим органом одноковшового погрузчика является ковш, используемый для разработки, погрузки и перемещения сы- nj'^Hx мелкокусковых материалов и грунтов I и П категорий. Глав­ ным параметром одноковшовых погрузчиков является грузоподъ­ емность. По грузоподъемности одноковшовые погрузчики разделя­ ют на малогабаритные (до 0,5 т), легкие (0,6...2,0 т), средние (2,0...4,0 т), тяжелые (4,0... 10 т) и большегрузные (более 10 т). В зависимости от ходового оборудования погрузчики могут бьгеь гусеничными и пневмоколесными. Гусеничные погрузчики имеют высокую проходимость и развивают большее напорное усилие, пневмоколесные - большую маневренность и высокие транспортные скорости. В качестве базовых машин для погрузчиков применяют спещ1альные пневмоколесные шасси, гусеничные и колесные про- мьпнленные тракторы погрузочных модификаций или тракторы об­ щего назначения. Специальные пневмоколесные шасси состоят из двух шарнирно соединенных между собой полурам. Шарнирное со­ членение полурам позволяет осуществить погрузку-разгрузку с ми­ нимальным маневрированием за счет взаимного поворота полурам на угол до 40° в плане в обе стороны от продольной оси машины. 144 Погрузочные модификации тракторов промышленного типа из­ готовляют с учетом установки на них погрузочного оборудования и работы с ним. Его располагают на базовой машине спереди или сза­ ди относительно двигателя. Силовые передачи гусеничных и колес­ ных тягачей, а также спещ1альных шасси вьшолняют гидромехани­ ческими с трехскоростной коробкой перемены передач (три скоро­ сти вперед и три одинаковые скорости назад). Такая передача приспособлена для частого реверсирования движений при автома­ тическом переключении передач и наиболее полно отвечает рабо­ чему режиму одноковшовых погрузчиков. По способу разгрузки рабочего органа различают погрузчики; с пе­ редней разгрузкой (фронтальные погрузчики), с боковой разгрузкой (полуповоротные погрузчики), с задней разгрузкой (перекидной тип погрузчика). В строительстве наиболее распространены фронтальные и полуповоротные погрузчики на пневмоколесном и гусеничном ходу. Фронтальные погрузчики. Они обеспечивают разгрузку ковша со стороны разработки материала. Погрузочное оборудование по­ грузчика шарнирно крепится к портальной раме <5, жестко установ­ ленной на основной раме базовой машины (рис. 4.51). Оно состоит из рабочего органа, стрелы, рычажного механизма и гидроцилинд­ ров двустороннего действия. Рабочий орган погрузчика - ковш 1 установлен на стреле 4 и управляется рычажным механизмом, со­ стоящим из двух пар коромысел 3 и поворотных тяг 2, приводимых в движение двумя гидроцил1шдрами 5 поворота ковша. Подъем и опускание стрелы осуществляются двумя гидроцилиндрами 7. Гид­ равлический привод рабочего оборудования позволяет плавно из­ менять скорости в широких пределах и надежно предохранять его от перегрузок. Рабочий процесс фронтального погрузчика, оборудованного ковшом, состоит из следующих операций: перемещение погрузчика к месту набора материала с одновременным опусканием ковша, вне­ дрение ковша в материал напорным усилием машины, подъем ков­ ша со стрелой, транспортировка материала к месту разгрузки и раз­ грузки ковша опрокидыванием. 145 Рис. 4.51. Одноковшовый фронтальный погрузчик: а - схема конструкции; 6 - кинематическая схема погрузочного оборудования; 1 - ковш; 2 - поворотные тяги; 3 - коромысла; 4 - стрела; 5 - гидроцилиндр ковша; 6 - портальная рама; 7 - гидроцилиндры стрелы Техническая производительность одноковшовых погрузчиков определяется с учетом физических свойств разрабатываемого мате­ риала и условий работы. При работе с сыпучими материалами П т =3600 ^ц^р к. ,^ м^ч, где q - вместимость ковша, м ; ка - коэффициент наполнения ковша; - время цикла, с; Лр - коэффициент разрыхления материала; fcr = 0,85.. .0,90 — коэффициент, учитывающий конкретные усло­ вия работы. В общем случае время цикла складывается из времени наполне­ ния ковша, перевода его в транспортное положение, времени гру­ женого хода, времени разгрузки, времени, затрачиваемого на пово­ роты и возвращение к месту работы. 146 При работе со штучными грузами техническая производительность =3600— т/ч, где G - грузоподъемность погрузчика, т. Техническая производительность является пределом возможно­ сти машины и не может быть превышена без изменения рабочих скоростей, мощности двигателя и т. п. Для достижения максималь­ ной технической производительности необходимо анализировать условия работы и в том числе использовать оптимальную схему ор­ ганизации работ, соответствующие виды сменного рабочего обору­ дования (например, ковши повышенной или уменьшенной вмести­ мости), способствующие максимальному использованию тягового усилия базового трактора или тягача. Благодаря хорошей транспор­ тирующей способности одноковшовые погрузчики успешно конку­ рируют с одноковшовыми экскаваторами, работающими транс­ портными средствами и по некоторым технико-экономическим по­ казателям (производительности труда на одного человека в смену, стоимость единицы продукции, материалоемкости и энергоемкость работ) превосходят их. Мощность силовой установки современных одноковшовых погрузчиков достигает 900 кВт-при вместимости основного ковша 10 м^ . Многоковшовые погрузчики. Они относятся к машинам не­ прерывного действия. Их применяют дня погрузки в транспортные средства сыпучих и мелкокусковых материалов (песка, гравия, щебня, шлака, сколотого льда и снега), а также для засыпки тран­ шей грунтом. Многоковшовые погрузчики монтируют на самоход­ ном гусеничном или пневмоколесном шасси, в конструкции которо­ го используются детали и узлы тракторов и автомобилей. По конструкции рабочего органа различают погрузчики шнеко­ ковшовые, роторные, дисковые и с подгребающими лапами. Шне­ коковшовый рабочий орган имеет шнековый питатель и ковшовый злеватор для подачи материала на ленточный конвейер. Роторные погрузчики разрабатывают материал шаровыми или ковшовыми |резами. В дисковьпс ^погрузчиках материал подается двумя диска­ ми, вращающимися во встречном направлении. Подгребающие 147 лапы подают материал на конвейер благодаря специальной кинема­ тике движения. Главным параметром многоковшовых погрузчиков является производительность. Их выпускают производительностью 40, 80, 160, 250 mV4 с высотой погрузки 2,4...4,2 м. 4.7. Ознакомление с машинами для земляных работ К машинам для земляных работ относят машины для подготови­ тельных работ (кусторезы, корчеватели, рыхлители), землеройно­ транспортные машины (бульдозеры, скреперы, грейферы, экскава­ торы, машины для уплотнения грунтов и оборудование для гидро­ механизации). Кусторезы гфедназначаются для расчистки строи­ тельных участков от кустарника и мелколесья. Их используют в ав­ тодорожном и железнодорожном строительстве при прокладке трассы дороги, а также при устройстве просек в лесных массивах, освоении новых земель и мелиоративных работах в сельском хозяй­ стве. Зимой кусторезы могут быть использованы для очистки дорог и строительных участков от снега, а также для снегозадержания. Кусторез является передним навесным оборудованием гусенич­ ного трактора. Оборудование кустореза состоит из универсальной рамы и работающего органа, напоминающего отвал бульдозера (рис. 4.52). Срезание кустарника и деревьев производится ножами, кото­ рые болтами прикреплены к нижним кромкам рамы рабочего органа. Рис. 4.52. Схема одноотвального кустореза Универсальная рама используется при навеске на трактор как ся- вала кустореза, так и другого оборудования (корчевателя, граблей, 148 бульдозера, снегоочистителя и др.)- Для защиты кабины трактора от падающих деревьев и сучьев кусторез оборудуется ограждением, сваренным из труб и над кабиной покрытым стальным листом. Для заточки ножей в процессе работы кусторезы снабжаются за­ точным приспособлением, состоящим из заточной головки с наж­ дачным крутом, гибкого вала и механизма привода, работающего от переднего конца коленчатого вала дизеля или редуктора привода гидронасосов трактора. Корчеватели предназначены для выкорчевывания пней, расчист­ ки строительных участков от корней и камней-валунов, уборки стволов и кустарника, срезанных кусторезом, сгребания валежника и сучьев. Они могут быть использованы также для валки деревьев и рыхления плотных грунтов. Корчеватель представляет собой обо­ рудование, навешиваемое на гусеничный трактор (рис. 4.53). Рис. 4.53. Корчеватель КПТ-75 (конструкция ЦНИИМЭСХ); 1 - корчующие зубья; 2 - поворотная рама; 3 - прижимные копирующие зубья; 4 - толкающая рама; 5-гидравлическиетелескопы; б - стойка; 7 - якорь; 8, 9, /О - силовые цилиндры Рыхлитель (рис. 4.54) предназначен для рьссления прочных и мерзлых; грунтов и представляет собой навесное или прицепное оборудование к гусеничным тракторам или базовым тягачам раз­ личной мощности и с разным тяговым усилием. 149 Рис. 4.54. Общий вид рыхлителя: 1 - тягач; 2 - амортизатор; 3 - вертикальная стойка; 4 - рама; 5 - упор; 6 - зуб; 7 - наконечник; 8 - накладка; 9 - тяга; 10 - гидроцилиндр подъема рабочего оборудования Рыхлители классифицируют по главному параметру - макси­ мальной силе тяги по сцеплению Гщ базового трактора: Гец, кН 30 40 100 150 200 350 Максимальное заглубление, мм 300 350 400 500 700 900 Если тяговое усилие равно 30... 100 кН, рыхлители считают лег­ кими, 100...150 кН - средними, 250 кН - тяжелыми и 500 кН - сверхтяжелыми. Помимо классификации по тяговому усилию рыхлители подраз­ деляют по мощности двигателя базовой машины (кВт): на легкие- меньше 120, средние - 120...250, тяжелые - 300...500 и сверхтяже- лые -550...1000. Рыхлителями эффективно разрабатываются мерзлые и многие крепкие грзшты. Разработка разрыхлителями этих грунтов с транс­ портированием их на расстояние менее 4 км мощными скреперами с усиленными ковшами в 3...4 раза дешевле, чем рыхление взрывом и погрузка экскаватором с отвозкой в автосамосвалах, в 2...3 раза де­ шевле, чем при использовании погрузчиков, и в 8... 10 раз дешевле, чем с использованием при рыхлении клин-бабы. Производитель­ ность труда по сравнению с рыхлением взрывом и экскаваторной погрузкой возрастает с 78.. .80 до 220.. .300 м^чел-смен. 150 Рыхлитель работает в сочетании с бульдозером, скрепером или экскаватором. При работе в сочетании с бульдозером или скрепе­ ром глубина рыхления должна быть больше на 20 %, чем толщина слоя, захватываемая отвалом бульдозера или ножом скрепера. Сте­ пень рыхления, т. е. размеры кусков разрыхляемой породы и грунта, оказывает влияние на производительность рыхлителя. Производительность рыхлителя зависит от тягового усилия трак­ тора Гец, скорости рыхления Vp (оптимальная Vp = 1,6...2,5 км/ч). Тя­ говое усилие трактора зависит от его типоразмера и обычно при оптимальной скорости рыхления 1,5 км/ч равно массы трак­ тора с оборудованием бульдозера или рыхлителя. При равных Гед и Vp производительность зависит от количества одновременно рабо­ тающих зубьев, расстояния между ними и глубины рыхления Согласно опытным данным, форма площади рыхления в крепких: и мягких грунтах при работе одним зубом различна. Для трактора мощностью 300 кВт при силе тяжести бульдозера с рыхлителем 500...520 кН в среднем глубина рыхления hp = 50...60 см в очень крепком и йр = 90... 100 см в мягком грунте. При уменьшении или увеличении мощности или силы тяжести глубина меняется пример­ но пропорционально корню кубическому их изменения. Техническая производительность Пр.т, м^ч, зависит от полезной ширины захвата рыхлителем В^, м, полезной толщины разрыхлен­ ного слоя hp, м, скорости рыхлителя Vp, м/ч, коэффициента перекры­ тия коэффициента характера проходов (параллельные или пе­ рекрестные) числа повторных проходов п: Пр X = В р hp Vp к„ер/п . Величина к„^ р зависит от физико-механических свойств грунта; обычно к„ер = 0,75. При параллельных проходах кп=1, при перекре- стаых = 2. Эксплуатационная производительность Прэ зависит от использо­ вания машины по времени (К ^~ 0,75) с учетом времени подготовки машины к работе, ее осмотра и техобслуживания. Рабочая средняя скорость в этом случае уменьшается на 20 % для учета случайных задержек. При этом Прэ — Пр-J Кв . 151 Если скорость рыхления меньше указанной, необходимо увели­ чить типоразмер трактора или снизить глубину рыхления. Увели­ чить силу тяги, если она должна быть больше 80 %, можно приме­ нением толкача или жесткой тандемной сцепки тракторов с навес­ кой рыхлителя на заднем тракторе. Для увеличения силы тяги до 50...80 % лучше применить гусеничный толкач, если меньше 50 %- колесный толкач. Бульдозером называется машина, состоящая из гусеничного или колесного трактора, оборудованного отвалом. Отвал может уста­ навливаться перпендикулярно к продольной оси трактора или под углом между продольной осью трактора и режущим лезвием отвала, что дает возможность перемещать грунт в сторону. В последнем случае машина называется бульдозером с поворотным отвалом. Кроме того, отвал иногда может поворачиваться в поперечной вер­ тикальной плоскости и наклоняться, изменяя угол резания. При установке отвала перпендикулярно продольной оси тракто­ ра бульдозер с поворотным отвалом работает как бульдозер с непо­ воротным отвалом. В зависимости от выполняемой работы на раму бульдозера как с поворотным, так и с неповоротным отвалом наве­ шивают рыхлители, кусторезы, канавокопатели, корчеватели и дру­ гое сменное рабочее оборудование. Различают бульдозеры с размещением рабочего органа на пе­ редней и задней части машины. По роду привода механизма подъема бульдозеры разделяются на гидравлические и канатные. Бульдозерами можно выполнять следуюш[ие работы; 1) разрабатывать выемки и полувыемки на косогорах, а также выемки с перемещением грунта в насыпь у нулевых отметок в гор­ ной местности; 2) выравнивать рельеф в горной местности для прокладки дорог; 3) разравнивать грунт и строительные материалы; 4) засыпать рвы и канавы; 5) планировать строительные и аэродромные площадки; 6) расчищать площадки и трассы от снега, кустарника, леса и т.д.; 7) устраивать террасы на склонах гор; 8) работать толкачом со скреперами; 9) некоторые конструкщ1и бульдозеров могут выполнять работы в воде при глубине до 1 м. 152 По мощности двигателя базовых тракторов различают сверхтя- желые бульдозеры - мощностью более 220 кВт (300 л. с.), тяжелые 110...220 кВт (150...300 л.с.), средние - 60... 108 кВт (81... 147 л.с.), легкие - 15,5...60 кВт (21...80 л.с.) и малогабаритные - до 15,0 кВт (20 л.с.). В процессе работы бульдозер копает, перемещает и распределяет материал. Чтобы отделить грунт от массива, режущая часть отвала заглубляется в грунт и одновременно бульдозер перемещается впе­ ред. Отделяемый от массива грунт накапливается впереди ножа, образуя призму волочения. Резание осуществляется до тех пор, пока призма волочения не достигнет верхней кромки отвала. Затем отвал на ходу выглубляет- ся и бульдозер перемещается, передвигая призму волочения к месту разгрузки. Подъем и опускание отвала производится гидравлическими или ка­ натными механизмами. В бульдозерах с канатным управлением отвал внедряется в грунт под действием собственной силы тяжести отвала и рамы. При этом отвал может принудительно подниматься, опускаться под действием силы тяжести и иметь плавающее положение. В бульдозерах с гидравлическим приводом отвал внедряется в грунт принудительно в результате усилий, развиваемых гидросис­ темой. Эти усилия могут достигать 40 % и более от общей силы тя­ жести трактора. Изменение положения отвала в горизонтальной и вертикальной плоскостях бульдозеров с поворотным отвалом осуществляется пе­ рестановкой вручную подкосов и поворотом отвала, а на некоторых машинах - с помощью гидрощшиндров. Угол резания в мощных бульдозерах иногда изменяется гидравлическим щшиндром. Скрепером (рис. 4.55) называют землеройно-транспортную ма­ шину с рабочим органом в виде ковша, которая может производнгь послойное копание с набором грунта в ковш и грубым планирова­ нием разрабатываемой поверхности, транспортирование набранного грунта, его выгрузку с разравниванием и частичным уплотнением ходовыми колесами и возврат в забой в исходное положение. 153 Рис. 4.55. Общий вид скрепера; 1 - кабина; 2 -колесо; 3 - седельно-сцепное устройство; 4 - гидроцилиндры поворота; 5 - гидроцилиндры подъемного ковша; 6 - поперечная балка; 7 - упряжные тяги; 8 - заслонка; 9 - ковш; 10 - задняя стенка; 11 - заднее колесо; 12 - задняя рама; 13 - нож Скреперы используют на земляных работах различных видов строительства для разработки грунтов I...IV категории (Ш...ГУ ка­ тегории чаще всего в разрыхленном состоянии). Часто, особенно при работе на прочных грунтах, загрузка скреперов производится погрузчиком или экскаватором. Скреперы выполняют в виде прицепных и полуприцепных кон­ струкций к гусеничным и колесным тракторам или в виде самоход­ ных машин. Прицепные скреперы могут иметь двух- или одноос­ ную конструкцию. У них масса скрепера и грунта передается на опорную поверхность почти целиком через колеса скрепера. У по­ луприцепных скреперов масса воспринимается колесами как скре­ пера, так и тягача. Экономически целесообразная дальность транс­ портирования грунта зависит от подъездных путей и скоростньк характеристик базовых тракторов. Обычно она не превышает 500...700 м для прицепных скреперов, 1000...1500 м для полупри­ цепных и 2000 м для самоходных. 154 Самоходные скреперы выполняют на базе одно- или двухосных колесных тягачей или в виде специализированных конструкций, например, с дизель-электрическим приводом и мотор-колесами. Из­ вестны конструкции гусеничных самоходных скреперов, у которых ковш встроен между гусеницами, а передняя заслонка может ис­ пользоваться как бульдозерный отвал. Такие скреперы применяют в тяжелых условиях на грунтах с низкой несущей способностью. На базе одно- и двухосных тягачей создают также двухмоторные скре­ перы, у которых на задней скреперной оси установлены второй дви­ гатель и трансмиссия (для привода задних колес), 5шравление осу­ ществляется из кабины тягача. Такие скреперы применяют для ра­ боты в тяжелых грунтовых и эксплуатационных условиях, например, при длительных подъемах в груженом состоянии, боль­ ших уклонах, слабой несущей способности грунта и т. д. Скреперы с ковшом большого объема снабжают спереди гидроуправляемыми сцепными устройствами и толкающей плитой, обеспечивающими быстрое соединение двух скреперов для их поочередной загрузки и разъединение для раздельной доставки грунта к месту выгрузки. Известны, кроме того, большегрузные скреперные поезда с двумя- тремя ковшами и всеми ведущими колесами, которые обычно соз­ дают на базе двухмоторных скреперов. При обычной системе загрузки грунтом скреперы всех видов (при­ цепные, полуприцепные, двухмоторные самоходные и с дизель- элекгрическим приводом и всеми ведущими колесами), кроме скрепе­ ров со сцепкой для спаренной работы и скреперных поездов, обеспе­ чивают самозагрузку только в легких грунтовых условиях. В осталь­ ных случаях для эффективной работы при загрузке надо применять толкач в виде бульдозера с усиленным отвалом, специальный бульдо­ зер-толкач с отвалом укороченной длины, снабженным амортизатора­ ми, или трактор-толкач с толкающими плитами, оборудованными амортизаторами. Одномоторные скреперы с обычной загрузкой ис­ пользуют только с толкачами, которые обычно работают в комплекте из четырех-пяти скреперов. Скреперы с принудительной загрузкой, обычно элеваторной, обеспечивают самозагрузку, но не могут рабо­ тать при наличии в грунте больших камней и каменных включений. Для прицепных и полуприцепных скреперов к гусеничным трак­ торам максимальные транспортные скорости обычно не превышают 10...15 км/ч, полуприцепных - 30...40 км/ч, самоходных - 50...60 км/ч. 155 Практически достигаемые транспортные скорости движения скре­ перов часто не превышают 20...25 км/ч даже для самоходных скре­ перов с рессорной подвеской колес. Только при тщательной подго­ товке транспортных путей и наличии подвески колес получают ско­ рости, повышающие указанные. Скреперы классифицируют по объему ковша, способам загрузки и разгрузки, типу управления и другим конструктивным признакам. Прицепные скреперы имеют ковш с геометрическим объемом 3...25 м^, полуприцепные - 4,5...25 м ,^ самоходные - 8...40 м .^ По способу загрузки разделяют скреперы с принудительной (транс­ портером - элеватором) и свободной (тжговым усилием) загрузкой. По способу разгрузки разделяют скреперы со свободной разгруз­ кой вперед или назад, принудительной разгрузкой (обычно вперед) и полупринудительной вперед, назад или в середине, через щель, й скреперах с элеваторной загрузкой применяют принудительную раз­ грузку через сдвигаемое днище ковша путем выдвижения задней за­ слонки. Наиболее распространена принудительная разгрузка, обеспе­ чивающая возможность работы на влажных и липких грунтах. Передние заслонки в скреперах могут быть свободно плавающи­ ми или управляемыми, с помощью которых можно регулировать зев между заслонкой и ножами. Для скреперов применяют гидравличе­ ское управление. Ножи на скреперах устанавливают по одной линии для проведе­ ния планировочных операщ1Й и с выстутхающей средней частью для земляных работ, где такая установка обеспечивает лучшее заполне­ ние, особенно в конце набора ковша. Производительность скрепера как машины периодического (цикли­ ческого) действия равна отношению среднего объема грунта, разраба­ тываемого за один рабочий цикл, к средней длительности цикла. Продолжительность рабочего цикла слагается из времени ко­ пания 4оп, движения с грунтом ?д г., разгрузки движения с порож­ ним ковшом Гд.п., переключения передач Ипер^ пер («пер - число пере­ ключений передач), поворотов «пов^пое («пов - число поворотов) и вре­ мени подхода толкача Гтол- Грейдеры. Грейдеры предназначеЕИ.1 для выполнения профили­ ровочных работ и отделки земляного дорожного полотна. Кроме того, их применяют для возведения невысоких насыпей из боковых резервов, устройства террас на косогорах, устройства корыта в 156 дорожном полотне, срезки и планировки откосов, выемок и насы­ пей, общей планировки участка, перемешивания гравия и щебня с вяжущими материалами при строительстве горной дороги. В зимнее время грейдеры используются для расчистки дорог, для сгребания снега в отвалы перед погрузкой его в транспорт, для снегозадержа­ ния на полях. Так как грейдеры оснащают различным сменным дополнитель­ ным оборудованием (плужные снегоочистители, бульдозерный от­ вал, рыхлитель и т.д.), область их применения расширяется. Грейдеры бывают прицепными (работающими в сцепе с гусе­ ничными тракторами) и самоходными. Последние называются авто­ фейдерами. Грейдеры классифицируют по массе и мощности, типу колесной схемы и трансмиссии, управлению рабочим органом. Конструктивную компоновку автогрейдеров классифицируют по типу мостов с управляемыми и ведущими колесами и общему числу мостов. Наиболее распространенной является колесная схема (фор­ мула) - 1 X 2 X 3, т.е. автогрейдер имеет одну управляемую ось и две ведущие с общим числом осей три. Общее устройство автогрейдера показано на рис. 4.56. Двига­ тель, тяговая рама, поворотный круг с отвалом и кирковщиком, до­ полнительное рабочее оборудование, механизмы управления рабо­ чими органами и рулевого управления, а также кабина расположе­ ны на основной раме. Основная рама опирается в одной точке на передний мост, а в двух точках - на задний мост. Силовая передача от двигателя на ходовую часть автогрейдера осуществляется через соединительную муфту, коробку передач, задний мост и редуктор балансиров. Ходовая часть автогрейдера состоит из четырех при­ водных задних пневмоколес и двух приводных или неприводных управляемых передних колес. Задние колеса с каждой стороны ма­ шины попарно объединены балансирными балками. Такое соедине­ ние позволяет колесам не отрываться от опорной поверхности при наезде одного из них на препятствия, т.е. машина опирается посто­ янно на все шесть колес независимо от рельефа местности. Для из­ менения направления движения передние колеса могут поворачи­ ваться в плане с помощью рулевой трапеции. Для повьшхения ус­ тойчивости движения при работе с косоустановленным отвалом эти колеса могут отклоняться в боковом направлении. 157 Рис. 4.56. Общий вид автогрейдера; 1 - двигатель; 2 - соединительный вал; 3 - коробка передач с задним мостом; 4 - балансир; 5 - колесо; 6 - распределительное устройство; 7 - гидрораспределигель; 8 - рабочие органы; 9 - гидромотор привода поворотного круга; 1 0 - основная рама; 11 - передний мост; 12 - бульдозерное оборудование; 13 - рулевой механизм; 1 4 - карданный вал Рабочий орган - отвал - через кронштейны и поворотный круг за­ крепляют на тяговой раме. Последаюю располагают под хребтовой бал­ кой и соединяют с ней в передней части универсальным шарниром, а в задней - с помощью гидравлических цилиндров, подвешенных к хреб­ товой балке. Два гидравлических цилиндра, работающих независимо один от другого, обеспечивают подъем передней части тяговой рамы и ее перекос, а гидроцишщцр вьшоса - ее вьшос в сторону от продольной оси автогрейдера. Вращением поворотного круга автогрейдера с жестко закрепленными кронштейнами обеспечивается установка отвала в пла­ не. Благодаря такой подвеске отвал может быть установлен гори­ зонтально или наклонно к вертикальной плоскости, под любым углом наклона в плане, располагаться в полосе колеи машины или быть вьше- сенным за ее пределы, бьпъ опущенным ниже уровня поверхности, по которой перемещается машина, или поднятым над ней. Автогрейдеры используются в дорожном строительстве для вы­ полнения планировочных работ, нарезания кюветов, приготовления путем смешивания на полотне дороги асфальтобетонных смесей, вырезания и перемещения грунта. Эксплуатационная производительность автогрейдера при выре­ зании и перемещении грунта, смешивании материала на полотне дороги определяется по формуле 158 п, = *^4 000, мХ п где h - средняя толщина вырезаемой стружки; Ь - ширина вырезаемой стружки, м; V - рабочая скорость движения машины, км/ч; п - число проходов по одному следу; - коэффициент использования машины по времени. Экскаваторы. Экскаватор (рис. 4.57) (от лат. excavo - долблю, выдалбливаю) - основной тип выемочно-погрузочных машин, при­ меняемых для производства земляных работ и добычи полезных ископаемых при открытой разработке месторождений. Все экскаваторы делятся на две группы: одноковшовые периодиче­ ского или цикличного действия и многоковшовые - непрерывного дейст­ вия. Обе эти группы экскаваторов широко применяются и в мелиорации. Одноковшовый экскаватор (см. рис. 4.57) состоит из трех основ­ ных частей: ходового устройства, поворотной платформы и рабоче­ го оборудования. Ходовое устройство предназначено для передвижения экскава­ тора и бывает хусеничным, пневмоколесным, шагающим. В мелио­ рации наибольшее распространение получили экскаваторы на гусе­ ничном ходу, при котором обеспечиваются большая проходимость и устойчивость машины. Экскаваторы на пневмоколесном ходу более подвижны, чем гу­ сеничные, и используются для обслуживания небольших строи­ тельных объектов, при частой смене места работы. Для рьггья больших каналов, а также на вскрышных работах при добьгае полезных ископаемых используются экскаваторы с шагаю­ щим ходовым устройством. Поворотная платформа представляет собой раму большой жест­ кости и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. На ней крепятся основные механизмы экскаватора, силовая установка (двигатель) и рабочее оборудование. Если вращение поворотной платформы не ограничено в обе стороны на любой произвольный угол, экскаватор называется полноповоротным. Если же угол пово­ рота ограничен (меньше полного поворота), экскаватор называется неполноповоротным. У таких экскаваторов поворачивается только рабочее оборудование, поворотной платформы у них нет. 159 160 Рис. 4.57. Экскаваторы предприятия «Святовит» Рабочим оборудованием называется часть экскаватора, предна­ значенная для выполнения определенной работы: копания грунта, подъема и переноски грузов или сыпучих материалов, забивки свай, планировки и т. д. Действующая система индексации (рис. 4.58) одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) посредством четырех цифр ин­ декса классифицирует экскаваторы по размерным группам (первая цифра), типам ходового устройства (вторая цифра) и исполнению рабочего оборудования (третья цифра). Четвертая цифра - порядко­ вый номер модели. Буквы (А, Б, В,..., Е) обозначают очередную мо­ дернизацию, а специальное климатическое исполнение машины обозначается: ХЛ - северное исполнение, Т - тропическое, ТВ - для влажных тропиков. Например, ЭО-3311Г - экскаватор одноковшо­ вый 3-й размерной группы, вместимость ковша 0,4... 1,0 м^ (в зави­ симости от грунта и вида рабочего оборудования), на пневмоколес- ном ходу с канатной подвеской рабочего оборудования, первой мо­ дели, четвертой модернизации. Рис. 4.58. Структура индекса экскаватора 161 Эксплуатационная производительность одноковшового экскаватора Т и - К , где g - вместимость ковша, м ;^ Ка - коэффициент наполнения ковша; Кр - коэффициент разрыхления грунта; Гц - продолжительность одного рабочего цшспа, с. Экскаваторы, непрерывно работающие и одновременно транс­ портирующие грунт в отвал или транспортные средства, называют экскаваторами непрерывного действия. Для обеспечения непрерьшной работы машины рабочий орган должен непрерывно перемещаться. Характер этого перемещения в сочетании с типом рабочего органа является основным признаком, по которому классифицируют экскаваторы непрерывного действия. У экскаваторов продольного копания плоскости перемещения рабо­ чего органа и движения ковшей или скребков совпадают; попереч­ ного копания - плоскость движения ковшей перпендикулярна плос­ кости движения рабочего органа; радиального копания - ковши движутся в вертикальной плоскости, а сам рабочий орган совершает поворотное движение относительно вертикальной оси. Экскаваторы непрерывного действия классифицируют также по следующим основным признакам: типу привода - с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводам; типу ходового устройства-па гусеничном и пневмоколесном ходах; способу соединения рабочего оборудования с тягачом - навес­ ные (рабочий орган задней дополнительной опоры не имеет), полу- прицепные (рабочий орган спереди опирается на тягач, а сзади на дополнительную пневмоколесную тележку) и прицепные; типу рабочего органа — цепной и роторный. Экскаваторам продольного копания присваивается индекс ЭТР (экс­ каватор траншейный роторный) или ЭТЦ (экскаватор траншейный цеп­ ной); экскаваторы поперечного копания имеют индекс ЭМ, роторные стреловые экскаваторы - ЭР. После буквенного индекса следует цифро­ вое обозначение, которое содержит следующую информацию; 162 для экскаваторов продольного копания (ЭТР и ЭТЦ) первые две цифры - глубина копания (в дм), третья - порядковый номер модели; для экскаваторов роторных стреловых первые три цифры - вме­ стимость ковша (в л), а четвертая - порядковый номер модели; для экскаваторов поперечного копания первые две цифры - вме­ стимость ковша (в л), третья - порядковый номер модели. При мо­ дернизации после цифрового обозначения добавляют буквы по по­ рядку русского алфавита. Например, индекс ЭТР-206А обозначает: экскаватор траншейный роторный, глубина копания в дециметрах - 20, шестая модель - б, первая модификация - А. Цепные траншейные экскаваторы выпускаются на базе колесных тракторов с конструктивной доработкой их трансмиссии и на базе шасси гусеничных тракторов. Экскаваторы на базе колесных тракторов (МТЗ-82) используют на минеральных грунтах I.. .Ш категории для рьггья траншей под укпадку кабелей различного назначения и трубопроводов неболь­ шого диаметра. Они оборудованы (рис. 4.59) скребковым рабочим органом для рьггья траншей и бульдозерным отвалом для планиро­ вочных работ небольшого объема и засыпки траншей. Рис. 4,59. Общий вид многоковшового экскаватора на базе колесного трактора: 1 - механизм подъема и опускания рабочего органа; 2 - приводной вал; 3 - дополнительная рама рабочих органов; 4 - рабочий орган; 5 - зачистной башмак; 6 - рабочая цепь; 7 - шнек; 8 - редуктор привода рабочего органа; 9 - ходоуменьшитель; 1 0 - трактор; 1 1 - бульдозерный отвал 163 Эти экскаваторы мобильны и маневренны, что дает возможность использовать их в городских условиях, а также на небольших строительных объектах, где требуются частые переброски машины. Рабочий орган включает раму, на противоположных концах ко­ торой установлены две звездочки, верхняя из которых выполняется приводной. Звездочки огибаются рабочей цепью, поддерживаемой опорными роликами. На цепи установлены режущие зубья или скребки, разрабатывающие и перемещающие грунт вверх, где он подхватывается шнеком и перемещается в поперечном движению машины направлении. Привод рабочего органа - механический или гидравлический. Зачистку для траншеи и придание ей опреде­ ленного профиля осуществляет зачистной башмак. Подъем рабоче­ го оборудования в транспортное положение обеспечивается при помощи гидроцилиндров. Экскаваторы на гусеничном ходу устанавливают на базе промыш­ ленного трактора Т-170. Эти экскаваторы предназначены для рытья траншей под укладку водопроводных и канализационных труб, кабеля и других коммуникаций, а также могут работать на грунтах I .. .Ш кате­ гории с каменистыми включениями размером до 200 мм. Рабочий орган таких экскаваторов представляет собой раму со звездочками и поддерживающими роликами и цепью, на которой установлены ковши, вырезающие грунт и транспортирующие его вверх, где он при опрокидывании ковша разгружается и попадает на транспортер, который ссыпает его вдоль траншеи. Подъем рабочего органа осуществляется при помощи гидроцилиндров. В передней части экскаватора для улучшения устойчивости может ус­ танавливаться противовес. Роторные траншейные экскаваторы предназначены для рьггья траншей (под газопроводы, нефтепроводы, водопроводы, кабели связи, трубопроводы канализации, теплофикации, дренажа и других коммуникаций) большой протяженности с большим объемом зем­ ляных выемок, преимущественно вне населенных пунктов, когда не требуется частой переброски машин с одного участка на другой. Роторный траншейный экскаватор состоит из тягача, в качестве которого обычно используют гусеничный переоборудованный трактор и рабочий орган. Рабочий орган представляет собой жесткий ротор, вращающийся относительно внутренней рамы от механического или гидравличе­ 164 ского привода. По наружному периметру ротора закреплены ковши, обеспечивающие вырезание и перемещение грунта, который, высы­ паясь в верхней части ротора, попадает на направляющие желоба и далее на конвейер, который укладывает его вдоль траншеи. Подъем и опускание рабочего органа осуществляется при помощи гидровд!- линдрюв и системы рычагов. В зависимости от характера нагружений меняются максимальное значение достигаемого напряжения, скорость его изменения и вре­ мя действия нагрузки, т. е. основные факторы, определяющие эф­ фективность уплотнения. Характер изменения напряженного состояния под рабочим орга­ ном определяет проявление тех или иньк свойств грунта. Поэтому в зависимости от вида нагружения различают статические и динами­ ческие воздействия на грунт. Статическое воздействие характеризу­ ется сравнительно небольпшми скоростями изменения напряженно­ го состояния грунта, и оно происходит под действием постоянной или плавно изменяющейся нагрузки. Такое воздействие реализуется обычно давлением массивного колеса или барабана, перекатывае­ мого по поверхности уплотняемого грунта. При динамическом воздействии на грунт резко изменяется его напряженное состояние под ударами массивного элемента рабочего органа вследствие прохождения через гр)тгг ударных волн, вибра­ ционного воздействия и т. п. В соответствии с различными воздействиями на уплотняемый грунт выпускают машины статического (прессование, укатка) и ди­ намического действия (удар, вибрация, удар совместно с вибравд!- ей). Гранищ>1 между указанными типами машин часто оказываются довольно расплывчатыми. Так, при работе машин статического действия наблюдаются динамические эффекты, которые в зависи­ мости от конструктивного исполнения машины и режима ее работы могут быть выражены в большей или меньшей степени. Трудно ус­ тановить также четкую границу между ударно-вибрационными и вибрационными машинами. Еще сложнее разграничить ударно­ вибрационные и ударные машины. Вместе с тем, несмотря на некоторую неопределенность в грани­ цах, подобная классификация машин дает возможность достаточно точно оценивать основные факторы воздействия на грунт. 165 к машинам для уплотнения грунтов относят прежде всего прицеп­ ные, полуприцепные и самоходные катки статического действия. Ра­ бочими органами катков являются металлические вальцы (гладкие, кулачковые, решетчатые) или колеса с пневматическими шинами, Вследствие простых и экономичных средств уплотнения грунтов эти­ ми машинами последние получили наибольшее распространение. Катки с гладкими вальцами применяют давно, начиная со сред­ них веков, главным образом для уплотнения несвязных грунтов. Однако в настоящее время вследствие малой глубины уплотнения (до 20 см) эти катки применяют в основном в качестве рабочих ор­ ганов вибрационных машин. Рабочий процесс катков с гладкими вальцами состоит из много­ кратного перекатывания вальцов по поверхности уплотняемого грунта, т. е. цикличного воздействия на него. Деформации и связан­ ное с ними уплотнение происходят в результате давления, созда­ ваемого силой тяжести вальцев. Эффективным средством уплотнения связных грунтов являются кулачковые катки. В отличие от катков с гладкими вальцами на их поверхности имеются бандажи с укрепленными на них кулачками. Каждый бандаж состоит из 2-3 частей, соединяемых болтами. Ку­ лачки размещают на поверхности катка в шахматном порядке. В начале работы кулачки полностью погружаются в грунт, в свя­ зи с чем в контакт с его поверхностью может входить и валец катка. При погружении кулачков под каждым из них образуется уплот­ ненное ядро, упирающееся в плотное основание. При последующих проходах катка грунт уплотняется в проме­ жутках между ядрами. При каждом проходе кулачки погружаются в грунт на меньшую глубину и между поверхностью грунтового слоя и вальцем катка образуется увеличивающийся просвет, указываю­ щий на уплотнение укатьшаемого слоя. Характерные углубления, создаваемые кулачками по поверхности грунта, способствуют сдав­ ливанию укатываемых слоев в единый массив и повышают качество его уплотнения. Прицепные кулачковые катки используют как одиночные, так и в сцепе из нескольких. При сцепе из двух катков иногда первым устанавливают кулачковый, а вторым - гладкий. Для достижения необходимого утшотнения грунта кулачковые катки перемещаются по одному месту обычно до шести- восьми раз. 166 Кулачковыми катками уплотняют только связные грунты. Для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов используют катки на пневматических шинах, имеющие несколько колес, установлен­ ных в один ряд. Используют жесткие и независимые подвески колес. У катков с жесткой подвеской ось колес укрепляют на продольных балках ра­ мы, которую обычно размещают над колесами. На раме устанавли­ вают кузов для балласта. Основной недостаток катков такой конст- рукщш - перегрузка отдельных колес при движении катков по неров­ ной поверхности. В результате укатьюаемая полоса неравномерно уплотняется по ширине, а отдельные элементы катка перегружаются. Этих недостатков не имеют катки с независимой подвеской колес, при которой каждое колесо может перемещаться в вертикальной плоскости независимо от остальных. Каждая секция таких катков жестко связана с балластным ящиком или платформой. Балластом могут служить грунт или бетонные блоки. Контактные давления на поверхности грунта, а следовательно, и характер напряженного состояния под колесами определяются раз­ мерами шин, давлением воздуха в них и нагрузкой на колесо. Эти параметры и являются главными. Пневматические шины имеют сравнительно небольшую ширину, поэтому при уплотнении грунт под ними отжимается в сторону. Воспрепятствовать отжатию может боковая пригрузка, которую создают соседние колеса, причем тем эффективнее, чем меньше за­ зор между ними. Поэтому колеса нужно ставить ближе друг к дру­ гу. Однако при слишком частом расположении колес увеличивается их число при постоянной ширине полосы уплотнения. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на каждое колесо. Основным недостатком катков статического действия является их большая масса, потребная для нормальной работы. Эту массу можно значительно снизить при том же уплотняющем эффекте, ес­ ли рабочие органы машин выполнить вибрирующими. Вибращюнные катки вьшолняют прицепными и самоходными. Чаще всего в виброкатках применяют центробежные вибровозбуди­ тели с круговой вынуждающей силой. Их приводят в действие от двигателя внутреннего сгорания самоходного катка или специально установленного на раме прицепного катка двигателя привода воз­ будителя, 167 у самоходных виброкатков вибрируюнщми вьтолняют обычно ве­ дущие вальцы. Металлоемкость виброкатков в 3-4 раза меньшая, чем катков статического действия. При этом нужное уплотнение слоя груша достигается меньшим числом проходов, так как виброкатки наряду со статическим оказьшают на грунт и вибрационное воздействие. Сущность его заключается в том, что периодические возмуще­ ния, передаваемые от вибратора в грунт рабочим органом, интен­ сифицируют перестройку сложившейся структуры грунта, в резуль­ тате чего получается более плотная упаковка грунтовых частиц. Дги уплотнения несвязных грунтов и гравийно-песчаных материалов в стесненных или недоступных для других машин местах применяют вибрационные плшы. Кроме плит в ксмплекг оборудования входят виб­ ратор, двигатель, система подвески и механизм управления. Для гфивода вибраторов на вибрационных плрпах чаще всего используют двигатеш внутреннего сгорания - дизельные или карбюраторные. По принципи­ альной схеме эти устройства могут быть одно- и двухмассными. В пер­ вом случае вибратор и двигатель установлены непосредственно на плите. Во втором случае на плите монтируют лишь вибратор, а двигатель уста­ навливают на специальную раму, соединенную с плитой упругими эле­ ментами. В этом случае в колебательное движение приводится лишь нижняя часть, тогда как верхняя, подрессоренная, не колеблется, но воз­ действует на грунт общей массой статического давления. Как уже отмечалось выше, к машинам для земляных работ отно­ сят оборудование для гидромеханизации. Гидромеханизация - спо­ соб производства земляных работ, при котором разработка, транс­ портирование и укладка грунта осуществляются при помощи воды. Гидромеханизация основана на свойстве быстро движущейся воды размывать грунт и переносить его во взвешенном состоянии к месту укладки, где вследствие уменьшения скорости вода теряет несущую способность и частицы грунта оседают. Разработка грунта осуществляется его размывом высоканапор- ной струей воды, направляемой в забой гидромонитором или при помощи землесосного снаряда. Для интенсификации размыва грунт обычно предварительно разрыхляют. Образующаяся в забое водно-грунтовая смесь - пульпа - транс­ портируется по трубам при помощи специальных грунтовых насо­ сов, а при благоприятном рельефе местности - самотеком в откры­ тых каналах. 168 грунт закладывается в отвал или намываемое сооружение сбро­ сом пульпы на предварительно обвалованные участки - карты. Вследствие падения скорости движения пульпы взвешенные час- гиць1 грунта оседают, а осветленная вода отводится для сброса или повторного использования (при гидромониторной разработке). Укладка грунта может сопровождаться сортировкой его по круп­ ности частиц, что имеет большое значение при намыве плотин и обо­ гащении нерудных полезных ископаемых (песка, гравия и т. п.). Гидромеханизация отличается высокими эффективностью и производительностью труда (до 300 тыс. м ^грунта в сутки) при от­ носительно простом оборудовании и ограниченном фронте работ. Особенно широко этот способ производства работ применяется в гвдротехническом строительстве. На крупных гидротехнических стройках им выполняется до 70...80 % общего объема земляных работ. Кроме того, гидромеханизация применяется в специальных областях строительства и горных работ (для добычи и обогащения песка и гравия, при кессонных работах, вскрьггии месторождений полезных ископаемых, намыве площадок под строительство граж­ данских и промышленных объектов, добыче угля, торфа). Гидромониторы. К оборудованию для гидромеханизации отно­ сят гидромониторы, грунтовые насосы, землесосные установки и снаряды. Гидромонитор - устройство для образования и направле­ ния высоконапорной струи воды при производстве земляных работ способом гидромеханизации. Общие требования к гидромониторам заключаются в создании компактной струи воды, не расчленяющейся до достижения грунто­ вого массива; в надежности конструкции, простоте разработки и замены узлов и деталей; минимальных потерях напоров; в легкой управляемости и безопасности. Гидромониторы различают по способу управления (ручные и дистанционные), по подвижности (переставные и самоходные), по дальности действия (дальнего и ближнего действия); по напору во­ ды (низконапорные с давлением до 1,2 МПа и высоконапорные с давлением более 1,2 МПа). Основной тенденцией развития гидромониторной разработки грунта является создание и все более широкое применение новых эффективньгх конструкций самоходных и дистанционно управляе­ мых гидромониторов. Вместе с тем большое распространение имеют 169 переставные гидромониторы с ручным управлением. Так как по требованиям техники безопасности гидромониторы с ручным управлением нельзя устанавливать вблизи забоя, обычно применя­ ются гидромониторы дальнего действия. Чтобы подавать водяную струю в разные точки забоя, в совре­ менных конструкциях гидромониторов предусмотрена возможность кругового поворота ствола в горизонтальной плоскости, а в верти­ кальной - на угол 45...75°. Для обеспечения такой подвижности ствола в конструкции гидромонитора предусмотрена достаточная подвижность соединений. Для поворота гидромонитора в горизонтальной плоскости служит шарнир горизонтального поворота, а дня поворота в вертикальной плос­ кости -шарнир вертикального поворота. Вода поступает по напорному трубопроводу, присоединяемому к фланцу нижнего колена. Насадка гидромонитора навинчивается на резьбу ствола. Каж­ дый гидромонитор снабжается несколькими сменными насадками, что позволяет изменять диаметр струи и расход воды. Для направ­ ления потока воды после прохождения колен и шарниров в стволе установлены струенаправляющие ребра. Ручное управление гидромонитором осуществляется водилом. В больших гидромониторах для облегчения управления применяются электрические, гидравлические и штурвальные механические сис­ темы управления. Эффективность разработки грунтов повьш1ается при дистанционном управлении гидромонитором, которое позволяет приблизить это уст­ ройство к забою и увеличить давление струи на грунт. Кроме того, дис­ танционное управление повьшгает безопасность производства работ. Грунтовой насос является основным агрегатом для перекачки пульпы, который представляет собой одноступенчатый центробеж­ ный насос одностороннего всасьгеания. Его констр^тстивное отли­ чие от центробежных насосов для чистой воды состоит в приспо­ соблении всех пульпопроводящих каналов к пропуску включений в грунт. Кроме того, в грунтовых насосах предусмотрен ряд конст­ руктивных особенностей, наххравленных на снижение износа дета­ лей, которые не всегда согласуются с требованиями оптимальных гидравлических условий. Поэтому КПД грунтовых насосов обычно несколько ниже, чем насосов, предназначающихся для перекачки чистой воды. 170 Для перекачки пульпы из зумпфов к месту укладки служат пере­ движные забойные землесосные установки, которые обычно монти­ руются на санях. Основные части установки - грунтовой насос, электродвигатель, всасывающий патрубок и электролебедка с уко­ синой для подъема, опускания и удержания всасывающего патруб­ ка. Для гидротранспорта грунта из экскаваторного забоя использу­ ются также землесосные установки с гусеничным, шагающим и же­ лезнодорожным ходовым оборудованием. Плавучая землесосная установка, оборудованная рядом специ­ альных устройств, называется земснарядом. Благодаря подвижности и высокой производительности земсна­ ряды успешно применяют в естественных водоемах, при искусст­ венном затоплении разрабатьюаемого участка и отрыве каналов. Являясь плавучими агрегатами, земснаряды не ограничены массой, размерами, давлением на грунт, что позволяет использовать на них оборудование самой большой мощности. Благодаря этому земсна­ ряды относятся к самым производительным агрегатам гидромеха- низащ1и земляных работ, однако по сравнению с гидромониторами они транспортируют пульпу с большим содержанием воды. По силовому оборудованию земснаряды классифищ1руются на электрические и дизельные; по производительности - на земснаря­ ды малой мощности (до 100 м^ч), средней (100...500 mVh) и боль­ шой (более 500 м^ч). Земснаряд представляет собой судно с надстройкой. Для удержания земснаряда на рабочем месте и для его рабочих перемещений служат свайный аппарат и папильонажнь1е лебедки, позволяющие производить веерообразные перемещения всасывающего устройства и поступатель­ ное движение земснаряда. Для этого земснаряд закрегшяется на одной из двух свай свайного аппарата. Постепенным разматыванием и наматыва­ нием соответствующих заякоренных канатов земснаряд поворачивается юкруг опорной сваи, выемка грунта при этом прошводигся по дуге ок­ ружности, очерчиваемой в плане концом всасьшающего патрубка. После перемещения всасывающего патрубка по всей ширине забоя первая свая поднимается, а на дно водоема опускается вторая свая. В результате ко­ нец всасьгоающего патрубка может описывать дугу окружности вокруг нового центра, смещенного относительно первого в направлении рабоче­ го перемещения земснаряда. Перемещая так опору с одной сваи на дру­ гую, осуществляют рабочее передвижение земснаряда. 171 Для подъема и опускания свай применяют несколько способов захвата. На небольших земснарядах сваи захватывают за верхний конец, а на крупных применяют фрикционный захват сваи, при ко­ тором не требуется устройство высоких металлоконструкций свай­ ного аппарата. Папильонажная лебедка служит также для поддержания непре­ рывного контакта гр5тггозаборного устройства с грунтовым масси­ вом и создания необходимого напора для механического разруше­ ния грунта рыхлителем. В гидромеха1шзации земляных работ используются и другие специальные вспомогательные устройства и оборудование, с конст­ рукциями которых можно ознакомиться в специальных изданиях. 4.8. Ознакомление с машинами и оборудованием для бурения и свайных работ Основными рабочими органами бурового оборудования, с по­ мощью которого проводят инженерные изыскания, решают вопро­ сы водоснабжения и т.д., является винтовой бур, ударно-поворотное и шарошечное долото. Винтовой бур (рис. 4.60, а) представляет со­ бой штангу 1 с наваренной на ней винтовой спиралью 2, нижняя кромка которой оснащена резцами 3 из твердых сплавов. Ударно­ поворотное долото (рис. 4.60, б) - это массивный цилиндрический стержень 4, на торце которого имеется заостренная рабочая часть 5, Внутри долота просверлен канал 6 для прохождения воздуха или воды. При подаче воды через этот канал происходит ее смешивание с разработанной породой (образуется шлам), чем облегчается уда­ ление породы из скважины. Шарошечное долото (рис. 4.60, в) состоит из корпуса 7 с тремя лапами 8. Конические шарошки 9 насажены на цапфах и удержива­ ются против смещения штифтами. Внутри корпуса имеется цен­ тральный канал для продувки шарошек сжатым воздухом. 172 Рис. 4.60. Основные виды бурового инструмента: а - винтовой бур; б - ударно-поворотное долото; в - шарошечное долото; I - штанга; 2 - винтовая спираль; 3 - резец; 4 - стержень; 5 - режущая кромка; 6 - канал; 7 - корпус; 8 - лапа; 9 - шарошка Рабочие органы бурового оборудования приводятся в движение специальными механизмами, монтируемыми на базе колесных и гусеничных тракторов, на шасси автомобиля либо являются смен­ ным навесным оборудованием экскаватора или крана. Буровое обо­ рудование в комплексе с базовым агрегатом (трактором, автомоби­ лем, экскаватором или краном) образует буровую машину или буро­ вую установку. Применение той или иной буровой машины определяется физическими свойствами грунта, в котором произво­ дится бурение, диаметром и глубиной требуемых скважин и шпуров. При возведении различных зданий и сооружений на грунтах, не об- ладаюпщх необходимой несущей способностью, нагрузка воспринима­ ется сваями, погруженными в грунт. Применяются деревянные, метал­ лические, бетонные, железобетонные и комбинированные сваи, имею­ щие различные размеры по длине и форму поперечного сечения. В грунт сваи погружаются забивкой, вибрацией и ввинчиванием. Выбор способа погружения свай зависит от грунтовых условий, размеров и материалов свай, глубины их погружения в грунт и объ­ ема свайных работ. Сваи погружаются в результате преодоления сил трения сваи о грунт. Чем больше сила давления на сваю, тем быстрее преодолевают­ ся силы трения сваи о грунт и тем интенсивнее процесс погружения. 173 При этом вначале силы трения больше сил трения в процессе движения. Поэтому при выборе свайных погружателей предпочтение следует от­ давать молотам с большим числом ударов в единицу времени. Для забивки свай и шпунтов применяются молоты (механиче­ ские, паровоздушные, дизельные), машины вибрационного дейст­ вия (вибропогружатели и вибромолоты), копровое оборудование. Основным элементом простейшего молота является рабочий ор­ ган, падающий с определенной высоты и наносящий удары по наго­ ловнику, закрепленному на головке сваи. Так устроен механический молот массой 1000...5000 кг с высо­ той падения рабочего органа 1,5.. .3 м с частотой 4... 12 ударов в ми­ нуту. Из-за низкой производительности такие молоты имеют огра­ ниченное применение и используются для погружения свай не­ большой длины (3...5 м) при незначительном объеме свайных работ, Паровоздушные молоты бывают простого и двойного действия. В молотах простого действия энергию привода (пар или сжатый воздух) используют только для подъема ударной части (холостой ход), а падение ударной части (рабочий ход) происходит под дейст­ вием собственного веса. В молотах двойного действия энергию привода используют как для подъема ударной части, так и при движении ее вниз для увели­ чения скорости падения и соответственно силы удара. Потребность в специальных установках для подачи пара или воздуха является недостатком паровоздушных молотов и значи­ тельно снижает возможность применения этих погружателей. Дизельные молоты (штанговые, трубчатые) - это свайные по- гружатели, использующие в процессе работы энергию сгорающих газов. Они работают по принципу двухтактных двигателей внут­ реннего сгорания, у которых давление газов, образующееся при сгорании жидкого топлива, передается непосредственно рабочему органу - ударной части. В штанговом дизель-молоте (рис. 4.61, а) ударной частью явля­ ется массивный цилиндр 2, который, двигаясь по направляющим штангам 3, падает на поршень 1. Усилие от поршня к наголовнику сваи 11 передается через сферическую плиту 12, соединенную с поршнем и наголовником серьгой 10. Образованная шарнирная опора обеспечивает центральный удар по свае при некотором сме­ щении осей молота и сваи. 174 Рис. 4.61. Дизельные молоты: а - штанговый; б - трубчатый; 1 - поршень; 2 - цилиндр; 3 - штанга; 4 - крюк; 5 - кошка; 6 - форсунка; 7 - толкатель; 8,15 - топливные насосы; 9 - трубопровод; 10 - серьга; 11 - наголовник; 12 - сферическая плита; 13 - пята; 14 - углубление; 16 - рьиажок; 17 - цилицдр; 18 - поршень; 19 - выхлопные окна; 20 - шаровая головка; 21 - штырь Для пуска дизель-молота цилиндр крюком 4 кошки 5 поднимает­ ся в верхнее положение (на рисзшке показано штрихпунктирной линией). При повороте цилиндр под действием собственного веса падает вниз. Воздух, заполнивший полость цилиндра, сжимается, нагреваясь до температуры воспламенения топлива. Падающий ци­ линдр наносит удары по свае и одновременно нажимает на толка­ тель 7 топливного насоса 8, установленного на основании поршня. Горючее, поступая по трубопроводу 9, впрыскивается форсункой 6 в цилиндр. Нагретый воздух воспламеняется, и силой взрыва ци­ линдр отбрасывается вверх. При этом отработанные газы свободно выходят в атмосферу. Достигнув крайнего верхнего положения, ци­ линдр теряет скорость и двигается вниз, вновь сжимая свежий воз­ дух. Цикл работы повторяется и молот работает автоматически до тех пор, пока насос не выключится. Число ударов молота 50... 110 в минуту применяется при относительно небольших массах погру­ жаемых свай (350.. .2000 кг). 175 в трубчатом дизель-молоте (см.рис. 4.61, б) ударной частью является подпоршень с шаровой головкой 20. Цилиндр молота 17 неподвижен и представляет собой длинную трубу, открьпую сверху. В нижней части отверстие трубы закрыто пятой 13, имеющей сферическое углубле­ ние 14, соответствующее шаровой головке поршня. На нижней поверх­ ности пяты установлен штырь 21, входящий в наголовник сваи. Дизель-молот подвешивают к стреле копра, устанавливают на головку сваи и закрепляют в стреле. Затем поршень лебедкой копра с помощью захвата кошки поднимают в верхнее положение. После раскрытия кошки поршень под действием собственного веса начинает двигаться вниз. При падении поршень отжимает ры­ чажок 16 топливного насоса 15, приводит его в действие, тем самым обеспечивая подачу топлива в сферическое углубление. Опускаясь вниз, поршень перекрывает выхлопные окна 19, сжимая воздух до объема кольцевой камеры сгорания, образованной поверхностями рабочего цилиндра, поршня и углублением пяты. В момент удара поршня о пяту энергия затрачивается на погружение сваи и на сжа­ тие смеси. Топливо воспламеняется, силой давления расширяющих­ ся газов поршень подбрасывается вверх, и цикл работы молота по­ вторяется. Число ударов молота - 50.. .60 в минуту. Основные преимущества дизель-молотов - независимость от по­ сторонних источников энергии, простота устройства и эксплуата­ ции, высокая производительность. Эти преимущества обеспечили дизель-молотам широкое распространение. Для значительной группы свайных погружателей используется эф­ фект вибрации. Сущность этого способа состоит в сообщении свае вер­ тикальных колебаний. В результате этого в зоне контакта сваи с грунтом уменьшаются силы сцепления и свая начинает проскальзывать относи­ тельно грунта, то есть погружается. Колебания свае сообщаются рабо­ чим органом свайного погружателя - вибровозбудителем. К машинам для забивки сваи, использующим эффект вибрации, относятся вибропогружатели и вибромолоты. Вибропогружатель (рис. 4.62, а) состоит из вибровозбудителя на­ правленного действия 2 с дебалансами 3, электродвигателя 4, служа­ щего пртодом, и наголовника, крепящегося к свае своими щеками. Вращение от электродвигателя валов дебалансов передается клиноре­ менной передачей. При вращении валов возникает центробежная (вы­ нуждающая) сила Pq, приводящая в колебание погружатель и сваю. 176 Необходимая для успешного погружения сваи сила подбирается в зависимости от водонасыщенности грунта, вида, размеров и веса сваи. Рассмотренный вибропогружатель применяется в основном для погружения свай в водонасыщенные несвязные грунты. Недос­ татком таких погружателей является быстрый износ электродвига­ теля, так как он подвергается вибрации. Рис. 4.62. Схемы вибрационных погружателей свай: а, б - вибропогружатели; в - вибромолот; 1 - наголовник; 2 - вибровозбудитель; 3 - дебаланс; 4 - электродвигатель; 5 - плита; 6 - пружина; 7 - ударник; 8 - наковальня Вибропогружатель (рис. 4.62, б) представляет собой более со­ вершенную конструкцию, поскольку значительно снижается пере­ дача вибрации на электродвигатель. Это достигается установкой между вибровозбудителем и электродвигателем пружин б, служа­ щих виброизоляторами. Электродвигатель крепится на плите 5, соз­ дающей дополнительное давление на погружаемую сваю. Вибромолот, изображенный на рис. 4.62, в , отличается от виб­ ропогружателей введением в конструкцию ударника 7 и наковальни 8, служащих ограничителями колебаний. Зазор между ними меньше амплитуды колебаний; поэтому наряду с вибрацией возникает удар ударника по наковальне. Таким образом, вибромолоты сочетают преимущества вибропогружателей и свайных молотов ударного действия. Вибромолотами сваи погружаются в 3-4 раза быстрее, чем погружателями той же мощности, и область их применения в 177 связи с этим значительно шире. Они использзтотся для погружения (или извлечения) металлических и железобетонных свай в грунты различной плотности и породы. Наряду с основным оборудованием при погружении свай ис­ пользуется и вспомогательное оборудование, К нему относятся ма­ шины и оборудование для срезки голов свай, монтажная оснастка, средства подмащивания, транспортное оборудование. Технологический процесс и операции свайных работ - перемещение, установка на место погружения, наведение и погружение свай вьтол- няются специальными машинами - копрами и копровым оборудовани­ ем, оснащенным молотами и другими погружателями свай. При этом копры и копровое оборудование участвуют в работе при вьшолнении всех технологических процессов и операций, а молоты или погружатеяи заняты только в процессе непосредственного погружения свай. 4.9. Ознакомление с машинами для измельчения, сортировки каменных материалов и производства бетонных работ При приготовлении бетонных смесей в качестве крупного запол­ нителя используют щебень, получаемый из естественного камня путем его измельчения на дробилках. Щековые дробилки используются в основном для крупного и сред­ него дробления пород с пределом прочности на сжатие до 300 МПа. Основными рабочими элементами дробилки являются две щеки, одна из которых, как правило, является неподвижной. Щековые дробилки бывают разнообразных конструкций, однако в основном применяются дробилки с простым и сложным движени­ ем подвижной щеки. Щековая дробилка с простым движением подвижной щеки (см. рис. 4.63, а) имеет станину 5, в верхней части которой на оси 4 за­ креплена подвижная щека i; передняя внутренняя торцевая стенка ста­ нины, к которой крепится дробящая плита 7, образуют неподвижную щеку 2. В выемках боковых стенок станины на подшипниках 6 установ­ лен вал 7, на эксценгриковой части которого подвешен литой шатун 8. В нижней части шатуна и подвижной щеки имеются пазы для уста­ новки сухарей, в гнезда которых входят торцы передней и задней рас­ порных плит 15. Для изменения выходной щели подвижной щеки 178 установлено клиновое регулировочное устройство 14. Постоянная связь между подвижной щекой, распорными плитами, шатуном и кли­ новым устройством осуществляется тягами 13 и пружинами 12. На концах эксцентрикового вала закреплены два маховика 9, один из ко­ торых является шкивом клиноременной передачи 10 привода 11. Рис. 4.63. Конструкции и принципиальные схемы дробилок: а - щековая дробилка с простым движением щеки; б - конусная дробилка; в - валковая дробилка; г - роторная дробилка; 1 - дробящая плита; 2 - неподвижная щека; 3 - подвижная щека; 4 - ось; 5 - станина; 6 - подшипники; 7 - эксцентриковый вал; 8 - шатун; 9 - маховик; 10 — ремень; 11 - электродвигатель; 12 - пружина; 13 - тяга; 14 - регулировочное устройство; 15 - распорные плиты; 1 6 - неподвижный корпус; 1 7 - сменные плиты; 1 8 - подвижный корпус; 19- вал подвижного корпуса; 20 - узел подвески; 21 - эксцентриковая втулка; 22 - коническая пара; 23 - приводной вал; 24 - шкив; 25 - рама; 26 - валок; 27 - приемная воронка; 28 - пружины; 29 - корпус; 30 - вал; 31 - ротор; 32 - клинья 179 Окончание рис. 4.63 При вращении эксцентрикового вала шатун, совершая возврат­ но-поступательное движение в вертикальной плоскости, попере­ менно поднимает и опускает примыкающие к нему торцы распор­ ных плит. При этом подвижная щека приближается к неподвижной, обеспечивая процесс измельчения (рабочий ход) или удаляется (хо­ лостой ход). Инерционная масса вращающихся маховиков снижает неравномерность хода неподвижной щеки, способствует накопле­ нию энергии при холостом ходе, отдавая ее при рабочем ходе, что ведет к уменьшению энергоемкости процесса дробления. Траектория движения точек подвижной щеки представляет собой дугу. Если принять, что ход щеки в точке равен 5, то горизонтальная составляющая хода в верхней точке будет значительно меньше - 0,55. При этом вертикальные составляющие хода в нижней и верхней точ­ ках соответственно равны 0,35 и 0,155. Небольшой ход в верхней зоне является одним из недостатков дробилок с простым движением щеки. 180 Этот недостаток не характерен для дробилок со сложным движени­ ем щеки. Отличительная особенность такой дробилки - отсутствие ша­ туна. Его заменяет подвижная щека, подвешенная непосредственно на эксцентриковой части приводного вала. В этом случае траектории движения точек подвижной щеки представляют собой замкнутые кривые, чаще всего эллипсы. Дробилки со сложным движением щеки проще по конструюдии, компактнее и менее металлоемки, чем дробилки других типов. По­ этому они часто применяются в передвижных установках. Конусные дробилки (рис. 4.63, б) применяются для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (ICM^O дробления горных пород средней и большой твердости. Дробилки ЬСКД характеризуются ши­ риной приемного отверстия, а дробилки КСД и КМД - диаметром основания подвижного конуса. В зависимости от их назначения и конструктивных особенностей различают два типа конусных дро­ билок; с крутым дробящим конусом (для крупного дробления) и с пологим (грибовидным) дробящим конусом (для среднего и мелко­ го дробления). Основными элементами дробилки являются непод­ вижный 76 и подвижный 18 усеченные конусы. Неподвижный ко­ нус представляет собой сборный корпус, укрепленный на массив­ ной станине. Внутренняя часть корпуса футерована сменными плитами 17, образующими дробящую поверхность неподвижного конуса. Подвижный конус закреплен на валу 19, верхний конец кото­ рого шарнирно крепится в узле подвески 20, а нижний ~в эксцентри­ ковой втулке 21. При вращении эксцентриковой втулки, обеспечивае­ мом конической парой 22 от приводного вала 23 и шкива 24, ось под­ вижного конуса описывает коническую поверхность с вершиной в точке подвеса. Таким образом обеспечивается сближение поверхно­ стей подвижного и неподвижного конусов. На участке сближения происходит процесс дробления, а на стороне, противоположной дроб­ лению, поверхности расходятся и камень под собственным весом опускается вниз через разгрузочную щель дробилки. Ширина этой ще­ ли меняется; от наименьшего 1 до наибольшего 1+2 г; где г - эксцен­ триситет внутреннего отверстия эксцентриковой втулки. В отличие от щековых дробилок процесс измельчения в конус­ ных происходит не периодически, а непрерывно. В этом их пре­ имущество. 181 Валковые дробилки (рис. 4.63, в) используются для среднего и мелкого дробления пород средней = 150 МПа) и малой =80 М1Ь) прочности. Такая дробилка состоит из рамы 25, на которой смонти­ рованы два валка 26. Валок закреплен на валу, установленном в корпусах на подшипниках скольжения, и имеет свой привод, со­ стоящий из шкивов 24, клиноременной передачи 10 и двигателя 11. Необходимый для измельчения материал поступает в приемную воронку 27. При вращении валков материал затягивается в про­ странство между валками и дробится. Для предотвращения поломки валков при попадании недробимого материала один валок может отойти от другого. С этой целью опоры валков опираются на пру­ жины 28 и могут перемещаться. Дробилки ударного действия (роторные и молотковые) приме­ няются для крупного и мелкого дробления пород малой абразивно­ сти прочностью до 200 МПа. В коробчатом корпусе 29 роторной дробилки (рис. 4.63, г) на на­ вал 30 насажен массивный ротор 31. В корпусе ротора имеются симметрично расположенные пазы, в которых вмонтированы с по­ мощью специальных клиньев 32 била 33. Била вращающегося от привода 11 ротора наносят поступающим в дробилку кускам поро­ ды удары, под действием которых куски разбиваются и отбрасы­ ваются на отражательные плиты 34. Ударяясь о плиты, они допол­ нительно измельчаются и проходят через колосниковую решетку. С помощью буферов и тяг 35 регулируются зазоры между рабочей кромкой бил и плитами в зависимости от требуемой крупности дробленого материала. Дробилки ударного действия широко распространены благодаря их высокой производительности, большой степени измельчения (/ = 30), малой металлоемкости и небольшим габаритным размерам. Для разделения измельченного материала на фракции применя­ ют грохоты. Наибольшее применение в строительстве нашли виб­ рационные грохоты с направленными колебаниями. Такие грохоты (рис. 4.64, а) состоят из горизонтальной неподвижной рамы 1 и ко­ роба 2, опирающегося на плоские 4 и спиральные 5 пружины. В коро­ бе установлены в два яруса сита 6. Плоские пружины позволяют коро­ бу совершать колебания в направлении, перпендикулярном их плоско­ сти, спиральные - уравновешивают вес вибрирующего короба. 182 а) в) ш W Рис. 4.64. Схема виброгрохота К стенкам короба прикреплен двухвалковый вибратор направ­ ленных колебаний 3. Валы вибратора установлены на роликопод­ шипниках в плоскости, расположенной под углом 55° к горизонту, в результате чего короб получает направленные колебания под углом 35° к плоскости сита. Первый дебалансный вал 9 (рис. 4.64, б) получа­ ет вращение от электродвигателя 7 через клиноременную передачу 8. 183 Второй дебалансный вал приводится во вращение от первого через зубчатую передачу 10, чем обеспечивается полная синхронизация ра­ боты дебалансных валов (число зубьев обеих шестерен одинаково). При синхронном разностороннем вращении дебалансных вааов центробежные силы инерции в положениях I и Ш (рис. 4.64, в) вза­ имно уравновешиваются и не передаются на короб, при положении П они складываются и действуют на короб вправо под углом 35° к горизонту, при положении IV также складываются, но направлены в противоположную сторону (влево). При направленных колебаниях корпуса грохота материал на си­ тах подбрасывается и толчками подвигается вперед, просеиваясь при движении. Для мелкого измельчения материалов в порошок применяют мельницы. Помол осуществляется раздавливанием этого материала между частями мельниц. Часто это раздавливание сопровождается ударом. Наибольшее распространение получили шаровые мельницы. При размоле некоторых материалов, особенно при мокром по­ моле, весьма эффективны вибрационные мельницы. В этом случае корпус шаровой мельницы опирается на пружинную опору, и при помощи возбудителя эксцентрикового типа ему сообщаются коле­ бательные движения. Бетонные и растворные смеси приготовляют путем механическо­ го перемешивания их компонентов (щебня, песка, цемента, воды) в смесительных машинах - бетоно- и растворосмесителях. Качество смеси определяется точностью дозировки компонентов и равномер­ ностью их распределения между собой по всему объему смеси. Для равномерного распределения компонентов смеси между собой в общем объеме замеса частицам материала сообщается траектории движения с наибольшей возможностью их пересечения. Смешива­ ние компонентов в однородную смесь является достаточно слож­ ным технологическим процессом, который зависит от состава сме­ си, ее физико-механических свойств, времени смешивания и конст­ рукции смешивающего устройства. Технологический процесс приготовления смесей включает по­ следовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную ма­ шину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси. 184 Смесители классифицируют по трем основным признакам: ха­ рактеру работы, принципу смешивания, способу установки. По характеру работы различают смесительные машины перио­ дического (цикличного) и непрерывного действия, В смесителях ц и к л и ч н о г о действия (рис. 4.65) перемешивание компонентов и выдача готовой смеси ос}тцествляется отдельными порциями. Каж­ дая новая порция компонентов бетона или раствора может быть за­ гружена в смеситель лишь после того, как из него будет выгружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания. 12 3 Рис. 4.65. Принципиальные схемы смесителей цикличного действия (стрелками указано направление движения материалов): а - гравитационных (барабанных); б - принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами (тарельчатых); в - принудительного действия с горизонтально расположенными смесительными валами (лотковых): вверху - одновальные, внизу - дв)тсвальные; I - положение смешивания; II - положение разгрузки; 1 - барабан (корпус); 2 - лопасти; 3 - смесь; 4, 6 -разгрузочное и загрузочное отверстия; 5 - центральный стакан В смесителях н е п р е р ы в н о г о действия (рис. 4.66) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществ­ ляются одновременно и непрерывно. Отдозированые компоненты непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются 185 лопастями при продвижении от загрузочного отверстия к разгру­ зочному. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства. Смесители непрерывного действия наиболее целесообраз­ но применять для приготовления больших объемов бетонной или растворной смеси одной марки. Рис. 4.66. Принципиальные схемы смесителей непрерывного действия: а - хравитационные; б - принудительного действия; 7 - загрузочное отверстие; 2 - барабан; 3 - лопасти; 4 - разгрузочное отверстие; 5 - опорные ролики; 6 - лопастный вал; 7 корпус Главным параметром смесительных машин цикличного действия является объем (л) готового замеса, выданный за один цикл работы, смесителей непрерывного действия - объем готовой продукции (м^), выдаваемой машиной за 1 ч работы. По принципу смешивания компонентов различают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитацион­ ные) и с принудительным смешиванием (принудительного дейст­ вия). В смесителях п р и н у д и т е л ь н о г о действия орбиты состав­ ляющих имеют вынужденный характер, в гравигационньсс - свобод­ ный. Г р а в и т а ц и о н н ы й смеситель вращается относительно 186 горизонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с лопастями на внутренней поверхности (см. рис. 4.65, а\ 4.66, а). Ло­ пасти непрерывно подхватывают и поднимают компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они свободно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; смешива­ ние происходит в результате столкновения падающих потоков компо­ нентов. Чтобы не возникали центробежные силы, препятствующие свободной циркулящ1и смеси внутри барабана, частота его вращения не должна превышать 0,3...0,4 с \ В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перешиваются в не­ подвижном барабане или чаше горизонтальными, наклонными или вертикальными лопастными валами или лопастным ротором, вра­ щающимся внутри смесительной емкости. Смесители с горизонталь­ ными смесительными валами называют лотковыми (см. рис. 4.65, в), с вертикальными валами - тарельчатыми (см. рис. 4.65, б). По способу установки смесители подразделяются на передвижные исгащ1онарные. П е р е д в и ж н ы е смесители используются при не­ больших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточенных объектах, а с т а ц и о н а р н ы е входят в состав технологических линий бегонорастворосмеситепьных установок сред­ ней и большой производительности бетонных и растворных заводов. Техническая производительность смесительньк машин циклич­ ного действия П^= К л/1 ООО, м^ч, где - объем готовой смеси в одном замесе, л; V3 = Ve к; Ve - вместимость смесительного барабана по загрузке состав­ ляющих (полезный объем барабана), л; к - коэффициент выхода готовой смеси. Гравитационный бетоносмеситель представляет собой вращаю­ щийся барабан, к внутренним стенкам которого под определенными углами прикреплены лопасти. При вращении барабана материал силами трения, а также лопастями поднимается на некоторую высо­ ту и затем свободно падает вниз. При этом образуются определен­ ные радиальные и осевые потоки движения смеси, в которых раз­ личные частицы материала сталкиваются между собой и равномер­ но перераспределяются по объему замеса. 187 Бетоносмесители с грушевидным барабаном выпускают пере­ движными для приготовления бетонной смеси на строительных пло­ щадках при малых объемах работы и стационарными, используемы­ ми преимущественно в условиях заводского приготовления бетонной смеси. В этих бетоносмесителях загрузка и выгрузка материалов производятся с одной стороны. Конструкция бетоносмесителя обес­ печивает возможность вращения барабана вокруг его оси при смеши­ вании материалов и опрокидывания при выгрузке готовой смеси. Современные опрокидные гравитационные бетоносмесители с грушевидным барабаном выпускают с объемом готового замеса 65, 165, 330, 500, 1000 и 2000 л. Бетоносмесители с грушевидным барабаном при объеме готово­ го замеса 65 л (рис. 4.67) выполняют на колесном ходу. Они состоят из смесительного барабана 1 с тремя лопастями 2, редуктора 3, по­ воротного штурвала с тормозом 4, фиксирующим барабан в поло­ жениях загрузки и перемешивания, рамы 5 с ходовыми колесами 7. Вращение смесительного барабана обеспечивается от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя 6 через клиноремен­ ную передачу. Рис. 4.67. Бетоносмеситель с грушевидным барабаном с объемом готового замеса 65 л Бетоносмесители с объемом готового замеса 165 и 330 л монтируют на рамах, нижняя часть которых представляет собой полозья. Загрузка смесительных барабанов этих бетоносмесителей осуществляется за­ грузочными ковшами, а опрокидывание на разгрузку - вручную пово­ ротным штурвалом или гидроцилиндрами, расположенными в одной 188 из стоек рамы. Эти бетоносмесители могут быть использованы не только как передвижные на строительных площадках, но и в каче­ стве оборудования заводов сборного и товарного бетона. Стационарные бетоносмесители с грушевидными барабанами не имеют загрузочного ковша. Их используют для приготовления бе­ тонных смесей на заводах товарного бетона и на заводах ЖБИ большой мощности. Эти бетоносмесители загружаются через лотки из дозаторов. Вращение смесительного барабана бетоносмесителей с объемом готового замеса 500 и 1000 л осуществляется через консольный вы­ ходной вал редуктора, расположенного в траверсе (рис. 4.68), а бе­ тоносмесителя с объемом готового замеса 2000 л - через зубчатый венец, закрепленный на смесительном барабане. Рис. 4.68. Кинематическая схема бетоносмесителя: 1 - гидроцилиндр; 2 - траверса; 3 - смесительный барабан; 4 - редуктор; 5 ,6 - двигатель; 7 - насос; 8 - бак; 9 - фильтр; 10- распределитель Для предупреждения износа корпусов внутреннюю поверхность смесительных барабанов облицовывают броневыми листами. Внут­ ри барабанов устанавливают по три донные и три горловинные сме­ сительные лопасти. Автобетоносмесители применяют для приготовления бетонной смеси в пути следования от питающих отдозированными сухими компонентами специализированных установок к месту укладки, 189 для приготовления бетонной смеси непосредственно на строитель­ ном объекте, а также для транспортирования готовой качественной смеси с побуждением ее при перевозке. Они представляют собой гравитационные реверсивные бетоносмесители с грушевидным смесительным барабаном, установленные на шасси грузовьсс авто­ мобилей, специальных шасси автомобильного типа или на полу­ прицепах, агрегатируемых с трехосными тягачами. Смесительные барабаны имеют постоянный угол наклона оси (10...15°) к горизонту. Внутри смесительных барабанов установле­ ны двухзаходные винтовые лопасти, обеспечивающие загрузку и перемешивание бетонной смеси при вращении барабана в одну сто­ рону и выгрузку готовой смеси при вращении барабана в обратном направлении (реверсе). Привод вращения смесительного барабана может быть механи­ ческим с отбором мощности от автономного двигателя через систе­ му механических передач, включающих реверсивный редуктор и цепную передачу' с зубчатым венцом, закрепленным на барабане, и гидромеханическим с отбором мощности через гидромеханическую передачу от автономного двигателя, двигателя базового шасси или от коробки отбора мощности трансмиссии шасси. Гидромеханическая передача включает гидронасос с регулируе­ мой подачей, реверсивный гидромотор и планетарный редуктор. Гидронасос нагнетает рабочую жидкость в гидромотор, который через планетарный редуктор приводит во вращение смесительный барабан. Гидромеханический привод позволяет бесступенчато плавно регулировать частоту вращения барабана. Рабочее давление в гидросистеме составляет 18...22 МПа. Для загрузки смесительного барабана компонентами смеси или бетонной смесью, а также выгрузки смеси из смесительного бара­ бана на место укладки автобетоносмесители оборудуются лотковы­ ми загрузочно-погрузочными устройствами. Для обеспечения тех­ нологического процесса приготовления бетонной смеси из сухих компонентов, предварительно загруженных в смесительный ба­ рабан, а также промывки барабана и узлов автобетоносмесителя от остатков бетонной смеси автобетоносмеситель снабжен системой водопитания с баками для воды, аппаратурой для подачи воды под давлением и ее дозирования. 190 Автобетоносмеситель (рис. 4.69) смонтирован на шасси 1 грузо­ вого автомобиля. Рабочее оборудование автобетоносмесетеля вклю­ чает раму 9, смесительный барабан 4 с загрузочно-разгрузочным уст­ ройством, механизм 3 вращения барабана, дозировочно-промьшочный бак 2, водяной центробежный насос, систему управления оборудова­ нием с рьгаагами 10, 12 и контрольно-измер1ггельные приборы 11. Смесительный барабан имеет три опорные точки и наклонен к гори­ зонту под углом 15°. Загрузочно-разгрузочное устройство состоит из загрузочной 5 и разгрузочной 6 воронок, складного лотка 7 перемен­ ной длины и поворотного устройства 8. Лоток может поворачиваться при разгрузке в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в верти­ кальной плоскости на зтол до 60°. и и Рис. 4.69. Автобетоносмеситель Кинематическая схема автобетоносмесителя показана на рис. 4.70. На внутренней поверхности барабана укреплены две спиральные лопасти 11, угол наклона которых подобран таким образом, что при вращении в одном направлении компоненты смеси попадают в нижнюю часть барабана, где происходит их гравитационное пере­ мешивание, а при вращении в обратную сторону лопасти подают готовую смесь к приемному лотку, соединенному с поворотным разгрузочным желобом. Вращение барабану 9 сообщается от инди­ видуального дизельного двигателя 3 через реверсивный зубчатый 191 редуктор 5 и цепную передачу 6, ведомая звездочка 8 которой же­ стко прикреплена к сферическому днищу барабана, опирающегося спереди на раму шасси центральной цапфой 7, а сзади - гладким бандажом 10 на опорные ролики 12, установленные на шарико- подш1шниках. Привод обеспечивает две частоты вращения бараба­ на в обе стороны при загрузке, перемешивании и разгрузке. Частоту вращения при загрузке выбирают в зависимости от производитель­ ности питающей установки. Приготовление смеси в пути следова­ ния производят при дальности транспортировки не более 10...15 км, при этом отдозированные компоненты в смесительный барабан за­ гружают одновременно. При перевозках на большие расстояния в барабан загружают сначала сухие компоненты (цемент и заполни­ тели), а подачу воды и приготовление смеси производят непосред­ ственно на объекте. Заданная порция воды подается в смесительный барабан из дозировочно-йромывочного бака центробежным насо­ сом 1 через сопло в загрузочной воронке. Через то же сопло произ­ водится промывка барабана водой после разгрузки. Привод насоса ос>тцествляется от двигателя 3 через карданный вал 4 и клиноре­ менную передачу 2. При транспортировке готовой бетонной смеси во избежание ее расслаивания барабан вращается с пониженной частотой, непрерывно перемешивая смесь. 9 10 И Ж с ^ / 1 ►. Ji ' ' ' ■ ^ - 4 Рис. 4.70. Кинематическая схема автобетоносмесите.тя Бетоносмесители принудительного смешивания подразделяют на чашеобразные и корытообразные. В чашеобразных бетоносмесителях 192 корпус выполнен в виде чаши цилиндрической формы с одним или несколькими перемешивающими валами. В корытообразных бето­ носмесителях корпус оснащен одним или двумя перемешивающими лопастными валами. При сопоставлении бетоносмесителей принудительного и грави- тавд10нного смешивания установлено, что удельная энергоемкость бетоносмесителей принудительного смешивания выше, а удельная металлоемкость примерно одинакова, но с некоторым увеличением в бетоносмесителях принудительного смешивания. Таким образом, конструктивные технико-экономические показатели бетоносмесите­ лей принудительного смешивания несколько хуже гравитационных. Однако бетоносмесители принудительного смешивания более произ­ водительны, они обеспечивают приготовление смесей высокой жест­ кости, чего нельзя достичь в гравитационных бетоносмесителях. К числу недостатков бетоносмесителей принудительного сме­ шивания следует отнести трудность обслуживания и эксплуатации, связанную со сложностью их конструкции, а также быстрый износ смешивающих рабочих органов. В принудительных чашеобразных бетоносмесителях смесь со­ вершает вращательное движение под воздействием лопастей или корпуса или одновременно того и другого. При этом преобладаю­ щее значение приобретают горизонтальные перемещения ее частиц, а влияние сил тяжести ограничено. По конструкции принудительные бетоносмесители с вертикальны­ ми валами подразделяют на смесители с эксцентрично и концентрично расположенными валами относительно центральной оси чаши смеси­ теля. Эти смесители относятся к смесителям цикличного действия. Бетоносмесители с эксцентрично расположенными валами под­ разделяют на прямоточнью и противоточные с вращающейся или неподвижной чашей. Прямоточные имеют направление вращения лопастного вала, совпадающее с направлением движения смеши­ ваемых материалов, обеспечиваемого вращающейся чашей или ло­ пастями, закрепленными на траверсе. В противоточных бетоносмесителях вращающаяся чаша или траверса со скребками направляет смешиваемью материалы к лопа­ стным валам, вращение которых противоположно вращению чаши или траверсы. 193 Общий вид чашеобразного планетарно-роторного бетоносмеси­ теля с неподвижной чашей показан на рис. 4.71. Чаша состоит из внешнего 17 а внутреннего 14 цилиндров и днища 16. Внутренний цилиндр предупреждает образование застойной зоны перемеши­ ваемых материалов в центре чаши. Днище и боковые поверхности цилиндров защищены от износа сменными броневыми листами, В днище имеется затвор 13 для выгрузки смеси. Затвор управляется пневмоцилиндром 18. Смесительная чаша сверху закрыта патруб­ ком 1 и крышками люков 10. Над чашей бетоносмесителя крепится привод ротора и смесительных лопастных валов, представляющий собой мотор-редуктор 4 вертикального типа. Вращение от привода передается через эластичную муфту 5 траверсе 3 и далее через шес­ терни 6, 7, 8 и 9 к лопастным валам 11, на дисках 12 которых закре­ плены смесительные лопасти 2. Таким образом, смесительные ло­ пасти вращаются одновременно вокруг центральной 15 и собствен­ ных 11 осей и совершают сложное планетарное движение в кольцевом пространстве, образованном внешним и внутренним ци­ линдрами чаши. На траверсе при помощи рычагов и кронштейнов прикреплены подгребающая лопасть 21 и скребки 19 и 20 для очи­ стки внешнего и внутреннего цилиндров чаши. Автобетононасосы предназначены для подачи свежеприготов­ ленной бетонной смеси с осадкой конуса 6 ... 12 см в горизонтальном и вертикальном направлениях к месту укладки при возведении со­ оружений из монолитного бетона и железобетона. Они представля­ ют собой самоходные мобильные бетонотранспортные машины, состоящие из базового автошасси, бетононасоса с гидравлическим приводом и шарнирно сочлененной стрелы с бетоноводом для рас­ пределения бетонной смеси в зоне действия стрелы во всех ее про­ странственных положениях. Отечественные автобетононасосы кон­ структивно подобны и оборудуются двухцилиндровыми гидравли­ ческими поршневыми бетононасосами. 194 Рис. 4.71. Планетарно-роторный бетоносмеситель с неподвижной чашей Бетононасос (рис. 4.72) состоит из двух бетонотранспортных ци­ линдров б, поршни которых получают синхронное движение во взаимно противоположных направлениях от индивидуальных рабо­ чих гидроцилиндров 10, осуществляя попеременно такт всасывания смеси из приемной воронки 3 и такт нагнетания ее в бетоновод 1. Движение поршней согласовано с работой поворотного бетонорас­ пределительного устройства 2, поворот которого на определенный угол осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 12. Когда 195 в одном из бетонотранспортных цилиндров бетонная смесь всасы­ вается из воронки, во втором через поворотную трубу распредели­ тельного устройства смесь нагнетается в бетоновод 1. Рис. 4.72. Бетононасос В конце хода нагнетания распределительное устройство измем- ет с помощью следящей системы свое положение одновременно с переключением хода приводных гидроцилиндров. Приемная воронка оборудована в верхней части решеткой 4, в нижней - лопастным побудителем с приводом 11. Бетонотранспортные цилиндры помещены в корпус 5, имеющий резервуар 8 для промывочной воды и сообщающийся со штоковыш полостями бетонотранспортных цилиндров. При замене промывоч­ ную воду сливают через спускное отверстие, перекрываемое крыш­ кой с рукояткой 7. Бетононасос снабжен электрогидравлическим блоком управления 9. 196 Гидравлический привод обеспечивает более равномерное дви­ жение смеси в бетоноводе, предохраняет узлы насоса от перегрузок и в широком диапазоне позволяет ре1улировать рабочее давление и производительность машины. Двухпоршневые бетононасосы с гид­ равлическим приводом обеспечивают диапазон регулирования объ­ емной подачи 5...65 м^ч при максимальной дальности подачи до 400 м по горизонтали и до 80 м по вертикали. Техническая производительность поршневых бетононасосов Пт = 3600Л/п;(:н,мХ где А - площадь поперечного сечения поршня, м^ ; I - длина хода поршня; п - число двойных ходов поршня, с'*; к„ - коэффициент наполнения смесью бетонотранспортного ци­ линдра (0,8...0,9). Главным параметром автобетононасосов является объемная по­ дача (производительность), м^ч. Автобетононасос (рис. 4.73) подает товарный бетон в горизон­ тальном и вертикальном направлениях к месту укладки с помощью распределительной стрелы 4 с бетоноводом 9 или инвентарного бе ^ тоновода. Распределительная стрела состоит из трех шарнирно со­ члененных секций, движение которым в вертикальной плоскости сообщается гидроцилиндрами двустороннего действия 5, 7 и 11. Стрела монтируется на поворотной колонне 3, опирающейся на ра­ му 15. Шасси 1 через опорно-поворотное устройство 2 поворачива­ ется в плане на 360° гидравлическим поворотным механизмом и имеет радиус действия до 19 м. На шасси также монтируются гид- робак б и бак для воды 10. Прикрепленный к стреле шарнирно со­ члененный секционный бетоновод 9 заканчивается гибким шлангом 13. Бетонная смесь подается в приемную воронку 14 бетононасоса 8 из автобетоносмесителя или автобетоновоза. При работе автобето­ нонасос опирается на вьшосные гидравлические опоры 16. Автобе­ тононасосы имеют переносный пульт дистанционного управления движениями стрелы, расходом бетонной смеси и включением- выключением бетононасоса, что позволяет машинисту находиться вблизи места укладки смеси. 197 J 4 5 6 7 S 9 10 n 12 Рис. 4.73. Автобетононасос 4.10. Ознакомление с машинами для строительства дорог Строительство дорог включает в себя выполнение подготови­ тельных работ, работ по возведению земляного полотна, основания и устройству покрытия. Ранее рассмотрены все дорожно­ строительные машины, кроме машин для устройства покрытий до­ рог. На автомобильных дорогах создают асфальтобетонные и це­ ментобетонные покрытия. Для устройства асфальтобетонных покрытий задействуют авто­ гудронаторы и асфальтоукладчики (асфальт готовят на асфальтобе­ тонных заводах). Автогудронаторы применяют для перевозки и распределения при строительстве дороги битумных материалов (только для пере­ возки битумных материалов применяют автобшумовозы). По способу передвижения гудронаторы классифицируют на са­ моходные (автогудронаторы), прицепные и полуприцепные. Само­ ходные монтируют на шасси автомобиля. Для прицепных и полу- прицепных гудронаторов используют автомобильные прицепы, по­ луприцепы или специальные одноосные тележки. По способу привода битумного насоса различают автогудрона­ торы с приводом от двигателя автомобиля, на шасси которого смон­ тирован гудронатор, и с приводом от отдельного двигателя. 198 применение двух двигателей (одного - для трансмиссии ходовой части автомобиля и другого - для привода насоса) позволяет изме­ нять норму розлива битума в более широком диапазоне. Автотудронаторы состоят из цистерны, автомобильного шасси или тягача, системы подогрева, системы перекачки и распределения бшума. Наибольшее распространение получили автохудронаторы с по­ лезной вместимостью цистерны 3500 и 7000 л. Автогудронатор однодвигательного типа с полезной вместимо­ стью цистерны 3500 л (рис. 4.74) монтируют на шасси автомобиля. Цистерна выполнена сварной из листовой стали. В поперечном се­ чении цистерна имеет форму эллипса и снабжена термоизоляцион­ ным слоем из стеклянной ваты, закрьш)й снаружи металлическим кожухом. Полость цистерны разделена волногасительной пере­ городкой на два сообщающихся отсека. В переднем отсеке установ­ лена труба, которая верхней частью сообщается с атмосферой и слу­ жит для слива излишка битумных материалов при случайном пере­ полнении цистерны, а также для уравнивания давления в цистерне с атаосферным воздухом. В верхней части цистерны имеется горлови­ на с фильтром, через которую можно наполнять цистерну битумом. Рис. 4.74. Автогудронатор с цистерной вместимостью 3500 л: 1 - шасси ЗИЛ-130; 2 - термометр; 3 - цистерна; 4 - люк; 5 - фильтр; 6 - клапан; 7 - указатель )фовня битума; 8 - стационарная горелка; 9 - рычаг большого крана; 10 - большой кран; 1 1 - механизм подъема; 12 - битумный насос; 13 - распределитель; 14 - огнетушитель; 15 - трансмиссия; 1 6 - коробка отбора мощности 199 Коммуникация цистерны состоит из большого крана, шестерен­ ного насоса, малых кранов и трубопроводов. Устанавливая краны в различные положения, можно осуществлять наполнение цистерны, внутреннюю циркуляцию материалов, необходимую для более бы­ строго и равномерного подогрева, а также розлив битума через рас­ пределитель по обрабатываемой поверхности. Распределитель автогудронатора имеет квадратное сечение и со­ стоит из центральной, левой и правой частей. Указанные части со­ единены между собой шарнирно, что обеспечивает вращение левого и правого распределителей относительно вертикальной оси. Это позволяет быстро переводить его в транспортное положение и из­ менять ширину розлива благодаря вводу и выводу левой и правой частей из процесса распределения. В нижней части распределителя установлены сопла на расстоя­ нии 190 мм одно относительно другого. Эти сопла одновременно открываются или закрываются при помощи пневмокамер и рейки. Автогудронатор снабжен также и ручным распределителем, ко­ торый применяют при небольших ремонтных работах или устране­ нии пропусков розлива битума. Топливная система автогудронатора аналогична системе автоби­ тумовоза и состоит из топливного бака, топливопровода, воздухо­ провода, двух стационарных и одной переносной горелок. Топливо подается к горелкам под давлением 0,25...0,3 МПа. Ста­ ционарные горелки установлены на фланцах жаровых труб и могут работать независимо друг от друга. Они предназначены для разо­ грева битумных материалов в цистерне. Переносная горелка под­ соединена к топливной системе рукавом. Она имеет отдельный вен­ тиль и предназначена для обогрева трубопроводов и насоса. На автогудронаторе установлены следующие приборы: указатель уровня вяжущего материала в цистерне, термометр с пределами из­ мерения температуры 0...200 °С и тахометр, показывающий частоту вращения вала насоса. Промышленностью также вьшускается автогудронатор с полез­ ной вместимостью цистерны 7000 л с отдельным двигателем для привода битумного насоса. В конструктивном отношении этот гуд­ ронатор мало отличается от описанного выше. Прицепные гудронаторы имеют только распределительную сис­ тему и насосную установку и, как правило, не имеют собственной 200 [щстерны для материала. Их присоединяют к битумовозам и произ­ водят распределение вяжущих. Благодаря этому прицепные гудро­ наторы имеют небольшие габаритные размеры и малую массу. Распределительная система позволяет осуществлять все операции по внутренней циркуляции и распределению вяжущих материалов. В трансмиссии от двигателя к насосу предусмотрены редуктор с двумя передачами прямого вращения и одной - обратной, а также предохра­ нительное устройство, отключающее насос при перефузке. Ширина розлива находится в пределах 1...7 м. Норма розлива 0,55...7,0 л/м ^при ширине розлива 7 и 7... 10 л/м^ при ширине розлива 4 м. Для совместной работы необходимо соединить битумную комму­ никацию автобшумовоза с коммуникацией прицепного гудронатора. Производительность гудронаторов и битумовозов и , = Sm V ^kJT , л/ч, где Уц - полезный объем цистерны, л; К - коэффициент использования машины по времени; Т - продолжительность одного рейса, с. Продолжительность рейса Г = н^ + — + — + р^ +^м +^п> Vp Vn где - время заполнения цистерны брггумом, = 600...900 с; L - расстояние транспортирования битума, м; Vr и Vn - скорости движения груженого и порожнего гудронато­ ра, м/с; h - = К/Пн - время розлива битума по обрабатываемой поверхности, с (здесь Vp - скорость движения гудронатора при роз­ ливе, м/с; норма розлива, л/м^; I - ширина розлива, м; Пн - производительность битумного насоса, л/с); - время маневрирования гудронатора на битумной базе и объ­ екте строительства, = 240...360 с; tn - время на подготовку гудронатора и розлив битума, = 300...360 с. 201 Для обеспечения бесперебойной работы автогудронаторов при­ нимают число битумонагревателей z = T^T, где Гб - время нагрева потребного объема битума для автогудрона­ тора до рабочей температуры, с. Горячие асфальтобетонные смеси приготовляют в стационарных, полустационарных и передвижных установках периодического или непрерывного действия. Производительность асфальтобетонных установок колеблется в пределах от 6 до 400 т/ч и более. Современные асфальтосмесительные установки представляют собой сложившийся технологический комплекс оборудования и аг­ регатов, работающих в единой технологической цепи. На рис. 4.75 показана принципиальная технологическая схема современной асфальтосмесительной установки. Со склада мине­ ральные материалы подаются в агрегат питания 1, каждый расход­ ный бункер которого имеет дозатор для предварительного весового объемного дозирования фракционного щебня и песка. Рис. 4.75. Технологическая схема приготовления асфальтобетонной смеси 202 Непрерывно дозируемые материалы поступают по ленточному транспортеру 2 в загрузочное устройство 4 сушильного агрегата 5, где материалы высушиваются и нагреваются до рабочей температу­ ры. Барабан имеет топку с форсункой 6. Температуру нагревания устанавливают с зачетом последующих потерь и постоянно контро­ лируют. Горячим элеватором 7 компоненты смеси по отсекам 19 горячих бункеров подаются в сортировочный агрегат 17 для более тщательного фракционирования и последуюш,его весового дозиро­ вания в дозаторе, а негабарит сбрасывается в бункер 20. При установке перекидного лотка 18 ъ положение П горячие ма­ териалы поступают в бункер песка и далее на дозирование в доза­ тор, минуя грохот. В установках периодического действия дозирование ведется порционно на каждый последующий замес. Отдозированный мате­ риал одного замеса из весового бункера дозатора 25 для песка и щебня подается в смеситель 22. Порция мршерального порошка из афегата хранения и вьщачи 13 подается в бункер, а затем дозатором 21 в смеситель. Битум из брпумохранилища 14 подогревается на- февателем 15 и насосно-дозирующим устройством 16 вводится в смеситель. Возможно применение аналогичного устройства для до­ зирования и подачи поверхностно-активных добавок. Готовая порция смеси выгружается из смесителя либо в ковш скипового подъемника 23 накопительного бункера 24, либо в кузов автосамосвала. Наличие накопительного бункера позволяет исклю­ чить простои смесительного агрегата при задержке транспорта по прибьггии последнего и до минимума сократить продолжительность простоя транспорта под загрузкой. За автоматической работой агрегатов ведется контроль с пульта управления оператора, где также имеется дублирующая система дистанционного управления. Дозатор минерального порошка пневмотранспортом загружается из расходной емкости. Последняя по мере опоражнивания заполняется из цистерны цементовоза. Установка может иметь дополнительный агре­ гат для беспламенной сушки и нагрева минерального порошка. Битумная система питается от обогреваемой цистерны, которая имеет насосное устройство. Вместо цистерны можно применять би­ тумонагревательные котлы, оборудованные битумными насосами. 203 Дымовые газы из сушильного барабана через дымовую коробку 3 поступают на первую ступень очистю! 8. Уловленная пыль дож- на быть направлена в горячий элеватор. Подача уловленной пыли в бункер минерального порошка, или в дозатор минерального порош­ ка 27, или специальный дозатор пыли нежелательна по двум причи­ нам: во-первых, пыль, уносимая из сушильного барабана, является неотъемлемым компонентом песка и при частичной ее подаче в процессе дозирования могут нарушиться проектная пористость и плотность асфальтобетона; во-вторых, силикатная пыль уноса явля­ ется кислой породой и не может служить заменой минерального порошка, приготовляемого из основных материалов - известняка или доломита. Очищенные на первой ступени дымовые газы дымососом 9 мо­ гут подаваться на вторую ступень пылеочистки П, на которой при­ меняют мокрзто очистку, рукавные фильтры, электрофильтры и др. Затем дымовые газы выбрасываются в трубу 12, а уловленная пыль или шлам удаляются через дозатор 10. Для распределения, укладки и частичного или полного уплотне­ ния асфальтобетонных смесей применяют асфальтоукладчики. Асфальтоукладчики вьшолняют следующие операции: прием асфальтобетонной смеси в бункер из автосамосвалов на ходу без ос­ тановки машины, транспортирование смеси к уплотняющим органам, дозирование, распределение смеси по ширине укладываемого покры­ тия и предварительное или окончательное уплотнение смеси. В современных асфальтоукладчиках в качестве силовых установок применяются дизельные двигатели. Ходовое устройство (рис. 4.76) включает в себя задний мост с одной парой ведущих пневматиче­ ских колес и передний мост на управляемых колесах. Колеса имеют постоянный контакт с грунтом благодаря качающейся оси впереди и равномерному распределению нагрузки на ось. Хорошему сцеп­ лению с основанием способствует заполнение ведущих колес во­ дой. При плохом состоянии основания и малом сцеплении включа­ ется блокировка дифференциала. Траки укладчиков с гусеничным ходовым устройством покрыты резиновыми плитами, обеспечи­ вающими хорошее сцепление с грунтом. Машина может двигаться по свежеуложенному дорожному покрытию. 204 Рис. 4.76. Основные схемы асфальтоукладчиков с различными ходовыми устройствами; а - гусеничным; б - колесным; 1 - два скребковых транспортера с гидроприводом и независимым управлением; 2 - шиберные заслонки с гидравлическим независи­ мым управлением; 3 - двигатель с шумопоглощающим капотом; 4 - пульт управ­ ления; 5 - коробка передач с дифференциалом и тормозом; 6 - устройство для цен­ трализованного смазывания подшипников; 7 - гидроцилиндры подъема и опуска­ ния бруса; 8 - тяговый брус; 9 - основной вибротрамбующий брус с резонансными вибраторами и электронагревом вьп'лаживающей плиты; 10 - телескопический гидроцилиндр выдвижения бруса; 11 - выдвижной брус; 12 - два шнековых рас­ пределителя с независимым гидроприводом; 13 - гусеничное ходовое устройство с резиновыми грунтозацепами и долговечной смазкой; 14 - передние управляемые колеса с плавающей осью; 15 - упрэвляемые стенки бункера; 16 - ведущие колеса с пневматическими шинами, заполняемыми водой 205 Гидравлическая система служит для привода вибраторов уплот­ няющих рабочих органов, управления гидромуфтами и включения гидроцилиндров подъема боковых стенок бункера и рабочих орга­ нов, а также для управления гидроцилиндрами автоматики. Рабочие органы состоят из обогреваемой виброгшиты и трамбующего бруса с отражательным щитом. Они имеют плавающую подвеску и с по­ мощью тяговых брусьев шарнирно прикреплены к раме асфаль­ тоукладчика. Контроль за количеством смеси в шнековой камере производится двумя датчиками, установленными у концов распре­ делительных шнеков. По сигналам датчиков с помощью гидроци­ линдров, работающих в автоматическом режиме, осуществляется подъем-опускание шиберных заслонок, соответственно увеличи­ вающих или уменьшающих подачу шпателей. Такое регулирование позволяет исключить переполнение шнековой камеры смесью и уменьшить налипание материала на элементы конструкции. Автоматическая следящая система «Стабилослой» для обеспече­ ния ровности покрыгия работает по сигналам датчиков продольного и поперечного профиля. Асфальтоукладчиками управляет оператор с одного из двух постов, расположенных с левой и правой стороны машины. Они имеют дублированное ручное управление с гидроме­ ханическими передачами и поворотный пульт с кнопками включе­ ния исполнительных органов асфальтоукладчиков. Укладчики имеют высокую эксплуатационную готовность благодаря быстрому и простому уходу. Они имеют встроенное оборудование для цен­ трализованного автоматического смазывания всех подшипников, входящих в контакт с горячим материалом. Гусеничное ходовое устройство имеет элементы соединения с бессменным смазочным материалом. Уровень масла в коробке передач контролируется с рабочего места оператора. Все быстро изнашивающиеся детали - выглаживающие листы, листы конвейера и лопасти - закреплены винтами, что обеспечивает их быструю замену. В конструкциях ук­ ладчиков применено большое количество унифицированных, стан­ дартизированных узлов и деталей. Асфальтобетонная масса, доставляемая автосамосвалами, выгру­ жается в приемный бункер укладчика, затем питателями подается к шнеку, распределяющему массу равномерно по всей ширине. После этого смесь частично или полностью уплотняется трамбующим бру­ сом и вьфавнивается выглаживающей плитой. При необходимости 206 окончательное уплотнение осуществляется моторными катками. В качестве рабочего органа на самоходных асфальтоукладчиках при­ меняют системы «брус - плита» двух типов: для предварительного и высокого уплотнения. В первом случае система состоит из трам­ бующего бруса и выглаживающей плиты, во втором включает в се­ бя несколько уплотняющих элементов различного типа. По харак­ теру колебаний различают системы с качающимся брусом, который колеблется в горизонтальной плоскости в направлении, перпенди­ кулярном направлению движения асфальтоукладчика, и с трам­ бующим брусом, который колеблется в вертикальной плоскости. Последний получил наибольшее распространение. Эксцентриковый вал трамбующего бруса имеет гидропривод, обеспечивающий бес­ ступенчатое регулирование частоты колебаний. Это позволяет по­ добрать наилучший режим при изменении условий работы (вида укладываемого материала, толщины слоя или скорости движения асфальтоукладчика). Асфальтоукладчики могут иметь распредели­ тельную и уплотняющую системы переменной ширины. Механизм изменения ширины гидравлический. Машина для устройства асфальтобетонного покрытия, входящая в состав автоматизированного комплекта для скоростного строи­ тельства дорог, предназначена для приема из автосамосвалов ас­ фальтобетонных смесей, распределения по ширине и уплотнения с одновременной отделкой поверхности покрытия. Рабочее оборудо­ вание выполнено в виде навесного оборудования к про- фшшровщику на типовом четырехопорном гусеничном шасси. Машины для строительства цементобетонных покрытий в ос­ новном выпускают двух типов: машины с колесно-рельсовым ходо­ вым устройством (для их работы необходимо наличие рельс-форм) и машины со скользящими формами с гусеничным ходовым уст­ ройством. Последние получили наибольшее распространение, и их выпускают двух размеров: большой производительности для строи­ тельства магистральных дорог и взлетно-посадочных полос и малой производительности - для дорог местного значения. Наиболее эффективно скоростное строительство цементобетон­ ных покрытий осуществляется автоматизированными комплектами машин со скользящими формами. Комплект машин составляют группа основных машин и дополнительное технологическое оборудование. Основной группой машин комплекта являются профилировщик 207 основания, распределитель бетона, бетоноукладчик со скользящими формами, бетоноотделочная машина и распределитель пленкообра­ зующих. материалов. В дополнительное оборудование входят: конвей­ ер-перегружатель, тележка для арматурной сетки, вибропогружатель арматурной сетки, нарезчики продольньж и поперечных швов, залив- шда швов, трейлеры для транспортирования машин комплекта. Рис. 4.77. Бетоноукладчик; 1 - пульт управления; 2 - генератор привода глубинных вибраторов; 3 - бак для воды; 4 - скользящие формы (боковая опалубка); 5 - рама рабочих органов Профилировщики дорожных оснований предназначены для раз­ работки корыта в целинном грунте и профилирования его дна, а также для окончательного профилирования и уплотнения песчаного основания или основания из грунта, укрепленного вяжущим мате­ риалом. Они оснащены профилирующим и уплотняющим рабочиш органами. По типу рабочего органа профилировщики бывают ножевыми и фрезерными. Ножевые профилировщики снабжены >тшотняющим вибробрусом. Рабочий орган - отвал с профилирующим ножом. Он окончательно профилирует основание, срезая излишки грунта и час­ тично его перераспределяя. Механизмом подъема и опускания регу­ лируют высоту заглубления. Фрезерный рабочий орган представляет собой отвал с закрепленной на нем фрезой для профилирования 208 укрепленных грунтов или шнеком для профилирования песчаных оснований. Сменные резцы фрезы с пластинками из твердого спла­ ва расположены по винтовой линии. Транспортер удаляет срезан­ ный материал за пределы основания. Фрезу и отвал можно настраивать на плоское и на двускатное поперечные основания. Уплотнение подстилающего песчаного ос­ нования осуществляется вибробрусом. Бетонораспределители принимают смесь из автосамосвалов или автобетоносмесителей и распределяют ее по дорожному основаншо слоем заданной толщины. Распределители являются машинами не­ прерывного и периодического действия. Бетонораспределители не­ прерывного действия распределяют смесь, поступающую на осно­ вание строящейся дороги. Они имеют высокую производительность и требуют четкой организащш работ по доставке смеси к месту ее укладки. Распределители периодического действия работают Щ1к- лично. Новая порщм бетона распределяется по основанию после распределения предьщущей порщш и на новую позицию. По конструкции рабочих органов распределители бывают бун­ керными, шнековыми, лопастными, ковшовыми. Бункерные рас­ пределители относятся к машинам периодического действия, ос­ тальные - к машинам непрерывного действия. Смесь, выгруженную распределителем на дорожное основание, равномерно распределяют в поперечном направлении шнеком, ло­ пастью или ковшом и предварительно разравнивают отвалом. Окон­ чательное профилирование покрытия осуществляется профили­ рующими заслонками, которые можно устанавливать на односкат­ ный или двухскатный поперечный профиль покрытия. Бетоноотделочные машины осуществляют разравнивание, про­ филирование, уплотнение и окончательную отделку (выглаживание и затирку) поверхности покрытия. Машины данного типа следуют за бетонораспределителем. Бетоноотделочная машина имеет раз­ равнивающий, уплотняющий и выглаживающий органы. Разравни­ вающий орган - это лопастный вал, шнек или вибробрус. уп­ лотнения бетонной смеси применяют вибрационный или трамбую­ щий брус. Выравнивание и выглаживание поверхности бетонного слоя производится выглаживающей лентой или брусом, совершающим ка- чательные движения в горизонтальной плоскости, а также выглажи­ вающими плитами с вертикальными колебаниями. Бетоноотделочные 209 машины имеют один рабочий орган - вибрационный или трамбую­ щий брус, два рабочих органа - уплотняющий и выглаживающий брусья, три рабочих органа - разравнивающий, уплотняющий и вы­ глаживающий брусья, четыре рабочих органа - вибрационный, трамбующий и разравнивающий брусья, а также выглаживающую ленту. Технологическая операция выполняется сразу несколькими рабочими органами: уплотнение - вибрационным и трамбующим брусьями, а отделка поверхности - разравнивающим брусом и вы­ глаживающей лентой. Идет переход к универсальным рабочим ор­ ганам, выполняющим несколько операций. Профилировщик основания, входящий в комплект, имеет уни­ фицированное самоходное четырехгусеничное базовое шасси с ав­ томатической следящей системой управления рабочими органами по заданному курсу и профилю. Основная рама представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения. Установленные соосно две фрезы предназначены для первоначального фрезерования, рых­ ления и распределения грунта основания по ширине обрабатывае­ мой полосы. Шнеки удаляют излишки грунта на обочину дороги или ленту конвейера-перегружателя, а также распределяют матери­ ал по ширине основания. Каждая фреза и шнек имеют свой незави­ симый и взаимозаменяемый привод. Распределитель комплекта предназначен для приема бетонной смеси с обочины из самосвалов и распределена ее по ширине ос­ нования. Снизу к основной раме прикреплены фреза-шнек и отвал. Конструкция рабочих органов позволяет регулировать положение их краев и середины с помощью трех гидроцилиндров для получе­ ния одно- и двухскатного профилей покрытия. Машина оснащена вьщвижным транспортером. Конструктивной особенностью комплекта являются применение базового самоходного унифицированного четырехопорного гусе­ ничного шасси и максимальная унификация узлов привода рабочих органов, гидро- и электрооборудования, аппаратуры автоматики и силовых установок. Бетоноукладчик комплекта служит для разравнивания, профили­ рования, уплотнения и отделки бетонной смеси. На основной раме машины закреплены шнек, отвал шнека, глубинные вибраторы, виб­ робрус-дозатор, первый и второй качающиеся отделочные брусья, плавающая выглаживающая плита и боковые скользящие формы. 210 Шнек предназначен для распределения смеси и состоит из двух час­ тей, имеющих боковой гидравлический привод. Отвал шнека имеет плоскую форму и служит для создания подпора смеси в шнеке. Глубинные вибраторы обеспечивают равномерную плотность смеси по всей толщине слоя. Вибраторы со встроенными асинхронными электродвигателями креплят на У-образных пружинных рычагах к состоящей из двух частей трубе, которая поворачивается вокруг оси горизонтальным гидроцилиндром. Частота вибрации глубинных вибраторов 180 Гц. Вибробрус-дозатор вторично распределяет и выравнивает смесь после ее проработки глубинными вибраторами. Два качающихся бруса предназначены для придания покрытию требуемого профиля и отделки по поверхности. Брусья состоят из двух частей коробчатого сечения. Возвратно-поступательное дви­ жение брусьев в поперечном направлении относительно уклады­ ваемого покрытия осуществляется четырьмя гидромоторами. Окон­ чательная отделка поверхности производится плавающей плитой, состоящей из деу\ частей. Боковые скользящие формы формир5тот боковые поверхности бетонного покрытия. Бетоноотделочная машина предназначена для окончательной от­ делки поверхности покрытия и придания ей требуемой текстуры бе­ тона. Машина многопроходная и смонтирована на четырехколесном базовом шасси. Снизу к раме на вертикальной поворотной и подъем­ ной цапфе подвешены две доралевые трубы. Над ними для смачива­ ния труб установлены два трубопровода с загшраемыми соплами. Сзади к раме кронштейнами прикреплена тканевая драга, кото­ рая орошается водой и передвигается по поверхности цементобе­ тонного слоя. Распределитель пленкообразующих материалов служит для на­ несения материалов и создания на покрытии шероховатой поверх­ ности. Машина выполнена однопроходной на самоходном четьфех- опорном колесном базовом шасси. К основной раме прикреплены две поперечные траверсы, по которым относительно покрытия пе­ ремещается щетка, создающая шероховатость поверхности покры­ тия. К передней части рамы подвешен барабан для пленки. Сзади к раме подвешены распределительная труба для распределения жид­ ких пленкообразующих материалов и два вьгаосных сопла для об­ работки боковых поверхностей покрытия. 211 Такие машины осуществляют весенне-летнее и зимнее содержа­ ние дорог. При весенне-летнем содержании дорог выполняются ра­ боты по сдвигу, образованию валиков наносов на расстоянии 1,5 м от бордюра и их погрузке и вывозу. Основную роль в этом процессе предполагается выполнить машинам МУН-1 и МУН-2 (производст­ во ОАО «Амкодор»), Машина МУН-1 поможет быстро очистить и аккуратно уложить в валики прибордюрный мусор, который затем может быть легко убран бульдозером - погрузчиком ДЗ'133 или мно­ гоковшовым погрузчиком ТМ-3. Машина МУН-2 решает проблему качественной уборки дорог от наносов, пыли, грязи, снега и погрузки их в транспортные средства. Белорусскими предприятиями выпускает­ ся весь комплекс машин, обеспечивающих летнее содержание дорог (табл. 5.1) с прилегающими инженерными сооружениями. Машина МУН-1 монтируется на базе трактора МТЗ-80/82 и обес­ печивает работу со скоростью до 4,26 км/ч и убирает наносы плотно­ стью до 2,14 т/м^. Машина МУН-2 вьшолняется прицепного типа. Подметально-уборочные машины для летнего содержания пред* назначены для подметания асфальто- и цементобетонных дорожных покрытий и сбора смета в бункер машины. В зависимости от спосо­ ба воздействия на дорожное покрытие при подметании машины разделены на: - машины щеточного типа с исполнительным органом в виде щеточного устройства; - машины вакуумно-пневматического типа, подметаюпще до­ рожное покрытие струей воздуха; - машины комбинированного щеточно-вакуумно-пневматичес­ кого типа. В настоящее время наиболее распространены машины щеточно­ го и комбинированного типов. Что же касается машин вакуумно­ пневматического, т. е. бесщеточного типа, то известно сравнитель­ но небольшое число конструкций таких машин, применяемых толь­ ко при обслуживании аэродромов. Машины щеточного и комбинированного типов, в свою очередь, различают по способу обеспыливания процессов подметания и пода­ чи смета в бункер машины. Причем обеспыливают при подметании 4.11. Ознакомление с машинами для содержания дорог 212 двумя способами: увлажнением дорожного покрытия (мокрое обес­ пыливание) и отсасыванием пьши из зоны действия щеток (сухое обеспыливание). По способу подачи смета в бункер машины разделены на маши­ ны с механическим конвейером и машины с пневматическим транс­ портером. Современные подметально-уборочные машины смонтированы на специальных и автомобильных шасси, а также на прицепах. Подметально-уборочные машины обеспечивают полный цикл убор­ ки, в том числе отделение загрязнений и перемещение их с дорожных по1фьгшй в бункер машины. Цикл уборки современной машины вклю­ чает подметание покрьтш, заполнение бункера сметом, транспортиро­ вание его на места складирования, pasrpysiQ' бункера и заполнение бака водой, необходимой доя обеспьшивания гфи подметании. Для уборки загрязнений машина снабжена щеточными и транс­ портирующими устройствами, бункером для смета, механизмом его опорожнения, системой обеспьшивания зоны подметания. Щеточ­ ное устройство обычно представляет собой комбинацию двух или трех щеток, различающихся формой (рис. 4.78). При этом торцовые щетаи, предназначенные для уборки полосы дороги у камня, обеспе­ чивают подметание и перемещение загрязнений к оси машины. Ци- лищфические щетки не только подметают полосы дороги перед ма­ шиной, но и направляют смет непосредственно в бункер (рис. 4.78, а) шш к транспортирующему устройству (рис. 4.78, б). Получают рас­ пространение цилиндрические щетки, которые, подметая, подни­ мают смет и направляют его через разгрузочное окно кожуха непо­ средственно в бункер машины (рис. 4.78, в). Значительно распро­ странены машины, у которых перемещение смета в бункер обеспечивается воздушным потоком. В этом случае цилиндриче­ ская щетка, подметая весь смет, подает его непосредственно или с помощью вспомогательного устройства к всасывающему патрубку пневматического транспортера (рис. 4.78, г). 213 Рис. 4.78. Способы транспортирования смета в бункер: а, в - перемещение смета в бункер щеткой; б - перел1ещение смета механическим транспортером; г - перемещение смета пневматическим транспортером; д - подметание и перемещение смета сдувающей и всасывающей воздушной струей; 1 ~ цилиндрическая щетка; 2 - бункер; 3 - механический транспортер; 4 - вентилятор; 5 - пневматический транспортер; 6 - лотковая щетка Находят распространение машины, у которых воздушный поток использован для отделения загрязнений небольшой части убирае­ мой полосы, захвата всего смета и перемещения его в бункер по трубе пневмотранспортера (рис. 4.78, д). Такие машины снабжены только лотковыми щетками, а функции щшиндрической щетки вы­ полняет специальное сопло - подборщик пневмосистемы. Бункер разгружают преимущественно самосвальным устройством. Получи­ ли распространение устройства, перемещающие бункер в положе­ ние, которое обеспечивает выгрузку смета в кузов грузового авто­ мобиля. В качестве средства обеспыливания зоны подметания при­ меняют увлажнение и только в редких случаях используют пневматические системы обеспьшивания. На широко распространенных машинах ПУ-53 и ПУ-53А загряз­ нения, отделенные щеткой, поступают в бункер с помощью меха­ нического скребкового транспортера. 214 ПРУП «Завод Минскагропроммаш» выпускает машину подме­ тальную МП-2,5 (рис. 4.79), которая состоит из рамы 1 с колесным ходом 2, имеющим пневматические тормоза, и прицепного устрой­ ства 3. На раме на шарнирах установлен бункер-мусоросборник 4, эле­ ватор скребковый 5, рабочие органы: щетки лотковые 6 и цилиндриче­ ская 7, бак водяной 8, бак гидравлический 9, гидрооборудование 10, цилиндры опорных башмаков 11, система увлажнения 12, защитные ограждения 13. Насосная установка 14 смонтирована на прицепном устройстве и соединяется с валом отбора мощности трактора кар­ данным валом 15. Между лотковыми щетками на раме установлен отбойный щиток 16. 10 * : в Рис. 4.79. Машина МП-2,5 Работа машины по уборке дорог, площадей и улиц производится с помощью гидропривода от ВОМ трактора следующим образом: а) две лотковых щетки, вращаясь навстречу друг другу, сметают мусор вовнутрь к щитку отбойному, установленному между этими щетками вдоль оси машины перед элеватором; б) задняя цилиндрическая щётка забрасывает мусор на элеватор (транспортёр), который в свою очередь скребками подаёт мусор вверх и загружает бункер-мусоросборник. Для уменьшения пыле- образования используется система увлажнения, установленная пе­ ред лотковыми щётками; 215 в) после заполнения бункера машина останавливается и выгру­ жает мусор, поднимая бункер-мусоросборник двумя гидроцилинд­ рами, в кузов автомобиля или прицеп трактора в месте выгрузки. Далее процесс уборки продолжается. Машина типа КО-309 (рис. 4.80) на базе автомобиля ГАЗ-53 со­ стоит из следующих основных узлов: ш;еточного устройства, пнев­ матического транспортера, вентилятора, бункера для смета, систе­ мы увлажнения с водяным баком, устройства для сбора куч загряз­ нений, гидрооборудования и механизмов привода. Рис. 4.80. Подметально-уборочная машина КО-309: 1 - коробка отбора мощности; 2 - лотковая щетка; 3 — щеточный подборщик; 4 - бункер; 5 - всасывающий шланг; 6 - транспортер; 7 - вентилятор Щеточное устройство, размещенное в базовом пространстве шасси, представляет собой центральную цилиндрическую щетку- подборщик и две лотковые щетки. Подборщик расположен перед задними колесами, а лотковые щетки - за кабиной водителя. Для обеспечения работы пневматического транспортера под­ борщик снабжен вспомогательным оборудованием, состоящим из кожуха, лотка и винтового конвейера. Винтовой конвейер переме­ щает смет вправо от оси машины. В n p a B o jw своем конце конвейер переходит в метатель, диаметр двух его лопастей равен диаметру лопастей конвейера. В верхней части конвейера над лопастями рас­ положено приемное сопло пневматического транспортера смета. 216 Щетку-подборщик можно легко демонтировать, переставлять с одной стороны на другую для равномерного изнашивания ворса на всей длине щетки. Для изменения степени обжатия ворса щетку подвешивают на пружинах, натяжение которых регулируется. Для надлежащего направления смета на лоток и винтовой кон­ вейер подборщик установлен под углом около 5° по отношению к поперечной оси машины. Винтовой конвейер размещен в подшип- шисовых опорах спещ1альной конструкции, позволяющих валу кон­ вейера перемещаться в вертикальном направлении. При попадании между кожухом и лопастью крухшых фракщ1й загрязнений вал мо­ жет перемещаться в вертикальной плоскости, что предотвращает возможные заклинивания конвейера. Подборщик вместе с конвейе­ ром, лотком и кожухом перемещается в транспортное положение с помощью двух гидроцилиндров. Лотковые щетки установлены на специальных шарнирных под­ весках, прикрепленных к лонжеронам базового шасси. Тяги шар- Шфной подвески позволяют устанавливать щетку в надлежащее (рабочее или транспортное) положение. В рабочем положении лот­ ковая щетка перемещается с помощью гидроцилиндра за габариты ведущих колес базового шасси. В транспортное положение щетка поднимается также гидроцилиндром, воздействующим на рычаж­ ную систему ее подвески. Пневматический транспортер представляет собой металлическую трубу. Нижний ее конец соединен со всасывающим соплом, располо­ женным над лопастями шнека, верхний конец - с бункером для смета. Вентилятор, установленный на раме автомобиля за кабиной во­ дителя, соединен всасывающим патрубком с бункером, в результате чего в бункере и трубе транспортера при работе вентилятора созда­ ется разрежение. Поток воздуха, несущий смет, при попадании в бункер из-за резкого расширения теряет скорость и меняет направ­ ление движения. Благодаря этому частицы загрязнений осаждаются в бункере, а очищенный воздух поступает в вентилятор и выбрасы­ вается через его напорный патрубок. Контроль за наполнением бункера сметом осуществляется визу- апьно через специальный лючок на правой стенке бункера. Разгруз­ ка бункера производится путем его перемещения в наклонное по­ ложение при открывании задней крьш1ки, фиксируемой специаль­ ным механизмом и гидроцилиндром. 217 Система увлажнения состоит из бака для воды, насоса, системы трубопроводов с форсунками, расход воды через которые можно регу­ лировать. Форсунки установлены на переднем бампере базового шас­ си, перед лотковыми щетками, а также на входе в пневматический транспортер. На задней крышке бункера для смета размещен всасы­ вающий шланг, на конце которого имеется жесткий наконечник. Перед использованием всасывающего шланга вход в пневмати­ ческий транспортер у винтового конвейера перекрывается спещь альной крьш1кой. Гидрооборудование машины фушщионирует от гидронасоса, приводимого в действие двигателем базового шасси. Привод подборщика осуществляется с помощью гидромотора и цепной передачи. Лотковые щетки приводятся во вращение гидро­ моторами, соединенными непосредственно с валами щеток. Гидросистема машины служит также д ля обеспечения работы гид­ роцилиндров, вьшолняющих различные вспомогательные функции. Гидромоторами и гидроцилиндрами управляют с помощью рас­ пределителей и дросселей. Привод всех механизмов обеспечивается двигателем шасси с помощью коробки отбора мощности, от верхнего вала которой кяи- ноременной передачей приводятся в действие вентилятор и насос системы увлажнения. Конструкция привода обеспечивает совмест­ ную работу вентилятора и водяного насоса. От нижнего вала короб­ ки приводится в работу насос гидросистемы машины. Машина работает следующим образом. Система увлажнения смачивает подметаемую полосу. Лотковые щетки, вращаясь, отде­ ляют загрязнения на полосе своего захвата и направляют смет к се­ редине машины в зону действия щетки-подборщика. Подметая со­ ответствующую полосу, подборщик захватывает весь смет, отде­ ленный им и лотковыми щетками, и отбрасывает его на лоток и винтовой конвейер. С помощью конвейера смет перемещается вправо к лопастям метателя, подающим смет к всасывающему со­ плу трубы пневматического транспортера, который перемещает смет в бункер, где он отделяется от струи воздуха. Для лучшего транспортирования (в бункер машины) и отделения (от воздушной струи) смет при входе в пневмотранспортер увлажняется с помощью форсунок. После заполнения бункера машина направляется к месту складирования смета. Бункер опорожняется при открытой крышке 218 путем его перемещения в наклонное положение. Машина может ра­ ботать с одной и двумя лотковыми щетками в зависимости от ха­ рактера засоренности дорожного покрытия. При необходимости уборки куч смета или опавших листьев, урн и труднодоступных мест используют всасывающий шланг, который для облегчения пользования закреплен на спещ1альной подвеске. Поливочно-моечные машины предназначены для мойки асфаль- то- и цементобетонных дорожных покрытий с помощью веерооб- разньпс плоских струй, направленных в сторону от машины по на­ правлению к прилотковой полосе. После смывания на прилотковой полосе задерживается около 50 % отделенных загрязнений, а вода с наиболее мелкими фракщмми за­ грязнений поступает в колодцы водосточной сети. Таким образом, машина не убирает загрязнения, а только отделяет частицы от по­ верхности дорожного покрытия и перемещает их на прилотковую полосу. Кроме того, машину применяют при наличии продольных уклонов и правильной профилировке поперечного сечения дороги для смывания в колодцы водосточной сети загрязнений, расположен­ ных в прилотковой полосе. Как правило, конструкция машины по­ зволяет поливать дорожные покрытия, чем обеспечивается снижение запьшенности придорожных слоев воздуха, и изменять показатели микроклимата придорожной зоны. Эти машины также можно ис­ пользовать для полива зеленых насаждений и тушения пожаров. Поливочно-моечные машины производства стран СНГ имеют общую принципиальную схему устройства. Вода из цистерны, раз­ мещенной на базовом шасси машины, поступает в насосную уста­ новку, которая подает жидкость в напорный трубопровод, заканчи­ вающийся рабочими органами машины - моечными насадками. На­ садок образует плоскую веерообразную струю, направленную под небольшим углом к дорожному покрытию. При встрече струи с до­ рожным покрытием происходит отделение загрязнений, смьшание их и перемещение по направлению к прилотковой полосе. Основным широко распространенным типом поливочно-моечной машины является машина ПМ-130Б (рис. 4.81). 219 Рис. 4.81. Поливочно-моечная машина ПМ-130Б (без подмегально-з^борочного оборудования): 1 - базовое шасси; 2 - цистерна; 3 - раздаточная коробка; 4 - насадок Фанипольский ОМЗ (Минская обл.) вьшускает поливомоечную машину АПМ-7 с вместимостью цистерны 7800 дм .^ Для ухода за зелеными насаждениями созданы машины для ска­ шивания травы и обрезки кустарников, гидропосева травы, опры­ скивания деревьев и кустарников ядохимикатами и поливки зеле­ ных насаждений. Роторная косилка ДЭ-6 предназначена для скашивания и удале­ ния травы с откосов кюветов автомобильных дорог, с горизонталь­ ных участков обочин и полосы отвала и стрижки живой изгороди. Наружный и внутренний откосы кюветов можно обрабатывать со стороны дороги, что важно при работе косилки на участках дорог, к которым прилегают кустарники и лес. Оборудование, состоящее из рабочего органа, основной рамы, рамы рабочего органа и гидросистемы, навешено на промышлен­ ный трактор Т-50АП Липецкого тракторного завода. На шасси мо­ жет быть установлен как ротационный, так и кольцевой рабочий органы. Рабочий орган роторного типа имеет опорную лыжу и вра­ щается от гидромотора. По периферии режущего диска закреплены стандартные ножевые сегменты сельскохозяйственной косилки. При окашивании рабочий орган опирается на откос канавы и может свободно поворачиваться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При работе на внутреннем откосе режз^ций диск вра­ щается по часовой стрелке, на наружном - против часовой стрелки. При соприкосновении ножевого сегмента с препятствием он пря­ 220 чется за наружный контур диска. При удалении с рабочего органа опорной лыжи с самоустанавливающимся подншпником его ис­ пользуют для стрижки кустов. Гидросистема машины состоит из двух автономных систем. Одна из них предназначена для привода рабочего органа, а другая - для управления рабочим органом. Ма­ шину обслуживает один человек. Косилка ЦКБ-Т-216 (рис.4.82) является навесным оборудованием на тракторы «Беларусь» или Т-40. Она предназначена для скашивания тра­ вы в канавах, на насьшях и откосах автомобильных дорог, обочинах, полосе отвода и на разделительной полосе. В комплект косинки входит ротационный режущий аппарат диаметром 800 мм для подрезки кус­ тарников. Косилка состоит из рычажной рамы, подфамника, режущего аппарата и гидросистемы управления. Косилка оборудована пятью сменными режупщми органами: ротационным режущим аппаратом с шириной захвата 1 м; ротационным режущим аппаратом с шириной захвата 0,8 м для стрижки 1д^старников; пальцевыми рея^тцими аппа­ ратами с шириной захвата 1,2; 1,5 и 2,1 м. Рис. 4.82. Косилка модели ЦКБ-Т-216 на тракторе «Беларусь» или Т-40: 1 - рычажная рама; 2 - подрамник; 3 - ротационный режущий ашарат диаметром 1 м; 4 - ротационный режущий аппарат диаметром 0,8 м для стрижки кустов; 5 - пальцевый режущий аппарат с шириной захвата 1,2 м; б - пальцевый режущий аппарат с шириной захвата 1,5 м; 7 - пальцевый режущий аппарат с шириной захвата 2,1 м; 8 - гидросистема привода и управления. 221 Ротэдионный аппарат состоит из режущего диска, укрепленного на вертикальном валу, который установлен в корпусе на подшипни­ ках. Режущий диск защищен кожухом. Под режущим диском к ко- лсуху и подпятнику оси режущего диска крепится лыжа. Последняя обеспечивает копирование профиля скашиваемого участка. Рабочий орган может поворачиваться во всех направлениях благодаря шар­ нирной подвеске к раме. Ротационный аппарат для стрижки кустарников отличается от ротационного аппарата для скашивания травы диаметром режущего диска, количеством и формой ножей. Специализированные машины для стрижки кустов - кусторезы оснащают дисковыми пилами (рис. 4.83) двух типов: многозубыми с прямыми зубьями и четырехзубыми различного диаметра с зубья­ ми, имеющими одностороннюю заточку. Многозубая пила предна­ значена для распиливания крупных деревьев диаметром до 40 см, четырехзубые-для подрезания кустов и мелких деревьев диамет­ ром до 10 см. При обработке кустарников агрегатом Т-216 с рабоче­ го органа снимают кожух и лыжу. Аппарат устанавливают под уг­ лом 45° к плоскости движения трактора и жестко закрепляют. К л ш у < л л л , 6 ) Рис. 4.83. Дисковая пила для подрезания кустов и срезки деревьев: а - четырехзубая; б - многозубая; в - форма зубьев многозубой пилы Пальцевые режущие аппараты и ротационный аппарат диаметром диска 1000 мм унифицированы с оборудованием косилки ЦКБ-Т-211. 222 Рабочий орган косилки подвешен на рычажной раме. Последняя состоит из двух шарнирно соединенных звеньев и звена противове­ са. Это позволяет устанавливать оборудование в различных поло­ жениях в зависимости от положения трактора относительно скаши­ ваемого участка. Сама рычажная рама шарнирно укреплена на под­ рамнике, который жестко установлен на лонжероне трактора. Рычажная рама перемещается гидроцилиндрами. Один гидроци­ линдр связывает первое и второе звенья рамы и изменяет угол между звеньями. Второй гидроцилиндр связьшает второе звено с подрамни­ ком и поворачивают всю раму относительно трактора. При помощи третьего гидроцилиндра пальцевый аппарат поворачивается в зави­ симости от угла наклона скашиваемой поверхности. Момент, созда­ ваемый рамой с рабочим органом, уравновешивается противовесом. При работе на очень густых травах и с кустарником со сложным профилем, с большим количеством инородных предметов на косил­ ку устанавливают ротационный режущий аппарат. Если травы ска­ шивают на наклонных поверхностях, ротационный режущий аппа­ рат необходимо загружать так, чтобы он при установке на откос занимал необходимое положение. Для этого на кожух аппарата ус­ танавливают один из грузов противовеса. Во избежание несчастных случаев при уходе за машиной и во время работы на ней необходимо строго соблюдать основные пра­ вила техники безопасности; 1. Перед началом работы необходимо убедиться в полной ис­ правности машины. 2. При остановках агрегата необходимо выключать вал отбора мощности трактора. 3. При работе ротационным режуищм аппаратом заслонка ко­ жуха должна быть опущена в крайнее нижнее положение. 4. Регулируют, смазывают, очищают и исправляют косилку при заглушениом двигателе трактора. Серийное производство дорожных косилок наладил Мозырский машиностроительный завод. Установка рабочего оборудования у этой машины боковая. Рабочее оборудование состоит из стрелы, рукояти, редуктора, привода режущего аппарата и гидросистемы. Режущий аппарат может иметь различное исполнение: однодис- ковый, на котором шарнирно крепится несколько ножей. В этом 223 cjxj^ae привод диска осуществляется от насоса. Недостатком такой конструкции является малая ширина захвата при кошении обочин и откосов. Установка редуктора в зоне режущего аппарата обеспечи­ вает увеличение ширины захвата кошения травы и кустарника, син­ хронизацию движения ножей. Из-за изменения угла наклона режу­ щего аппарата смазка, находящаяся в редукторе, стекается в одну сторону, поэтому затруднена смазка той части редуктора, которая находится в противоположной стороне от наиболее низко находя­ щейся части редуктора. Следует отметить, что индивидуальный гидравлический привод каждого ножа или пары ножей, на­ ходящейся на диске, может привести к отказу насоса, т. к. ножи мо­ гут застревать в древесине, что вызывает возрастание динамических нагрузок на нож, приводящее к обрыву плунжеров насоса. При зимнем содержании дорог осуществляется удаление с них снега и ведется борьба с зимней скользкостью. Снег удаляют преж­ де всего плужно-щеточными снегоочистителями. Плужно-щеточные снегоочистители предназначены для очи­ стки дорожных покрытий от свежевыпавшего неуплотненного сне­ га. С помощью отвала, обычно установленного впереди машины, сгребается и смещается в сторону основной слой снега. Оставшийся слой снега высотой около 10...20 мм подметается щеткой и отбра­ сывается в сторону. В связи с тем, что это оборудование не оказы­ вает заметного влияния на показатели использования грузоподъем­ ности базового шасси автомобиля, его выполняют сменным, монти­ руемым на зимний период. Наибольшее распространение получило плужно-щеточное обо­ рудование, смонтированное на поливочно-моечной машине ПМ-130 (рис. 4.84). Плужное оборудование этой машины состоит из пово­ ротного отвала, сцепной и толкающей рам, механизма подъема плу­ га. Поворотная рама сварена в виде дуги из профилей, приваренных к отвалу, которые имеют отверстия для фиксации отвала в опреде­ ленном положении на сцехшой раме и по отношению к продольной оси машины. Отвал плуга - сварной конструкции в виде каркаса из уголка с приваренным к нему стальным изогнутым листом. К ниж­ нему продольному элементу каркаса болтами прикреплены смен­ ные резиновые ножи в виде отдельных секций. 224 Рис. 4.84. Машина со снегоочистительным оборудованием: 1 - отвал; 2 - механизм подъема плуга; 3 - цилиндрическая щетка; 4 - толкающая рама; 5 - сцепная рама; 6 - поворотная рама; 7 - нож Сцепная рама, изготовленная из отдельных профилей, служит опорой для отвала и соединяет отвал с толкающей рамой, состоя­ щей из двух штанг. Сцепная и толкающая рамы соединены с помо­ щью шаровых шарниров. Штанги толкающей рамы прикреплены к лонжеронам базового шасси и передают на них усилия, возникаю­ щие при работе плуга. Каждая штанга представляет собой телеско­ пическое соединение двух труб, между которыми размещены амор- тизируюыще пружины. Каждая из штанг, кроме того, имеет сколь­ зящую подвеску к балке передней оси базового шасси. Плуг поднимается в транспортное положение с помощью подъемной рамки, закрепленной шарнирно на сварной раме, установленной на бампере шасси. Подъемная рамка, перемещаемая гидроцилиндром, соединена с отвалом с помощью цепи с амортизатором. Снегоочистительное щеточное оборудование состоит из цилинд­ рической щетки, ее рамы, механизмов привода щетки и ее переме­ щения в рабочее и транспортное положение. Каркас цилиндриче­ ской щетки представляет собой трубу с фланцами по концам. На трубе расположена стальная профилированная лента, в которую уложен стальной или капроновый ворс, прикрепленный к каркасу щетки стальным канатом. Концы каната закреплены на фланцах болтами. Щетка на подшипниках свободно может вращаться вокруг горизонтальной оси. Рама щетки состоит из двух поперечных труб и боковых соеди­ няющих щек. Верхняя труба рамы закреплена на лонжеронах авто­ мобиля и на шарнирной подвеске несет нижнюю трубу. Нижняя 225 труба прикреплена болтами к щекам рамы. В нижней части щек ус­ тановлены гнезда подшипников, к которым на болтах с помощью фланцев прикреплена щетка. В верхнюю трубу рамы щетки вмонти­ рован конический редуктор ее привода. Ведущий вал редуктора пе­ редает крутящий момент к левой опоре рамы на ведущую звездочку цепной передачи щетки. Цепная передача заключена в кожух и снаб­ жена натяжным устройством. Рама щетки с помощью кронштейна соединена с механизмом подъема. Для подъема щетки в транспорт­ ное положение служит гидроцилиндр. Давление щетки на дорожное покрьггие и, следовательно, деформацию ворса можно изменять, ре­ гулируя длину цепи, на которой подвешена щетка. Щетка получает вращение от двигателя базового шасси с помощью коробки отбора мощности, карданной передачи и конического редуктора. Гидросистема служит для подъема плуга и щетки и состоит из масляного насоса, приводимого во вращение коробкой отбора мощ­ ности, двух секций распределителя по числу гидроцилиндров и гидрозамков этих цилиндров. Такое же по конструкции снего­ очистительное оборудование установлено на распределителе техно­ логических материалов - машина КО-105. Кроме этих двух машин промышленность изготовляет плужно-щеточное оборудование, входящее в комплект оборудования снегоочистителя КО-707, а также сменное оборудование, устанавливаемое на универсальную уборочную машину КО-705. Снегоочистительное оборудование машины КО-707 (рис. 4.85) смонтировано на базе трактора МТЗ-80 и состоит также из плуга и цилиндрической щетки. Плуг, смонтированный спереди трактора, по устройству аналогичен плугу, описанному выше. Основным от­ личием этого оборудования является подвеска цилиндрической щет­ ки, размещенной за задними колесами трактора. Снегоочистительная щетка состоит из самой щетки, ее рамы, системы вывешивания, ме­ ханизмов привода и ее подъема. Цилиндрическая щетка из стального или капронового ворса смонтирована на раме, шарнирно подвешен­ ной к трубчатой конструкции. Конструкция прикреплена к основной раме оборудования. В трубчатую конструкцию вмонтирован кониче­ ский редуктор привода щетки, и через нее проходит ведущий вал, оканчивающийся звездочкой цепной передачи привода щетки. 226 Рис. 4.85. Снегоочиститель КО-707 с плужно-щеточным оборудованием: 1 - цилиндрическая щетка; 2 - опорные колеса; 3 - скальшатель; 4 - плуг На раме щетки закреплена опорная подвеска, состоящая из ме- таллоконструкщ1и и двух колес, размещенных за щеткой. Каждое из колес имеет механизм для регулирования положения колеса по вы­ соте. Таким образом, путем регулирования положений колес, пе­ ремещающихся по очищенному щеткой дорожному покрытию, из­ меняется давление щетки на дорогу и, следовательно, степень де- формащш ворса. Несмотря на некоторое усложнение конструющи щетки, наличие опорных колес делает более доступным регу­ лирование деформащ1и ворса и, следовательно, обеспечивает необ­ ходимое качество очистки от снега при минимально возможном из­ носе ворса. В рабочее и транспортное положения щетка перемеща­ ется гидроцилиндром и рычагами задней подвески трактора. Для привода щетки используют задний вал отбора мощности трактора и карданный вал, который передает крутящий момент ко­ ническому редуктору и цепной передаче привода щетки. На универсальной уборочной машине КО-705 плуг, имеющий аналогичную конструкцию, подвешен с помощью специального кронштейна к передней раме базового трактора. Роторные снегоочистители предназначены для вьшолнения ряда ра­ бот по снегоочистке и удалению снега: формирования валов снега, от­ брасывания снега на свободные площади направленной переброски и укладке снега, погрузки снега из валов и ю/ч в транспортные средства. В настоящее время получили распространение пять принципиаль­ ных схем рабочих органов роторных снегоочистителей (рис. 4.86), ко­ торые, в свою очередь, разделены на две группы; рабочие органы совмещенного типа и рабочие органы раздельного типа. 227 Рис. 4.86. Схемы рабочих органов роторных снегоочистителей; а - шнекороторный; б - фрезерно-роторный; в - плужно-роторный; г - фрезерный; д - роторный; J - шнек; 2 - ротор; 3 - фреза; 4 - отвал; 5 - фрезерный барабан В рабочих органах совмещенного типа разработку валов снега и его отбрасывание в сторону выполняет один и тот же рабочий ор­ ган. В отличие от него рабочий орган раздельного типа состоит из двух устройств - одно разрабатывает снег и подает его в другое, которое и отбрасывает снег. Прочность снега в валах на городских дорогах различна. Поэтому наиболее важным требованием к рабо­ чему органу для роторньпс снегоочистителей, применяемых в го­ родских условиях, является способность разработки снега большой прочности. Наиболее полно этому требованию отвечает рабочий орган фрезерно-роторного типа, у которого разработка валов снега обеспечивается фрезой с горизонтальной осью вращения, а отбра­ сывание снега - ротором. В связи с тем, что заводы коммунального машиностроения в на­ стоящее время изготовляют роторный снегоочиститель для зимней уборки только одного типа, в городах применяют роторные снего­ очистители, предназначенные для содержания автомобильных до­ рог и аэродромов. Из этих машин наибольшее распространение полу­ чили два снегоочистителя шнекороторного типа - ДЭ-210 и ДЭ-211. Эти снегоочистители с аналогичными рабочими органами различа­ ются устройством привода. 228 Шнекороторный снегоочиститель ДЭ-210 смонтирован на авто­ мобильном шасси ЗИЛ-131 по одномоторной схеме (рис. 4.87). Дви­ гатель автомобильного шасси демонтирован, и для привода рабоче­ го органа снегоочистителя и ходового оборудования базового шасси использован один дизельный двигатель. Специальное оборудование машины состоит из рабочего органа, его корпуса, механизмов под­ вески рабочего органа, гидрооборудования, механизмов привода рабочего органа и ходового оборудования базового шасси. Рис. 4.87. Шнекороторный снегоочиститель ДЭ-210: I - рабочий орган; 2 - подвеска рабочего органа; 3 - трансмиссия рабочего органа; 4 - система обогрева; 5 - фара; 6 - система пневмомоторов; 7 - двигатель; 8 - сигнальный огонь; 9 - подрамник; 10 - капот; 11 - удлинитель рамы шасси; 12 - аккумуляторы Рабочий орган установлен с помощью механизма подвески впе­ реди автомобиля и прикреплен к лонжеронам базового шасси. Он состоит из двух шнеков и ротора. Эти механизмы помещены в корпусе рабочего органа. В передней части корпуса один над дру­ гим размещены два шнека, направление витков которых обеспечи­ вает перемещение разработанного снега к продольной оси машины. Корпус сварной цельнометаллический, в рабочем положении опи­ рается на лыжи. В задней части корпуса имеются лобовой лист с отверстием и четыре проушины, служащие для соединения корпуса с механизмом подвески. На корпусе закреплен редуктор привода рабочего органа. Шнеки смонтированы на боковинах корпуса на самоустанавливающихся подшипниках. Ротор представляет собой звездообразную литую ступицу с шестью отверстиями, к которым болтами прикреплены лопасти ротора. Кожух ротора представляет 229 собой улиткообразную конструкцию, состоящую из обечайки, имеющей патрубок для выбрасывания снега, и задней стенки. Рабо­ чий орган вместе с корпусом присоединен к механизму подвески, который состоит из рамы, двух рычагов и двух гидроцилиндров подъема рабочих органов. Для погрузки снега в транспортные сред­ ства рабочий орган снабжен погрузочным желобом, который соеди­ нен с отверстием выбросного патрубка кожуха ротора. Гидравлическая система машины включает в себя шестеренный насос, три гидроцилиндра, два из которых служат для перемещения рабочего органа в рабочее положение и транспортное положение и один - для поворота кожуха ротора, и другое оборудование. Меха­ низмы машины приводятся в работу дизелем с помощью карданных валов и раздаточного редуктора, который передает крутящий мо­ мент коробке передач автомобиля и редуктору рабочего органа. Этот редуктор имеет одну пару конических шестерен и верхний ве­ домый вал, на котором закреплена ступица ротора. Ведущий вал с помощью карданного вала передает крутящий момент звездочке двухрядной цепной передачи привода шнеков. Роторный снегоочиститель ДЭ-211, монтируемый на автомобиле Урал-375, отличается от машины ДЭ-210 системой привода, кото­ рая выполнена по двухмоторной схеме. На раме базового шасси ус­ тановлен второй дизельный двигатель, служащий для привода ме­ ханизмов специального оборудования. Второй двигатель с помо­ щью карданного вала и специальной муфты передает крутящий момент трехвальному промежуточному редуктору, который в свою очередь карданными валами приводит в работу редуктор рабочего органа, имеющий цилиндрическую и коническую пары шестерен. Общий вал цилиндрической и конической шестерни несет на сво­ бодном конце ступицу ротора. Ведущая коническая шестерня с по­ мощью карданного вала обеспечивает передачу крутящего момента цепной передаче привода шнеков рабочего органа. В настоящее время в эксплуатации имеется некоторое количест­ во снегоочистителей Д470 и Д450. Шнекороторный снегоочисти­ тель Д-470, монтируемый на шасси автомобиля ЗИЛ-157, послужил базой при создании машины ДЭ-210. Более мощной машиной явля­ ется снегоочиститель Д-450 на базе автомобиля МАЗ-502. Он пред­ назначен для разработки больших по высоте валов снега, в связи 230 с чем его рабочий орган снабжен тремя шнеками. Машина выпол­ нена по двухмоторной схеме; дополнительный двигатель служит только для привода специального оборудования. Скалыватели предназначены для скалывания и рыхления снега, уплотненного в результате движения транспортных средств и пре­ вратившегося из сыпучего в твердое тело. В настоящее время серий­ но изготовляют один тип машины этого назначения. Оборудование для скалывания уплотненного снега является одним из рабочих орга­ нов снегоочистительных машин (рис. 4.88). Это оборудование мон­ тируют перед задними колесами базового трактора, и состоит оно из рамы, двух полурам, размещенных по сторонам капота двигателя трактора, двух плит с гребенчатыми ножами и предохранительными устройствами, а также щшиндров подъема рамы. Рис. 4.88. Скальшающее оборудование снегоочистителя: 1 - кронштейн; 2 - рама; 3 ~ предохранительное устройство; 4 - плита; 5 -гребенчатый нож; 6 - фиксатор; 7 - гидроцилиндр Рама сварной конструкции прикреплена с помощью шарниров к двум сварным кронштейнам, установленным на балке заднего моста трактора. В средней части рамы и по ее краям имеются кронштейны, на которых закреплены два гидроцилиндра, служапще для подъема 231 ножей скалывателя и опускания их в рабочее положение. Каждый гидрмцшиндр прикреплен к перемещающейся с помощью винтового механизма подвижной опоре, установленной на полураме. Благодаря перемещению подвижной опоры при опускании рамы в рабочее положение обеспечивается надлежащее положение ножей от­ носительно дорожного покрытия. Два ножа, каждый из которых смон­ тирован на перемещающейся по раме плите, установлены в нижней части рамы. В рабочем положении плита вместе с ножом удерживает­ ся амортизирующим предохранительным устройством. Форма ножей гребенчатая. Это способствует некоторому уменьшению усилия, необ­ ходимого для скальшания уплотненного снега. В связи с большой прочностью снега каждый нож скальшает полосы только перед веду­ щими колесами машины. Таким образом, базовый трактор во время скалывания уплотненного снега перемещается по очищенному от сне­ га дорожному покрытию, что обеспечивает лучшее сцепление колес, необходимое при скалывании уплотненного снега. Оборудование работает следующим образом. Ножи с помощью регулировочных винтовых механизмов полурам устанавливают так, чтобы их режущие кромки были расположены на высоте 2-3 мм от поверхности дорожного покрытия. Регулируя пружины предохра­ нительного устройства, устанавливают величину усилия, удержи­ вающего нож вместе с плитой в рабочем положении. При встрече ножа с препятствием или неровностями дорожного покрытия уве­ личиваются усилия, действующие на нож. Также увеличивается усилие, действующее на пружину фиксатора, которая сжимаясь поднимает шарик, перемещает штангу плиты и поднимает плиту вместе с ножом. Перемещаясь вверх, нож вместе с плитой проходит над препятствием. Движение штанги и плиты вверх сопровождается сжатием специальной пружины, которая после прохождения пре­ пятствия перемещает нож в исходное рабочее положение. Снегопогрузчик предназначен для погрузки снега в транспорт­ ные средства из валов и куч, образованных после снегоочистки, В настоящее время промышленность вьшускает снегопогрузчики с рабочим органом так называемого лапового типа (рис. 4.89). Имеет­ ся опыт применения снегопогрузчиков с рабочим органом фрезер­ ного типа, и в настоящее время подготовлены два образца машин такой конструкции. 232 Рис. 4.89. Рабочие органы снегопогрузчиков: а — лапового типа; б - фрезерного типа Наибольшее распространение получил снегопогрузчик Д-566, со­ стоящий из базового шасси специальной конструкции и рабочего обо- рудоваши, включающего питатель лапового типа, скребковый транс­ портер, гидравлическую систему и механизмы привода (рис. 4.90). Ба­ зовое шасси выполнено с двумя ведущими мостами, из которьгх задний является управляемым. Оно состоит из двигателя, коробки передач, ходоуменьшителя, карданных валов, тормозной системы, рулевого управления, пневмо- и электросистемы. Рис. 4.90. Снегопогрузчик: 1 - стрела с транспортером; 2 - двигатель; 3 - трансмиссия; 4 - лопата; 5 - опорные лыжи Силовая установка погрузчика состоит из дизельного двигателя Д-50, систем охлаждения и питания двигателя, а также муфты сцеп­ ления. Конструкция коробки передач обеспечивает движение с ше­ стью скоростями вперед и тремя скоростями назад. Коробка имеет 233 три выходных вала, передающих крутящий момент системе приво­ да рабочих органов, ходоуменьшителю и раздаточной коробке, при­ водящей в движение ходовые колеса машины. Ходоуменьшитель обеспечивает уменьшение скорости движения машины при погруз­ ке снега и состоит из одноступенчатого редуктора и гидромотора. Пневматическая система используется для торможения машины, включения заднего моста, а также для управления редуктором от­ бора мощности и муфтой предельного момента. Работу пневмоси­ стемы обеспечивает компрессор с приводом от двигателя машины с помощью ременной передачи, снабженной натяжным устройством. Компрессор подает воздух в ресивер и далее по трубопроводам к механизмам управления. Электросистема, служащая для пуска дви­ гателя, обеспечивает работу освещения, указателей поворота и дру­ гих устройств. Специальное оборудование снегопогрузчика состоит из лопаты, подвешенной шарнирно спереди машины, и стрелы. К тому же узлу подвески шарнирно прикреплена стрела транспортера. Лопата представляет собой раму сварной конструкции, облицо­ ванную листами. В передней части лопата оборудована ножом, подрезающим вал снега, а также опорными колесами или лыжами. В средней части лопаты размещены правая и левая загребающие лапы. Правая и левая лапы аналогичной конструкции состоят из собственно лапы, балансира и приводного диска. Между лапами на лопате расположена передняя часть транспортера. На раме стрелы транспортера сварной конструкции находятся натяжное устройство цепи транспортера и направляющие звездочки для поддержания цепи транспортера. Скребковый транспортер состоит из роликовту­ лочной цепи и скребков, надетых на цепь. Гидросистема предназначена для передвижения машины во вре­ мя погрузки снега, а также для подъема и опускания лопаты и стре­ лы транспортера. Она состоит из насоса, распределителя, гидромо­ тора и гидроцилиндров, масляного бака, маслопровода и арматуры. Гидроцилиндры одностороннего действия снабжены замедлитель- ными клапанами, которые обеспечивают плавное опускание лопаты и стрелы. Подъем и опускание лопаты обеспечивается двумя ци­ линдрами, перемещение стрелы транспортера - одним. Гидромотор служит для передачи мощности ходоуменьшителю, который через карданный вал приводит в работу коробку передач. 234 Для изменения скорости движения машины при погрузке снега гидросистема снабжена дросселем с регулятором. Изменение поло­ жения регулятора дросселя изменяет (увеличивает или уменьшает) рабочую скорость машины. Машина работает следующим образом. Двигатель, снабженный муфтой сцепления, с помощью карданного вала приводит в работу коробку передач. Верхний вал коробки пе­ редач через карданный вал и редуктор отбора мощности приводит в работу главный редуктор рабочих органов. Кроме того, редуктор отбора мощности приводит в работу масляный насос. Для предо­ хранения трансмиссии от перегрузок коробка передач снабжена дисковой муфтой предельного момента. Момент трения между дис­ ками создается сжатым воздухом через диафрагмы. Давление воз­ духа, сила сжатия дисков муфты сцепления и крутящий момент, передаваемый муфтой, регулируются из кабины водителя. Главный редуктор служит для передачи вращения диску левой лапы питателя, а также для привода ведущих валов транспортера и редуктора привода правой лапы. Редуктор снабжен двумя парами конических шестерен. На ведущем валу привода транспортера за­ креплена ведущая звездочка цепи скребкового транспортера. Веду­ щий вал по концам имеет шлицы, вставленные в шлицевые муфты главного редуктора и редуктора привода правой лапы. На конце ра­ мы стрелы транспортера закреплено устройство для натяжения цепи транспортера, состоящее из натяжных винтов, натяжного вала с ве­ домой направляющей звездочкой цепи и двух схтаральных пружин. Машина работает следующим образом, С помощью гидросисте­ мы лопата опускается в исходное положение, а стрела транспортера поднимается в верхнее положение для погрузки снега. При вреза­ нии лопаты в вал снега машина передвигается на пониженной рабо­ чей скорости. Поочередным движением лапы некоторый объем сне­ га отделяется и подается к середине лопаты на скребковый транс­ портер. Транспортер перемещает снег в заднюю часть машины и сбрасывает его в загружаемый автомобиль. Машины для распределения противогололедных материалов предназначены для распределения по поверхности дорожного по- крьггия во время снегоочистки или борьбы с гололедом и скользко­ стью технологических материалов - пескосоляной смеси или солей и их рассолов. Изготовляемые промьшшенностью распределители имеют общую схему устройства. В кузове с наклонными боковыми 235 стенками размещены материалы, которые с помощью скребкового транспортера, двигающегося по дну кузова, подаются в заднюю часть кузова и через разгрузочное окно под действием силы тяже­ сти поступают на горизонтально вращающийся диск, осущест­ вляющий распределение материала. Спещ1альное оборудование машины (рис. 4.91) состоит из кузо­ ва, скребкового транспортера, разбрасывающего диска, гидросис­ темы и механизмов привода. Передняя и задняя стенки сварного кузова имеют окна для прохода верхней несущей ветви транспорте­ ра. К продольным балкам основания кузова в передней его части присоединен механизм натяжения транспортера. Кузов размещен на подрамнике, закрепляемом к лонжеронам базового автомобиля. На заднем борту кузова закреплен бункер, который направляет техно­ логический материал, поступающий из кузова, на разбрасывающий диск. Окно, размещенное в заднем борту, предназначено для прохо­ да верхней ветви транспортера, а также для дополнительного регу­ лирования количества материала, поступающего на диск. Окно пе­ рекрывается шибером, управляемым с помощью рычага вручную. .JI iiiiiiiifLi iiiim iiiiiihiii iifiH, 'iiiiiHiiiiM iiiiimiuiiiiiii tiiim' Рис. 4.91. Распределитель противогололедных материалов; 1 - разбрасывающий диск; 2 - редуктор привода транспортера; 3 - бункер; 4 - рычаг угфавления шибером; 5 - скребковый транспортер; 6 - кузов; 7 - натяжная станция транспортера; 8 - пульт управления В бункере и в передней части кузова установлены ведущий и ве­ домый валы транспортера с приводными звездочками. Верхняя ветвь транспортера двигается по днищу кузова, перемещая материал, 236 нижняя ветвь - под днищем кузова над надрамником. Цепь транс­ портера - якорного типа с приваренными к ее звеньям скребками. Нужное положение цепи транспортера достигается с помощью на­ тяжного устройства. Натяжение цепи в необходимых пределах дос­ тигается спиральными пружинами, натяжение которых регули­ руется гайками резьбовых штоков. Ведущий вал левым концом ус­ тановлен в подшипнике, а правым через шлицевое соединение связан с ведомым валом редуктора. Звездочки привода транспортера установлены в средней части переднего ведомого и заднего ведущего валов. Разбрасывающий диск на верхней части снабжен ребрами, которые при вращении диска вовлекают материал в движение к периферии диска. Гидросистема состоит из маслобака, гидронасосов, гидромото­ ров, дросселей измерительных приборов. Гидросистема включает в себя две самостоятельные линии, обеспечивающие привод транс­ портера и разбрасывающего диска. Для привода транспортера, а также разбрасывающего диска используют гидронасос, питающий гидромотор. Каждая из этих линий снабжена дросселем, с помощью которого регулируются скорость движения транспортера и частота вращения диска. Оба дросселя смонтированы на пульте управления, закрепленном за кабиной водителя. Каждая из линий привода транспортера и диска снабжена манометром для контроля за режи­ мом работы гидросистемы. Привод масляных насосов осуществля­ ется от двигателя базового шасси с помощью коробки отбора мощ­ ности, установленной с правой стороны коробки передач. Коробка отбора мощности имеет два приводных вала, каждый из которых служит для привода масляного насоса. Для увеличения крутящего момента и снижения частоты вращения гидромотор привода транс­ портера вращает редуктор, ведущий вал которого соединен с ведо­ мым валом транспортера. Машина работает следующим образом. В зависимости от свойств технологических материалов и плотности их распределе­ ния с помощью дросселя устанавливают скорость движения транспортера и поступательную скорость машины. При движении транспортера его скребки, двигаясь по дну кузова, увлекают некото­ рый объем материала и сбрасывают его в бункер. Плотность распреде­ ления корректируют регулированием положения шибера. Уменьшение скорости движения транспортера, увеличение скорости движения 237 машины обеспечивает уменьшение плотности обработки. В зависи­ мости от выполняемого процесса и особенности планировки уби­ раемой дороги с помощью второго дросселя гидромотора привода разбрасывающего диска устанавливают частоту его вращения и та­ ким образом, ширину обрабатываемой полосы. 4.12. Ознакомление с машинами для ремонта дорог В Беларуси большие объемы работ выполняются по текущему ре­ монту дорог. Наибольшее применение при этом нашли машины для ремонта асфальтобетонных покрытий дорог укладкой мелкозерш- стого асфальтобетона. Начинают внедряться в производство доста­ точно совершенные машины, как отечественные, так и импортные. Установка ТР-4 фирмы AKZO NOBEL (Швеция) [12] (рис. 4.92) монтируется на шасси грузового автомобиля грузоподъемностью не менее Ю т и состоит из теплоизолированного бункера, имеющего две системы обогрева - газовую и электрическую, оборудованного механизмом для перемешивания и шнеком для выгрузки горячей асфальтобетонной смеси; обогреваемого теплоизолированного бака для битумной эмульсии; отбойного молотка для вырубки кромок ремонтируемой ямы и виброплиты для уплотнения уложенной сме­ си, установленных на платформе, опускаемой и поднимаемой с по­ мощью гидропривода. Для обогрева кромок ремонтируемой ямы установка имеет газовую горелку. Продувка ямы от грязи и распре­ деление по ее поверхности битумной эмульсии осуществляется сжатым воздухом с помощью форс)Т1ки. Для сбора отходов, обра­ зующихся при вырубке кромок ремонтируемой ямы, других засори­ телей установка имеет контейнеры. Привод механизмов установки осуществляется от гидросистемы, подача сжатого воздуха - от пневмосистемы базового шасси. 238 ► u * '" ’ " / / i '■)— :— — ------------ *':., :;-:;y*: j S \ м.* . !(Т):п № к 1Л ’, -• ->^ r s e p f i i t e <4«.f»sp» Ч « « « H ’M .f l-* '* '- ЙА . 1,1Л 1ГЛ?ЛГ*1»^й{ги.\-!1,.*Н/.ЙЛ*Ь.'Й»МА»ЛНМ'М«! ............................................ * • I. I -М ■. I * f *1 • > -.IM <. { l ) t y HI » * и , r<4l I I * 4 •».■, 4 Рис. 4.92. Конструкция установки TP-4 фирмы AKZO NOBEL (Швеция) Недостатками машин, выполняющих ямочный ремонт укладкой мелкозернистого асфальтобетона, являются: большое количество 239 операций технологического процесса (вырубка кромок ремонти­ руемой ямы, очистка ямы от отходов и других засорителей, разо­ грев кромок, обработка поверхности ямы вяжущим (горячим биту­ мом или битумной эмульсией), укладка горячей асфальтобетонной смеси, уплотнение), требующие соответствующих каждой операции рабочих органов, определяющих высокую сложность, и, как следст­ вие, - высокую стоимость машины, а также низкую производитель­ ность; необходимость проведения работ при температуре окру­ жающей среды не менее н-10 °С; значительные затраты энергии на производство асфальтобетона; низкая долговечность отремонтиро­ ванного покрытия (1-2 года). Для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автодорог ук­ ладкой литого асфальтобетона применяются термос-миксеры [12], представляющие собой теплоизолированный бункер, оборудованный механизмами загрузки, перемешивания и выгрузки литой асфальтобе­ тонной смеси, смонтированный на автомобильном шасси соответст­ вующей грузоподъемности. Для поддержания необходимой темпера­ туры бункер оборудован системой подогрева. Привод механизма пе­ ремешивания - гвдромеханический или механический с автономньш двигателем или использованием гидросистемы базового шасси. В настоящее время дорожными организациями Республики Бе­ ларусь эксплуатируются термос-миксеры следующих моделей: ОРД-1023, ОРД-1025 производства ЗАО «Асфальттехмаш» и ЗАО «Бецема» (Россия), ФСИТ-39 производства Гомельского завода «Стро- мавтолиния», которые конструктивно идентичны; РД-25(Ю Л прою- водства БООО «Спектр» (г. Бобруйск) и КДМ-1501, КДМ-1502 произ­ водства ОАО «Кременчугский завод дорожных машин» (Украина). Первая машина данного назначения была разработана в Акаде­ мии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова [12] и пред­ ставляла собой автомобиль с установленной на его раме теплоизо­ лированной емкостью, оснащенной смесителем принудительного действия, двумя подогревателями, устройством для порционной вьщачи и распределения литой асфальтобетонной смеси. Прототипом машины стал немецкий «кохер». Первые образцы были изготовлены в Ярославле под маркой ОРД-1005, а затем в Мо­ скве под маркой УРД-2. В дальнейшем, в целях более полного удовлетворения запросов до­ рожников, специалистами ЗАО «Сельавтодор» и ЗАО «Асфальттехмаш» 240 был разработан многоцелевой термос-миксер, который совмещал в себе функции ремонтера, транспортного средства для перевозки вязкопластичных смесей (вибролитой смеси, раствора, бетонной смеси, мастик, паст и т.п.) и мобильной смесительной установки для приготовления композиционных дорожно-строительных мате­ риалов и вяжущих в полевых условиях. В настоящее время предприятия ЗАО «Асфальттехмаш» и ЗАО «Бецема» выпускают термос-миксеры десяти модификаций вме­ стимостью 2,7; 3,8 и 4,5 м^ . Общие признаки машин данной конструкции - корытообразное сечение емкости, горизонтально расположенный вал смесителя с гидромеханическим приводом, обеспечивающим его реверс, наклон емкости гидроцилиндром и обогрев с использованием двух автома­ тических подогревателей, работаюпщх на жидком топливе. Кроме того, все машины характеризуются относительно небольшими ме­ таллоемкостью и габаритными размерами. Корытообразное сечение позволяет при конструировании варьи­ ровать вместимость емкости по всем направлениям (ширине, длине и высоте) и рационально размещать всю конструкцию термос-мик- сера не выходя за габариты базового шасси. Лотая асфальтобетон­ ная смесь, находящаяся в корытообразной емкости, быстрее и рав­ номернее нагревается за счет большой площади контакта с нагретой поверхностью, лучше сохраняет тепло и меньше подвержена дест­ рукции. Это особенно важно для органических вяжущих материа­ лов, так как в такой емкости вяжущие меньше окисляются и старе­ ют, чем в емкости, имеющей форму кастрюли. Благодаря реверсу смесителя смесь при транспортировании можно перемешивать с нагнетанием к передней стенке емкости, а при разгрузке - к задней стенке термос-миксера, где расположено отверстие для выгрузки смеси, оборудованное шиберной заслонкой. К специфическим особенностям машин следует отнести наличие у некоторых моделей дублированного привода, что значительно повьшха- ет надежность, позволяет при выходе из строя одной энергетической установки вращать смеситель от другой, выбирать наиболее оптималь­ ный режим работы смесителя в зависимости от кошд>етных условий работы. При этом достигается существенная экономия топлива и мень­ ше загрязняется выхлопными газами окружающая среда 241 Важная особенность многоцелевых машин моделей ОРД-1025Д ОРД-1025.1.М, ОРД-1026.1 - способность производить как порцион­ ную так и поточную выдачу смеси, что позволяет использовать их не только для ямочного ремонта, но и для строительства и капитального ремонта дорожных покрытий. В последнем случае машина становит­ ся эффективным транспортным средством (термосом), способным длительное время сохранять требуемую однородность и рабочую температуру асфальтобетонной смеси и оперативно выгружать ее в асфальтоукладчик. Для этой цели разгрузочное отверстие имеет уве­ личенные размеры и оснащено затвором с гидроприводом. Машины производства ЗАО «Асфальттехмаш» имеют систему бесступенчатого изменения частоты вращения вала смесителя, что позволяет эффективно смешивать минеральные наполнители с ор­ ганическими и минеральными вяжущими материалами, асфальто­ вым гранулятом, резиновым порошком, полимерами; регенериро­ вать старый асфальт; производить и наносить полимерно-битумные композиции, термопластики, мастики и другие материалы. Преимуществом конструкции термос-миксеров производства ЗАО «Асфальттехмаш» и ЗАО «Бецема» является возможность бы­ строго монтажа и демонтажа, время которого не превьшхает одного часа при наличии грузоподъемного механизма соответствующей гру­ зоподъемности, что позволяет оперативно менять оборудование ба­ зовых автомобильных шасси, эффективно используя их круглый год. Машина для ремонта дорюжных покрытий литьпмг асфальтобето­ ном РД-2500 Л производства БООО «Спектр» (г. Бобруйск) пред­ ставляет собой бочкообразную емкость, установленную на одноос­ ном прицепном шасси, выпускаемым Бобруйским заводом «Агро- маш». В емкости установлен смеситель с горизонтально расположен­ ным валом, приводимый через редуктор от вала отбора мощности трактора, агрегатируемого с машиной. Вместимость емкости 2500 кг смеси. Обогрев емкости осуществляется с помощью пропановых горелок. В отличие от рассмотренных ранее конструкций термос- миксеров РД-2500 Л не имеет механизма наклона емкости для об­ легчения вьпрузки смеси. Стоимость термос-миксера РД-2500 Л составляет 3550 USD. Котел для литого асфальта КДМ-150 производства ОАО «Кременчуг­ ский завод дорожных машин» (Украина) (см. рис. 4.35), вьшускаемый 242 в двух модификациях: 1501 - на шасси автомобиля КаМАЗ-55111 или МАЗ-5516 и 1502 - на шасси автомобиля КрАЗ-6510 или КрАЗ-6444, предназначен для транспортировки литой асфальтобетонной смеси на объект производства работ с перемешиванием и поддержанием температуры, а также дозированной выгрузки смеси через люк с шиберным затвором. Рис. 4.93. Конструкция котла для литого асфальта КДМ-150 производства ОАО «Кременчугский завод дорожных машин» (Украина): 1 - рама; 2 - теплоизолированная емкость; 3 - лопастный смеситель; 4 - вал смесителя; 5 - дизельный двигатель; 6 - редуктор; 7 - клиноременная передача; 8 -- цепная передача; 9 - система подогрева; 1 0 - баллоны системы подогрева; 11 - зафузочный люк; 12 - лоток; 13 - шиберный затвор Для выполнения технологического процесса ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог конструкция котла для литого асфальта КДМ-150 (см. рис. 4.93) представляет 243 собой теплоизолированную емкость 2, смонтированную на раме 1, которая устанавливается на шасси автомобиля. В емкости установлен лопастный смеситель 3 с вертикальном расположенным валом 4. Привод смесителя осуществляется от автономного дизельного дви­ гателя 5 через редуктор 6, клиноременную 7 и цепную 8 передачи. Температура в емкости поддерживается за счет системы подогрева 9, работающей на сжиженном газе из баллонов 10. Загрузка смеси в емкость осуществляется через загрузочный люк 11, расположенный в ее верхней части, а выгрузка - по лотку 12 через люк с шиберным затвором, расположенным в ее нижней части. Недостатком технологии ямочного ремонта асфальтобетонных покрьггий автомобильных дорог с применением литого асфальтобе­ тона является значительное потребление энергии при его выпуске (большее, чем при выпуске мелкозернистого асфальтобетона) , так как его температура достигает 220..240 °С, и связанные с этим осо­ бенности производства работ, в том числе и в области охраны труда. При производстве ямочного ремонта автомобильных дорог ук­ ладкой затаренных или приготовленных непосредственно на объек­ те производства работ эмульсионно-минеральных смесей применя­ ются следующие машины и механизмы; компрессор, питающий сжатым воздухом отбойные молотки (пневмоломы), или фреза типа АМКОДОР-8047 А на базе трактора МТЗ-80/82 для вырубки кромок ямы; виброплита, осуществляющая уплотнение уложенной в яму эмульсионно-минеральной смеси и транспортное средство, осуществ­ ляющее перевозку эмульсионно-минеральной смеси с базы на объекты производства работ, обьино ГАЗ-33023 («Газель-Фермер»), в кузове которого размещаются все необходимые материалы и оборудова­ ние, а в кабине - бригада дорожных рабочих. Эмульсионно-минеральная смесь для удобства при укладке мо­ жет быть затарена в полиэтиленовые мешки или картонную тару. Для ее приготовления и затаривания на базе дорожной организащш применяется различное оборудование. Наиболее простым и наиме­ нее производительным является стащюнарный бетоносмеситель, в котором осуществляется перемешивание предварительно дозиро­ ванных компонентов эмульсионно-минеральной смеси. Для повы­ шения производительности возможно применение доработанного смесителя асфальтобетонного завода, предложенное и внедренное в эксплуатацию специалистами ДРСУ-154 (г. Рогачев) КПРСУП 244 «Гомельоблдорстрой» или стационарной установки для приготов­ ления, дозирования и затаривания эмульсионно-минеральных сме­ сей производительностью до 1,0 т/ч производства СКТБ «Технопри­ бор» (г. Гомель), представляющей собой систему весовых и объемных дозаторов, подающих материалы в смеситель и механизм затаривания. Смеси, приготовленные таким образом, могут храниться длительное время при положительной температуре и условии герметичности тары и использоваться при укладке по первому требованию. При производстве работ по данной технологической схеме ук­ ладка смеси производится вручную, что определяет низкую произ­ водительность - до 50 м ^в смену. В случае приготовления смеси прямо на объекте производства работ применяются мобильные бетоносмесители, навешиваемые на трактор МТЗ. В этом случае необходимо привлечение транспорта для перевозки материалов, а доля ручного труда еще более велика, что снижает производительность до 40 в смену. Снизить долю ручного труда при производстве ямочного ремон­ та укладкой эмульсионно - минеральных смесей позволяют машины УДВ-2000 производства КУП «Дорвектор-Маш» (г. Молодечно) и «С0МВ1PATCHER» немещсой фирмы SCHAEFER. Установка для ямочного ремонта УДВ-2000, смонтированная на прищепе ПСЕ-Ф-12.5Б, агрегатируется с трактором типа МТЗ-80/82 и состоит из трехсекционного бункера для различных фракций щебня об1Щш объемом 1,5 м ;^ емкости для битумной эмульсии объ­ емом 0,8 м^ ; компрессора, обеспечивающего работу отбойного молот­ ка и пневмотрамбовки. Привод компрессора - гидромеханический, от гидросистемы трактора; питание электрооборудования установки - от электросистемы трактора. Технология работы установки включает в себя следующие операции: вырубка кромок ямы; очистка ямы от грязи сжатым воздухом; обработка ямы битумной эмульсией; руч­ ная укладка в яму щебня, подаваемого через распределительные заслонки бункера в приемный короб; обработка щебня в яме битум­ ной эмульсией посредством распылителя на гибком шланге, управ­ ляемого оператором; уплотнение. К недостаткам установки УДВ-2000 относятся отсутствие воз­ можности обогрева емкости для битумной эмульсии, малые объемы бункера для щебня и емкости для битумной эмульсии, приводящие к необходимости частой загрузки. 245 Установка «COMBI PATCHER» немецкой фирмы SCHAFER выполняет технологический процесс ямочного ремонта аналогично установке УДВ-2000 и представляет собой прицепное шасси с уста­ новленным на нем двухсекционным бункером для щебня общим объемом 4,5 м ,^ обогреваемой емкостью для битумной эмульсии вместимостью 3500 л, автономной дизельной силовой установкой, приводящей в работу компрессор пневмосистемы. Обработка ямы би­ тумной эмульсией и пропитка щебня, уложенного в яму, осуществля­ ется посредством форсунки на гибком шланге, закрепленном на пово­ ротной стреле, что дает возможность оператору охватывать площадь покрытия автодороги в радиусе до шести метров от установки. Уклад­ ка щебня в яму производится вручную из подающего короба. Недостатками машин, выполняющих ямочный ремонт укладкой затаренных или приготовленных непосредственно на объекте произ­ водства работ эмульсионно-минеральных смесей, являются: необхо­ димость предварительной подготовки ремонтируемого участка авто­ дороги (вырубки кромок ям, очистки ям от грязи), привлечением другой техники; значительная доля ручного труда; низкая произво­ дительность; относительно невысокое качество ямочного ремонта вследствие отсутствия в вьшолняемом технологическом процессе операций по промывке щебня от пыли и ямы от грязи и засорителей. Для разрушения и вырубки поврежденных }^астков дорожных покрытий применяют ручной механизированный инструмент удар­ ного действия, навесные и прицепные рыхлигели, автобетоноломы, машины для распиливания бетонных покрытий и машины для дробления твердых материалов на дороге. При малых объемах работ, когда применение мощньсс машин нецелесообразно, ручной механизированный инструмент является основным средством взламывания дорожного покрытия. Форму и размеры рабочих наконечников ударного инструмента выбирают в зависимости от вьтолняемых работ. Конфигурация, углы заостре­ ния и материал наконечника существенно влияют на производи­ тельность и в известной мере определяют срок его службы. Мате­ риалом для наконечников служат углеродистые инструментальные стали 48, 48А, 48Г, ЮГ. Для весьма крепких пород с коэффициен­ том крепости, превышающим 10 по шкале М. М. Протодьяконова, рекомендуется применять легированные стали 5ХВС и бХВС с при­ садкой хрома, вольфрама и кремния. Для работ по грунту и бетону 246 применяют сталь 50. Изготовленные из этой стали наконечники подвергают нормализации, закалке и отпуску. Закалке подвергают концы хвостовика и режущей части на длине 30.. .40 мм. Пневматический лом. Для ударного разрушения каменных и бе­ тонных фундаментов сооружений, дорожных покрытий, полускальных пород и разработки мерзлого грунта применяют пневмолом ИП-4604, в котором по сравнению с аналогичным оборудованием резко сниже­ ны вибрации и усилие нажатия. Он обладает большой ударной мощно­ стью, до 1,18 кВт, при энергии удара 90 Н • м. Пневмолом (рис. 4.94) состоит из ствола и подвижно размещенного в нем ударника. Рис. 4.94. Пневматический лом ИП-4604: I - стюл; 2 - ударник; 3 - стакан; 4 - воздухораспределительное устройство; 5 - подпружиненный шарик; 6 - рукоятка; 7 - амортизационная пружина; 8 - клин; 9 - толкатель; 1 0 - глушитель; 11 - колпак На верхнем торце ствола при помощи стакана закреплено возду­ хораспределительное устройство. На стакан надета рукоятка с амортизационной пружиной между ними. Пусковое устройство, со­ стоящее из подпружиненного шарика, толкателя и клина, размеще­ но в стакане и рукоятке. На ствол надет глушитель шума. Пневмо­ лом )тсомплектован сменным рабочим инструментом - ломом и ло­ паткой, которые закрепляют с помощью колпака. При нажатии на рукоятку с помощью клина и толкателя шарик открывает доступ сжатому воздуху в воздухораспределительное устройство, направляющее сжатый воздух попеременно в нижнюю и верхнюю полости. Под действием сжатого воздуха ударник наносит 247 удар по рабочему инструменту. Отработанный воздух удаляется через радиальные отверстия в стволе и глушитель. Наличие глуши­ теля позволило значительно уменьшить шум. Часть отработанного воздуха из глушителя направляется вниз на разрушаемый материал для уменьшения запьшенности рабочего места. Принятая схема вы­ хлопа позволила, кроме того, ликвидировать обмерзание, возни­ кающие из-за расширения воздуха. При выполнении работ по ремонту дорог широко применяют специализированные машины для разрушения дорожных покрытий ударом. В качестве рабочего оборудования они имеют мощные пневматические или гидравлические ударные молоты, которые на­ вешивают на экскаваторы или специальные машины. Фирма «Фрема» (ФРГ) выпускает машины для разрушения до­ рожного покрытия толщиной до 25 см. На балке передвижной ма­ шины смонтировано один или несколько отбойных пневматических молотков. Высоту балки над уровнем покрытия устанавливают с помощью пневмоцилиндров. Ширина разрушаемой полосы при прокладке траншей под коммуникации 0,8...2,8 м. Производитель­ ность зависит от толщины разрушаемого слоя и при разрушении асфальтобетонных покрытий достигает 20 м/ч. Во Франции разработан гидромолот «Арров-DSOO». Молот предназначен для разрушения любых дорожных покрытий, уплот­ нений щебня и обочин. Он установлен на двухосном автомобиль­ ном шасси. Частота ударов - до 120 в минуту. Мощность двигателя 45 кВт (61 л. с.), рабочая скорость 12,5 м/мин, транспортная - 35 км/ч. Габаритные размеры машины 3,91 (4,16) х 2 (4,24) х 2,29 м. Фирма «Браун и Таус» (Англия) вьшустила гидроагрегат, состоя­ щий из двух гидромолотков, шестеренного насоса и двигателя. Обору­ дование смонгаровано на двухколесном шасси. Отмечают высокую износостойкость инстр5^ ента и низкий уровень шума (до 75 дБ), что является следствием применения капота со звукоизолирующей об­ кладкой из полиуретана. Размеры установки 2,66 х 1,14 х 1,27 м, об­ щая масса 635 кг. Оборудование ударного действия - ударник с гидропневматиче­ ским аккумулятором - может быть навешено на экскаваторы ЭО- 2621 или ЭО-3323. Известно предложение по созданию рыхлителей барабанного типа с зубьями. Такие машины предназначают для разр>тцения 248 асфальтобетонных покрытий на глубину 152 мм. Два барабана ма­ шины с зубьями подвешены к раме двухосного тягача при помощи рычагов и гидроцилиндров. Барабаны взаимно перекрывают полосу разрушения друг друга. За ними размещены отвалы пружинного типа, которые собирают куски материала в виде валика по оси ма­ шины. Ленточным погрузчиком, смонтированным в задней части машины, материал грузится в транспортные средства или в отвал. Большой интерес представляют предложения, в которых для раз­ рушения покрытий применяют струю воды, вытекающую из сопла под большим давлением. Машина, которая разрушает вертикальной струей воды, состоит из импульсных насосов высокого давления с инжекторами. Оборудование опирается резиновыми подушками на поверхность noRpbreHH. После разрушения одного участка оборудо­ вание поднимают, а машина перемещается на новое место. Высокоскоростные струи жидкости можно также использовать для очистки поверхностей покрытий от грязи и удаления продуктов загрязнения. Каменные материалы и куски бетона, находящиеся на поверхно­ сти покрытия, можно дробить спещ1альными машинами-дробил­ ками, рабочим органом которых чаще всего является ротор с дро­ бящими молотками. Такие дробилки могут оказаться эффективны­ ми при реконструкции дорог с каменным покрытием. Машины для дробления могут быть прицепными, навесными на стандартные двухосные и одноосные тягачи и на специальном шас­ си. Независимо от этого их дробящее устройство в основном одина­ ково. Оборудование такого типа монтируют на прицепе. Оно состо­ ит из рамы, рабочего оборудования - дробящего ротора, двигателя, трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Рама прице­ па опирается на ось через две балки, имеющие шарнирное крепле­ ние на концах рамы и на оси. Положение рамы относительно по­ верхности земли и дробимого материала регулируют посредством гидроцилиндров, укрепленньтх на балках и на раме. При подъеме и опускании рамы изменяется положение ротора с дробящими молот­ ками. Ротор имеет вид вала с дисками, на которых шарнирно закре­ плены молотки. Молотки на смежных дисках смещены относитель­ но друг друга на 45°. Ротор с молотками закрыт кожухом. Материал, подлежащий дроблению, рассьшается в виде валика на дороге. При реконструкции дорог старое покрьггае предварительно разрыхляют. 249 Машину над реконструируемым участком покрытия дороги букси­ руют тягачом на малой скорости. Мелкие частицы раздробленного материала обычно располагаются в нижних его слоях. При необхо­ димости раздробленный материал перемешивают, а остающиеся на поверхности крупные частицы дробят снова на повторном подходе машины. Количество проходов и скорость движения машины зави­ сят от крупности и твердости материала, а также от требуемой крупности щебня. Наиболее прогрессивным, эффективным и производительным способом ямочного ремонта в настоящее время является техноло­ гия, при выполнении которой непрерывно осуществляются опера­ ции по приготовлению, укладке в ремонтируемую яму и уплотне­ нию эмульсионно-минеральной смеси потоком воздуха, выполняе­ мые рабочим органом универсальной машины. Такую технику, отличающуюся по конструкции, но одинаково выполняющую ос­ новные операции технологического процесса, вьшускает ряд пред­ приятий в Европе, России и Республике Беларусь. ЗАО «Бецема» (г. Красногорск) [7], ЗАО «Химлегмаш-Псков» (г. Псков) [8] и ОАО "Завод «Дормаш>>'(г. Верхний Уфалей) выпус­ кают соответственно установки для ямочного ремонта БЦМ-24, УДР-1 и УДМ-1 типа RA-2000 SPRAY PATCHER фирмы ROSCO (США), конструктивно идентичные, отличающиеся только ком­ плектующими изделиями, которые агрегатируются с автомобилем- самосвалом, на задний борт которого навешивается приемный бун­ кер, оборудованный шнековым питателем, из которого щебень транспортируется по гибкому щебнепроводу в рабочий орган под действием потока воздуха, создаваемого воздуходувкой. Привод воз­ духодувки осуществляется от дизельного двигателя, смонтированно­ го на раме установки. Подача бшумной эмульсии производится на­ сосом из теплоизолированного бака, имеющего систему подогрева, к рабочему органу установки - соплу, где происходят смешивание щебня с бшумной эмульсией и непрерьшная укладка получаемой эмульсионно-минеральной смеси в ремонтируемую яму. Рабочий орган имеет возможность менять свое положение в пространстве, охватывая определенную площадь покрьггия автодороги. Недостатками данных машин являются; возможность агрегатиро­ вания только с определенной моделью автомобиля-самосвала, для зад­ него борта которого изготовлен приемный бункер; невозможность 250 работы в условиях ограниченного габарита по высоте из-за поднятого кузова автомобиля-самосвала; относительно невысокое качество ямочного ремонта вследстаие отсутствия в технологическом процессе, выполняемом установкой, операций по промывке щебня от пьши, об­ разующейся при его транспортировке, и ямы от грязи и засорителей. Фирма SAVALCO (Швеция) [9] (рис.4.95) для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автодорог выпускает машину моделей SR 800 и SR 1500, отличающихся большой грузоподъемностью. Оборудование данных машин состоит из конического бункера для щебня; отдельного бака для битумной эмульсии, имеющего систему подогрева; дизельной силовой установки, приводящей насос гидрав­ лической системы привода шнека подачи щебня и воздуходувку, соз­ дающую поток воздуха, увлекающего щебень из шнекового питателя в щебнепровод и далее в рабочий орган (сопло), а также насос, по­ дающий битумную эмульсию из бака в рабочий орган, где она сме­ шивается со щебнем. Получаемая в результате эмульсионно-мине­ ральная смесь непрерывно укладывается в ремонтируемую яму. Ра­ бочий орган (сопло) смонтирован на стреле гидроманипулятора и управляется водителем автомобиля непосредственно из кабины. Рис. 4.95. Машина для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автодорог SR 800 фирмы SAVALCO (Швеция) Недостатком данной машины является относительно невысокое ка­ чество ямочного ремонта вследствие отсутствия в выполняемом техно­ логическом процессе операций по промывке щебня от пыли и ямы от грязи и засорителей; металлоемкость и энергонасыщенность, опреде­ ляющие высокую стоимость изготовления и эксплуатации машины. 251 производственно-торговой фирмой «РАСТОМ» (г. Москва) вы­ пускается с применением импортных комплектующих машина для ямочного ремонта Turbo Jet Т-250 АЕ типа CRAFCO (США), уста­ навливаемая на шасси автомобиля ЗИЛ-133 Г42 грузоподъемностью 12,5 т, конструкция которой состоит из конического бункера объе­ мом 5 м для щебня, опускаемого под действием силы тяжести в ш- татель и увлекаемого потоком воздуха, создаваемого воздуходув­ кой, по гибкому щебнепроводу в ремонтируемую яму. На конце гибкого щебнепровода, проложенного по стреле, управляемой опе­ ратором вручную, установлено сопло, в котором происходит обра­ ботка щебня битумной эмульсией, подаваемой под давлением из обогреваемого бака вместимостью 946 л. Привод воздуходувки осуществляется от дизельного двигателя мощностью 80 л.с. Недостатком данной машины, аналогично машине SAVALCO (Швеция), является относительно невысокое качество ямочного ре­ монта вследствие отсутствия в вьшолняемом технологическом про­ цессе операций по промывке щебня от пыли и ямы от грязи и засо­ рителей, высокая металлоемкость. Фирмой SCHAFER (Германия) [10] выпускается установка BLOW-PATCHER для ямочного ремонта асфальтобетонных покры­ тий автодорог, состоящая из установленных на прицепном шасси двухсекционного бункера для щебня, отдельных баков для воды и битумной эмульсии; дизельной силовой установки, приводящей гидросистему шнеков подачи щебня из бункера в щебнепровод, компрессора пневмосистемы и воздуходувки, создающей поток возду­ ха, посредством которого материал подается по щебнепроводу в рабо­ чий орган (сопло), где смешивается с бшумной эмульсией, подавае­ мой из бака диафрагменным насосом. Получаемая в результате эмуль­ сионно-минеральная смесь непрерьюно укладывается в ремонтируе­ мую яму, предв^ительно промываемую водой от грязи и засорителей. Рабочий орган имеет возможность менять свое положение в простран­ стве, охватывая определенную площадь покрытия автодороги. Недостатком данной машины является относительно невысокое сцепление вяжущего (битумной эмульсии) с минеральным материа­ лом (щебнем), если щебень имеет повышенное содержание пьши, и, как следствие, - относительно недостаточная долговечность ямоч­ ного ремонта; металлоемкость, определяющая высокую стоимость изготовления машины. 252 Фирмой КОВГГ (Чехия) выпускаются машины для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автодорог модификаций Т1ШВО-СО;^Ш1-3000, 4000, 5000, 7000, отличающиеся вместимо­ стью бункера (соответственно 3000, 4000, 5000, 7000 кг), устанав­ ливаемые на автомобильные шасси соответствующей грузоподъем­ ности, за исключением TURBO-COMBI-3000, устанавливаемой на прицепном шасси. Конструкция данных машин аналогична конст­ рукции машины BLOW-PATCHER немецкой фирмы SCHAFER и отличается конструктивным исполнением отдельных узлов и агре­ гатов (так, бункер машин TURBO-COMBI имеет только одну сек­ цию, что позволяет использовать при производстве ямочного ремонта только одну фракцию щебня; привод воздуходувки, насоса подачи би­ тумной эмульсии-гидравлический; гибкий щебнепровод с рабочим органом установлен на поворотной стреле, закрепленной к нижней раме бункера, что в отличие от машины BLOW-PATCHER снижает металлоемкость конструкции и облегчает работу оператора). В то же время машина TURBO-COMBI имеет возможность распределения песчано-соляной смеси в зимний период, которая загружается в бун­ кер вместо щебня и, подаваемая через рабочий орган, разбрасывается диском, приводимым гидромотором. Параметры посьшки (ширина россьши, плотность посыпки) изменяются путем изменения частоты вращения шнека подачи материала и разбрасывающего диска. Недостатком данной машины является относительно невысокое качество ямочного ремонта вследствие отсутствия в выполняемом технологическом процессе операций по промывке щебня от пыли и ямы от грязи и засорителей. С учетом опыта эксплуатации установки для ямочного ремонта BLOW-PATCHER немецкой фирмы SCHAFER ПРСО «Гомельоб- лдорстрой» совместно с Гомельскими заводами «Стромавтолиния» и ОН НПО РУП «Гомсельмаш» бьша разработана конструкторская документация на изготовление универсальной машины для ямочно­ го ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог типа BLOW-PATCHER немецкой фирмы SCHAFER. При изготовлении данной машины в ее конструкцию бьши внесены доработки, позво­ ляющие применить максимум отечественных комплектующих, таких как шасси, узлы пневмо- и гидросистемы, но оставить оригинальны­ ми (производства ведущих немецких фирм) те узлы и агрегаты, кото­ рые определяют надежность и производительность работы машины 253 (дюельный двигатель фирмы HATZ модели 3L41C, воздуходувку фирмы ZM, мембранные насосы фщ)мы ALFA LAVAL модели DL 25). Эксплуатация в строительных сезонах 1998-2002 годов в ДЭУ, ДРСУ ПРСО «Гомельоблдорстрой» изготовленных на заводе «Стро- мавтолиния» десяти машин заводского обозначения ФСИТ-42 и трех машин, изготовленных в ОП НПО РУП «Гомсельмаш», показала, что мапшна отечественного производства не уступает немецкой. Конструк­ цию машины BLOW-PATCHER немецкой фирмы SCHAFER в каче­ стве прототипа использовал также Радицкий машиностроительный завод (г. Брянск), входящий в холдинг «Строительные машины и механизмы», специалисты которого в 2002 г. разработали и изгото­ вили машину для ямочного ремонта модели Р-310 с максимальным применением комплектующих производства стран СНГ. Примене­ ние дизельного двигателя производства Владимирского тракторно­ го завода, воздуходувки производства ООО «Мелком» (Мелито­ польский компрессорный завод, Украина) позволило снизить стои­ мость, но в то же время возросли масса и габаритные размеры машины по сравнению с немецким аналогом. На основе опыта эксплуатации рассмотренных выше конструк­ ций машин и проведенного анализа специалистами КПРСУП «Го­ мельоблдорстрой» совместно с кафедрой «ДМ и ПТМ» БелГУТа разработана новая конструкция универсальной машины для теку­ щего ремонта и содержания асфальтобетонных покрытий автомо­ бильных дорог (рис. 4.96), состоящей из каркаса, объединяющего бункер для щебня, баки для воды и битумной эмульсии, устанавли­ ваемого на шасси или в кузове транспортного средства, удовлетво­ ряющего соответствующей модификации данной машины. В ниж­ ней части бункера, имеющего в поперечном сечении коническую форму, установлен шнек, приводимый в действие посредством гид­ ромеханической передачи и транспортирующий щебень из бункера в приемный лоток, из которого он, увлекаемый потоком воздуха, по гибкому щебнепроводу подается в рабочий орган (сопло). Поток воз­ духа создается воздуходувкой производительностью 12... 15 м’/мин, приводимой в действие от силовой установки машины или базового шасси. В сопле происходит смешивание щебня с битумной эмульси­ ей, подаваемой из бака под давлением. Для повышения адгезии би­ тумной эмульсии к минеральному материалу (щебню), особенно при повышенном содержании в нем пыли и, как следствие, повышения 254 качества ямочного ремонта, снижения расхода материалов в бунке­ ре машины установлен смеситель, в котором щебень перемешива­ ется с адгезионной добавкой, подаваемой под давлением из отдель­ ного бачка посредством форсунок. Получаемая эмульсионно­ минеральная смесь непрерывно укладывается в ремонтируемую яму и уплотняется благодаря подаче под давлением. Предварительно яма промывается от грязи водой, также подаваемой под давлением. Для распределения противогололедных материалов рабочий ор­ ган (сопло), смонтированный на гибком щебнепроводе, заменяется на разбрасывающий диск, приводимый в действие гидромотором. Привод воздуходувки также отключается, так как песчано-соляная смесь, загружаемая в бункер вместо щебня и транспортируемая шнеком в приемный лоток, подается на разбрасывающий диск под действием силы тяжести. А Рис. 4.96. Конструктивная схема универсальной машины для текущего ремонта и содержания асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: I - бункер для щебня; 2 - бак для воды; 3 - бак для битумной эмульсии; 4 - ш^сси транспортного средства; 5 - шнек; 6 - силовая установка; 7 - приемный лоток; 8 - гибкий щебнепровод; 9 - рабочий орган (сопло); 10 - трубопровод подачи битумной эмульсии; 11 - трубопровод подачи воды; 12 - бачок для адгезионной добавки; 13 - форсунки; 14 - смеситель адгезионной добавки; 15 - трубопровод подачи адгезионной добавки Данная машина может быть представлена в различных модифи­ кациях, отличающихся: 255 - по грузоподъемности; - по отбору мощности для привода узлов и агрегатов (с авто­ номной силовой установкой и с приводом от базового шасси); - по способу загрузки минеральных материалов (с самозагруз­ кой посредством элеватора или гидроманипулятора, оснащенного грейфером и без самозагрузки). Данные модификащш вьщвигают следующие требования к базо­ вому шасси : 1. Грузоподъемность не менее 8,0 т; 2. Возможность длительного отбора мош^юсти в размере 38,0 кВт при 2500 об/мин как на стоянке, так и в движении; 3. Наличие насоса НШ-50, приводимого в действие независимо от вала отбора мощности; 4. Наличие компрессора производительностью 500 л/мин и раз­ вивающего давление 8,0 атм; 5. Транспортная скорость не ниже 60 км/час. С учетом данных требований наиболее подходящим из отечест­ венных шасси является шасси МАЗ-53373, имеющее редуктор от­ бора мощности, или шасси МАЗ-5337, оборудованное коробкой пе­ ремены передач ЯМЗ-236 ПО. Альтернативой автомобильному является прицепное шасси, агрегатируемое с трактором тягового класса 1.4. В этом случае так­ же возможно несколько модификащш машины, отличающихся; - по грузоподъемности; - по отбору моыщосш для привода узлов и агрегатов (с автономной силовой установкой и с приводом от вала отбора мощности трактора); - по способу загрузки минеральных материалов (с самозагруз­ кой посредством элеватора или гидроманипулятора, оснащенного грейфером и без самозагрузки). Выбор той или иной модификащш в конечном итоге может оп­ ределяться конкретными требованиями эксплуатации, в соответст­ вии с которыми в конструкцию машины могут быть внесены необ­ ходимые изменения. Для выполнения технологического процесса поверхностной об­ работки автомобильных дорог в зависимости от ее вида при раз­ дельном способе распределения вяжущего и щебня применяются различные комплексы дорожной техники, основными машинами в которых являются автогудронатор и щебнераспределитель. 256 Автогудронатор предназначен для распределения вяжущих ма­ териалов (битум, битумная эмульсия) по поверхности дорожного покрьггия, обеспечивая при этом заданные в технологическом про­ цессе параметры дозировки и температуры вяжущего. Для вьшолнения поставленных задач конструющя автогудронатора в общем виде включает в себя термоизолированную Щ1стерну с системой обогрева горячими газами, образующимися при сгорании топлива в го­ релках и проходящими по жаровым трубам, и распределительную сис­ тему для вяжущего, которое посредством насоса подается в форсунки. Парк автогудронаторов, эксплуатируемых дорожными организа- Щ1ЯМИ Республики Беларусь, включает в себя в основном следую­ щие модели: ДС-39 на шасси автомобиля ЗИЛ-431412 (ЗИЛ-130), ДС-142 на шасси КаМАЗ-53213, выпущенные в 1980-1990 годы. В рамках технического перевооружения, связанного с внедрением технологий ремонта автодорог с применением битумных эмульсий, дорожными организациями Республики Беларусь начали эксплуа­ тироваться автогудронаторы АРБ-7 на шасси МАЗ-5337 производ­ ства Фанипольского опытно-механического завода, а также в незна­ чительном количестве автогудронаторы производства ведущих ев­ ропейских фирм: SECMAIR, BREINING и др. Основные преимущества автогудронаторов АРБ-7 над эксплуати­ руемыми ранее заключаются в достижении более высокой равномер­ ности распределения и более точном соблюдении нормы розлива вя- я^тцего по поверхности покрьпия ремонтируемой автодороги, регла­ ментируемых требованиями технологического процесса, что является основным 1фитерием при использовании битумной эмульсии. В настоящее время Фанипольский опытно-механический завод внедрил в производство новую модель автогудронатора - АРБ-8, базирующуюся на шасси автомобиля МАЗ-53366-040 вместимостью цистерны 8000 л, позволяющей распределять вяжущие дорожно - строительные материалы шириной розлива до 4,3 м. Применение в конструкции данного автогудроиатора импортных комплектующих изделий позволило достигнуть высокой надежности работы и каче­ ства распределения вяжущих дорожно-строительных материалов, соответствующего современным требованиям. Щебнераспределитель, работающий в комплексе с автогудрона­ тором, предназначен для равномерного распределения минерально­ го материала, обеспечивая при этом заданные в технологическом процессе параметры дозировки. 257 Для выполнения данного технологического процесса наиболее эффективно использование щебнераспределителей, агрегатируемых с автомобилями-самосвалами в качестве навесного оборудования. До­ рожными организациями Республики Беларусь эксплуатируются сле­ дующие модели щебнераспределителей такой конструкции: WS-3.5 немецкой фирмы BREIMNG; ЩРД-3.5 типа BREIN1NG производства ГП «Дорвектор» (г. Молодечно); ЩРДС-1400, собранные из узлов и агрегатов фирмы SECMAIR (Франция), и ЩРД-1400 со 100 % приме­ нением отечественных комплектующих, выпускаемые также ГП «Дорвектор». Щебнераспределитель ЩРДС-1400 (ЩРД-1400), устанавливает­ ся на самосвал МАЗ-5551 вместо заднего борта кузова и подключа­ ется к электро-, пневмо- и гидросистеме автомобиля. Управление ра­ ботой щебнераспределителя производится с площадки оператором. Ширина распределения щебня может изменяться от 160 до 3180 ммс помощью шиберных заслонок, управляемых пневмоцилиндрами. Щебнераспределитель ЩРД-3.5 отличается от ЩРДС-1400 тем, что его агрегатирование с автомобилем осуществляется посредством прицепного устройства, соединяющего щебнераспределитель с ободами задних колес самосвала; время агрегатирования составляет 1...3 мин. Данное конструктивное решение позволяет использовать щебнерас­ пределитель более универсально: с автомобилями МАЗ-5551, 1СаМАЗ-55111 и т.д., а также сократить простои техники при загруз­ ке. Привод рабочих органов щебнераспределителя (левого и право­ го шнековых питателей, распределительного вала) осуществляется от опорных обрезиненных колес посредством цепной передачи. Ширина распределения щебня может изменяться от 250 до 3500 мм шиберными заслонками, управляемыми двумя операторами с пло­ щадки управления. Автомобиль при выполнении технологического процесса по­ верхностной обработки с применением указанных щебнераспреде­ лителей движется задним ходом со скоростью 3.. .5 км/ч (45 м/мин). Данные щебнераспределители могут распределять щебень фракций 1...5, 5...10, 10...15, 15...20 мм. Производительность данного ком­ плекса составляет 8750... 12250 м ^в смену или 2500...3500 метров поверхностной обработки. Применение комплекса машин, состоящего из автогудронатора АРБ-7 и щебнераспределителя ЩРД-3.5, агрегатируемого с самосвалом 258 МАЗ-5551, позволяет выполнять технологический процесс поверх­ ностной обработки автодорог с применением битумной эмульсии в соответствии с требованиями действующих в Республике Беларусь и России нормативных документов [9, 10], регламентирующих тре­ бования к качеству данного вида работ. С учетом того, что стоимость автогудронатора АРБ-7, смонтированного на шасси МАЗ-5337, со­ ставляет около 23600 долларов США, а стоимость щебнераспреде­ лителя ЩРД-3.5 составляет около 5500 долларов США, что значи­ тельно ниже стоимости аналогов, данный комплекс можно считать оптимальным по соотношению цена / качество выполняемых работ. Уплотнение свежеуложенного слоя поверхностной обработки производится непосредственно за проходом щебнераспределителя 5-6 проходами самоходного или прицепного катка на пневмоколес- ном ходу с нагрузкой на колесо не менее 1,5 т и давлением в шинах 0,7...0,8М Па[9,10]. В качестве альтернативы щебнераспределителям, навесным на самосвалы, в технологическом процессе поверхностной обработки с раздельным распределением материалов могут применяться само­ ходные. Так, фирмой BOMAG (Германия) выпускается самоходный щебнераспределитель BS 450 V, представляющий собой бункер для щебня объемом 2 м ,^ смонтированный на раме тележки, оснащен­ ной двигателем мощностью 27,5 кВт, приводящим в движение все узлы (рабочие органы с возможностью вибрационного распределе­ ния материалов, механизм передвижения) машины. Ширина распределения материалов изменяется от 2500 до 4500 мм при рабочей скорости 6 км/ч. Аналогичная машина марки Т-224, агрегатируемая с трактором МТЗ-80/82, выпускалась Мамонтов- ским опытно-экспериментальным заводом (Московская область); данный щебнераспределитель имеет бункер для щебня грузоподъ­ емностью 5000 кг, в котором установлены шнековый питатель и распределительный вал, приводимые в действие от гидросистемы трактора. Ширина полосы укладки постоянна и составляет 3500 мм; скорость вьшолнения технологического процесса распределения щебня 1,55...5,6 км/ч. Загрузка щебня в щебнераспределители про­ изводится самосвалами на объекте производства работ. Совместить работу автогудронатора и щебнераспределителя в одной машине, тем самым реализовав идею синхронного распреде­ ления материалов, предлагает ряд европейских фирм: SECMAIR, 259 SCHAFER, SAVALCO и др.; в России аналогичные машины вы­ пускаются ОАО «Дороги России» (г. Вышний Волочек Тверской области) и ФГУП «Росдортех» (г. Саратов). Наиболее широкую гамму данной техники, изображенную на рис. 4.97, предлагает французская фирма SECMAIR. Конструктивно данные машины выполнены по одной схеме и по своему назначе­ нию делятся на следующие гругиы: - машины типа «Чипсилер» для производства поверхностной обработки; - машины типа «Стоппер» для ремонта мелких трещин устрой­ ством поверхностной обработки; - машины типа «Би-мажор» для производства поверхностных обработок при движении передним и задним ходом и для устройст­ ва многослойных поверхностных обработок с двойным распределе­ нием вяжущего. *xelhgaacks* Рш ш пртнн TMfif rtqunujjiffiantw Дпойнвя гребенк» 11Сп>гт«р19 ■ Cranny % eCtwnep32 Я Бй-мв>1^ 19 Рис. 4.97. Техника фирмы SECMAIR для производства поверхностной обработки 260 Рабочее оборудование данных машин монтируется на шасси гру­ зового автомобиля или на прицепе или полуприцепе. В зависимости от грузоподъемности базового шасси, а следовательно, и полной массы каждая группа машин фирмы SECMAIR делится на модели, которые обозначаются индексом, указывающим полную массу ма­ шины в тоннах. Рабочее оборудование машин состоит из теплоизолированного бака для вяжущего, оснащенного системой подогрева, кузова для щебня, системы распределения вяжущего и щебня, площадки опе­ ратора с пультом управления рабочими органами машины и про­ цессом производства поверхностной обработки. Кузов для щебня разделен поперечными перегородками, позво­ ляющими расходовать щебень частями. Система распределения вя­ жущего состоит из плоскоструйных форсунок, расположенных на од­ ной поперечной балке (рампе) в виде гребенки на расстоянии 100 мм друг от друга, обеспечивая общую ширину распределения вяжуще­ го 4 м. В машинах типа «Би-мажор» имеются две поперечные балки для распределеипия вяжущего. Каждая форсунка имеет возможность автономного включения и выключения, что обеспечивает гибкое регулирование ширины распределения битума или битумной эмуль­ сии. Система распределения щебня (щебнераспределигель) позволяет распределять фракции от 2 до 20 мм на ширину до 3,5 м с шагом изме­ нения ширины 0,25 м, достигаемой путем закрьггия заслонок. Таким образом имеется возможность гибко регулировать ширину распреде­ ления вяжущего и щебня в процессе работы машины. Для обеспечения рабочих органов и системы управления машины электроэнергией и сжатым воздухом она имеет автономную силовую установку, а тягач используется только для передвижения. Сменная производительность машины при устройстве одиночной поверхностной обработки состав­ ляет от 7000 до 15000 м^ в зависимости от организации работки в пер­ вую очередь от обеспечения машины вяжущим и щебнем. Производство машин «Чипсилер» моделей 19,26 и 40 освоено фе­ деральным государственным унитарным предприятием «Росдортех» (г. Саратов). Данные машины изготавливаются с максимальным применением отечественных комплектующих изделий и базируются на шасси автомобилей МАЗ, КаМАЗ и полуприцепах российского производства. Машины «Чипсилер» производства «Росдортех» и SECMAIR имеют одинаковые технические характеристики. 261 Технические решения, заложенные в машинах фирмы SECMAIR, несколько иначе реализованы в битумощебнераспреде- лителе РД-701 производства ОАО «Дороги России» (г. Вышний Во­ лочек Тверской области). Рабочее оборудование данной машины агрегатируется с трактором Т-150 К производства Харьковского трак­ торного завода и включает в себя бункер для щебня объемом 6 м^ со щебнераспределителем, теплоизолированную емкость с системой подогрева для вяжущего объемом 6000 л, систему распределения вяжущего и прикатывающие катки, осуществляющие предвари­ тельное уплотнение поверхностной обработки. Привод шнекового питателя и вала щебнераспределителя, а также насоса подачи вя- жущего-гидравлический, от гидросистемы трактора. Для изменения ширины распределения щебня в бункере установлены четырнадцап. шиберных заслонок, управление которыми осуществляет оператор с рабочей площадки. Бункер опирается на три металлических прикаты­ вающих катка, которые оснащены скребками и системой орошения для очистки от налипающего материала. В транспортном положении бункер опирается на два колеса, которые поднимаются и опускаются гидроцилиндрами. Ширина распределения материалов при производ­ стве поверхностной обработки составляет 3500 мм с шагом изменения 250 мм; рабочая скорость - 3,33...8,0 км/ч; эксплуатащюнная произ­ водительность - 1250 м^/ч или 4375 метров поверхностной обработ­ ки; стоимость без трактора - 22000 долларов США. Наиболее сложную технику для поверхностной обработки - ремонт­ ные поезда - вьшускают фирмы SAVALCO (Швещи) и SCHAFER (Германия). Данная техника представляет собой автопоезд, на тяга­ че которого смонтирована емкость для вяжущего с системой рас­ пределения, и прицепную часть, металлоконструкция которой обра­ зует бункер для щебня, в котором установлен щебнераспределитель. Для механизированной загрузки щебня в бункер на объектах произ­ водства работ он оборудован ленточным элеватором, подающим ма­ териал через приемный бункер, загружаемый самосвалами. Модифи­ кации данных машин могут бьпъ оборудованы системой автоматиче­ ского дозирования и распределения материалов, выполняющей технологический процесс поверхностной обработки по заранее со­ ставленной технологической карте, введенной в компьютер. Шведская фирма SAVALCO выпускает ремонтный поезд модели ННПОТ COMBI TELESPRAY 480. Данная машина базируется на 262 шасси трехосного грузового автомобиля, на раме которого установ­ лена теплоизолированная емкость для вяжущего объемом 11000 лит­ ров, оборудованная системой подогрева, а также насос и коммуни­ кации подачи вяжущего в распределительное устройство. С базовой машиной агрегатируется прицепная часть, представляющая собой бункер для щебня объемом 10 м ;^ на прицепной части смонтирова­ ны устройства для распределения щебня и вяжущего, позволяющие распределять материалы на ширину до 4,8 м с шагом 0,3 м. Система распределения материалов может телескопически изменять ширину с помощью гидроцилиндров от 2,5 м в транспортном положении до 4,8 м в рабочем. Для механизированной загрузки щебнем на объек­ те производства работ прицепная часть оборудована ленточным элеватором, загружающим бункер через приемный лоток, в который материал выгружается автомобилями-самосвалами. Данное реше­ ние позволяет загружать 10 м^ щебня за 12... 15 минут, что значи­ тельно снижает простои техники и повышает производительность ремонтного поезда, которая составляет до 28800 м ^в смену или до 6000 метров поверхностной обработки при максимальной ширине распределения материалов. Привод ленточного элеватора, вала щебнераспределителя, питателя и насоса подачи вяжущего осуществляется гидромоторами; шиберных заслонок щебнераспределителя и кранов управления подачей вяжуще­ го в секции форсунок-пневмоцилиндрами. Привод насоса гидросисте­ мы и компрессора пневмосистемы осуществляется от автономной си­ ловой установки, смонтированной на прицепной части. Управление ремонтным поездом осуществляется водителем тягача. Фирмой SCHAFER (Германия) выпускается несколько моделей ремонтных поездов для производства поверхностной обработки. Модель RZA-4000 включает в себя емкость для вяжущего объемом 8000 литров, оборудованную теплоизоляцией и системой подогрева, которая смонтирована на шасси грузового автомобиля, и прицепную часть, имеющую бункер для щебня объемом 5,5 м ,^ для загрузки кото­ рого смонтирован ленточный элеватор производительностью 1 т/мин. Щебнераспределительное устройство имеет рабочую ширину распре­ деления материала 2,4 м, который подается распределительным валом через заслонки. Привод вала - гидравлический, от гидромотора. Ши­ рина заслонки - 400 мм, количество заслонок - 6 шт. Управление за­ слонками осуществляется пневмоцилиндрами. В бункере установлены 263 шнековые питатели для равномерного распределения материала, приводимые гидромоторами. Щебнераспределительное устройство оснащено прикатьюающими валками для равномерного распреде­ ления по поверхности автодороги и предварительной укатки мате­ риала. Опускание и прижим валков осуществляется пневмощшицдра- ми. Устройство распределения вяжущего обеспечивает рабочую ши­ рину розлива 2,4 м и разделено на восемь групп форсунок, имеющих возможность независимого включения и выключения, позволяющая изменять ширину розлива с шагом 400 мм. Вяжущее подается в фор­ сунки под давлением в 6 атм посредством центробежного насоса, ус­ тановленного на емкости. На шасси автомобиля установлена силовая установка - дизель HATZ 1D81C, приводящий в действие генератор и масляный насос гидросистемы. Питание сжатым воздухом узлов ма­ шины осуществляется от пневмосистемы тягача. Производительность ремонтного поезда R21A-4000 фирмы SCHAFER достигает 14400 м^ в смену или 6000 метров поверхностной обработки. Для агрегатирования с данным ремонтным поездом необходим грузовой автомобиль, обеспечивающий устойчивую скорость дви­ жения при вьшолнении технологического процесса поверхностной обработки в пределах 40...60 м/мин (24...3,6 км/ч), Гомельским облдорстроем, эксплуатирующим данный ремонтный поезд, было разработано техническое задание Минскому автомобильному заво­ ду, в соответствии с которым изготовлен автомобиль МАЗ-63038 с двигателем ЯМЗ-238М2 мощностью 176 кВт (240 л.с.), коробкой передач МАЗ-54325, обеспечивающий все требования технологиче­ ского процесса при работе с RZA-4000. Фирмой ЗСНАРЕК вьтускаются также ремонтные поезда моде­ лей R ^-5500, RZA-8000 и RZA-14000, имеющие большую вмести­ мость емкости для вяжущего и бункера для щебня, а также различную ширину распределения материалов. Ремонтный поезд RZA-14000 от­ личается от остальных тем, что все его оборудование смонтировано на полуприцепе большой грузоподъемности, агрегатируемым с се­ дельным тягачом. Сравнительный анализ производства поверхностной обработки автомобильных дорог с применением битумной эмульсии и кубо­ видного щебня фракции 10...15 мм показывает, что наибольшая эф­ фективность достигается при использовании ремонтного поезда RZA-4000 фирмы SCHAPER. 264 Машины и оборудование для капитального ремонта покрытий автомобильных дорог с применением технологий рециклинга при­ меняют для восстановления покрытий автомобильньос дорог с це­ лью возвращения и улучшения их первоначальных свойств (прочно­ сти, ровности, несущей способности) и достижения определенных, заданных проектным решением технических параметров, таких как толщина верхнего и нижнего слоя, степень уплотнения, ширина, продольный и поперечный уклон и т.д. Для производства данных работ существует традгащонная техноло­ гия укладки и уплотнения горячей асфальтобетонной смеси, основным недостатком которой являются значительная материало- и энергоем­ кость, транспортные расходы и, как следствие, - высокая стоимость; в то же время объективная необходимость ограничения расходов на производство дорожно-строитеяьных работ, а также рост сознания людей в вопросах охраны окружающей среды являются причиной воз­ растания роли новых прогрессивных технологий капитальных ремон­ тов, одной из которых является рециклинг или регенерация. Технология рециклинга может быть представлена двумя основ­ ными направлениями; горячий рециклинг и холодный рециклинг, которые, в свою очередь, подразделяются на различные методы. Машины и оборудование для капитального ремонта покрытий автомобильных дорог с применением технологии горячего рецик­ линга применяют тогда, когда Босстановление свойств покрытия производится с использованием различных методов разогрева. По месту производства различают два метода горячего рецик­ линга: рециклинг на заводе и рециклинг на дороге. Технологический процесс рециклинга на заводе (рис. 4.98) включает в себя следующие операции [12]; - снятие старого покрытия холодным или горячим фрезерованием; - доставка автотранспортом сфрезерованного материала (грану- лята) на передвижной или стационарный асфальтобетонный завод; - приготовление из материала старого покрытия (гранулята) с добавлением минеральных материалов и битума в соответствии с требованиями рецептуры новой асфальтобетонной смеси; - доставка полученной асфальтобетонной смеси автотранспор­ том на ремонтируемый участок; - укладка горячей асфальтобетонной смеси; - уплотнение. 265 , /Ictpeuttaoifldidb^ ,д>реф>. , Рис. 4.98. Схема технологического процесса горячего рециклинга на заводе Основным достоинством технологии горячего рециклинга явля­ ется повторное использование материалов покрытия автомобильной дороги, что позволяет снизить стоимость ее ремонта, а также сохра­ нение толщины покрьггия (так как укладка новых слоев производится вместо сфрезерованных старых), что важно при ограничении габари­ та по высоте (под путепроводами, проводами троллейбусных линий и Т.Д.), на мостах и путепроводах (так как не происходит увеличения нагрузки на пролетные строения из-за з^еличения толщины и, как следствие, - массы покрытая). Недостатками данной технологии являются значительные транс­ портные расходы, возрастающие пропорционально увеличению расстояния от асфальтобетонного завода до объекта производства работ, энергозатраты на производство горячей асфальтобетонной смеси и разогрев минерального материала. Технологический процесс рециклинга на дороге производится спе­ циальной машиной - ремиксером, за один рабочий ход которой мате­ риал старого покрытия разогревается, перерабатъшается с добавлением или без добавления нового материала, распределяется и уплотняется. Для выполнения технологических операций горячего рециклинга конструкция ремиксера включает в себя следующие рабочие органы (рис. 4.99) [12]: нагреватель для репластификации асфальтобетонных 266 покрытий; приемный бункер с механизмом подачи горячей асфаль­ тобетонной смеси; емкость для вяжущего с системой распределе­ ния; рыхлитель для фрезерования и подачи материала в смеситель; укладочный орган, предварительно уплотняющий получаемую смесь; систему контроля и управления. г 3 4 5 6 Рис. 4.99. Конструктивная схема ремиксера для вьшолнения технологии горячего рециклинга: 1 - приемный бункер дая новой смеси; 2, 6 - газовые горелки; 3 - рыхлитель; 4 - шнековый распределитель; 5 - профилирующий орган; 7 - укладочный орган Энергозатраты на разогрев асфальтобетонного покрытия зависят от его состояния: температуры, содержания воды, влажности по­ верхности, а также скорости и направления ветра [12]. Для обеспе­ чения эффективного разогрева покрытия с учетом вышеперечис­ ленных факторов нагреватели представляют собой систему газовых горелок инфракрасного излучения, установленных на специальном шасси или непосредственно перед рыхлителем ремиксера, осна­ щенную устройствами, позволяющими: - регулировать мощность излучения изменяя давление газа, по­ даваемого к горелкам; - изменять температуру покрытия, а также отводить водяной пар при разогреве влажного асфальтобетона регулируя высоту бло­ ков горелок; - разделять разогреваемую площадь на отдельные участки для предотвращения влияния ветра. Дня разрыхления и снятия разофетого слоя покрытия ремиксер оборудован одним ипи несколькими (для бесступенчатой регулировки 267 ширины фрезерования) фрезерными барабанами, на которых по винтовой линии установлены резцы, что позволяет одновременно с разрыхлением производить перемешивание смеси, добиваясь ее од­ нородности. Вращение фрезерного барабана осуществляется с по­ мощью гидропривода, который также изменяет глубину фрезерова­ ния. Система управления рыхлителем позволяет обходить люки, колодцы и островки безопасности. Подача вяжущего (битума) на рыхлитель осуществляется во время перемешивания посредством системы форсунок из обогре­ ваемой емкости. Дозировка вяжущего обеспечивается системой управления. За рыхлителем, снимающим и перемешивающим материал ста­ рого покрытия, расположен планирующий отвал, который может выполнять несколько функций. При использовании методов Re­ shape (Refonn) и Repave он служит для планирования разрыхленно­ го материала, а при использовании метода Remix играет роль щита шнека, собирающего остатки материала в смеситель принудитель­ ного действия. Принудительное перемешивание материала старого покрытия, нового материала и вяжущего (битума) осуществляется в смесителе, имеющем вращаюшдеся в противоположные стороны валы, лопа­ сти которых могут изменять свое положение относительно друг др)та для оптимизации процесса перемешивания. Для добавления вяжущего (битума) в перемешиваемую смесь смеситель оборудован системой форсунок. Свежая асфальтобетонная смесь для устройства слоя износа за­ гружается в приемный бункер ремиксера, откуда посредством лен­ точных и цепных транспортеров через бункер дозатора, оборудо­ ванный шибером для дозирования, подается в смеситель. Скорость движения транспортеров, определяющая скорость подачи смеси, регулируется системой управления в зависимости от скорости дви­ жения ремиксера. Далее укладьшаемая смесь в виде валика выходит из смесителя и распределительным шнеком равномерно распределяется по поверх­ ности переработанного и разровненного покрытия, которое при этом дополнительно прогревается с помощью инфракрасных излу­ чателей для обеспечения максимального сцепления, достигаемого только при укладке горячего материала на горячее основание. 268 Точность укладки обеспечивается укладочным брусом, позво­ ляющим формировать заданный поперечный профиль укладывае­ мого слоя, а также гибко регулировать ширину укладки, согласуя ее с шириной захвата рыхлителя. Наличие системы подогрева и виб­ робруса в конструкции укладочного органа позволяет достигать вы­ сокого качества укладки и степени предварительного уплотнения. Управление положением укладочного бруса для обеспечения за­ данного поперечного профиля может осуществляться как вручную, так и автоматикой нивелирования. Система контроля и управления обеспечивает согласование опе- ращ1Й технологического процесса горячего рециклинга (частоту вращения фрезерного барабана, дозировку битума и свежей асфаль­ тобетонной смеси) со скоростью движения ремиксера, управление укладочным брусом, а также функции контроля работы и диагно­ стики систем, узлов и агрегатов машины. При использовании методов Repave с перемешиванием и Remix Plus перед укладочным брусом устанавливается дополнительный брус, разравнивающий по высоте разрыхленный материал или его смесь с новой асфальтобетонной смесью, подаваемой системой транспортеров из приемного бункера и распределяемой по ширине полосы вторым распределительным пшеком, после чего укладоч­ ным брусом оба слоя формируются и предварительно уплотняются. Окончательное уплотнение осуществляется по традиционной технологии гладковальцовыми виброкатками и пневмоколесными катками статического действия. Технология холодного рециклинга позволяет добиться повтор­ ного максимального использования материалов существующего покрьггия при капитальном ремонте автомобильных дорог. Использование данной технологии исключает необходимость при­ готовления и транспортировки новой асфальтобетонной смеси, а также предварительного разогрева покрытая автомобильной дороги (позво­ ляя называть данную технологию холодной), что значительно снижает ее энергоемкость, уменьшает воздействие на окружающую среду. При ремонте покрытий автомобильных дорог возможно исполь­ зование двух вариантов холодного рециклинга (рис. 4.100): рецик- линг укрепленного слоя дорожной одежды (покрытия) и рециклинг укрепленного и неукрепленного слоев дорожной одежды (покрьггия и основания). 269 а) т ш _______________ Ч Ъ ^ " л % м ] б) Рис.4.100. Варианты холодного рециклинга покрытий автомобильных дорог; а - рециклинг укрепленного слоя дорожной одежды (покрытия); б - рециклинг укрепленного и неукрепленного слоев дорожной одежды (покрытия и основания) Выбор возможного варианта применения технологии холодного рециклинга осуществляется на основе расчета конструкции дорож­ ной одежды под nepcneKTHBH>TO нагрузку. Холодный рециклинг может использоваться на дорогах с разными типами покрытий: гравийных, щебеночных неукрепленных, щебеноч­ ных укрепленных, асфальтобетонньк; при этом ремонтируемая до­ рожная одежда сфрезеровывается, измельчается, перемешивается с водой для достижения опгамальной влажности, обеспечивающей эф­ фективное уплотнение, и вяжущим с использованием до 1(Ю % суще- ств>'ющего материала для устройства новой дорожной одежды и укладьгоается за один рабочий ход рециклера. Данный вид покрытий, устраиваемых по способу смешения на месте, был широко распространен в 50-е годы XX века, когда сме­ шение осуществляли с помощью автогрейдеров, дисковых борон, прицепных или самоходных грунтосмесителей. Применение в настоящее время новых типов органических и неорга­ нических вяжушзих, прогрессивных машин и механизмов, позволяющих добиться точного дозирования и оптимального перемешивания вяжу­ щих с гранулятом, получаемым гфи фрезеровании ремонтируемого по­ крытия, подняли данную технологию на качественно новый уровень. Высокие прочностные свойства, стойкость к тренщнообразованию, упругость достигаются при использовании комплексного вяжущего - це­ мента, распределяемого по ремонти^^емому покрьгапо, или цеменгно - водной суспензии и битумной эмульсии, вводимых в граиулят. 270 Смеси, полученные с применением технологии холодного ре- циклинга, могут использоваться как покрьггие на дорогах с невысо­ кой интенсивностью движения и осевыми нагрузками, а также в качестве основания. На дорогах с высокой интенсивностью движе­ ния целесообразно поверх полученного слоя укладывать слои ас­ фальтобетона или вьтолнять поверхностную обработку. Наиболее близким прообразом современного рециклера является однопроходный грунтосмесителъ Д-391Б [12], позволяющий вьшол- нять технологический процесс холодного рещжлинга грунтовых и гра­ вийных покрытий автомобильных дорог, а также подготовку и стаби­ лизацию грунтов для строит-ельства оснований. Рабочие органы такой машины включают рыхлиюельный барабан с жесткими лопатками, фрезу-гомельчитель с гибкими лопатками, мешалку и уплотнитель. Конструкция однопроходного грунтосмесителя (рис. 4.101) со­ стоит из рамы, рабочих органов с вращающимися в смесительной камере четырьмя барабанами: мешалки, фрезы-измельчителя и рых­ лителя, опирающихся на две оси с шинами низкого давления, при этом задняя ось благодаря сплошной установке колес выполняет функцию катка. Гидравлическая подвеска рамы допускает раздель­ ный подъем и опускание ее передней и задней балок, что дает воз­ можность вводить в работу либо рыхлитель с измельчителем, либо мешалку, перед которыми установлены распределительные устрой­ ства для вяжущего и цемента. Грунтосмеситель оборудован тепло­ изолированной обогреваемой цистерной для органических вяжущих материалов (битума), бункером для неорганических сыпучих вяжу­ щих материалов (цемента) и емкостью для воды, которые посредст­ вом распределительных устройств подаются в смесительную камеру и перемешиваются рабочими органами с материалом ремонтируемо­ го покрытия автомобильной дороги. В задней части смесительной камеры смонтирована поворотная стенка, планирующая поверхность разрыхленного материала. Подача вяжущих может осуществляться также непосредственно из автоцементовозов или автогудронаторов, резервуары которых подключаются к распределительным системам грунтосмесителя. 271 Рис. 4.101. Конструктивная схема однопроходного грунтосмесителя ДС-391Б; 1 - пульт управления; 2 - двигатель; 3 - топливный бак; 4 - цистерна для вяжущего (битума); 5 - механизм подъема передней части рамы рабочих органов; 6 - привод рабочих органов; 7 - механизм подъема задней части рамы рабочих органов; 8 - форсунка для подогрева цистерны с вяжущим; 9 - гидроцилиндр поворотного устройства; 10 - поворотное устройство; 11 - задние ведомые поворотные колеса; 12 - задняя планирующая стенка кожуха; 13 - барабан мешалки; 14 - фрезерный барабан измельчителя; 15 - барабан рыхлителя; 16 - распределительное устройство цемента; 17 - распределительное устройство вяжущего (битума) или воды; 18 - передние ведущие колеса; 19 - трансмиссия ходоюй части Привод рабочих органов грунтосмесителя (рыхлителя, фрезы измельчителя и мешалки) осуществляется посредством механиче­ ской передачи, в которой мощность отбирается от двигателя и пе­ редается через раздаточную коробку, карданную передачу и щшин- дрические боковые редукторы. Др)той поток мощности, отбирае­ мой от двигателя раздаточной коробкой, посредством коробки передач, редуктора ведущего моста и ступичных планетарных ре­ дукторов колес приводит грунтосмеситель в движение. Мощность двигателя расходуется также на привод битумных насосов, насосов гидросистемы и компрессора. Схема современного рещ1клера, а также технология производст­ ва работ с введением в зону работы фрезы битумной эмульсии и водоцементной суспензии показаны на рис. 4.102. 272 -нк.>Ф -© Рис. 4.102, Схема рециклера 4.13. Ознакомление с машинами для отделочных работ и механизированным инструментом (ручными машинами) В состав отделочных работ, выполняемых в строительстве, вхо­ дят штукатурные, облицовочные, малярные, кровельные, а также работы по устройству и отделке полов и др. Отделочные работы характеризуются многообразием и технологической несхожестью операций. Для выполнения отделочных работ используется боль­ шое количество строительно-отделочных машин, различных по на­ значению и устройству. 273 Все технологические операции по устройству штукатурки (приемка и подготовка раствора, процеживание и доведение его до рабочей под­ вижности, транспортирование раствора к месту производства работ, нанесение обрызга, грунта и накрьшочного слоя и его затирка) ком­ плексно механизированы с применением мобильных передвижньк штукатурных и штукатурно-смесительных машин и агрегаторов. Штукатурные агрегаты и станции выполнены на базе растворо- насосов различных типов и комплектуются раствороводами, фор­ сунками и штукатурно-затирочными машинами. Растворонасосы предназначены для транспортирования строи- тельньрс и штукатурньк растворов по раствороводам к месту про­ изводства работ, а также для нанесения на поверхности штукатур­ ных слоев, отделочных и изоляционных материалов с помощью форсунки или бескомпрессорного сопла. Растворная смесь, перека­ чиваемая растворонасосами, должна быть свежеприготовленной и перед поступлением в растворонасос процежена через сито с ячей­ ками. Поэтому растворонасосы работают в комплекте с приемным бункером и виброситом для приема и процеживания раствора, вса­ сывающим рукавом и сборным напорным раствороводом. Принцип работы растворонасосов основан на периодическом изменении объ­ ема их рабочей камеры, увеличивающегося при всасывании рас­ творной смеси из приемного бункера и уменьшающегося при воз­ действии на смесь вытеснителя, выталкивающего раствор в напор­ ную магистраль. В диафрагменных растворонасосах перекачивание раствора осуществляется при периодических деформациях плоской резино­ вой диафрагмы, давление которой передается от движущегося воз­ вратно-поступательного плунжера через промежуточную жидкость. Диафрагменный растворонасос (рис. 4.103) состоит из насосной части, привода, кривошипно-шатунного механизма с плунжером, предохранительных устройств, пульта управления и тележки с хо­ довыми колесами, на которой смонтированы все узлы растворона- соса. Насосная часть включает рабочую 2 и насосную 15 камеры, резиновую диафрагму 16, всасьшающий 1 и нагненательный 4 само- действ>тощие шаровые клапаны. Перекачивание раствора осуществ­ ляется подвижной плоской резиновой диафрагмой 16, давление кото­ рой передается от возвратно-поступательно движущегося плунжера 11 через промеж>тгочную жидкость (воду) постоянного объема. 274 Раствор в рабочую камеру 2 с диафрагмой и самодействующими клапанами поступает снизу вверх (т. е. противоточно) из приемного бункера с процеживающим виброситом под действием вакуума, по­ переменно создаваемого при рабочем ходе плунжера. Возвратно­ поступательное движение плунжеру сообщается от электродвигате­ ля через клиноременную передачу 13, одноступенчатый зубчатый редуктор 12 и кривошипно-шатунный механизм 14. 12 и @ Рис. 4.103. Принципиальная схема диафрагменного растворонасоса При движении плунжера вправо промежуточная жидкость втягивает диафрагму до соприкосновения ее с ограничительной решеткой и в ра­ бочей камере создается ва1^ ум, вследствие чего из приемного бункера через всасывающее колено 77 и всасывающий клапан 1 в рабочую ка­ меру засасьшается раствор. При движении плунжера влево промежу­ точная жидкость выгибает внутрь рабочей камеры диафрагму, которая вьп:алкивает раствор через открытый (под давлением раствора) нагнета­ тельный клапан 4 (впускной клапан 1 под действием собственной силы тяжести и противодавления раствора закрыт) в воздухшаш колпак 6, а затем в растюровод 8. Подъем клапанов во время работы насоса огра­ ничивается скобами-ограничителями 5. Воздушная подушка, образующаяся в воздушном колпаке в про­ цессе работы насоса, выравнивает давление на раствор, поступаю­ щий в растворовод, уменьшая его пульсацию. Давление в воздуш­ ном колпаке контролируется манометром 7. Предохранительный клапан 10 соединяет полость насосной камеры 15 с заливочным устройством 9 при повышении максимально допустимого рабочего 275 давления в раствороводе. При кратковременных остановках растворо- насоса и при работе по замкнутому циклу раствор вьшускают через перепускной клапан 3. Управление работой растворонасоса осуществ­ ляется с пульта, установленного на насосе. На пульте смонтированы пускатель и пакетные выключатели. Кроме диафрагменных растворо- насосов в строительстве применяют поршневые, винтовые и т.д. Штукатурные агрегаты, машины и установки предназначены для приема (или приготовления), переработки (перемешивания), по­ дачи и нанесения на подготовленные поверхности ппукатурных рас­ творов и отделочных составов с помощью форсунок, сопл и насадок. Штукатурные агрегаты и машины базируются на диафрагмен­ ных, поршневых и винтовых насосах. Различают агрегаты типа АШ ( a i 'p e r a T штукатурный), работающие только с привозным готовым штутсатурным раствором, и агрегаты типа АШС (агрегат штукатур- но-смесительный), в технологическую цепь которых включен цик­ личный растворосмеситель для приготовления штукатурного рас­ твора непосредственно на объекте или перемешивания (переработ­ ки) готового товарного раствора. Штукатурные машины на базе винтовых насосов работают на сухих смесях и снабжены смесите­ лями непрерывного действия. Производительность машин и агрегатов определяется произво­ дительностью базового растворонасоса. Агрегат штукатурно-смесительный СО-531 обеспечивает смеши­ вание, подачу и нанесение штукатурных растворов на обра- батьшаемую поверхность, в комплекте с компрессорной установкой позволяет выполнять офактуривание поверхности методом набрызга. Он состоит из двух легко монтируемых и демонтируемых основных узлов, смонтированных на самостоятельных рамках с колесами - растворонасоса и приемного бункера с виброситом, соединенных между собой резинотканевым рукавом с быстроразъемным соедине­ нием. В комплект агрегата (рис. 4.104) входят смонтированные в тех­ нологической последовательности приемный бункер 1 с побудителем 11 для предупреждения расслаивания растворной смеси и виброси­ том 7 для процеживания раствора, поршневой растворонасос i О, по­ дающий раствор к месту укладки, разборные раствороводы 8 с набо­ ром форсунок 9 для нанесения раствора на обрабатьшаемую поверх­ ность. Привод побудителя осуществляется от электродвигателя 5 через клиноременную передачу 3 и червячный редуктор 2. 276 0 4 Рис. 4.104. Принципиальная схема штукатурно-смесительного агрегата СО-531 Работа штукатурного агрегата производится следующим обра­ зом. Готовый раствор, доставленный самосвалом или авторастворо- возом, выгружают на вибросито 7 бункера. Эксцентриковый вал 6 вибросита сообщает колебания с частотой 50 Гц подвижной раме с ситом и приводится во вращение электродвигателем 5 через цепную передачу 4. Процеженный виброситом раствор поступает в прием­ ный бункер 1 с побудителем 11, откуда по всасывающему рукаву 12 засасывается в рабочую камеру растворонасоса Ю н затем подается по напорному раствороводу 8 к форсунке 9 и наносится на обраба- тьшаемую поверхность. Штукатурные станции обычно работают с готовым товарным рас­ твором и применяются на объектах со средними и большими объе­ мами внешних и внутренних штукатурных работ. С помощью таких станций осуществляют высокопроизводительный комплексно­ механизированный непрерьшный процесс подачи и нанесения рас­ твора. Они представляют собой комплект оборудования для приемки, побз^ения, просеивания, перекачивания и нанесения штукатурных растворов, смонтированного в технологической последовательности внутри металлического утепленного кузова, установленного на по­ лозьях, в кузове автоприцепа или на пневмоколесном шасси. Обычно штукатурные станции комплектуются машинами серийного произ­ водства. Доставляют станции на объекты грузовыми автомобилями. 277 Штукатурная станция С0-114А (рис. 4.105) является наиболее распространенной серийно выпускаемой станцией и применяется на объектах промышленного, гражданского и сельского строительства, обеспеченных системами электро- и водоснабжения и подъездными путями. Кузов 1 станции совмещен с приемным бункером 11 вме­ стимостью 4 для приемки товарного раствора из транспортных средств, размещенных на уровне стоянки станции. Бункер снабжен крьшпсой 9, управляемой гидроцилиндром б. Высота приемной части бункера позволяет работать без пандусов. Внутри кузова размещены поршневой растворонасос 2 двойной производительности (2 и 4 м /^ч), поворотный струг 10, шнек 5, силовое оборудование, гидросистема, системы водоснабжения, вентиляции и отопления, электрооборудо­ вание и пульт управления 4. Рис. 4.105. Штукатурная станция G0-114A Шнек-смеситель со встречной двойной навивкой служит для побуждения и подачи раствора к просеивающему устройству, со­ стоящему из сита, двух катков-щеток и скребков, расположенных 278 в центре задней стенки бункера. Просеивающее устройство прину­ дительно протирает раствор через сито и очищает сито от отходов. В боковых стенках приемного бункера предусмотрены люки для удаления высевок. Люки имеют систему привода, позволяющую управлять их открыванием-закрыванием с рабочего места операто­ ра. На верхней части бункера расположены направляющие 8 для перемещения каретки 7. Последняя соединяется со стругом с помо­ щью двух гидроцилиндров 12. Перемещение каретки по направ­ ляющим обеспечивается двумя гидроцилиндрами 14. Струг, пред­ назначенный для порционного перемещения раствора в смеситель­ ную зону к шнеку-смесителю, представляет собой сварную конструкцию, заканчивающуюся в нижней части ножевой кромкой. Гидросистема штукатурной станции приводит в действие карет­ ку и струг. Она включает в себя насос 3 с электродвигателем, бак для масла, распределитель, гидроцилиндры. Растворонасос и шнек приводятся в действие от индивидуальных электродвигателей. Работа станции осуществляется следующим образом: зафужен- ный в приемный бункер раствор поворотным стругом подается порциями к шнеку-смесителю, при вращении которого осуществ­ ляются побуждение раствора и подача его через просеивающее уст­ ройство в накопительный бак 13, откуда поршневым насосом 2 раствор транспортируется по раствороводу в поэтажные разда­ точные бункера или непосредственно к рабочим местам штукатуров и форсунками наносится на поверхность. При побуждении раствора струг является подвижной стенкой, образуя закрытую смесительную камеру. В накопительном баке создается запас раствора, достаточный для бесперебойной работы растворонасоса в период подачи стругом очередной порции раствора из бункера в зону перемешивания. При не­ обходимости в замес добавляется порция воды для доведения раствора до готовности подвижностью не менее 7 см. Очистка смесительной зо­ ны бункера осуществляется путем реверса шнека, при этом отходы пе­ ремещаются к боковым стенкам и через люки удаляются н^ужу. Станция комплектуется напорными резинотканевыми рукавами диаметром 38 и 50 мм, оборудована системами водоснабжения, отопления и вентиляции, а также средствами пожаротушения. Об­ служивает станцию один оператор. Недостатком станции является отсутствие виброактивной зоны на сетке сита и отсутствие побуди­ теля в накопителе раствора. 279 Ручные штукатурно-загарочные машины применяют для выравни­ вания и затарки различных штукатурных и других покрывочных со­ ставов, нанесенных на горизонтальные, наклонные и вертикальные поверхности. Эти машины используют также для затарки цементных стяжек оснований полов и щювли из мягких рулонных материалов, при однослойном выравнивании гипсобетонных перегородок, затирке поверхностей при изготовлении железобетонных сборных элементов строительных конструкций, для шлифования прошпаклеванных и мо­ заичных поверхностей, облицовок фасадов зданий и т. п. Штукатурно­ затирочные машины вьшускают с электрическим приводом, который может быть встроен в машину или приводит во вращение рабочий ор­ ган (затирочный диск) через гибкий вал. Штукатурно-затирочные машины со встроенным электроприво­ дом вьшускались однодисковыми (СО-112Б) и двухдисковыми (СО- 86Б) - с наружным и внутренним дисками. В настоящее время в Российской Федерации ручные машины не производятся, однако предлагаемые торговыми организациями из консервационных запа­ сов модели С0-112Б и СО-86Б широко использзтотся в строитель­ стве. В качестве привода этих машин используют асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, рабо­ тающие на токе повышенной частоты 200 Гц при напряжении 42 В. Машины подключают к внешней сети переменного тока напряже­ нием 220/380 В, частотой 50 Гц через преобразователь частоты тока или к специальной трехфазной сети переменного тока с частотой 200 Гц и напряжением 42 В. Низкое напряжение обеспечивает элек­ тробезопасность оператора. Машины комплектуют токоподводя­ щим кабелем, который подсоединяется к источнику питания с по­ мощью вилки штепсельного соединения. У однодисковой машины С0-112Б (рис. 4.106) затирочный диск 1 приводится во вращение от электродвигателя 4 через редуктор 3, выходной вал которого соединен с диском с помощью упругой ре­ зиновой подвески 2. Эластичное соединение позволяет диску само- устанавливаться на затираемой поверхности независимо от положе­ ния корпуса машины, что обеспечивает снижение сопротивления вращению диска при затирке. 280 Рис. 4.106. Штукатурно-затирочная машина СО-112Б У двухдисковой машины СО-86Б (рис. 4.107) двухступенчатый ре­ дуктор 3 обеспечивает раздельный привод от электродвигателя 4 на­ ружного 1 и внутреннего 2 затирочных дисков, которые вращаются в противоположные стороны и жестко соединены с выходными валами редуктора. Равнодействующая моментов вращающихся наружного и внутреннего дисков равна нулю, что делает машину устойчивой, уменьшает нагрузку на руки оператора, благодаря чему увеличивается производигельностъ труда и повьшхается качество работ. 1 2 1 о| ю 01 10 0) 0) Рис. 4,107. Штукатурно-затирочная машина СО-86Б 281 Для улучшения качества затирки к машинам может подаваться вода, смачивающая затираемую поверхность. Количество воды, по­ даваемой в зону обработки под давлением 10...30 кПа, зависит от состояния затираемой поверхности и регулируется с помощью пе­ реключателя подачи воды. Вода к машинам подается от водопрово­ да по тонкому резиновому рукаву. Переключатель подачи воды и выключатель привода установлены у правой рукоятки управления. Затирка штукатурной поверхности затирочными машинами вы­ полняется во время процесса схватывания раствора, когда прочность накрьгаочного слоя достигает 0,05...0,1 МПа, и должна быть законче­ на до начала его твердения. При затирке штукатурного покрытия штукатурно-затирочной машиной происходят пластическая дефор­ мация верхнего слоя и частичное его уплотнение. Одновременно с этим осуществляется выравнивание поверхности по всей площади посредством переноса частиц раствора в плоскости обработки. Комплекс производства малярных работ в строительстве вклю­ чает в себя приготовление малярных составов и полуфабрикатов, доставку готовой товарной продукции к месту производства работ, подготовку поверхностей под окраску и нанесение малярных соста­ вов (с предварительной переработкой полуфабрикатов) на обраба­ тываемые поверхности механизированным способом. Передвижные малярнью станции и агрегаты обеспечивают при­ готовление малярных составов из полуфабрикатов и подачу их к рабочим местам. В состав комплектующего оборудования пере­ движных малярных станций входят: краскотерки, мелотерки, сме­ сители, диспергаторы, электроклееварки, вибросита, а также сред­ ства механизации для транспортировки и нанесения составов. Краскотерки, например, применяют для перетирания жидких и пастообразньсс невзрьшоопасных материалов (меловых паст, шпак­ левок, клеевых колеров и т. п.). Составными частями краскотерки (рис. 4.108) являются основа­ ние 1, загрузочная воронка 9, винтовой питатель 8, устройства для предварительного (нож 7 с ситом 6) и окончательного (нижний 3 и верхний 5 жернова) измельчения материала, корпус-чаша 4, разгру­ зочный лоток 2 и привод. Сухие компоненты красочных составов (мел, красящие вещества) и растворители (вода, олифа) загружают­ ся в воронку и далее винтовым питателем подаются на нож 7 и сито б для предварительного измельчения (первая ступень измельчения), 282 смешивания и просеивания. Полученная смесь окончательно пере­ тирается между верхним неподвижным 5 и нижним подвижным 3 плоскими жерновами (вторая ступень измельчения) со спирале­ видными канавками переменного сечения на рабочих поверхностях жерновов. Спиралеобразные канавки обеспечивают равномерную подачу и распределение материала между жерновами. Рис. 4.108. Краскотерка Готовый перетертый материал стекает сначала в чашу 4, а затем через разгрузочный лоток 2 в тару. Подвижный нижний жернов же­ стко закреплен на вертикальном валу 13, вращение которому сооб­ щается от электродвигателя 10 через клиноременную передачу 12. Нужн)то тонкость перетирания материалов получают путем изме­ нения зазора между жерновами с помощью регулировочной гайки, вращаемой маховиком 11. Для того чтобы в результате абразивного износа рабочих поверхностей жерновов зазор не увеличивался, его периодически регулируют. 283 Смесители для приготовления малярных составов предназначе­ ны для приготовления замазок, шпаклевок, окрасочных паст раз­ личной подвижности, перемешивания и приготовления невзрыво­ опасных малярных составов различной вязкости. Смесители выпол­ няются передвижными и переносными и могут использоваться как в построечных, так и в стационарных условиях. Переносный смеситель (рис. 4.109) состоит из рамы 1, бункера 4 с крышкой б, вертикального смесительного вала 3 с турбинкой 2, центробежного насоса 11, привода, пусковой аппаратуры 5 и за- щитно-отключающего устройства 9. Компоненты в смеситель за­ гружаются вручную или механизированным способом. Приготов­ ление состава из компонентов осуществляется высокооборотной турбинкой (частота вращения 20 с'^). Выгрузка готового состава в тару через рукав 10 производится центробежным насосом, смонти­ рованным на одном валу с турбинкой, при реверсировании смеси­ теля. Функцию разделителя режимов перемешивания и пе­ рекачивания выполняет инерционный клапан, срабатывающий при реверсе турбинки. Вращение валу с турбинкой сообщается от элек­ тродвигателя 8 через клиноременную передачу 7 . [ Ж * = г г | i > Lj | l ю 31 Рис. 4.109. Переносный смеситель Диспергаторы применяют для приготовления эмульсий повы­ шенного качества различного назначения, используемых для полу­ чения красочных, грунтовочных и шпаклевочных составов, включая 284 взрывоопасные, а также различных паст и полимерных мастик. Об­ работанные в диспергаторе масляные краски имеют улучшенную дисперсность и стойкость. Диспергирование мастик позволяет сни­ зить их вязкость в 1,5...3 раза, Диспергаторы используют для тонко­ го перемешивания различных суспензионных составов, получения стабилизированных латексов, интенсификации процессов растворе­ ния и т. п. Они выпускаются во взрывобезопасном исполнении. Диспергатор (рис. 4.110, а) состоит из электродвигателя, соеди­ нительной муфты, рамы с опорной стойкой, ротора и рабочей каме­ ры со всасывающим и напорным патрубками. Электродвигатель через соединительную муфту приводит во вращение приводной вал I (рис. 4.110, б), на котором консольно закреплен ротор 3, вращаю­ щийся в рабочей камере 2 и обеспечивающий перекачивание дис­ пергируемого материала из всасывающего 4 в нагнетательный 5 патрубки. К патрубкам подведены всасывающий и напорный тру­ бопроводы, соединяющие диспергатор с резервуаром для обрабаты­ ваемого материала, который перекачивается диспергатором по замкнутому циркуляционному контуру. Рис. 4.110. Диспергатор СО-178 285 При вращении ротора с частотой 50 с‘^ происходит перемещение материала к периферии под действием центробежных сил, в резуль­ тате чего во всасывающем патрубке образуется разрежение и мате­ риал из резервуара засасывается в рабочую камеру. Кроме того, до­ полнительный подпор создается столбом материала в резервуаре. Ротор имеет спиралевидные лопатки 6 и два концентрически распо­ ложенных кольца 7 с каналами 8, через которые под действием цен­ тробежных сил продавливается диспергируемый материал. Малогабаритные малярные агрегаты и установки применяют для выполнения небольших объемов малярных работ на рассредо­ точенных объектах. Агрегат СО-169 (рис. 4.111) предназначен для транспортировки и нанесения на обрабатываемую поверхность различных видов ма­ лярных составов: клеевых шпаклевок, грунтовочных составов, вод­ но-клеевых и синтетических красок и других материалов под дав­ лением, создаваемым винтовым насосом. Агрегат может работать и с помощью сжатого воздуха, для чего в распьшительном инстру­ менте предусмотрен подвод сжатого воздуха и набор сменных сопл. Рис. 4.111. Агрегат малярный СО-169 Составными частями агрегата являются приемный бункер 7 вме­ стимостью 30 дм ,^ привод побудителя 6 и насоса 10, ходовое устройст­ во с двумя обрезиненными колесами 1 и опорной стойкой 11, напор­ ной рукав 9 с форсункой 8, пусковая аппаратура 5. Привод побудителя 286 и винта насоса, соединенных между собой шарнирной муфтой, осуществляется от электродвигателя 4 мощностью 0,55 кВт через клиноременную передачу 3 и одноступенчатый редуктор 2. Агрегат комплектуется набором напорных рукавов диаметром 16, 25, 32 мм. Винтовой насос 10, развивающий максимальное давление 2 МПа, обеспечивает высоту подачи до 30 м при рукаве диаметром 32 мм, до 15 и 10 м при рукавах диаметром соответственно 25 и 16 мм. Производительность агрегата до 250 м /^ч. Ручные краскораспылители служат для распыления сжатым воздухом и нанесения на поверхности красочных составов и шпак­ левок. Основной частью каждого пневматического краскораспьши- теля является распьшительная головка, к которой подводятся кра­ сочный состав и сжатый воздух. Питание сжатым воздухом осуще­ ствляется от воздушной сети или компрессора. При распылении сжатый воздух вытекает из отверстия головки с большой скоростью (до 450 м/с), а окрасочный материал - с ничтожно малой. При их соединении струя материала вытягивается в тонкие струи, которые затем дробятся на отдельные капли диаметром 6...80 мкм. В резуль­ тате образуется движущаяся в струе воздуха масса полидисперсных капель (факел), которая осаждается на поверхности. Краскораспылитель (рис. 4.112) с верхним креплением бачка применяют для нанесения лакокрасочных составов вязкостью 15...20 с по ВЗ-4 при выполнении небольших объемов художест­ венных работ и отделке древесины. Краскораспылитель имеет тон­ кую регулировку факела и комплектуется набором сменных сопл, головок, игл, устанавливаемых в зависимости от характера выпол­ няемой работы. При нажатии на курок 2 стержень 1 открывает под­ пружиненный воздушный клапан 14 к сжатый воздух под давлени­ ем 0,1...0,2 МПа через штуцер 13 и каналы корпуса поступает в го­ ловку 5. Одновременно нагруженная пружиной 10 игла 3 отжимается курком от отверстия сопла 4, сжатый воздух увлекает за собой краску и дробит ее на мелкие частицы. Краска к головке по­ ступает самотеком из съемного наливного бачка 9, присоединенно­ го к корпусу распьшителя с рукояткой 12 с помощью переходника б и накидной гайки 7. Подача краски регулируется краником 8. Рас­ ход краски изменяется регулятором иглы 11. 287 288 Рис. 4.112. Краскораспылитель ручной пневматический Передвижные малярные станции в настоящее время являются основным высокопроизводительным и эффективным средством пе­ реработки, транспортировки и нанесения малярных составов на объектах промышленного, гражданского и сельского строительства с большими объемами малярных работ. Они предназначены для приема товарных полуфабрикатов малярных составов, при­ готовления, механизированной подачи к рабочим местам и нанесения на обрабатьюаемые поверхности водных, водно-клеевых и масляных красок, грунтовок, клеевых и масляных шпаклевок при централизо­ ванном приготовлении малярных составов. Малярные станции ис­ пользуют на объектах строительства, обеспеченных электроводо­ снабжением и подъездными путями, и устанавливают в непосредст­ венной близости (5...10 м) от здания, где ведутся малярные работы. Оборудование передвижных малярных станций размещается в утепленном кузове-фургоне, смонтированном на двухосном авто­ мобильном прицепе-шасси. Между собой станции различаются в основном комплектующими машинами и оборудованием, которые подбираются в зависимости от видов исходного сырья, поставляе­ мого на строительный объект, технологии и способа отделки. В состав основного технологического оборудования малярных стан­ ций входят, как правило, серийно выг^скаемые строительно-отделочные и ручные машины: мелотерки, краскотерки, элекгроклееварки, смесите­ ли, вибросита, малярные агрегаты, дозирующее оборудование, поршне­ вые и винтовые насосы, красконагаетательные баки, компрессор, крас­ кораспылители, расходные и приемные для готовой продукции емкости, загрузчики расходных емкостей, рукава, инструмент и т. д. На объектах строительства сооружают несколько видов полов: сплошные - монолитные, дощатые и паркетные, из штучных, ру­ лонных и ковровых материалов, для устройства и отделки которых применяют широкую номенклатуру машин, различньпс по конст­ рукции и назначению. Для механизации обработки дощатых и паркетных полов ис­ пользуют строгальные и шлифовальные машины. Строгальнью машины, передвигаемые на колесах по обрабаты­ ваемой поверхности оператором вручную, предназначены для стро­ гания полов больших площадей. Строгание полов непосредственно у стен, на участках небольшой площади и в труднодоступньк мес­ тах осуществляют ручными электрическими рубанками. 289 Машина для строгания деревянных полов (рис. 4.113) состоит из корпуса, ножевого барабана, электродвигателя, клиноременной пе­ редачи, узла управления, ходовых колес и вентилятора. Рис. 4.113. Машина для строгания деревянных полов Рабочим органом машины служит ножевой барабан 2, приводимый во вращение от асинхронного трехфазного электродвигателя 8 на на­ пряжение 380 В через клиноременную передачу. На цилиндрической поверхности барабана имеются три продольных паза, в которых с по­ мощью сухарей 5 и винтов 4 закреплены сменные плоские ножи 6. Возвьпыение режущих кромок ножей относительно поверхности бара­ бана не превышает 3 мм. Барабан тщательно сбалансирован во избе­ жание вибрации при вращении и установлен внутри корпуса 3 ма­ шины так, чгго может обрабатывать полы в непосредственной близости от стен. Натяжение клинового ремня регулируется винтом 7. Для от­ вода стружки из зоны строгания на валу барабана установлен вентиля­ тор, создающий воздушный поток, которым стружка отводится через отверстие, расположенное в задней части корпуса. Машина опирается на передний ролик I и задние колеса J6. Узел управления 13 имеет стойку с рукоятками для перемещения машины, устройство для регулировки глубины строгания и быстрого отвода 290 барабана из зоны резания. Глубина строгания регулируется подня­ тием и опусканием задних колес 16, установленных на траверсе 9. Перемещение траверсы осуществляется гайкой 12 через тягу 14 с пружиной 15. Быстрый отвод ножевого барабана из зоны резания осуществляется рукояткой 10 винтового механизма, связанного с тягой. Пуск и останов электродвигателя производятся магнитным пускателем с помощью кнопочного поста управления 11. Шлифовальные машины предназначены для шлифования пар­ кетных и дощатых полов после строгания, а также могут быть ис­ пользованы при ремонте деревянных покрытий полов для снятия мастики и лакокрасочных покрытий. Различают два типа ишифо- вальных машин: • с барабанным рабочим органом - для шлифования больших от­ крытых площадей полов; • с дисковым рабочим органом - для шлифования небольших участков полов, полов сложных по конфигурации в плане и труд­ нодоступных местах (нишах, узких проходах, углах, вдоль стен, под радиаторами отопления и т. д.). На рабочих поверхностях барабанов и дисков крепят шлифоваль­ ные шкурки на саржевой основе средней плотности с различными абразивными материалами (электрокарборундом, карборундом, кремнием и др.). Паркетное покрытие ошифуют за два - три прохода, заменяя шлифовальную шкурку. Все паркетошлифовальные машины оборудованы пылеотсасывающим устройством, состоящим из венти­ лятора, пьшеотводной трубы и пьыесборника - съемного мешка из спещ1альной ткани для сбора отходов шлифования. Паркетошлифовальная машина (рис. 4.114) состоит из литого корпуса, шлифовального барабана, электродвигателя, системы кли­ ноременных передач, пьшесоса с вентилятором для удаления дре­ весной пыли из рабочей зоны, пьшеотводной трубы с мешком- пьшесборником, механизма управления, ходовых колес, комплекта электрооборудования. 291 19 JS 17 Рис. 4.114. Паркетошлифовальная машина Шлифовальный барабан покрыт губчатой резиной, которая обес­ печивает плотное прилегание шлифовальной шкурки к обрабаты­ ваемой поверхности пола по всей ширине. Концы шкурки заправ­ ляются в прорезь барабана и зажимаются там двумя эксцентрико­ выми валиками. Барабан смонтирован в корпусе машины таким образом, что может шлифовать поверхность пола непосредственно у стены. Шлифовальный барабан консольно закреплен на конусной части вала гайкой, при вращении которой в направлении, противо­ положном направлению затяжки, барабан легко снимается с вала без применения специальных приспособлений. На валу барабана закреплен шкив 2 клиноременной передачи 5. Спереди шлифовальный барабан 1 огражден крышкой 3 с ограни­ чительным роликом 4 и резиновым амортизатором. Привод шлифовального барабана и вентилятора 18 осуществля­ ется соответственно через клиноременные передачи 5 и 70 от асин­ хронного электродвигателя 8 с ведущим шкивом 9 на валу. Двига­ тель установлен на специальной платформе 7 с винтом 6 для регу­ лирования натяжения клиновых ремней. Машина передвигается на ходовых колесах 17 и 19. Колеса 17 связаны с винтовым меха­ низмом 11, регулирующим давление барабана на обрабатываемую поверхность. Узел управления 14 машиной смонтирован на рукояти 15 и включает две ручки управления, пакетный выключатель для пуска-останова электродвигателя, фиксатор 13 и тягу 12, с помо­ щью которых осуществляются подъем и опускание барабана при 292 шлифовании и транспортировке машины. При работе барабан дол­ жен соприкасаться с обрабатываемой поверхностью по всей длине. Параллельное положение барабана по отношению к обрабатывае­ мой поверхности достигается установкой с помощью эксцентрика боковых колес на одинаковую высоту. Для достижения ровной и гладкой поверхности пола шлифование выполняют дважды - в направлениях, перпендикулярных друг другу. Производительность и качество шлифования полов во многом определяются правильным подбором зернистости шлифовальной шкурки и ее качеством. Все механизмы машины смонтированы на корпусе 16, представ­ ляющем собой цельную отливку из алюминиевого сплава коробча­ той формы со всасьгеающим патрубком и улиткой вентилятора. При устройстве полов с покрытиями из рулонных материалов в жилых, общественных и промьппленных зданиях механизирован­ ным способом выполняют подготовку поверхности оснований (за­ глаживание бетонных оснований и их железнение, окончательную затирку цементных стяжек и т. п.), продольную прирезку кромок полотнищ линолеума, сварку полотнищ линолеума в ковры и при­ клейку их к основанию по всей площади клеями и мастиками с по­ следующей прикатной катками статического действия и виброкат­ ками. Особое внимание уделяют качественной подготовке основа­ ния, поскольку рулонные материалы обладают свойством «отпеча­ тывать» все неровности основания даже при самой тщательной приклейке покрытия. Двухдисковая машина для затирки цементных стяжек (рис. 4.115) предназначена для окончательной затирки цементных стяжек под укладку полов из синтетических ковров, линолеума, плитки ПВХ и других материалов. Затирка осуществляется двумя дисками 7 из древесно-стружечного материала, вращающимися в разные стороны с частотой 9 с'^ от электродвигателя 4 через редуктор 5. Противо- вращение дисков обеспечивает прямолинейное поступательное движение машины. Во время работы машины в зону затирки по шлангу подводится вода, что облегчает затирку. Диски диаметром 200 мм крепятся к выходным валам редуктора через резиновые мембраны б, что обеспечивает самоустановку дисков, равномер­ ность их износа и плавную работу машины. 293 Рис. 4.115. Машина для затирки цементных стяжек; а - общий вид; б - кинематическая схема К корпусу редуктора прикреплена рукоятка управления 3, на ко­ торой установлен пакетный выключатель 2 для пуска-останова элек­ тродвигателя и кран 1 для подачи воды в зону обработки поверхно­ сти. За один проход машина шлифует полосу шириной 425 мм. Элек­ тродвигатель машины на напряжение 42 В подключается к электросети переменного тока напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц через преобразователь частоты тока. Перед пуском электродвига­ теля машину сначала поднимают на рукоятке управления так, что­ бы затирочные диски не касались поверхности пола, затем вклю­ чают электродвигатель и медленно опускают машину на 294 обрабатываемую поверхность. Износ рабочих дисков в процессе работы не должен превышать /^3 их высоты. Изношенные диски во избежание их разновысотности заменяют одновременно. При устройстве цементно-песчаных и бетонных стяжек, бетон­ ных и мозаичных полов для подачи и нанесения готовых жестких цементно-бетонных смесей применяются машины-пневмонагнета­ тели. Для выравнивания, уплотнения и предварительного заглажи­ вания стяжек и полов применяют электромеханические поверхно­ стные вибраторы - виброрейки. Предварительную обработку (обдирку) бетонных полов осуществ­ ляют с помощью фрезерных машин (серийно не вьшускаются), после­ дующее чистовое шлифование поверхности пола - с помощью мозаич- но-шлифовальных машин: ручных при небольших объемах работ и са­ моходных (сериями не вьшускаются) при больших объемах работ. Виброрейки однотипны по конструкции, максимально унифициро­ ваны и различаются между собой шириной обрабатываемой полосы, габаритами, массой и производительностью. Они обеспечивают про­ работку слоя бетонной смеси на глубину до 150 мм и оснащены оди­ наковыми мотор-вибраторами мощностью 0,25 кВт и регулируемой вьшуждающей силой 2...5,6 кН. Виброрейка (рис. 4.116) состотг из двух параллельных пустотелых рабочих профилей 4, мотор-виб­ ратора 5 с регулируемым статическим моментом дебалансов, пус­ ковой электроаппаратуры и органов управления. Рабочие профили, передающие колебания от мотор-вибратора непосредственно бето­ ну, жестко связаны между собой стяжками 7 и основанием 6 , на ко­ тором крепится мотор-вибратор. Для обеспечения жесткости рабо­ чие профили имеют специальное поперечное сечение; для пре­ дотвращения их прогиба при установке на направляющие и в работе предусмотрено специальное натяжное устройство. Для переноса виброрейки на концах рабочих профилей закреплены скобы, к ко­ торым с помощью карабинов крепятся тросы-тяги 2 с обрезинен- ными рукоятками управления 3. Рукоятки управления крепятся к тягам через резиновые втулки, что обеспечивает защиту обслужи­ вающего персонала от вибрации. 295 Рис. 4.116. Схема виброрейки В комплект электрооборудования входит понижающий транс­ форматор с защитно-отключающей аппаратурой, размещенной в специальном передвижном шкафу 1. При работе виброрейку перемещают со скоростью 0,5... 1,0 м/мин по кромкам смежных полос уложенной бетонной смеси (раствора) или по направляющим (маячным) рейкам. Скорость перемещения выбирают, исходя из того, что время вибрации малой толщины слоя уплотняемой смеси должно быть минимальным во избежание ее расслоения и оседания крупного заполнителя. Мозаично-шлифовальные машины предназначены для обработки покрытий полов из бетона, различных видов природного и искусст­ венного камня, мозаичных полов и специальных покрытий. Маши­ ны позволяют производить как предварительную обработку покры­ тий (выравнивание плоскостей: удаление наплывов, скошенных З^астков и дефектов поверхностей, возникших при >тсладке камня), так и чистовую обработку с целью получения требуемой шерохова­ тости для нанесения клеевых или иных покрьггий, а также полиро­ вание поверхности природных отделочных материалов. Различают ручные и самоходные мозаично-шлифовальные ма­ шины. Ручные машины перемещаются по обрабатываемой поверх­ ности вручную оператором и применяются при выполнении срав­ нительно небольших объемов работ. Самоходные мозаично­ шлифовальные машины выполняются на базе специальных само­ ходных шасси и предназначены для обработки покрытий полов большой площади. 296 Ручная мозаично-шлифовальная машина (рис. 4.117, а) может работать как абразивными сегментами, так и алмазными фрезами. Машина состоит из шлифовальной головки 1 с двумя противовра- щающимися траверсами, двух сменных пригрузов 2, электродвига­ теля 3 с защитой от перегрузок и коротких замыканий, механизма пуска под нагрузкой 6, электрооборудования 5, рукоятки управле­ ния 4 и опорной оси с двумя обрезиненными колесами 7. Рис. 4.117. Мозаично-шлифовальная машина СО-199 Рабочим органом машины (рис. 4.117, б) служат противовра- щающиеся планшайбы 9, на каждой из которых в державках уста­ новлены по три абразивных сегмента 12 или алмазные фрезы для шлифования обрабатываемой поверхности. Абразивы установлены в державках и удерживаются пружинными кольцами. Алмазные фрезы устанавливаются с помощью переходника. Конструктивно алмазные фрезы представляют собой металличе­ скую шайбу с прикрепленными к ней алмазными сегментами. Фреза алмазная торцевая предназначена для мокрого фрезерования и шли­ фования мозаичных, бетонных плит и полов, а также полов из при­ родного камня. Использование алмазных фрез взамен абразивных брусков позволяет значительно повысить производительность обра­ ботки и стойкость инструмента. Каждая планшайба крепится через плоский резиновый амортизатор к соответствующей траверсе 10. 297 Амортизаторы обеспечивают равномерный нажим на каждый абра­ зивный сегмент, их равномерный износ и самоустановку по обраба­ тываемой поверхности, а также плавную работу машины. Вращение траверсам передается от электродвигателя 3 через зубчатый редуктор 11 в разные стороны, что обеспечивает прямо­ линейное поступательное движение машины. К корпусу редуктора с помощью оси и кронштейнов крепятся узел управления и ходовое устройство с двумя обрезиненными колесами. Рабочий орган за­ щищен кожухом 8, который постоянно соприкасается с обрабаты­ ваемой поверхностью. Машины для кровельньгх работ выпускают под кровли следую­ щих типов: из рулонных материалов; из мастик и эмульсий; из лис­ товых, плитных и других материалов. В настоящее время основными ввдами кровельных покрытий яв­ ляются рулонные и безрулонные мастичные кровли. Рулонные кровли разделяют на два вида: кровли, устраиваемые из рулонных материалов, для приклейки которых к основанию при­ меняют заранее приготовленнью горячие и холодные битумные мастики; кровли, устраиваемые из рулонных материалов с наплав­ ленным в заводских условиях слоем битумной мастики. Для подогрева, перемешивания и транспортирования мастик на кровлю применяют специальные машины, работающие в автомати­ зированном режиме. Машоина СО-100А, например, используется для подогрева, переме­ шивания и транспортирования мастик на кровлю (рис. 4.118). Состав­ ными частями машины, смонтированной на двухосном прицепе 1, яв­ ляются теплоизолированная стальная емкость 11 вместимостью 1,5 см^ , насосный агрегат 13 с системой распределительных кранов, смеси­ тель 4, электронагреватели 5, теплоизолированный мастикопровод 10, бачок 9 для дизельного топлива, система электрооборудования и автоматики б, пульт управления 12. Емкость имеет два изолирован­ ных отсека, один из которых, с двойными стенками и жидким теп­ лоносителем между ними, предназначен для мастики, а в другом установлен спевд1альный шестеренный насос производительностью 5 м^ч с приводом от электродвигателя мощностью 5,5 кВт. Насос способен перекачивать горячую битумную мастику с волокнистым и абразивным наполнителями. 298 Рис. 4,118. Машина для подогрева, перемешивания и транспортирования мастик на кровлю Мастика перемешивается лопастной мешалкой, приводимой во вращение от электродвигателя мощностью 1,7 кВт через редуктор 3. Отсек для мастики имеет заливную горловину 7 с крьшжой, сливную трубу 14 VI указатель уровня мастики 8. Насосом, развивающим рабо­ чее давление 1,5 МПа, можно подавать через распределительные кра­ ны мастику по мастикопроводу на кровлю, заполнять приемные емко­ сти работающих кровельньк машин, прокачивать мастику по замк­ нутому контуру мастикопровода и промывать систему от мастики с помощью разогретого дизельного топлива, перекачиваемого из бака вместимостью 80 л. Сборно-разборный мастикопровод имеет теплоизоляционную оболочку и выполнен из отдельных секций длиной до 2,5 м, соеди­ ненных между собой резьбовыми муфтами. Перед подачей мастики на кровлю систему мастикопроводов ра­ зогревают горячим (140...150 °С) дизельным топливом. Разогрев битумной мастики и дизельного топлива обеспечивает­ ся электронагревателями, работающими в сочетании с двумя пони­ жающими (до 50 В) трансформаторами 2. Температура разогрева автоматически регулируется в заданных пределах двумя электро- контактными термометрами, включающими или отключающими секции электронагревателей. Последние обеспечивают подогрев горячих мастик до темпера­ туры 140.. .200 °С, холодньгх мастик - до 50...100 °С. 299 Из ручных машин, применяемых в дорожной отрасли, следует от­ метить виброплиты, вибротрамбовки, нарезчики швов и т.д. Виброп­ литы и вибротрамбовки применяют при ремонте автомобильных до­ рог для обеспечения требуемой плотности дорожно-строительных материалов. Конструкция виброплит включает в себя двигатель внутреннего сгорания (ДВС), вибратор и трансмиссию для привода вибратора, смонтированные на раме, нижняя часть которой имеет подошву, передающую уплотняющее воздействие на материап. В вибротрамбовках в качестве привода используется ДВС, через трансмиссию приводящий в движение коленчатый вал, на котором установлен шатун, соединенный с массивным поршнем, движу­ щимся в полости, образованной внутри опоры вибротрамбовки. Ударная сила, создаваемая поршнем, передается на подошву виб­ ротрамбовки через систему пружин. Эффективность уплотнения вибротрамбовкой обусловлена высотой, с которой наносится удар и длительностью его нанесения. Нарезчики швов применяют при ремонте твердьвс покрытий до­ рог для производства вырубки кромок, а также для выполнения температурных швов, разделки трещин. Конструкция нарезчика швов включает в себя тележку, на кото­ рой установлен ДВС, через трансмиссию приводящий в действие рабочий орган - диск, имеющий алмазное покрытие режущей части или твердосплавные зубья и имеющий возможность совершать движения в вертикальной плоскости. 4.14. Ознакомление с вопросами эксплуатации и ремонта машин В процессе эксплуатации машин важно управлять их работоспо­ собностью. Поддержание высокого уровня работоспособности обес­ печивается предупреждением повышенного изнашивания деталей, отказов и повреждений сборочных единиц и машин в целом в про­ цессе их эксплуатации за счет регулярного проведения комплекса организационно-технических мероприятий. Эти мероприятия разраба- тьшаются на основе рекомендаций заводов-изготовителей, положений нормативно-технической документации по обслуживанию и ремонту машин, а также требований Проматомнадзора и Госавтоинспекции 300 по их безопасной эксплуатации и проводятся с установленной перио­ дичностью и трудоемкостью. Перечень вьшолняемых операций, их трудоемкость и периодичность определяют режим технического об­ служивания и ремонта. Тфмины, определения, нормативы и режимы ТО и ремонтов приведены в нормативно-технической документации. Техническое обслуживание обеспечивает поддержание работоспо­ собности машины, и в процессе эксплуатации проводятся ежемесячное техническое обслуживание (ЕО); плановое техническое обслуживание (ТО), вьшолняемое в плановом порядке с определенной периодично­ стью; сезонное обслуживание (СО), вьшолняемое при подготовке ма­ шины к летним и зимним условиям эксплуатации. Для конкретных машин планируется несколько ТО, различаю­ щихся между собой объемом работ и периодичностью. В зависимо­ сти от последовательности ТО им присваивается порядковый но­ мер, причем в объем работ ТО с более высоким порядковым номе­ ром входят все операции из предшествующих ТО, включая и ЕО. При ежедневном обслуживании проводятся общий контроль технического состояния машины; очистка и мойка для поддержания внешнего вида; заправка топливосмазочными материалами; ЕО вы­ полняется, как правило, перед началом или после рабочей смены. Плановые ТО дополнительно включают объем работ по выполне­ нию регулировочных, контрольно-диагностических, крепежных и смазочных работ. Для восстановления работоспособности машины производится ее ремонт, который включает комплекс работ по устранению по­ вреждений и отказов. В соответствий с характером и назначением работ различают текущий (Т) и капитальный (К) ремонты. Текущий ремонт проводится с целью устранения возникших отказов и неисправностей и обеспечения гарантированной работоспо­ собности машины до очередного планового ввда ремонта. Характер­ ными работами ТР являются разборочные, дефекговочные, слесарные, сварочные, сборочные, окрасочные, замена деталей и сборочных еди­ ниц в объеме, определенном техническим состоянием машин. Капитальный ремонт проводится с целью восстановления ра­ ботоспособности машины и ее сборочных единиц с обеспечением ресурса не менее 80 % от новых. Машина или сборочная единица (объект) направляется в капи­ тальный ремонт, когда базовые детали требуют ремонта или замены. 301 Капитальный ремонт объекта предусматривает его полную разбор­ ку, дефектовку, восстановление и замену деталей с последующей сборкой, регулировкой и испытанием. Базовые детали составляют основу объекта и обеспечивают правильное расположение и функ­ ционирование всех деталей и сборочных единиц в целом. При КР восстанавливаются зазоры и натяги сопряжений, взаимное распо­ ложение деталей, микрогеометрия рабочих поверхностей, структура и твердость металлов, внешний вид и соединительные размеры сбо­ рочных единиц. Техническое обслуживание (ТО) и ремонты машин проводятся в соответствии с утвержденными годовыми и месячными планами. В течение месяца график может корректироваться с учетом фактиче­ ской наработки и технического состояния машины. Дата фактиче­ ской остановки и ее продолжительность доводятся до организации, эксплуатирующей машину, не позднее чем за 5 дней до остановки. Перед отправкой машины на капитальный ремонт создается комис­ сия под председательством главного инженера или главного меха­ ника организации. Комиссия решает вопрос о целесообразности проведения ремонта или дальнейшей эксплуатации машины и свои предложения оформляет актом. Своевременное и качественное выполнение ТО и ремонтов СДМ обеспечивается наличием нормативно-технической документации, местом проведения, оснащением технологических процессов обо­ рудованием, оснасткой и инструментом; материально-техническим обеспечением работ; подготовкой кадров, занятых обслуживанием и ремонтом. 302 Глава 5 АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН В БЕЛАРУСИ Как известно, в Беларуси более 30 машиностроительных пред­ приятий производят подъемно-транспортные, строительные и дорож­ ные машины. Большинство из них является государственными разно­ подчиненными предприятиями. Так, предприятия «Белдортехника» и Фанипольский ОМЗ находятся в подчинении департамента «Белавто- дор», заводы «Строммашина», «Строймаш», «Стройтехпрогресс» и другие подчиняются Министерству архитектуры и строительства, а Кохановский экскаваторный завод находится в подчинении концер­ на «Белмелиоводхоз» и т.д. Эти предприятия небольшие, производят во многом схожую продукцию, но не прикладьшают усилий по коор­ динации своих действий, направленных на унификацию узлов общего назначения своих машин, объединение деятельности конструкторских бюро, каждое из которых имеет небольшую численность сотрудников, и т.д. Все это привело к BbirryciQ' в большинстве слз^аев неконкурент­ ной дорогостоящей техники, эксплуатация которой дорого обходится из-за частых ее ремонтов, разномарочности технических средств с низким процентом унификации, что затрудняет проведение ремонтов. Большинство машиностроительньк предприятий строительного ком­ плекса не гарантирует сервисного обслуживания. Поправить ситуацию при создании новой техники этими завода­ ми, на наш взгляд, можно внедряя метод кооперационного сотруд­ ничества между разноподчиненными предприятиями. В мире такой метод получил название субконтрактации. Субконтрактация - это действенный метод, позволяющий предприятиям достичь высокой эффективности производства бла­ годаря специализации и оптимизации использования всех ресурсов. Сходность субконтракгации состоит в следующем: контрактор-завод поручает нескольким предприятиям (субконтракгорам) проговодство деталей и комплектующих, необходимых для производства конечного продукта. В субконтрактных отношениях окончательный потребитель машин и оборудования является третьей стороной, стоящей вне рамок договорных отношений между контрактором и субконграктором. 303 Контрактор - головное или сборочное предприятие с мини­ мально необходимыми собственными производственными мощно­ стями. Как правило, предприятия-контракторы сохраняют за собой такие важнейшие элементы производственного цикла, как НИОЮ*, дизайн, маркетинг, сборку, окраску, наладку, упаковку и лишь от­ дельные производства, наиболее выгодные или несущие в себе ос­ новные «ноу-хау». Предприятия-контракторы для обеспечения вы­ сокого уровня конкурентоспособности производимых машин долж­ ны постоянно искать пути снижения себестоимости, ведь по многим статьям затрат есть такие возможности. Так, например, имеется возможность снижения затрат по статье «расходы, связанные с при­ обретением сырья и материалов». Вес металлоконструкщш мобиль­ ных машин составляет до 60 % общего веса машины и поэтому су­ щественно влияет на ее цену. Экспериментальные исследования на- груженности металлоконструкций, а также опыт эксплуатации техники показьшают, что часто отдельные ее элементы несут необос­ нованно высокий запас прочности, что ведет к увеличению расхода металла. Естественно, это сказьшается на себестоимости и цене. Од­ нако, благодаря деятельности ученых Беларуси, разработаны методи­ ки расчета несущих конструкций машин, которые позволяют в значи­ тельной степени снизить необоснованную массу машины, что приво­ дит к снижению затрат на 3aiQTiKy дорогостоящего металла. Субконтрактор - предприятие, изготавливающее и поставляю­ щее по заказу узлы, комплектующие, то есть вьшолняющее часть работы, предназначенной для реализации третьим лицам. В роли субко1гграктора, как правило, выступают мапые и средние гибко специализированные предприятия. В республике есть машино­ строительные предприятия, которые уже сегодня могут выступить в роли субконтракторов. Так, Минский ПКТИ выпускает редукторы - составные части механических трансмиссий машин; завод «Строй- маш» осваивает выпуск гаммы гидроцилиндров, которые реализу­ ются другим машиностроительным предприятиям, и т.д. Для контрактора важнейшим преимутцеством является возмож­ ность сконцентрировать усилия и ресурсы на стратегических на­ правлениях. Это сокращает сроки постановки на производство но­ вых машин, повышает производительность труда и конкурентоспо­ собность предприятия, сокращает запасы комплектующих на складах и ускоряет оборачиваемость средств в производстве. Суб- 304 контракторы имеют низкие издержки производства за счет более низкой оплаты труда работников, чем в кр>тшых компаниях, за счет меньших размеров и простоты структуры управления. Применение вышеуказанного метода будет содействовать произ­ водству субконтракторами унифицированных узлов общего назна­ чения, которые найдут применение на различных типах машин, а значит, облегчит процесс их эксплуатации. Контрактору, для того чтобы не играть вслепую и сделать пра­ вильный выбор, необходимо обладать информацией о своих потен­ циальных поставщиках. Такая информация, как правило, не появля­ ется сама собой, ее необходимо найти. (Исключение составляют случаи, когда тот или иной поставщик не только заинтересован в скорейшем получении заказа, но и активен: сам рассылает потенци­ альным контракторам информацию о себе, в том числе в виде ком­ мерческих предложений). Все методы поиска поставщика тесно связаны с используемыми источниками информации. При этом ус­ ловно можно вьщелить два основных подхода к поиску поставщика контрактором: 1) самостоятельный поиск; 2) поиск путем привлечения сторонмах организаций, специали­ зирующихся на сборе и предоставлении необходимой информации. Таким образом, внедрение описанного выше метода коопераци­ онного сотрудничества между белорусскими машиностроительными предприятиями, производяпцши технические средства для строи­ тельного комплекса, а также другие технологические машины, по­ зволит им достичь высокой эффективности производства благодаря разделению труда, спехщализации, рациональному использованию имеющихся мощностей и оптимизации использования всех ресурсов, а значит, существенно снизить затраты на создание машин. Актуальными являются вопросы создания качественно новых видов машин, а также широкой модернизации существующих ма­ шин и установок для обеспечения механизации и автоматизации работ в строительном комплексе республики. Актуально повышение грузоподъемности и надежности машин при одновременном значительном снижении их металлоемкости благодаря применению новых кинематических схем, более совер­ шенных методов расчета, использованию рациональных облегчен­ ных профилей проката, новых материалов, а также прогрессивной 305 технологии машиностроения (новые методы термообработки, нане­ сение упрочняющих покрытий и др.). Отметим, что надежность - это понятие комплексное. Оно включает в себя не только безотказ­ ность и долговечность, но и ремонтнопригодность и сохраняемость, т.е. свойства, определяющие эффективность использования техники в заданных условиях эксплуатации. Актуально увеличение производительности оборудования вследст­ вие применения ышрокого регулирования скоростей механизмов, ав­ томатического, полуавтоматического и дистанционного управления с использованием микропроцессорной и электронно-вычислительной техники как для управления работой машин, так и для расчетов и про­ ектирования; создание специальных захватных и других подъемных атрегатов, а также улучшение условии труда благодаря применению установок для охлаждения и очистки воздуха в кабинах и других мероприятий. Современное производство машин основывается на создании блочных конструкций, позволяющих получить высокий технико­ экономический эффект при изготовлении и эксплуатации этих ма­ шин. Блочной называется конструкция, состоящая из самостоятель­ ных сборочных единиц, соединенных между собой легкоразъемны­ ми элементами. Эффективными признаны многоф)тжциональные машины, когда на базе одного шасси монтируется несколько десят­ ков легкосъемных рабочих органов. Пути снижения затрат на эксплуатацию строительной техники наметились в результате анализа состояния дел с эксплуатацией машин в организациях строительного комплекса Беларуси. К сожа­ лению, опыт эксплуатации рассматриваемой техники указывает на ряд недостатков в сложившемся механизме выполнения ее техниче­ ского обслуживания и ремонтов. В частности, практически не вы­ держивается своевременное и качественное вьшолнение техническо­ го обслуживания и ремонтов с соблюдением установленных техниче­ ских нормативных правовых актов и технологической документации. Порой заводы-изготовители техники некачественно готовят инструк­ ции по ее эксплуатации, что также создает трудности эксплуатацион­ никам. Частично предприятия, эксплуатирующие технику, оснаща­ ются необходимым технологическим оборудованием, оснасткой, ин­ струментом, а также запасными частями и эксплуатационными материалами. Частично эти предприятия укомплектовываются 306 квалифицированными кадрами, способными грамотно эксплуатиро­ вать машины. Часто не хватает квалифицированных рабочих для своевременного проведения технического обслуживания. Как итог такой эксплуатации - частые простои машин в ремонтах, а значит, большие финансовые потери. Чтобы обратить внимание руководи­ телей предприятий на эту сторону финансовьк потерь, экономисты в научных публикациях рекомендуют подсчитывать убытки не только по причине приобретения запчастей, но и определять упу­ щенную выгоду от простоев техники в ремонтах [14,15]. Конечно, больших эксплуатационных потерь можно было бы из­ бежать, если бы все отечественные заводы, выпускающие технику для строительного комплекса, гарантировали ее сервисное обслу­ живание, но этого пока нет. В связи с изложенным в целях снижения эксплуатационных затрат необходимо разработать эффективный механизм вьшолнения техниче­ ских обслуживаний (ТО) и ремонтов. Представляется целесообразным эксплуатационным органгоациям делегаровать вьшолнение более про­ стых работ - технических обслуживаний, для качественного вьшолне­ ния которых необходимо вьшолнить ряд мероприятий. Начнем с подготовки кадров. Обучение по эксплуатахщи машин должны проходить все, начиная от руководителей организахщи и заканчивая обслуживающим машину персоналом, причем каждый уровень должен иметь свою программу обучения. Руководитель, например, должен знать, что если на его предприятии игнорируется ТО, то высока вероятность простоев техники, а значит, ожидаются большие финансовые потери. И если будет введен обязательный тех­ осмотр техники, как мобильной, так и стационарной, с контролем основных технологических параметров, руководитель должен знать, что непрохождение его чревато срьшом графика выполнения работ с вытекающими последствиями. Необходимо отметить, что квалифи­ кация рабочего, вьтолняющего ТО, должна быть выше рабочего- машиностроителя и машиниста, управляющего данной машиной. Важным моментом является наличие необходимой документа­ ции, регламентирующей проведение ТО. Сюда следует отнести действующие нормативные правовые акты, технологическую доку­ ментацию. Обязательно должен быть годовой план ТО, оформлены и вестись журналы учета технических обслуживаний, учета нара­ ботки машин, учета работ по устранению неисправностей. Должно проводиться измерение диагностических параметров узлов машин. 307 Особенно следует остановиться на наличии у эксплуатационни­ ков необходимой технической оснащенности - оборудования и приборов. Одним из основных видов оборудования, например для эффективной эксплуатации гидрогфиводов, является оборудование для заливки в гидросистему чистого масла. При работе гидрофици- рованной машины загрязнения постоянно поступают в рабочую жидкость извне, а также генерируются самой гидросистемой. Штатные фильтры, установленные на машине заводом-изготовите- лем, не всегда могут эффективно удалять загрязнения, поскольку качество фильтров зачастую недостаточное. Для устранения этого недостатка применяют специальные фильтрационные установки. Дальнейшее совершенствование методов ТО возможно путем применения методов технической диагностики, в частности для гидроприводов - перспективного метода на анализе отработанного масла. По изменению концентрации в пробах масла можно судить о характере и величине износа определенных компонентов в различ­ ных узлах гидропривода машины. Поскольку проведение диагностики и ремонтов машин требует дорогостоящего технического оснащения и высококвалифициро­ ванных кадров, их вьшолнение целесообразно осуществить силами специализированных организаций - сервисных центров. Сервисные центры, например, по гидроприводам машин, могут про­ водить комплексное обслуживание гидросистем машин, находящихся в эксплуатации у заказчика. Комплексное обслуживание включает в себя: 1. Разработку сервисным центром методики проведения ремон­ тов на основе нормативных документов и проведение заказчиком мероприятий планово-предупредительного характера по обслужи­ ванию гидросистем машин. 2. Создание на базе одной из организаций и за ее счет участка по ремонту гидросистем с обучением специалистов и оснащение необ­ ходимым оборудованием. 3. Организацию на площадях заказчика склада запасных частей к гидросистемам, наиболее часто используемым при ремонтно­ восстановительных работах. 4. Проведение диагностики и наладки гидросистем по заявкам заказчика. 5. Проведение ремонта гщфавлической аппаратуры по заявкам заказчика. 308 в рамках действия заключенного договора сервисный центр раз­ рабатывает, а заказчик утверждает план мероприятий по комплекс­ ному обслуживанию гидросистем машин. Действия сервисного цен­ тра и заказчика по пунктам 3, 4, 5 (организация склада запчастей, проведение диагностики и наладки, ремонт гидроаппаратуры) регу­ лируются отдельными договорами, заключаемыми сервисным цен­ тром и заказчиком в рамках действия заключенного основного дого­ вора. Сервисный центр и заказчик обязуются в целях надлежащего исполнения основного договора оказывать друг другу возможную помощь и поддержку, регулярно обмениваться имеющейся техниче­ ской информацией, а также информацией о конъюнктуре рынка. Основным показателем деятельности сервисного центра является снижение простоев техники по техническим причинам. Важным направлением по снижению простоев является широкое примене­ ние современных методов технической диагностики, о чем уже го­ ворилось выше. Это новый этап в развитии и совершенствовании форм и методов технического сервиса технологических машин в Беларуси. Эффективность технической диагностики достигается за счет того, что она позволяет производить ремонт по потребности, причем эта потребность определяется намного раньше того момен­ та, когда неисправность обнаружится и приведет к серьезной по­ ломке машины и крупным ремонтам. Экономическую эффективность от предложенных разработок (годовой экономический эффект) в общем виде можно определить по формулам: 3 = Cj-C2; Э = (УВ -ь 3 + 3™) ~ (Зхо' + Зд+ % + УВ') , (5.1) где Cl - стоимостная оценка затрат на эксплуатагцпо машины по сложившейся схеме, руб.; С2 - стоимостная оценка затрат на эксплуатацию по предлагае­ мой схеме, руб.; УВ - упущешая выгода из-за простоев техники в ремонтах, руб.; 3 - затраты на ремонт силами эксплуатационной организации, руб.; Зто - затраты на проведение ТО, выполняемое в эксплуатацион­ ной организации (затратами 3^ пренебрегаем, поскольку регламент их проведения не вьщерживается), руб.; 309 Зхо' - затраты органгоации на проведение ТО по предложенной схеме, руб.; Зд - затраты организации на проведение диагностики силами сервисного центра, руб.; Эр - затраты организации на проведение ремонта силами сер­ висного центра, руб.; УВ' - упущенная вь^ода из-за простоев техники в ремонте, проводимом сервисным центром, руб. Величины Зд и УВ’ малы по сравнению с УВ, 3, Зто, Зр, поэтому ими в дальнейших расчетах можно пренебречь. Упущенную выгоду из-за простоя машины в ремонте по сло­ жившейся схеме определяем по формуле ^ _ ( Г О + НР + П Н ) ( где ПЗ - прямые затраты, руб.; ИР - накладные расходы, руб.; ПН - плановые накопления, руб.; t - количество рабочего времени, проведенного в ремонте, ч; - ставка рефинансщювания Национального банка Беларуси (0,17). Все остальные составляющие формулы (5.1) определяются в соот­ ветствии с методическими рекомендациями, разработанными для определения планово-расчетных цен (ПРЦ) на эксплуатацию строи­ тельных машин и механизмов и другими нормативными документа­ ми [16, 17]. Величина УВ зависит прежде всего от ? - времени, прове­ денном в ремонте , поэтому существенный эффект от предложенной схемы эксплуатации машин обеспечивается за счет резкого снижения упущенной выгоды от хдюстоев машин в ремонтах, поскольку сервис­ ные центры вьшолняют ремонты быстро и качественно. Актуальные вопросы создания и эксплуатации машин по специ­ альности 1-36 11 01 предстоит решать и сегодняшним студентам - будущим инженерам по подъемно-транспортным, строительным и дорожным машинам. 310 1. История Белорусского национального технического универ­ ситета. / К.И. Баландин [и др.]. - Мн., 2006. - 231 с. 2. Якимович, В.Д. [и др.]. // Весщ БНТУ. Спецвыпуск «Абиту­ риент - 2006». - Мн., 2006. - 50 с. 3. Энциклопедия студента / Сост. И.Н. Кузнецов. - Мн.; Книж­ ный дом. - 2004. - 576 с. 4. Кузнецов, И.Н. Активные формы и методы обучения в учеб­ ном процессе вуза. - Мн.: БТЭУ, 1995. - 77 с. 5. Александров, М.П. Грузоподъемные машины. - М.: Высшая школа, 2000.-551 с. 6. Грузоподъемные машины / Под ред. М.П. Александрова. - М.: Машиностроение, 1986. - 400 с. 7. Новоселов, Е.С. Строительное, дорожное и коммунальное машиностроение СССР за 50 лет // Строительное, дорожное и ком­ мунальное машиностроение в СССР. - М., 1967. - С. 3-16. 8. Иванов, В.А. Экскаваторостроение в СССР // Строительное, дорожное и коммунальное машиностроение в СССР. - М., 1967,- С. 17-26. 9. Григоренко, М.Г., Козловский, Г.Б. Дорожные машины. В 2 ч. Ч. 1. - М.; Автотрансиздат, 1954. - 365 с. 10. Дорожно-строительные машины / А.В. Вавилов [и др.]; под ред. А.М. Щемелева. - Мн.: Технопринт, 2000. - 515 с. И . Добронравов, С.С., Добронравов, М.С. Строительные маши­ ны и оборудование: справочник. - М.: Высшая школа, 2006. - 448 с. 12. Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов / А.В. Вавилов [и др.]. - Мн., 2003. - 407 с. 13. Энергоресурсосберегающие технические средства и их ком­ плексы для строительства / А.В. Вавилов [и др.].- М.: Стрипко, 2003. - 325 с. 14. Ивуть, Р.Б., Шабека, В.Л. Упущенная выгода как экономи­ ческий компонент правовой категории // Компас экспедитора и пе­ реводчика. - 1999. - 1 янв. - С. 33-36. 15. Шабека, В.Л. Экономическая сущность косвенных убытков на примере автотранспортных предприятий // Бизнес-администри­ рование малых и средних предприятий. - 2004. - С. 363 - 366. Литература 311 16. Сборник норм для определения сметной стоимости эксплуа­ тации строительных машин для условий строительства в Республи­ ке Беларусь (утверждены постоянной Межведомственной комисси­ ей при Государственном комитете Республики Беларусь по архи­ тектуре и строительству протоколом №2 от 20.10.1992 г.). 17. Сборник норм расхода топлива и смазочных материалов на автомобили, автотранспортную технику, суда, машины, механизмы и оборудование Республики Беларусь. - Мн.; НПО «Транстехника», 1999. - 149 с. 312 Оглавление Введение............................................................................................ 3 Глава 1. Информация, необходимая для адаптации студентов и успешного их обучения в техническом вузе....... 4 1.1. Технические вузы Беларуси................................................ 4 1.2. Эффективные методы получения знаний в техническом вузе............................................................................ 8 Глава 2. Ознакомление с нормативными документами по подготовке специалистов в области подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования................................................................. 14 2.1. Квалификационная характеристика специаписта........ 14 2.2. Требования к уровню подготовки выпускника................ 15 2.3. Стрзтстура учебного плана специапьности......................... 19 Глава 3. Из истории развития подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования.................. 23 3.1. История развития подъемно-транспортных машин.........23 3.2. История развития строительных машин............................ 27 3.3. История развития дорожных машин.................................. 35 Глава 4. Ознакомление с подъемно-транспортными, строительными, дорожными машинами и профилирующими дисциплинами специальности.................. 41 4.1. Основы классификации машин.......................................... 41 4.2. Технико-экономические показатели работы машин.......42 4.3. Ознакомление с деталями маш ин..................................... 47 4.4. Ознакомление с силовым оборудованием и трансмиссиями, ходовым оборудованием и системами управления машин................................................. 68 4.5. Ознакомление с грузоподъемными машинами................. 89 4.6. Ознакомление с транспортными, транспортирующими и погрузочно-разгрузочными машинами..................................113 4.7. Ознакомление с машинами для земляных работ...............148 4.8. Ознакомление с машинами и оборудованием для бурения и свайных работ..................................................... 172 4.9. Ознакомление с машинами для измельчения, сортировки каменных материалов и производства бетонных работ.............................................................................. 178 313 4.10. Ознакомление с машинами для строительства дорог... 198 4.11. Ознакомление с машинами для содержания дорог.........212 4.12. Ознакомление с машинами для ремонта дорог................238 4.13. Ознакомление с машинами для отделочных работ и механизированным инструментом (ручными машинами)...................................................................273 4.14. Ознакомление с вопросами эксплуатации и ремонта машин..........................................................................300 Глава 5. Актуальные вопросы создания н эксплуатации подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин в Беларуси............................................................................303 Литература..........................................................................................311 Учебное издание ВАВИЛОВ Антон Владимирович ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Пособие Редактор Т.Н. Микулик Компьютерная верстка О.Б. Дубовик Подписано в печать 12.03.2007. Формат 60х84‘/|б. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Гарнитура Таймс. Уел, печ. л. 18>3- Уч.-изд. л. 14,3. Тираж 100. Заказ 104. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0131627 схг 01.04.20(Н. 220013, Минск, проспект Независимости, 65.