Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Промышленное и гражданское строительство

Строительные машины


Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

4.4. Землеройно-транспортные машины (ЗТМ)

 

 

Землеройно-транспортными называют такие машины, которые за счет тягового усилия послойно отделяют грунт от массива и транспортируют его к месту укладки (отсыпки) в процессе собственного перемещения. Исключение составляют грейдер-элеваторы (см. ниже), у которых грунт транспортируется и отсыпается в отвал или в транспортные средства специальным транспортирующим органом одновременно с его разработкой.

По режиму работы ЗТМ делят на машины цикличного (бульдозеры, грейдеры, скреперы) и непрерывного (грейдер-элеваторы) действия. По конструкции рабочего оборудования различают отвальные и ковшовые ЗТМ. У первых рабочий орган выполнен в виде отвала, оснащенного в его передней части ножами (бульдозеры, грейдеры) или дискового плута (грейдер-элеваторы). Ковшами оборудуют скреперы. По признаку подвижности ЗТМ относят к передвижным машинам. В последние годы все большее распространение получают самоходные ЗТМ (бульдозеры, скреперы, автогрейдеры). Реже применяются прицепные машины (скреперы, грейдер-элеваторы).

Рабочий процесс ЗТМ цикличного действия состоит из операций отделения грунта от массива (копания), его транспортирования к месту укладки (отсыпки), разгрузки и возвращения машины на исходную позицию. Грунт отделяют от массива гладкими или оснащенными зубьями ножами за счет тягового усилия тягача. В зависимости от вида рабочего оборудования отделенный грунт накапливается перед отвалом или поступает в ковш, которыми он транспортируется к месту отсыпки. Скорости передвижения ЗТМ выбирают в зависимости от преодолеваемых сопротивлений. При копании скорости машины минимальны, меньше при разработке прочных и больше при разработке слабых грунтов. При транспортировании грунта сопротивления пере-движению ЗТМ ниже, чем при копании. Поэтому в транспортном режиме скорости передвижения машины увеличатся. Еще большими они будут при возвращении машины на исходную позицию вследствие снижения сопротивлении передвижению разгруженной машины. При движении по уклонам под гору скорости увеличиваются, а при движении в гору снижаются. При движении по дорогам скорости ограничиваются нормами Госавтоинспекции. Скорости передвижения ЗТМ могут быть также ограничены по технологическим соображениям, например, возможностью оптимального управления грейдером или бульдозером при планировочных работах. В большинстве случаев ЗТМ переметаются передним ходом. Некоторые виды работ в зависимости от местных условий могут выполняться по челночной схеме с возвратом машины на исходную позицию задним ходом, например при засыпке траншей и котлованов бульдозером, при планировочных работах на коротких по длине участках.

Все операции рабочего цикла ЗТМ непрерывного действия (копание, транспортирование и разгрузка грунта) совмещаются во времени. При этом для копания используется землеройный рабочий орган, а для перемещения и отсыпки грунта — специальный транспортирующий орган в виде ленточного конвейера.

ЗТМ особенно эффективны на массовых разработках грунтов. Производительность машины при разработке грунта скреперами с дальностью возки 0,5...1,5 км составляет в среднем 5...40 тыс. м3 грунта в год при стоимости разработки 1 м3 грунта 0,6...0,19 руб. и удельном расходе энергии 6...3,2 кВт-ч/м3. При работе бульдозеров с дальностью возки 50... 100 м соответственно: 6...76 тыс. иэ грунта в год, 0,25... 0,08,5 руб. на I м3 грунта и 2,4..Л,6 кВт-м

По этим показателям ЗТМ не уступают самой дешевой экскаваторной разработке грунта с его транспортированием по железной дороге. Для машин очень большой мощности производительность труда повышается в 2...2,5 раза, а стоимость разработки грунта снижается в  1,5...2 раза.

 


 

Бульдозеры. Бульдозеры предназначены для послойной разработки грунтов с их последующим перемещением перед рабочим органом (отвалом) по поверхности земли на небольшие расстояния. Их используют при сооружении выемок и насыпей, обратной засыпке траншей и котлованов, грубой планировке земляной поверхности, разравнивании грунтовых отвалов при работе экскаваторов и земле-возов, устройстве террас на косогорах, штабелировании и перемещении сыпучих материалов, подготовительных работах для валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевки пней, удаления камней, расчистки поверхности от мусора, снега, на вскрышных работах, а также в качестве толкачей скреперов. Эффективность работы бульдозеров в значительной мерс зависит от проходимости базового трактора и его тягово -сцепных свойств.

Бульдозеры выполняют как навесное оборудование на пневмоколесных и гусеничных тракторах 8 ( 4.27, а). Рабочее оборудование в виде отвала 5 с ножами 4 в его нижней части навешивают на трактор через два толкающих бруса 2 ( 4.27, б) или универсальную раму 3 ( 4.27, у), которые имеют шарнирные соединения / с боковыми балками ходовых тележек трактора или с кронштейнами его нижней рамы (при пневмоколес-ном тракторе). Вместе с толкающими брусьями и раскосами 6' (см.  4.27, а) отвал образует жесткую систему, которая с помощью одного или двух гидравлических цилиндров 7 может подниматься и опускаться, поворачиваясь в вертикальной плоскости относительно шарниров /. При этом режущая кромка ножей отвала всегда остается перпендикулярной продольной оси машины. По второй схеме отвал соединяют с универсальной рамой шаровым шарниром 12 ( 4.27, е) и двумя толкателями 10, задние шарниры 9 которых закреплены в ползунах,  переме-

щающихся по направляющим боковых балок подковообразной универсальной рамы и фиксируемых в требуемых положениях закладными штырями. Горизонтальный поворот отвала с отклонениями в каждую сторону на угол до 30...36° выполняют двумя гндроцнлиндрамн //. Отвалы, навешенные на базовый трактор по этой схеме, называются поворотными (в плане) в отличие от неповоротных отвалов, навешенных по схеме  4.27, 6. Их применяют для обратной засыпки траншей и котлованов, на планировочных работах, для очистки площадей от строительного мусора и т. п. Замена раскосов в постоянной длины винтовыми стяжками (талрепами) или гидроцилиндрами, способными изменять свою длину, обеспечивает регулирование угла резания и поперечный перекос отвала на угол до 12" в каждую сторону f 4.27, г). Угол резания регулируют одинаковым изменением длин обоих раскосов, а для установки отвала с поперечным перекосом каждому раскосу задают разную длину. С теми же целями в схеме поворотных отвалов изменяют положение шарниров 9 (см.  4.27, в) по высоте ползунов. За счет поперечных перекосов отвала удается сократить число повторных проходок при планировке поверхностей с поперечными уклонами и на косогорах и повысить тем самым производительность машины.

Бульдозеры могут быть дополнительно оборудованы навешиваемыми в задней части базового трактора рыхлителями для предварительного рыхления мерзлой корки грунтов перед их разработкой отвалом, рыхления прослоек плотных грунтов и т. п. Рыхлители обеспечивают автономную работу бульдозера в широком диапазоне грунтовых условий без привлечения для '-^того других машин и оборудования. Устройство и принцип работы рыхлителей приведены ниже в § 4.5.

Наряду с описанными в строительстве иногда применяют 1акже бульдозеры с канатным подъемом отвала. По сравнению с гидрофицнрованнымн бульдозерами эти машины малоэффективны, особенно при послойной разработке плотных грунтов, где сила тяжести рабочего оборудования     оказывается     недостаточной

для внедрения отвала в грунт. Их применяют главным образом на разработке легких грунтов, очистке поверхностен от мусора, снега и на других работах, где сила нормального давления рабочего органа на грунт не является определяющей.

Эффективность работы бульдозеров может быть повышена за счет установки сменного рабочего оборудования, которое также расширяет область применения эгид машин- В частности, для работы в плотных   грунтах   применяют   отвалы оборудованные одним передним и двумя задними зубьями. При движении машины задним ходом задние зубья прорезают в грунте прорези, а при последующем движении передним ходом грунт дополнительно разрыхляют передним зубом и захватывают отвалом. Для изламывания асфальтовых покрытий при ремонте дорог применяют отвалы 14, оборудованные киркой в средней части. Мерзлые грунты разрабатывают отвалами 15 с гребенчатыми ножами или с установленными на ножах зубьями. Для одновременной планировки откосов и их подошвы отвал дополнительно оборудуют наклонной наставкой 16 с жестким или шарнирным соединением с основным отвалом. В последнем случае наклон наставки регулируют специально установленным гидроцилиндром. Установка соответствующего профиля наставки в средней части отвала 17 позволяет выполнять очистку и планировку канав. Для перемещения грунта от стен зданий применяют отвальную приставку 18, двигаясь при этом задним ходом. Эффективность работы бульдозера на расчистке поверхностей от кустарника и мелких деревьев существенно повышается за счет установки в средней части отвала кусторезного ножа 19.   Установка   на   отвалы   грузовых   вил

20        или   траверс   с   подъемными   крюками

21        позволяет   использовать   бульдозеры для грузоподъемных работ.

Для послойной разработки грунта отвал бульдозера опускают на грунт ( 4.28, а) и, перемещаясь вперед на рабочей скорости Ор ( 4.28, б), заглубляют его за   счет  сил   тяжести   рабочего  оборудо-

вания, а также принудительно гидроцилиндрами. В процессе перемещения машины грунт отделяется от массива ножами отвала, перемещается но отвалу вверх ( 4.29, а) и, переваливаясь вперед в его верхней части, накапливается перед отвалом в виде тела 3 ( 4.28, в), называемого призмой волочения и ограниченного передним и боковыми откосами, отвалом 2 и его боковыми щеками /. После заполнения отвала, когда призма волочения достигнет уровня его верхнего обреза, а при разработке весьма прочных грунтов, когда тягового усилия трактора окажется недостаточно для дальнейшего накапливания грунта перед отвалом, последний поднимают, выводя его режущую кромку на уровень дневной поверхности земли или несколько выше, и переключают ходовой механизм на транспортную скорость с'г ( 4.28, г). В таком режиме грунт перемещают перед отвалом до места его отсыпки. Последнюю выполняют движением бульдозера вперед с дополнительным подъемом отвала ( 4.28, д) или движением назад ( 4.28, е).   В   первом   случае   грунт   отсыпается

слоем постоянной толщины, определяемой зазором между режущей кромкой и поверхностью ненарушенного или ранее отсыпанного грунта, и частично уплотняется ходовой частью машины. Во втором случае после разгрузки отвала остаются бугры, подлежащие дополнительному разравниванию. Частным случаем второго варианта является засыпка ям, траншей, котлованов и т. п. (см.  4.28, ж). Для возвращения бульдозера на исходную позицию его поворачивают для движения в обратном направлении на максимально возможной скорости переднего хода ом ( 4.28, з). Перед началом нового рабочего цикла следует повторный поворот машины для движения в направлении разработки грунта. На коротких участках транспортирования целесообразно в обратном направлении двигаться задним ходом также на максимально возможной скорости им ( 4.28, и).

Бульдозеры с поворотным отвалом, выполняющие планировочные работы, а также очистку поверхностей от строительного мусора, снега, работают в режиме машин непрерывного действия. Б этом случае отделенный от массива грунт (или другие материалы) перемешается по отвалу вверх и в сторону его наклона в плане по винтовым траекториям 1 ( 4.29, б). При этом призма волочения, увлекаемая потоками грунта, непрерывно перемещается в сторону наклона отвала (направление 2) за его край и укладывается в виде валика параллельно с направлением движения машины. Такое взаимодействие рабочего органа с грунтом, которое приводит к сдвигу грунта вдоль режущей кромки, называют косым резанием. При косом резании возникают дополнительные сопротивления перемещению грунта вдоль отвала.

При работе в легких грунтах в конце копания при полном заполнении отвала может оказаться резерв тяги н сцепных свойств трактора. В этом случае для повышения производительности машины ее целесообразно оборудовать отвалами с развитыми уширнтелямн / ( 4.31, а), боковыми открылками 2 п удлинителями 3. С той же целью грунт разрабатывают двумя спаренными бульдозерами ( 4.31, 6) или бульдозером с широким отвалом на двух спаренных тракторах ( 4.31, в). Кроме того, производительность бульдозеров, работающих на отсыпке насыдей, можно повысить за счет сокращения потерь грунта при транспортировании спаренными бульдозерами (см.    4.31,   б),   за   счет   примыкания   их

отвалов и устранения таким ооразом утечки грунта черен внутренние края каждого отвала. Если не предъявляется особых требовании к сохранности поверхности пути транспортирования, то потери грунта через боковые края отвала можно восполнить дополнительной разработкой грунта по пути транспортирования при незначительном заглублении отвала. Удовлетворительные результаты дает также перемещение грунта траншейным способом. Для ;этого груженые бульдозеры перемещаются по одной и той же трассе со слегка заглубленными отвалами. Образовавшаяся в результате иосле-донательных проходок бульдозеров продольная выемка (траншея) небольшой глубины, а также боковые валики из просыпавшегося на предшествующих проходках грунта ( 4.31, г) снижают его потери по пути передвижения. С той же целью выбирают оппшальный вариант трассы передвижения бульдозеров, предпочитая движение по горизонтальной траектории (см. ряс 4.30) или под уклон. При условии снижения потерь грунта в процессе его транспортирования приведенная ранее предельная дальность возки может быть увеличена.

Повышения производительности бульдозера можно также добиться за счет сокращения продолжительности рабочего цикла. Кроме известных рекомендаций работы на максимально возможных скоростях передвижения рассмотрим рациональные отношения продолжительности операции копания и транспортирования грунта. Как показывает анализ составляющих силы сопротивления передвижению бульдозера, при постоянной толщине стружки во время копания грунта тя-гово-сцепные свойства машины реализуются в полной мере лишь в конце копания. Во все остальное время этой операции эти свойства оказываются недоиспользованными. Поэтому целесообразно в начальной стадии копания, когда сопротивления W,- и Wn еще весьма малы, за короткое время максимально заглубить отвал до полного использования тягово-сцепных свойств машины ( 4.31, д). По мере накопления грунта перед отвалом и возрастанием в связи с этим сопротивлений Wr и Wn, постепенно выглуб-ляют отвал, уменьшая тем самым сопротивление Wp при условии баланса общего сопротивления. Такая схема работы позволяет уменьшить длину участка копания и сократить продолжительность операции. Незначительное вследствие этого приращение пути транспортирования не окажет существенного влияния на увеличение продолжительности транспортной операции, выполняемой на большей скорости по сравнению со скоростью копания. Полученную при этом форму выемки называют рациональным продольным профилем. Заметим, что толщину среза нельзя уменьшать ниже некоторого допустимого минимального значения, при котором срезаемый слой грунта еще способен пробиться сквозь толщу грунта внутри призмы волочения для ее нормального формирования (см.  4.29, а). В противном случае разработанный грунт будет задерживаться в нижней части отвала, отжимая вверх большие массы грунта и преодолевая при этом значительные сопротивления.

Для повышения качества планировочных работ и сокращения вследствие этого числа повторных проходов бульдозеры оборудуют автоматическими системами управления подъемом-опусканием отвала, основанным на стабилизации заданного положения толкающих брусьев (боковых балок универсальной рамы) относительно горизонта. При отклонении брусьев от этого положения за счет выработанного командосигнала поток рабочей жидкости автоматически направляется в соответствующие полости гидроцилиндров подъема отвала. Система обеспечивает точность планирования ±5 см при скорости передвижения бульдозера до 3 км/ч.

Скреперы. Скрепером называют земле-ройно-транспортную машину с ковшовым рабочим органом, предназначенную для послойной разработки грунта тяговым усилием, его транспортирования и отсыпки в земляные сооружения. Скреперы применяют в промышленном, гидротехническом, дорожном строительстве для разработки грунтов немерзлого состояния на горизонтах выше уровня грунтовых вод при возведении насыпей, дамб, разработке выемок, на вскрышных работах и т. п. Переувлажненные суглинки, лёссовые грунты, чернозем и почвы с примесью гравия и гальки разрабатываются скреперами без предварительной подготовки, а те же грунты, но высохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресва требуют  предварительного  рыхления   перед их разработкой. Эффективная дальность возки грунта зависит от типа тягача п составляет для скреперов с гусеничными тягачами 100...800 м, а для скреперов, агрегатируемых с колесными тягачами,—300...3000 м и более.

Рабочим органом скрепера служит ковш 4 ( 4.32; а), ограниченный днищем, боковыми и задней стенками и оснащенный ножами /. Спереди ковш закрыт заслонкой 8, соединенной с ним шарнир-но- Задней частью ковш опирается на ось задних колес 6", а в передней части он соединен упряжными шарнирами 3 с боковыми балками 2 тяговой рамы, относительно которой он может изменять свое положение в вертикальной плоскости. Тяговая рама своей передней балкой 10, чаще    всего    изогнутой    в    вертикальной

плоскости, соединена с тягачом 12 непосредственно ( 4.32, в, в) или через тележку 13 ( 4.32, г). Опорой тяговой рамы служит универсальный шарнир // (см.  4.32, а), позволяющий прицепной части поворачиваться относительно тягача или тележки в любых направлениях. Скреперы, выполненные по схемам  4.32, б, в, называют полуприцепными одноосными, а по схеме  4.32, г — прицепными двухосными. По прицепной схеме соединяют с тягачами также одноосные скреперы, у которых ось колес расположена над центром масс груженого ковша I  4.32, д). В качестве тягача прицепного скрепера обычно применяют трактор, чаше всего гусеничный, а полупрн-цепные скреперы агрегатируют с двухосными (см.  4.32, б) или одноосными ( 4.32, в) тягачами. Последние называют также самоходными. Самоходные скреперы обладают высокой маневренностью и способны развивать транспортные скорости до 45...60 км/ч. Дальнейшее увеличение скорости этих машин нежелательно из-за вертикальных колебаний в системе тягач — скрепер. Скреперы с двухосными тягачами не имеют этого недостатка, их скорости доходят до 65... 70 км/ч, но по маневренности они уступают самоходным. Для управления скрепером тягач оборудуют гидравлической насосной установкой или канатной лебедкой, от которых движение передаемся исполнительным механизмам (гидроцилиндрам или полиспастам). Современные скреперы оборудуют в основном гидравлическими силовыми системами. Полиспастные системы сохранились лишь у отдельных моделей прицепных скреперов.

Рабочий цикл скрепера состоит из последовательно выполняемых операций копания грунта и заполнения им ковша, транспортирования грунта в ковше к месту укладки, разгрузки ковша и возвращения машины на исходную позицию следующего рабочего цикла. В начале копания ковш опускают на грунт с помощью гидроцилиндров 9 (см.  4.32, а) или полиспаста, приоткрывая гидроцилиндрами 5 или полиспастом заслонку с таким расчетом, чтобы в режиме копания грунта при заглубленных ножах ее нижний обрез находился несколько выше уровня поверхности земли ( 4-33, а). Перемешаясь вперед под действием сил гяжести, а в случае гидравлического привода также принудительно с помощью гидроцилиндров 9 (см.  4.32, а), ковш заглубляют в грунт и, регулируя в дальнейшем теми же механизмами толщину срезаемого слоя, заполняют ковш [ 4.33, б). Образующаяся в процессе копания призма грунта (призма волочения) накапливается перед заслонкой, не препятствуя продвижению срезаемого грунта в ковш. После заполнении ковша его поднимают в транспортное положение гак, чтобы между режущей кромкой ножей и поверхностью земли бы;) достаточный для транспортирования зазор — клиренс, закрывают ковш заслонкой и перемещаются на транспортной скорости к месту укладки грунта ( 4.33, в), где его разгружают по одной из приведенных ниже схем, затем ковш снова переводят в транспортное положение и возвращают машину на исходную ПОЗИЦИЮ следующего рабочего цикла.

На  4.34 приведены схемы разгрузки ковшей скреперов. Свободную (самосвальную) разгрузку опрокидыванием ковша вперед при открытой заслонке ( 4.34, а) применяют на прицепных скреперах с ковшами малой вместимости (до 4 ма). На прицепных одноосных скреперах средней вместимости (4...6 м':), работающих на отсыпке насыпей «с головы», а также на обратной засыпке ям. траншей применяют свободную разгрузку с опрокидыванием ковша назад ( 4.34, б). В УХОМ случае ковш дополнительно оборудуют задней заслонкой. Недостатком этих схем является неполная разгрузка ковшей из-за налипания грунта на их внутренние поверхности, в связи с чем уменьшается геометрическая вместимость ковшей и, как следствие, снижается производительность скреперов. На машинах с канатным управлением применяют полупринудительную разгрузку, выполняемую поворотом днища ковша при неподвижных боковых стенках ( 4.34, в, г). Эти схемы обеспечивают лучшее опорожнение ковшей за счет частичного соекре-бания поворачивающимся днищем налипшего на боковые стенки грунта.

Современные полутгрицепные скреперы оборудуют   устройствами   для    принудительной разгрузки ( 4.34, д) путем вытеснения грунта из ковша перемещающейся вперед с помощью гидроцилиндров задней стенкой 7 (см.  4.32, а). В конце рабочего хода задняя стенка своими кромками полностью очищает боковые стенки и днище ковша от налипшего грунта. При разгрузке грунта в направлении движения машины ( 4.34, а ... д) обеспечивается отсыпка грунта слоем равномерной толщины, регулируемой просветом под ножами установленного в положение разгрузки ковша. Для повышения качества планировочных работ при отсыпке грунта и разработке выемок современные скреперы оборудуют автоматическими системами управления, основанными на стабилизации положения рамы ковша относительно горизонта, которое обеспечивается гидроцилиндрами подъема — опускания ковша. Точность планировочных работ на уклонах до 9 % в каждую сторону составляет 0,3 %.

Производительность скрепера может быть повышена за счет лучшего наполнения ковша (т. е. увеличения ки или высоты грунта в ковше И) и сокращения продолжительности рабочего цикла машины. Как следует из анализа составляющих силы сопротивления передвижению скрепера, высота грунта в ковше в конце копания ограничена тягово-сцепными свойствами машины. При разработке толстыми стружками переувлаженных суглинков, лёссовых грунтов, черноземов и приравниваемых к ним почв скреперные ковши наполняются «с шапкой.»  (/гч= 1,1...1,25).

С повышением прочности грунтов степень наполнения ковшей снижается из-за необходимости снимать грунт тонкими стружками. Вследствие этого в последней фазе заполнения ковша подпорного усилия оказывается недостаточно для преодоления возрастающих сил внутреннего трения в грунте. В частности, при разработке сухих сыпучих песков с высоким коэффициентом внутреннего трения ковш удается заполнить лишь на 60...70 % его геометрической вместимости. Увеличения степени наполнения можно достигнуть за счет применения фигурных ступенчатых или полукруглых ножей ( 4.36, 6, в) в сочетании с разработкой грунтов по схеме рационального продольного профиля выемки. При постепенном выглублении ковша и в связи с уменьшением толщины стружки последняя остается в средней части ножа еще достаточной для того, чтобы обеспечить  продвижение  грунта  в  ковш.

Более эффективные результаты дает применение тракторов-толкачей, оборудованных буферными устройствами. При копании толкач заходит сзади скрепера и, упираясь в его буфер, сообщает ему дополнительное пикающее усилие, что позволяет разрабатывать грунт более толстыми стружками, обеспечивая удовлетворительное наполнение ковша при сокращении продолжительности операции копания, а следовательно, и всего рабочего цикла. Тракторы-толкачи целесообразно применять при групповой работе скреперов для их поочередного обслуживания в зоне загрузки. Толкачи используют также для подталкивания скреперов при движении в гору. При недостаточной мощности тракторов-толкачей они работают тандемно по два-три в одной сцепке.

Обычно тяговое усилие скрепера ограничивается условиями сцепления его ходовых устройств  с  грунтом  и   находится в прямой зависимости от вертикальной нагрузки, действующей на приводную часть этих устройств. В конструкциях самоходных полуприцепных скреперов с ведущими передними колесами последние воспринимают только часть весовой нагрузки скрепера и грунта в его ковше. Значительная часть этой нагрузки приходится на задние неприводные колеса. Для повышения тяговой способности этих машин некоторые модели оборудуют дополнительным двигателем для привода задних колес. Мощность этого двигателя обычно не превышает 75 % мощности основного двигателя. Существенного уменьшения сопротивления при копании достигают установкой в передней части ковша наклонного скребкового элеватора 14 (см.  4.32, (?), обеспечивающего принудительную загрузку грунта в ковш. Недостатками скреперов с дополнительным двигателем и элеваторной загрузкой являются увеличение массы машин и использование дополнительных устройств только в течение операции копания. Поэтому их выгодно применять при небольших (до 500...600 м) дальностях возки, а также при небольших темпах работ, когда содержание трактора-толкача ввиду больших простоев становится малоэффективным.

Некоторые самоходные скреперы со все-мн ведущими колесами могут работать по два-три в одной сцепке, загружаясь поочередно, с последующим раздельным перемещением к месту отсыпки грунта и обратно. Выигрыш производительности в этом случае достигается за счет удвоенного или утроенного объема грунта при увеличении продолжительности рабочего цикла лишь на время заполнения соответственно одного или двух скреперов. Недостатками являются высокая стоимость и значительная масса полуавтоматических сцепных устройств.

Грейдеры. Грейдеры относят к земле-ройно-транспортным машинам с отвальным рабочим органом. Они предназначены для послойной разработки грунтов немерзлого состояния на горизонтах выше уровня грунтовых вод. Их применяют для планировочных и профилировочных работ в дорожном, аэродромном строительстве, в других его отраслях для возведения насыпей высотой до  1  м из боковых резервов, постройки грунтовых дорог с боковыми канавами, сооружения дорожного корыта и распределения в нем материалов основания дорожной одежды, профилирования дорожных обочин, сооружения и очистки оросительных и придорожных канав, зачистки и планировки откосов, насыпей и выемок, очистки дорог и площадей от снега, льда и т. п. Грейдеры выполняют как самоходные машины с собственным двигателем и приводным ходовым устройством (автогрейдеры) ( 4.37, и). Реже применяют прицепные грейдеры, буксируемые тракторами. Ходовая часть автогрейдера состоит из четырех приводных задних пневмоколес / и двух приводных или непрпводных управляемых передних колес 11. Задние колеса с каждой стороны машины попарно объединены балансирными балками 2, шарнирно соединенными с подрамником 3, продолжением которого служит основная рама 4, называемая также хребтовой балкой. Последняя опирается на ось передних колес. Это соединение выполнено в виде цилиндрического шарнира, позволяющего оси совершать поперечные угловые (баланси-рные) перемещения. Такая подвеска передних и задних колес обеспечивает ОЕШ-рание машины на все шесть колес независимо от рельефа   местности.  Для   изменепия направления движения передние колеса могут поворачиваться в плане с помощью рулевой гралеций автомобильного типа. Для повышения устойчивости движения при работе с коеоуетановлен-ным отвалом эти колеса могут также отклоняться в боковом направлении ( 4.37, б).

Рабочий оргий — отвал 7 ( 4.37, а, в} через кронштейны 5 и поворотный круг 8 закрепляют на тяговой раме 9. Последнюю располагают под хребтовой балдой   и   соединяют  с   ней   в   передней

части универсальным шарниром 10, а в задней — с оомощыо гидравлических цилиндров 14 и 15 подвешивают к хребтовой балке. Два гидравлических цилиндра 14, работающих независимо один от другого, обеспечивают подъем передней части тяговой рамы и ее перекос, а гндроци-линдр 15— ее вынос в сторону от продольной оси грейдера. Вращением новоротного круга 8 с жестко закрепленными на нем кронштейнами 5 обеспечивается установка отвала в плане. Благодаря такой подвеске отвал может быть установлен горизонтально или наклонно в вертикальной плоскости, под любым углом наклона в плане, располагаться в полосе колеи машины или быть вынесенным за ее пределы, быть оиушеиым ниже уровня поверхности, по которой перемешается машина, или поднятым над ней. Этим обеспечивается высокая маневренность рабо-

чего органа автогреидера при выполнении перечисленных выше работ.

В случае необходимости работы на больших вылетах от продольной осп машины, например при планировке откосов боковых канав, отвал переставляют на кронштейнах, располагая его асимметрично продольной оси тяговой рамы. Угол резани» отвала регулируют установочными гребенками 6, закрепляя их винтами в требуемых положениях. На автогрейдеры навешивают также вспомогательное оборудование 12 бульдозера или киркошци-ка, располагая последний перед передними колесами или за ними, под хребтовой балкой. Кнрковщикн, в частности, используют для разрушения твердых покрытий дорог при их ремонте. Управляют отвалом бульдозера или кирковщиком посредством гидроцилиндра 13. Для зачнетных работ на ломаных в поперечном направлении поверхностях отвалы дополнительно оборудуют откосниками 16 ( 4.37, г...е). Управление рабочими движениями обеспечивается гидравлическими системами.

В процессе работы грейдера управление им сводится к выбору соответствующих скоростных режимов движения машины, выдерживанию заданного направления движения и регулированию положения отвала по высоте и его перекосов. Все остальные перемещения рабочего органа являются установочными и выполняются обычно до начала рабочего процесса. Качество планировочных и профилировочных работ в значительной мере зависит от опыта машиниста по управлению высотным положением отвала и его перекосом в поперечном направлении. В конструкциях современных автогрейдеров для этих целей применяют автоматические системы управления, выполняемые в двух вариантах. По первому варианту правым но ходу движения машины гидроцилиндром подъема — опускания тяговой рамы управляет машинист, а второй, левый гидроцилиндр, управляемый автоматически, обеспечивает заданный поперечный наклон отвала. Система автоматической стабилизации поперечных уклонов обеспечивает профилирование боковых уклонов земляного полотна, планирование откосов насыпей и выемок и копание кюветов с уклонами откосов к горизонту до 55 г'. При скорости

 движения машины до 3,6 км/ч точность профилирования уклонов составляет ±1%.

По второму варианту к первой схеме добавляется автоматическая система выдерживания продольного уклона по установленной рядом с полосой движения машины реперной канатной направляющей, которая управляет правым гидроцилиндром подъема тяговой рамы. Точность планирования продольных уклонов составляет ± 6 мм при рабочей скорости до 0,9 км/ч. и до ±10 мм при скорости до 3,6 км/ч, а поперечных уклонов соответственно ± (1.2 и ± (1,5 %. За счет повышения точности обработки поверхностей при использовании автоматической системы стабилизации продольных и поперечных уклонов повышается качество работ, число проходов автогрейдера сокращается примерно в два раза, снижается утомляемость машиниста.

Рабочий процесс грейдера сходен с работой бульдозера, оборудованного поворотным в плане отвалом. При выполнении профилировочных работ для лучшего внедрения в грунт отвала широко пользуются его перекосом, вырезая стружки треугольного поперечного сечения. Таким способом сооружают, например, грунтовые дороги, вырезая грунт из придорожных канав и перемешая его в насыпь дороги, профилируют корыто дорога в подготовленном земляном полотне и т. п. Грейдеры эффективно применять при длине рабочих участков (захваток) более 500 м. Ни коротких захватках увеличивается количество разворотов машины и перестановок рабочего органа, в результате чего производительность грейдеров снижается. Полноповоротная система отвала автогрейдера и дистанционное управление всеми его рабочими перемещениями обеспечивают работу на коротких захватках челночным способом, который менее удобен по управлению при движении .машины задним ходом, но в некоторых случаях может оказаться более экономичным по сравнению с обычным способом с разворотами па границах захваток. При возведении насыпей из боковых резервов грейдеры эффективно применять при дальности перемещения грунта до 30 м.

Грейдер-элеваторы. Грейдер-элеваторы предназначены дли копания немерзлых грунтов в материковом залегании на горизонтах выше уровня грунтовых вод и отсыпки его в насыпи, отвалы или в транспортные средства. Их используют для возведения насыпей из боковых резервов, образования продольных выемок, устройства каналов в полувыемках-полунасыпях и других подобных сооружений.

Грейдер-элеваторы выполняют как полуприцепные машины-орудия, агрегатиру-емые с тракторами (гусеничными или колесными) или одноосными тягачами. Реже их выполняют как сменное навесное оборудование на автогрейдере. У полуприцеп-ных грейдер-элеваторов основная ра.ма / ( 4.38) опирается на два пневмоколеса 10. У машин с большим вылетом отвального конвейера одно из колес — левое — в транспортном   положении   устанавливают симметрично со вторым колесом относительно продольной оси машины, а в рабочем положении для повышения устойчивости его отодвигают, устанавливая на специальной откидной оси. Передней частью основная рама соединена с тягачом по схеме универсального шарнира сцепным устройством 6. Рабочий орган в виде дискового плуга 8 подвешен на кронштейне 9 к плужной балке 7. Он ориентирован так, что при движении машины вперед вырезает из грунта стружку с поперечным сечением в форме эллиптического сегмента. Отделенный от массива грунт, поднявшись по внутренней сферической поверхности плуга, отваливается на ленточный конвейер ,5, расположенный поперек основной рамы, которым он отсыпается в насыпь, отвал или транспортное средство. В зависимости от прочности разрабатываемых грунтов глубину стружки регулируют подъемом-опусканием плужной рамы с помощью гидроцилиндра 3. Угол наклона ленточного конвейера и, следовательно, высоту подъема грунта для разгрузки регулируют гидроцилиндром 4. Для перемещения грунта на большие расстояния ленточный конвейер наращивают вставками. Гидравлические цилиндры питаются рабочей жидкостью от насосной установки, расположенной на тягаче или на грейдер-элеваторе. В первом случае она приводится в движение от двигателя тягача, а во втором — от собственного двигателя 2, управляемого дистанционно из кабины машиниста тягача.

Рабочий процесс грейдер-элеватора состоит из последовательных проходов машины по отрабатываемому участку с разворотами в конце последнего. Для снижения непроизводительных затрат времени на поворотные движения грейдер-элеваторы целесообразно применять на участках протяженностью 200...500 м и более. Некоторые модели грейдер-элеваторов позволяют работать челночным способом после установки рабочего органа в требуемое положение на концах участка.

 

К содержанию книги: «Строительные машины»

 

Смотрите также:

 

Строительные машины   Краны для строительства мостов   Монтаж трубопроводов   Автомобиль МАЗ 5335 и его модификации   Грузовые автомобили ЗИЛ   Энциклопедия техника   История техники 

 

Строительные машины и их эксплуатация 

Классификация строительных машин

Общие требования к строительным машинам

Внешние нагрузки, воспринимаемые машинами

Электропривод

Привод от двигателей внутреннего сгорания

Комбинированный дизель гидравлический и электрогидравлический привод

Пневматический привод

Ручной привод

Системы управления непосредственного действия

Системы управления с усилителями: механического действия, гидравлическими и пневматическими

Гибкие элементы строительных машин. Канаты

Цепи

Блоки, полиспасты и барабаны

Грейферы

Грузоподъемные электромагниты и вакуум-присосы

Остановы и тормозные устройства. Остановы и храповики

Тормоза и тормозные системы

Безопасные рукоятки, грузоупорные тормоза

Основные механизмы строительных машин. Механизмы подъема груза

Механизмы вращения поворотной части машин и опорно-поворотные устройства

Механизм изменения вылета стрелы

Механизмы передвижения

Ходовое устройство строительных машин

Несущие конструкции

Схемы несущих конструкций самоходных машин

Башни

Консольно-выступающие части: стрелы, укосины, гуськи

Основные факторы, влияющие на изнашивание деталей и узлов машин в процессе их эксплуатации

Система технического обслуживания и планово-предупредительного ремонта строительных машин

Ежесменное и периодическое техническое обслуживание строительных машин

Топливо для двигателей внутреннего сгорания

Специальные жидкости, прокладочные, фрикционные и другие материалы

Смазка строительных машин. Основы теории смазки машин и смазочные материалы

Смазка машин и оборудование для смазочных работ

Домкраты. Гидравлические домкраты

Тали

Лебедки строительные

Строительные подъемники. Мачтовые и грузопассажирские подъемники

Подъемные площадки и самоходные подъемники

Условия безопасной эксплуатации подъемников

Переставные и мачтово-стреловые краны. Переставные краны

Мачтово-стреловые краны

Башенные краны

Конструктивные схемы башенных кранов

Устойчивость башенных кранов

Транспортирование башенных кранов на строительные объекты, монтаж и демонтаж

Оформление ввода кранов в эксплуатацию

Стреловые самоходные краны

Автомобильные краны

Пневмоколесные стреловые краны

Железнодорожные стреловые краны

Тракторные краны и краны-трубоукладчики

Устойчивость самоходных  стреловых  кранов. Выносные опоры

Доставка на строительные объекты, монтаж и демонтаж стреловых кранов

Техническое обслуживание стреловых самоходных кранов

Мостовые, козловые, портальные и кабельные краны. Мостовые краны

Козловые краны

Портальные строительные краны

Кабельные краны

 Транспортирующие машины и вспомогательное оборудование. Ленточные конвейеры

Пластинчатые, скребковые и вибрационные конвейеры

Винтовые конвейеры

Элеваторы

Установка пневматического транспорта

Узлы пневмотранспортных установок

Вспомогательные устройства

Автопогрузчики

Пневмоколесные и тракторные погрузчики

Погрузчики непрерывного действия

Разгрузчики сыпучих и мелкокусковых материалов

Разгрузчики цемента

Машины для земляных работ

Машины для подготовительных и вспомогательных работ. Кусторезы и корчеватели

Рыхлители

Оборудование для водопонижения

Землеройно-транспортные машины. Бульдозеры

Скреперы

Грейдеры и автогрейдеры

Экскаваторы одноковшовые

Конструктивные и кинематические схемы экскаваторов

Экскаваторы-планировщики

Конструкция основных частей, узлов и механизмов одноковшовых экскаваторов

Доставка экскаваторов на  строительную площадку и подготовка к работе

Основные схемы работы экскаватора в забое

Многоковшовые экскаваторы

Землеройные машины с рабочими органами специального типа

Машины и оборудование для гидромеханизированной разработки грунта

Машины для уплотнения  грунтов

Машины для разработки мерзлых грунтов

Общие сведения о грунтах

Сопротивления, возникающие при резании и копании грунта

Машины и оборудование для буровых и свайных работ

Свайные молоты и вибропогружатели

Копровые (сваебойные) установки

Камнедробильные машины

Машины для сортировки и промывки нерудных материалов

Смесительные машины и установки. Дозаторы

Классификация смесительных машин

Бетоносмесители

Растворосмесители и машины для гашения извести

Производительность и техническое обслуживание смесительных машин

Бетоно-  и растворосмесительные  установки

Машины для транспортирования и укладки бетонных смесей и растворов. Автобетоновозы  и автобетоносмесители

Виброхоботы, вибролотки и бетононасосы

Оборудование для пневматического транспортирования бетонных смесей

Вибраторы

Растворонасосы

Машины и установки для отделочных работ. Штукатурные агрегаты

Оборудование краскозаготовительных установок

Аппараты и инструменты для нанесения шпаклевки и окрасочных составов

Механизмы и инструмент для производства обойных, облицовочных и стекольных работ

Машины для отделки паркетных и мозаичных полов

Машины и механизированный  инструмент для работ по устройству полов из полимерных материалов

Механизированный инструмент. Электрифицированный инструмент для обработки металла

Электрифицированный инструмент для обработки дерева

Электрифицированный инструмент для монтажных,  каменных и земляных работ

Общие сведения о пневматическом и пороховом инструменте

Пневматический инструмент ударного и ударно-вращательного действия

Пневматический инструмент вращательного действия

Приемка строительных машин, монтаж, обкатка и ввод их в эксплуатацию

Режим работы машин

Организационные формы управления парком машин

Основные показатели работы  машин. Пути улучшения их использования. Отчетность о работе машин

Консервация строительных машин

Организация технического обслуживания и ремонта строительных машин. Типовые  эксплуатационные базы

Организация ремонта строительных машин

Обеспечение надежности и долговечности строительных машин




Rambler's Top100