Курс лекций для заочников. Методическое пособие Курс лекций Строительные машины и средства малой механизации
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
Виды земляных работ Земляные работы являются наиболее трудоемкими и тяжелыми в строитель-стве и составляют примерно 10% общей стоимости и трудоемкости. К земляным работам относятся: 1. рыхление твердого и скального грунта для последующей разработки, 2. отрыв котлованов, траншей и канав, 3. вскрышные работы, 4. перемещение грунта в отвал, 5. возведение насыпей с уплотнением грунта, 6. зачистка дна и откосов земляных сооружений, 7. обратная засыпка котлованов и траншей после возведения фундаментов и укладки труб, 38 8. уплотнение грунта, 9. планировка поверхности. Способы разработки грунтов 1. Механический – грунт или горные породы отделяются от массива ножевым или ковшовым рабочим органом машины. Наиболее распространенный способ (90% всей разработки). 2. Гидравлический– подошву забоя размывают струей воды и вызывают обрушение грунта. 3. Взрывной– горные породы разрушаются давлением газов, образующихся при мгновенном сгорании взрывчатых веществ. 4. Комбинированные способы – например, механический (рыхление) и гидравлический (захват и транспортировка). Классификация машин для земляных работ Разнообразие видов земляных работ, а также их объемов вызывает необходимость применения различных по конструктивному исполнению землеройных машин. Различают: 1. Машины для подготовительных и вспомогательных работ (выполняют 2,5% объема земляных работ): а) кусторезы и корчеватели, б) машины и оборудование для водоотлива и водопонижения (центробежные водоотливные насосы, водопонизительные установки). 2. Землеройно-транспортные машины: а) бульдозеры (36,2% объема работ), б) скреперы (8,4%), в) грейдеры и автогрейдеры (1,5%). 3. Экскаваторы: а) одноковшовые (44%), б) непрерывного действия (4,2%). 4. Плавучие земснаряды (3,1%). 39 Основные виды рабочих органов машин для земляных работ а) зуб рыхлителя, б-ж) экскаваторные ковши прямой и обратной лопат, драглайна, погрузчика, грейфера, планировщика, з) ковш скрепера, и) отвал бульдозера. Экскаваторы Одноковшовый экскаватор – это земле- ройная машина циклического действия, основным рабочим органом которой является ковш с режущей кромкой или зубьями для резания грунта. Экскаваторы служат для рытья котлованов и траншей, отсыпки насыпей и выполнения вскрышных работ. Рабочий цикл экскаватора: 1. копание (резание с набором в ковш) грунта, 2. подъем и поворот ковша из забоя, 3. выгрузка грунта на транспортное средство или в отвал, 4. обратный поворот и опускание ковша в забой. Одноковшовые экскаваторы различают: 1. По объему ковша (0,15 – 200 м 3 ), 2. По назначению и области применения: а) универсальные строительные общего назначения (ЭО), б) специализированные: - экскаваторы карьерные гусеничные (ЭКГ) для добычи полезных ископаемых на открытых разработках и в карьерах, - экскаваторы вскрышные гусеничные (ЭВГ), применяемые на угольных разрезах и в горно-рудной промышленности, - шагающие экскаваторы – драглайны (ЭШ), применяемые в гидро- техническом строительстве и горно-рудной промышленности. 3. По типу подвески рабочего оборудования: а) с гибкой (канатной) подвеской, б) с жесткой подвеской (гидроцилиндрами). 4. По роду привода: а) с механическим приводом, б) с гидравлическим приводом. 5. По виду силовой установки и числу двигателей: а) с автономным двигателем внутреннего сгорания, б) с приводом от электродвигателя, питаемого от внешней сети. 6. По виду ходового устройства: а) гусеничные, б) пневмоколесные, в) шагающие. 40 Индексация экскаваторов Строительным экскаваторам общего назначения присвоена система индексации, состоящая из букв ЭО (экскаваторы одноковшовые), четырех цифр и двух букв. Например, ЭО – 3124АС: Первая цифра (3) – размерная группа экскаватора (характеризует эксплуатационную массу и номинальный объем ковша): Размерная группа 1 2 3 4 5 6 7 Номинальный объем ковша, м 3 0,15 0,25 0,4 0,65 1 1,6 2,5 Эксплуатационная масса, т 3-6 5,5-9,5 12-17 19-30 36-40 50-60 88-95 Вторая цифра (1) – тип ходового устройства: 1 - гусеничное, 2 –гусеничное уширенное, 3 – пневмоколесное, 4 – специальное шасси автомобильного типа, 5 – шасси грузового автомобиля, 6 – трактор, 7- прицепное. Третья цифра (2) –конструктивное исполнение рабочего органа: 1 – канатоподвесное, 2 – жесткоподвесное, 3 – телескопическая стрела. Четвертая цифра (4) – порядковый номер модели. Буквы: А – номер модернизации:А-1, Б-2, В-3. С – тип исполнения: С - северное, Т - тропическое, ТВ – для тропических влажных районов. Виды работ, выполняемых экскаватором: а – разработка грунтов, расположенных выше уровня стоянки, оборудование – прямая лопата, б - разработка грунтов, расположенных ниже уровня стоянки, оборудование – прямая лопата, в - разработка грунтов, расположенных ниже уровня стоянки, оборудование – драглайн, г – рытье колодцев, узких и глубоких котлованов, оборудование – грейфер, д – для планировочных работ, оборудование – струг, е, ж – обратная насыпка грунтом, оборудование – скребок-засыпатель, з, и – забивка свай и шпунта, копровое оборудование с дизель-молотом, 41 к – грузоподъемные работы с помощью кранового оборудования, л – бурение шпуров и скважин большого диаметра и глубины под набивные сваи, м – уплотнение насыпных и лессовых грунтов тяжелой плитой. Экскаваторы: а) прямая лопата б) обратная лопата 1 - стрела, 2 - рукоять, 3 - тяга, 1 - ковш, 2 -стрела, 3,5 - канаты, 4 - зубья, 5 - ковш, 6 - днище ковша, 4 - дополнительная стойка, 6 - шарнир, 7,8,9,10 - гидроцилиндры. 7 - рукоять. Технические характеристики экскаваторов с гидроприводом Показатель ЭО-2621А ЭО- 31215 ЭО- 3322А, 33225 ЭО- 4321 ЭО- 4123 ЭО- 4121А ЭО- 5122 ЭО-6121, 6122 Объем ковша прямой лопаты, м 3 0,25 0,8 0,8 0,65 - 1 1,6 - 2 2,5 Объем ковша обратной лопаты, м 3 0,25 0,5 0,5 0,65 - 1 0,65 - 1 0,65 - 1 1,25 – 1,6 1,6 – 2,5 Тип двигателя Дизель Электро- двигатель Мощность, кВт 41,5 55,5 55,5 55,5 55,5 81 126 222 Ходовое устройство Пневмо- колесное Гусени чное Пневмоколесное Гусеничное 42 Контрольные вопросы 1 Перечислите виды земляных работ. 2. Перечислите способы разработки грунтов. 3. Из каких операций состоит рабочий цикл землеройной машины? 4. Перечислите основные виды рабочих органов землеройных машин. Назовите основные элементы режущего инструмента землеройного рабочего органа. 5. Приведите общую классификацию машин и оборудования для разработки грунтов. 6. Что такое копание грунта, чем оно отличается от резания? 7. Какие машины называют одноковшовыми экскаваторами? 8. Назовите основные параметры одноковшовых экскаваторов. 9. Каковы основные области применения экскаваторов с пневмоколесным и гусеничным ходовыми устройствами? 10 Для чего предназначены гидравлические экскаваторы с рабочим оборудованием обратная лопата? 11. Для чего предназначены гидравлические экскаваторы с рабочим оборудованием прямая лопата? 12. Для чего предназначены экскаваторы непрерывного действия? Какими рабочими органами их оборудуют? 43 Строительные машины и средства малой механизации 8.2 Машины для подготовительных и вспомогательных работ К подготовительным работам относятся: 1. расчистка площадки от кустарников и леса. 2. корчевание пней. 3. удаление валунов. 4. осушение участка. 5. водопонижение грунтовых вод. 6. рыхление твердых, мерзлых и скальных грунтов. Для расчистки территории применяют: а) кусторезы и корчеватели – вид сменного оборудования к гусеничным тракторам или пневмоколесным тягачам, б) корчеватели-собиратели – применяются после пилки и валки деревьев и срезки кустарников, в) цепные пилы, г) древовалы, д) трелевочные тракторы. Камни и валуны расчищают погрузчиками с челюстными захватами или кранами с грейферным оборудованием. Кусторез ДП-24 Корчеватель ДП-25 1 – отвал, 2 – гидроцилиндры, 3 – кабина, 1- толкающая рама, 2 – отвал, 4 – нож, 5 – толкающая рама, 3 – гидроцилиндры, 6 – шаровая головка, 7 – ограждение 4 – базовый трактор Контрольные вопросы 1. Перечислите виды подготовительных работ. Какие машины используют для их выполнения? 2. Для чего предназначены и как работают кусторезы? 3. Для чего предназначены и как работают корчеватели-собиратели? 44 Строительные машины и средства малой механизации 8.3 Землеройно-транспортные машины Землеройно-транспортные машины предназначены для послойного отделения грунта от массива и транспортировки его к месту укладки на небольшие расстояния, а также для выполнения планировочных работ. К землеройно-транспортным машинам относятся: 1. бульдозеры, 2. скреперы, 3. грейдеры, 4. автогрейдеры, 5. грейдер-элеваторы. Бульдозеры Бульдозер – это землеройно-транспортная машина, предназначенная для послойного отделения грунта от массива и транспортировки его к месту укладки на небольшие расстояния. Виды работ, выполняемые бульдозерами: 1. расчистка территории от растительного слоя, остатков пней и корней, 2. планировка территории со срезкой неровностей, засыпка впадин и удаление излишков грунта с перемещением на 100 – 150 м, 3. сооружение насыпей и выемок при строительстве ж/д и шоссейных дорог, 4. разработка широких траншей и котлованов, 5. возведение дамб, 6. разработка грунта на косогорах, 7. окучивание и подчистка грунта при работе экскаватора, 8. засыпка траншей. Тяжелые бульдозеры применяют при работе на любых грунтах, включая взорванные скальные породы, а в комплекте с рыхлителями для разработки мерзлых грунтов. 45 Рабочее оборудование бульдозера состоит из широкого отвала, оснащенного ножами, толкающих брусьев с рамой и системы управления отвалом. Бульдозер с канатным управлением отвала 1 – толкающий брус, 2 – отвал, 3- канатно-блочная система, 4 – рукоятка управления, 5 – гусеничный трактор, 6 - лебедка Различают бульдозеры: 1. По способу установки отвала: а) с неповоротным отвалом, перемещающим грунт только вперед перед отвалом, б) с поворотным отвалом, может перемещать грунт и непрерывно сдвигать его в любую сторону. 2. По системе управления рабочим органом: а) с канатным управлением, б) с гидравлическим управлением. 3. По виду ходового оборудования: а) на гусеничном ходу (недостатки - небольшая транспортная скорость, необходимость использования трейлеров при перевозке), б) на колесном ходу. 4. По тяговому усилию: 1) 14 - 30 кН, 2) 60 – 100 кН, 3) 150 – 250 кН. Для повышения эффективности работы бульдозера и улучшения условий работы бульдозериста, снижения его утомляемости, бульдозер может оборудоваться автоматизированной системой «Автоплан». Эта система обеспечивает автоматическую стабилизацию положения отвала бульдозера независимо от положения его ходового устройства на поверхности. Производительность повышается за счет уменьшения необходимого числа проходов по одному месту при производстве планировочных работ. 46 Технические характеристики гусеничных бульдозеров с гидравлическим управлением отвала Показатель ДЗ-34 ДЗ-42 ДЗ-101, ДЗ-104 ДЗ-18, ДЗ-19 ДЗ-27с ДЗ-28 ДЗ-34110ХЛ ДЗ-24 ДЗ-356 ДЗ-25 ДЗ-34с ДЗ-118 ДЗ-59ХЛ ДЗ-60ХЛ Базовая машина ДТ-54 ДТ-75 Т-УАП Т-100М Т-130-1 Т-180 ДЭТ-250 Т-330 Класс тяги, т 3 3 4 10 10 15 25 25 Мощность двигателя, кВт 40 59 96 79 118 132 228 243 Длина отвала, м 2,28 2,52 2,6 3,9 3,2 - 3,94 3,9 - 4,4 4,3 - 4,5 4,7 - 5,4 Схема работы бульдозера: а – с неподвижным отвалом, б – с поворотным отвалом Экскаватор-бульдозер ЭО-2621 Бульдозер - трубоукладчик 47 Скреперы Скрепер– это агрегат, состоящий из тяговой машины (гусеничного или пневмо- колесного трактора или тягача) и прицепного оборудования в виде ковша, установлен- ного на пневмоколесах и системы управления ковшом. Полуприцепной скрепер Самоходный скрепер Применяются для послойного резания грунта, транспортировки и выгрузки в сооружение или в отвал. С помощью грейдеров возводят земляные насыпи и плотины, осуществляют выемки и вертикальную планировку больших площадей. Стоимость разработки грунта скрепером значительно меньше стоимости разработки экскаватором с перевозкой грунта самосвалами. Скреперы различают: 1. По вместимости ковша: а) малой вместимости (до 3 м 3 ), б) средней вместимости (3-10 м 3 ), в) большой вместимости (свыше 10 м 3 ). 2. По способу передвижения: а) прицепные к гусеничным или колесным тракторам, б) полупрцепные, часть нагрузки которых передается тягачу, в) самоходные, г) скреперные поезда, состоящие из 2-х или 3-х скреперных агрегатов. 3. По способам загрузки и разгрузки ковша: а) загрузка от силы тяги, б) механизированная элеваторная загрузка, в) свободная разгрузка вперед или назад, г) полупринудительная разгрузка, 48 д) принудительная разгрузка. 4. По системе управления: а) с гидравлическим управлением. б) с канатным управлением ковшом. Грейдеры Грейдеры и автогрейдеры применяют в строительстве для профилирования земляного дорожного полотна, возведения дорожных насыпей до 0,6 м, планировки площадей, очистки территории от снега и других работ. Основной рабочий орган грейдеров – отвал с режущими ножами. Грейдеры не являются самоходной машиной – они работают на прицепе к гусеничным тракторам. Автогрейдер – самоходная землеройно-транспортная машина с полнопово-ротным отвалом для послойного резания грунта и кирковщиком для рыхления плотного грунта. Автогрейдер 1,3,11 – гидроцилиндры, 2 – основная рама, 4 – кирковщик, 5 – передняя ось, 6 – тяговая рама, 7 – гидромотор, 8 – редуктор, 9 – поворотный круг, 10 – отвал, 12 – задний мост, 13 - двигатель Контрольные вопросы 1. Для чего предназначены землеройно-транспортные машины? 2. Для чего предназначены бульдозеры? Какие виды работы они могут выполнять? 3. Как определяют техническую производительность бульдозеров? 4. Для чего предназначены автогрейдеры? Какие виды работ они могут выполнять? 49 Строительные машины и средства малой механизации 8.4 Машины для уплотнения грунтов При укладке грунта в земляное сооружение (насыпи, дамбы, плотины) необходимо его уплотнять во избежание изменения геометрической формы с разрушениями и просадками. Также уплотнение грунта необходимо при возведении сооружений на просадочных грунтах для увеличения их несущей способности. При строительстве каналов и водохранилищ уплотняют поверхность их дна и откосов для уменьшения фильтрующей способности грунтов. Физическая сущность уплотнения заключается в увеличении его плотности за счет принудительного изменения взаимного расположения частиц и соответствующего уменьшения объема. Требования к уплотнению зависят от нагрузок, которым будет подвергаться земляное сооружение. Степенью уплотнения называется соотношение практически полученной в насыпи плотности к стандартной плотности для данного грунта и его влажности. Способ уплотнения грунтов зависит: 1. от связности грунта, 2. влажности, 3. гранулометрического состава, 4. требуемой степени уплотнения, 5. толщины слоев уплотняемой отсыпки. Способы уплотнения грунтов: 1. укатывание, 2. вибрация, 3. трамбование. Для уплотнения связных и малосвязных грунтов применяют укатку тяжелыми катками и трамбование ударами тяжелых плит. Для уплотнения несвязных грунтов применяют укатку с вибрацией и заливку водой. 50 Классификация машин для уплотнения грунтов: 1. По принципу действия: а) статического действия - прицепные, полуприцепные и самоходные катки для послойного уплотнения связных и комковых грунтов, б) ударного действия – с помощью свободно падающих грузов (плит массой 1-4 т, подвешиваемых на канатах к стреле экскаватора), в) вибрационные – с помощью трамбующих вибрационных плит. 2. По способу передвижения: а) прицепные, б) самоходные. Контрольные вопросы 1 С какой целью уплотняют грунты? 2. Для чего предназначены и как работают катки? 3. Для уплотнения каких грунтов применяют виброкатки? 51 Строительные машины и средства малой механизации 8.5 Машины для разработки мерзлого грунта Земляные работы в строительном производстве ведутся в течение всего года и в летнее, и в зимнее время. В зависимости от климатических условий промерзание грунта может достигать 2-2,5 и более метров. Механическая прочность мерзлых грунтов в 12-18 раз больше, чем у талых, поэтому их разработка представляет определенные трудности. Для облегчения производства земляных работ в зимних условиях рекомендуется до наступления зимы производить укрытие или вспашку площадей, где будут вестись работы. Способы рыхления мерзлых грунтов: 1. Взрывной - применяют при больших объемах работ на открытых, удаленных от сооружений и коммуникаций площадях при глубине промерзания более 1 метра. При разработке котлованов в мерзлом грунте по его площади делают шпуры Ø 60-120 мм с помощью специальной буровой машины, куда закладывают взрывчатые вещества. При необходимости применяют локализаторы взрыва, не допускающие разлета кусков грунта. 2. Механический - получилнаибольшее распространение, осуществляется специальными машинами. Машины для разработки мерзлого грунта: 1. Рыхлители, 2. Баровые машины, 3. Дискофрезерные машины, 4. Гидромолоты. Рыхлителимогут быть прицепными и навесными на гусеничных тяжелых тракторах и бульдозерах. Навесные рыхлители более маневренны и производительны. Тип рыхлителя |