Механизации. Механизация-и-автоматизация-строительства. Учебное пособие Табаков С. В
 Скачать 1.16 Mb.
|
|
Раздел VI. Транспортные, транспортирующие и погрузочно-разгрузочные работы Общая характеристика рабочего транспорта. Назначение, область применения, схемы устройства и принцип работы грузовых автомобилей, автопоездов, тракторов, пневмотягачей В строительстве для перемещения грузов используют наземный, водный и воздушный виды транспорта. Массовый (>90% всех перевозок) – наземный (автомобильный, тракторный, ж/д, с использованием транспортирующих средств). Автомобильный – 80% перевозок. Расходы на него 12-15% смр. Автомобили, тракторы, тягачи, тяговые средства прицепных и полуприцепных строительных машин, в качестве базы для кранов, экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков, бурильных установок, коммунальных и других машин – основные перевозки грузов в строительстве. Тракторный транспорт – бездорожье, вывозка леса, освоение стройплощадок, где автомобильные дороги не экономично устраивать. Прицепы и полуприцепы – несамоходные, перемещают их тягачом. Транспортирующими называют технические средства непрерывного действия для перемещения массовых сыпучих и штучных грузов по определенным линейным трассам. Делят на конвейеры 1 и устройства для трубопроводного транспорта 2. 1)- ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные. 2)- грузы перемещают в потоке жидкости или газа, в контейнерах. Железнодорожный транспорт – для крупных объектов, расстояния более 200 км. Крытые вагоны, полувагоны, платформы, цистерны, вагоны-самосвалы. Водный транспорт – речные и морские суда. Сухогрузные и нефтеналивные – танкеры грузоподъемностью до 1000 т. Самоходные и несамоходные (баржи, секции). Недостаток: малая скорость перевозок, сезонность. Воздушный транспорт: труднодоступные районы. Самолеты, вертолеты, дирижабли. Высотные объекты (телебашни, ретрансляторы, доменные печи, трубы, реакторы, опоры ЛЭП). Грузовые автомобили и автопоезда: грузовой автомобиль – это средство безрельсового транспорта с собственным двигателем, предназначенное для перевозки грузов. 1892 г. Генри Форд (США) построил свой первый автомобиль, 1903 г. Промышленное производство. 1908 г. – «Руссо-Балт» - первый русский автомобиль. АМО – Ф15 – 1924 г. – первый советский. 1932 г. – массовое производство ГАЗ-А. Различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные. Открытые платформы с откидными бортами, повышенной проходимости со всеми ведущими колесами, со сцепными устройствами для буксировки. Вместе с прицепом или полуприцепом автомобиль образует автопоезд. По проходимости различают автомобили дорожные, внедорожные (карьерные), повышенной и высокой проходимости. В зависимости от типа движителя – колесные, колесно-гусеничные, на воздушной подушке, автомобили-амфибии. По грузоподъемности: особо малой (до 1 т), малой (1-2 т), средней (2-5 т), большой (>5 т) и особо большой грузоподъемности (от 1 до 110 т). Длина – 11,12-22 м; ширина – 2,5 м; высота – 3,8 м. Конструкции характеризуются компонованной схемой, двигателем, трансмиссией, ходовой частью, механизмами управления. Состоит из шасси, кузова и двигателя (карбюраторного, дизеля, газотурбинного). Шасси включает – силовую передачу (трансмиссию), ходовую часть, механизмы управления и электрооборудование. Трансмиссия передает вращающий момент от двигателя к движителю (колесам). Она может быть механической, электромеханической, гидромеханической. Ходовая часть включает раму, подвеску, оси (мосты) и колеса. На раме устанавливают кузов, кабину, двигатель, коробку передач и др. Механизмы управления – рулевое управление, управление скоростями передвижения и тормозная система. Специализированные транспортные средства – автомобили – самосвалы, керамзитовозы (18 т), панеле-, фермо-, плито-, сантехкабино-, трубо- (12м), плете- (36 м, от 9 до 36 т), метало-, контейнеро-, тяжело- возы. Самосвалы – для перевозки грунта, песка, асфальта; с задней, боковой, на одну, обе стороны, трехсторонняя разгрузка. Грузоподъемность – 5-12 т; карьерные – 300 т. Специальные автомобили для перевозки жидкотекучих (растворов, бетонов, расплавленного битума, жидкого топлива) и псевдожидких грузов (цемента, извести- пушенки, алебастра, гипса, молотого известняка, сухой золы, минеральных порошков, сухих сыпучих растворов, мелкозернистых бетонов, их компонентов и др. вяжущих веществ). Грузы характеризуются повышенной подвижностью – а это снижение безопасности движения (управляемость, устойчивость, тормозные свойства). Автоцементовозы – это автопоезд из седельного автомобиля – тягача и полуприцепа – несущей цистерны. Автобетоносмесители – загружают готовой или сухой бетонной смесью. На 70-90 км. Вращающийся смесительный барабан. Для транспортирования жидкого битума с Т=200°С, а также холодных материалов (битума, дегтя, эмульсий, мазута, нефти) применяют автобитумовозы и автогудронаторы. Тракторы. Трактором называют самодвижущуюся гусеничную или колесную машину, предназначенную для передвижения прицепных и навесных строительных, дорожных, с/х и других машин. Первые тракторы – 1830 г. Франция и Англия в военном деле. С 1850 г. в с/х. 1888 г. – русский Блинов построил гусеничный трактор. 1901г. – колесный трактор с ДВС США. 1912г. – США и Германия – гусеничные тракторы. Первые в СССР Форзон-Путиловец – 1923г. 1930г. – серийное производство. По назначению: 1 – сельское хозяйство; 2 – промышленное, 3 – транспортное, 4 – специальное. Максимальная скорость передвижения гусеничных – 12 км/ч, колесных – 40 км/ч. Транспортные тракторы оборудуют грузовой платформой, а специальные – лебедками, платформами, подъемниками. Тракторы разделяют на классы по основному показателю – тяговому усилию. У гусеничных оно равно их массе, а у колесных – 0,5-0,6 от массы. Сельскохозяйственные тракторы – типы классов тяги – 6, 9, 14, 20, 30, 50, 60, 90, 150, 250 кН. Промышленные тракторы – типы классов тяги – 100, 150, 200, 250, 350, 500 кН. Мощность двигателя >800кВт с установкой на них погрузочного, бульдозерного, рыхлительного, кранового оборудования. Пнемоколесные тягачи. В строительстве это как базовые машины для работы с различным прицепным и навесным рабочим оборудованием. Обладают высокой тяговой характеристикой, транспортными скоростями (до 50 км/ч и более), маневренностью и производительностью. Мощность двигателя 900 кВт при нагрузке на ось 750 кН и более. Тягачи мощностью 12-25 кВт с гидрообъемным приводом, с 30-300 кВт – с гидромеханическими и механическими трансмиссиями, с>300 кВт – с мотор-колесами и шинами диаметром до 3 м и шириной >1 м с автоматически изменяемым давлением воздуха в них в зависимости от дорожных условий. Они бывают одноосные и двухосные. Назначение, принцип работы и производительность ленточных и пластинчатых конвейеров. Эскалаторы. Виброжелоба Конвейеры (англ. conveyer – перевозить, convey – транспортер) – транспортная установка или машина непрерывного действия. По грузонесущему элементу их разделяют на ленточные, пластинчатые, роликовые (рольганги), скребковые, ковшовые, винтовые (шнеки) и т.д. По принципу действия – гравитационные, приводные (тяговые и вибрационные). Они перемещают материал горизонтально и наклонно (сыпучие и кусковые материалы, штучные грузы, пластичные смеси растворов и бетонов). Рис. 4.1. Ленточный конвеер а- общая схема; б- роликоопоры; в- схема усилий в ветвях ленты в зоне приводного барабана. Перемещение груза бесконечной прорезиненной лентой 4, огибающей 2 барабана – приводной 6 и натяжной 2. Движение ленты с грузом через загрузочное устройство 3 обеспечивается силой трения на поверхности ее контакта с приводным барабаном, вращение которому передается от электродвигателя 10 через редуктор 9. Обе ветви ленты поддерживаются от провисания катучими опорами 5 и 8 – установлены чаще под грузовой ветвью и реже – под холостой. В зоне загрузки материала они представляют прямые горизонтальные ролики (рис.б). Материал разгружают через барабан 6. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным барабаном 6 устанавливают отклоняющий барабан 7, увеличивающий угол обхвата φ. От провисания ленты, увеличения тягового усилия – лента натягивается предварительно винтовым или натяжным грузовым устройством 1. Возможна промежуточная разгрузка с помощью наклонно установленного плужкового сбрасывателя 11. Ширина ленты В=0,4-2 м. Скорость движения – 0,8-4 м/с (для штучных V=0,5-1,5 м/с). Для специального назначения В=3,2 м, V=8 м/с. Ленты – тканевые, прорезиненные, из нескольких слоев ткани (бельтинга) из хлопчатобумажных или синтетических волокон. Конвейеры с покрывающей лентой, α до 60°. Тяжелый цепной мат. Для крупнокусковых материалов: , (1) где α max – наибольший размер куска, м. Достоинства: высокая производительность – 1000-8000 т/ч, дальность транспортирования – 10 км – установив каскадом один за другим. В строительстве используют стационарные и передвижные контейнеры (ленточные), перемещающие грузы на небольшие расстояния. Стационарными оборудуют бетонные и железобетонные заводы, склады стройматериалов. Передвижные – от 5 до 15 м длиной на колесах. Производительность: , (2) где А – площадь поперечного сечения потока материала, м 2 ; ρ – плотность материала, т/м 3 ; V – скорость движения материала, м/с. Для большинства стройматериалов: А≈0,05В – при плоской ленте; А≈0,11В – при желобчатой ленте (α=20°); А≈0,14В – то же (α=30°). Требуемое для работы ленточного конвейера максимально возможное окружное усилие F(H) на приводном барабане зависит от: 1 – мощности двигателя Р дв (кВт) при заданной скорости V Л (м/с) передвижной ленты; 2 – сцепного свойства барабана, характеризуемого статистическим усилием. S 0 (H) натяжения каждой ветви ленты, коэффициентом трения f между лентой и ведущим барабаном и углом обхвата φ(рад) барабана лентой: , (3) , (4) где η – КПД трансмиссии, е – основание натурального логарифма. По теории Эйлера тяговое усилие на приводном барабане равно разности между натяжениями в набегающей S 1 и сбегающей S 2 ветвях ленты: ; (5) ; (6) . (7) Требуемая мощность электродвигателя зависит от производительности контейнера П, геометрических параметров трассы перемещения материала (длины его вертикальной H и горизонтальной L r проекции, ширины ленты В 1 , скорости ее перемещения V Л и способа разгрузки). При коэффициенте сопротивления передвижению материала конвейером W=0,03 и линейной массе (кг/м) элементов конвейера q=30В мощность двигателя равна: , К 1 =1 (при L r →50 м); К 1 =1,25 (при L r <15 м) – коэффициент влияния длины конвейера; К 2 =1 (отсутствие тележки); К 2 =1,25 (при наличии сбрасываемой тележки) – коэффициент, учитывающий сопротивление при прохождении ленты через сбрасываемую тележку; К 3 =0 (при разгрузке через барабан); К 3 =0,008 (при плужковом сбрасывателе); К 3 =0,005 (при разгрузочной тележке) – коэффициент, учитывающий расход энергии на работу сбрасывающего устройства. При расчете основных параметров ленточного конвейера сначала определяют требуемую мощность Р дв электродвигателя, а затем по * требуемое окружное усилие F на приводном барабане. F обеспечивается параметром fφ, минимальное значение которого равно: (8) (получено преобразованием формулы **). Необходимое натяжение ленты S 0 обеспечивается разными конструктивными решениями (например, грузом 1). Масса груза (9) Стрела провеса груженой ветви ленты должна быть не более 3% расстояния между роликоопорами. Минимальное значение S 0 усилия натяжения каждой ветви ленты , (10) где q М , q Л – массы материала и ленты, приходящиеся на 1 м длины последней, кг. Для устранения подбуксовки ленты увеличивают угол обхвата барабана φ и повышают коэффициент трения f (футеровкой рабочей поверхности барабана слоем резины). Увеличение усилия S 0 неизбежно влечет за собой увеличение растягивающего усилия S 1 в наиболее нагруженном поперечном сечении ленты – в набегающей на приводной барабан ветви: ; (11) (12) Количество прокладок (слоев) ленты: , (13) где К – допустимое усилие на разрыв 1 см ширины одной прокладки, Н/см. Надо принимать 10-12 кратный запас прочности. К=60 Н/см – для хлопчатобумажных бельтингов. К=300 Н/см – для синтетических бельтингов. Разновидности: 1)- Пластинчатые конвейеры – для материалов с острыми кромками, крупнокускового камня в дробилки, горячих материалов. Тяговый орган – 2 бесконечные цепи, огибающие приводные и натяжные звездочки. К тяговым цепям прикреплены металлические пластины, перекрывающие друг друга. В=0,4-1,6 м; V=0,01-1,0 м/с (исключены просыпания). Эскалаторы: разновидность пластинчатых конвейеров. Тоннельные для метрополитенов, поэтажные – для крупных зданий, магазинов. Настил – ступени h=0,4 м, b=1 м. Тяговой орган – 2 параллельные пластичные цепи. α=30°; до 45 м – высота подъема. V=0,75-0,96 м/с. Пропускная способность до 1000 чел/час. 2)- Скребковые – на тяговых цепях скребки. 3)- Ковшовые. Элеваторы: вертикально до 50 м. V=1,25-2,5 м/с - быстрые; V=0,4-1,0 м/с – тихие. П=100 м 3 /ч. Мелкие и глубокие, полукруглые ковши, остроугольные, заполнение силосов, бункеров. 4)- Винтовые – горизонтально и наклонно (α=20°). Для сыпучих, кусковых, тестообразных материалов на расстояния до 30-40 м. П=20-40 м 3 /ч. Винты – сплошные, ленточные, лопастные, фасонные. 5)- Вибрационные – снижение сил внутреннего трения. Электромагнитные возбудители, вибраторы с механическим приводом. Для равномерного потока материалов на небольшие расстояния, при дозировке инертных материалов. 6)- Подъемники непрерывного действия – для штучных грузов. Площадки – люльки (люлечные элеваторы). Для погрузочно-разгрузочных работ. 7)- Виброжелобы – для подачи бетонной смеси к месту укладки. Корпус через подвески присоединен к несущей конструкции. Колебания корпусу сообщаются укрепленным на нем вибратором. Установки для пневматического транспортирования материалов. Погрузочно-разгрузочные машины Пневматическими установками перемещают сыпучие материалы по трубам с помощью сжатого или разряженного воздуха. Их применяют для погрузки, разгрузки и перемещения цемента, песка, извести, опилок и т.п. По принципу действия различают установки: 1 – всасывающего, 2 – нагнетательного действия. Рис 4.2. Принципиальные схемы пневмоаппаратных установок а)- всасывающего дейстия; б)- нагнетательного дейстия. 1-сопла; 2-всасывающий трубопровод; 3-осадительная камера; 4-шлюзовой затвор; 5- бункер; 6-фильтр; 7-трубопровод; 8-вакуум-насос;9-воздухоприемник; 10-компрессор; 11- воздухосборник(ресивер); 12-затвор; 13-загружатель; 14-транспортный трубопровод; 15- осадительная камера; 16-шлюзовой затвор; 17-бункер; 18-фильтр. В первых установках материал поступает во всасывающий трубопровод 2 вследствие разряжения в нем воздуха вакуум-насосом 8. С помощью сопел 1 забор материала идет одновременно из нескольких мест. Из трубопровода 2 смесь воздуха с материалом поступает в осадительную камеру 3. Здесь тяжелые частицы оседают и через шлюзовой затвор 4 высыпаются в бункер 5, а частично очищенный воздух поступает в фильтр 6, дополнительно очищается и через вакуум-насос 8 по трубопроводу 7 выбрасывается в атмосферу. Такие установки способны транспортировать на небольшие расстояния при малом перепаде высоты. Недостаток – небольшая долговечность вакуум-насоса (абразивное изнашивание). Во вторых установках материал перемещается в потоке воздуха под действием избыточного давления, создаваемого компрессором 10 (см.рис.б). Он засасывает воздух через воздухоприемник 9 и подает его в воздухосборник (ресивер) 11, откуда он поступает в транспортный трубопровод 14. Материал подается загружателем 13 через затвор 12 в осадительной камере 15 происходит отделение материала от воздуа, который через затвор 16 выпадает в бункер 17, а воздух, очистившись от примесей фильтром 18, выбрасывается в атмосферу. Недостатки пневмотранспорта: большой удельный расход воздуха и высокая энергоемкость процесса (1-5 кВт – в 3-6 раз больше, чем конвейеров), повышенный износ элементов оборудования. Преимущества:1 – герметичность, 2 – полная механизация, 3 – компактность оборудования, 4 – возможность перемещения материала по трассе любой конфигурации до 2 км, производительностью до 300 т/ч. Производительность: (14) Q B – подача насоса, м 3 /ч; ρ B – плотность атмосферного воздуха (ρ B =1,244 кг/м 3 ); μ – коэффициент массовой концентрации смеси, равный отношению массы перемещаемого в единицу времени материала к массе расходуемого в то же время воздуха (μ=3…20 для песка и щебня, μ=20-100 – для цемента). Погрузочно-разгрузочные машины предназначены для погрузки штучных грузов и сыпучих материалов на транспортные средства (ж/д вагоны, автомобили, конвейеры), для разгрузки их, для перемещения в хранилищах при складировании и сортировке. Их разделяют: 1)- По рабочему процессу: 1 – машины цикличного; 2 – непрерывного действия. 2)- По виду ходового оборудования: 1 – рельсоколесные; 2 – пневмоколесные; 3 – гусеничные. 3)- По назначению: 1 – автопогрузчики (вилочные); 2 – одно- и многоковшовые погрузчики; 3 – краны-манипуляторы. 4)- По способу разгрузки: 1 – фронтальные; 2 –полуповоротные; 3- перекидной тип погрузчика. Рабочий цикл – захват материала, его перемещение, выгрузка, возврат на исходную позицию. Вилочный автопогрузчик – подъемно-транспортная машина с вертикальным телескопическим подъемником и подвешенными на нем грузовыми вилами. Сменные рабочие органы: штырь для рулонов и коротких труб; захват для бревен; ковш для сыпучих материалов; безблочная стрела; крановая стрела; рычажная крановая стрела. По грузоподъемности: легкие (до 2 т); средние (3,2-5 т); тяжелые (5-10 т); сверхтяжелые (>10 т). В строительстве наиболее распространены фронтальные автопогрузчики средней грузоподъемности. Состоят из самоходного короткобазового шасси; ДВС с коробкой передач; ведущего и управляемого мостов с ходовыми колесами; рулевого управления. Высокая маневренность, развороты в стесненных условиях, в складах. Максимальная высота подъема вилочного захвата – 4,5 м. Скорость подъема – 0,5-10 м/мин, передвижения – 50 км/час. Краны-манипуляторы – специальные подъемно-транспортные средства с дистанционным управляемым грузозахватным устройством. Одноковшовые погрузчики – для погрузки на транспорт (автомобили, полувагоны) сыпучих и кусковых грузов (песок, гравий, щебень, мусор, уголь, кокс). Они могут быть оборудованы специальными устройствами для монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных работ. Их классифицируют: 1)- По грузоподъемности: 1 – легкие (0,5-2 т); 2 – средние (2-4 т); 3 – тяжелые (4-10 т); 4 – большегрузные (>10 т). 2)- По шасси: на тракторах, тягачах, специальное шасси. 3)- По ходовому устройству: колесные, гусеничные. 4)- По направлению разгрузки ковша: 1 – с передней (фронтальной); 2 – с боковой (полуповоротные) и задней (перекидные) разгрузкой. В строительстве больше используют фронтальные погрузки на спецшасси. Рабочее оборудование состоит из ковша, стрелы, навешенных на портал, жестко соединенный с рамой погрузчика. Стрелу поднимают двумя гидроцилиндрами. Скорость подъема ковша – 1-1,5 м/с, высота подъема: 1,25 т – 2,7 м; 5 т – 3,4 м. Скорость передвижения – 8-12 км/ч; транспортные скорости – 25-50 км/ч. Их оснащают многими видами сменного и навесного рабочего оборудования: ковшами с норматированной, увеличенной и уменьшенной вместимостью; двухчелюстными, скелетными, с боковой разгрузкой, с увеличенной высотой разгрузки; с принудительной разгрузкой, бульдозерный овал, рабочее оборудование экскаватора; грейфер; грузовые вилы; крановое оборудование; челюстной захват; захват для столбов и свай; плужный снегоочиститель, роторный снегоочиститель; кусторез; корчеватель-собиратель; рыхлитель. Производительность: (15) Q – грузоподъемность ковша; ε – коэффициент использования вместимости ковша (ε=0,9 – зернистые, ε=0,7 – кусковые); К в – коэффициент использования по времени; t ц – продолжительность рабочего цикла. Погрузные машины непрерывного действия: зачерпывающие (питатель), транспортирующее устройство, пневмоколесный или гусеничный движитель. Передвижные ленточные конвейеры; с винтовым питателем; многоковшовые погрузчики; с черпаковым загрузочным устройством, роторные машины; с загребающими лапами. Производительность 50-300 м 3 /ч, зависит от работы питателя и размера штабеля. |