Одноковшовые экскаваторы. Башенный кран. Грунтоуплотняющие машины
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
«Ярославский
государственный технический университет»
Кафедра
строительных и дорожных машин
Реферат
по
курсу «Строительные машины»
Одноковшовые
экскаваторы. Башенный кран. Грунтоуплотняющие машины
Работу
выполнил
студент
гр. ЗПГС-45
Карпусь
О.Н.
2013г.
Содержание
Введение
. Одноковшовые экскаваторы
.1 Общие сведения
.2 Классификация одноковшовых экскаваторов
.3 Устройство одноковшовых экскаваторов
.4 Система индексации одноковшовых экскаваторов
. Башенные краны
.1 Общие сведения
.2 Устройство башенных кранов
.3 Основные разновидности кранов
.4 Основные параметры кранов
.5 Индексация строительных башенных кранов
.1 Грунтоуплотняющие машины
.2 Трамбующая машина
.3 Прицепные вибрационные катки
.4 Прицепные и полуприцепные статические катки
.5 Разновидности грунтоуплотняющих машин и
области их рационального применения
.6 Производительность катков
.7 Техника безопасности
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Подъем строительства на
качественно новый уровень возможен за счет последовательного проведения курса
на дальнейшую его индустриализацию, существенного сокращения ручного труда,
совершенствования структуры и организации строительного производства.
Одним из ведущих факторов в
решении задач сокращения себестоимости и сроков строительства, повышения
производительности труда и общей эффективности строительного производства
является комплексная механизация строительно-монтажных работ. Широкому
внедрению комплексной механизации и автоматизации в строительное производство
способствует насыщение строительства необходимым количеством
высокопроизводительных машин, освоение производства ряда новых типов машин,
расширение технологических возможностей средств механизации и совершенствование
организации их эффективного использования.
Непрерывный количественный и
качественный рост строительства требует дальнейшего сокращения стоимости,
трудоемкости, сроков строительно-монтажных работ, повышения эффективности
капиталовложений и производительности труда, успешное решение которых может
быть обеспечено усовершенствованием технологии и организации работ, внедрением
поточных методов производства, повышением эффективности использования
существующего машинного парка строительства, созданием и внедрением новых,
более совершенных и производительных строительных машин и оборудования, широкой
комплексной механизацией и автоматизацией тяжелых и трудоемких технологических
процессов, улучшением условий труда.
Современное строительство
ведется индустриальными методами и представляет собой
комплексно-механизированный поточный процесс монтажа зданий и сооружений из
сборных элементов, изготовляемых на заводах и домостроительных комбинатах (ДСК)
в условиях высокомеханизированного и автоматизированного производства. В
настоящее время в строительстве используется огромный парк строительных машин и
оборудования (около 600 тыс. ед.), позволяющий комплексно механизировать
основные работы на всех стадиях строительного производства. Комплексная
механизация строительства на современном этапе развития техники требует
внедрения систем машин, базирующихся на применении основных машин повышенной
единичной мощности с комплектацией их средствами механизации всех технологических
процессов.
Важным фактором повышения
производительности труда в строительстве является возрастающая оснащенность
строительно-монтажных организаций ручными машинами, средствами малой
механизации и нормокомплектами для кровельных, штукатурных и малярных работ.
Для сокращения малоквалифицированного и монотонного труда, а также труда в
тяжелых и вредных для здоровья условиях, все шире осуществляются мероприятия по
внедрению автоматических манипуляторов (промышленных роботов) при производстве
отделочных, землеройно-планировочных и других работ. Номенклатура строительных
машин постоянно расширяется и пополняется более совершенными типами и моделями,
отвечающими современным требованиям технологии городского строительства.
При производстве строительных
работ в сложившихся городских условиях часто возникают дополнительные трудности
из-за необходимости выполнения работ в стесненных условиях и в сжатые сроки,
поскольку большинство из них связано с нарушением пешеходного движения,
установившегося режима работы транспорта, наземных и подземных коммуникаций и
т.п. Кроме того, зачастую приходится выполнять трудоемкие подготовительные
операции по разрушению старых строений, фундаментов, дорожных покрытий и т.п.
Для эффективного выполнения работ в стесненных условиях используется широкая
номенклатура высокопроизводительных специальных и универсальных машин
многоцелевого назначения, обладающих компактностью, высокими мобильными и
транспортными качествами и обеспечивающих полную безопасность работ в данных
условиях. Широко используются в стесненных условиях средства малой механизации,
позволяющие практически полностью исключить ручной труд. Растущие из года в год
масштабы и современная технология городского строительства требуют постоянного
увеличения парка строительных машин и оборудования, расширения номенклатуры,
повышения технического уровня машин, улучшения организации их использования.
Повышение технического уровня
основных видов строительных машин и оборудования обеспечивается прежде всего за
счет повышения их единичной мощности (энергонасыщенности) и производительности,
универсальности и технологических возможностей, надежности и долговечности,
улучшения удельных показателей важнейших рабочих параметров, развития
гидрофикации приводов, широкого использования в конструкциях машин
унифицированных узлов, агрегатов и деталей, расширения номенклатуры сменного
рабочего оборудования, применения современных систем автоматизации управления
рабочими процессами машин, повышения приспособляемости машин к техническому обслуживанию
и ремонту, улучшения условий труда машинистов (операторов) и т.п.
1. Одноковшовые экскаваторы
.1 Общие сведения
Основной по популярности
машиной‚ используемой на строительных площадках для производства земляных
работ‚ перегрузки сыпучих и кусковых материалов и выполнения других работ‚ в
зависимости от установленного дополнительного оборудования‚ вне всякого
сомнения, является экскаватор. Простота, надежность и впечатляющая
универсальность позволяют ему играть главенствующую роль практически на любой
стройке.
Первые экскаваторы были
построены в России еще в начале девяностых годов 19 века, на бывшем Путиловском
заводе. До 1917 г. было выпущено около 50 машин, из них около 40
железнодорожных одноковшовых экскаваторов и 10 - многоковшовых. При организации
серийного выпуска экскаваторов было признано целесообразным установить ряд
стандартов, включающих классификацию и параметры машин. Первый такой стандарт
(на одноковшовые экскаваторы) появился в 1933 году и после коренной переработки
был утвержден в форме стандарта ГОСТ 518-41.
Экскаваторами называются
землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта,
являющиеся основным типом землеройных погрузочно-разгрузочных машин.
Многоковшовые экскаваторы обе операции - копание грунта и его перемещение -
выполняют одновременно; одноковшовые эти операции выполняют последовательно,
прерывая копание на время перемещения грунта. Таким образом, рабочее время
машины, в течение которого выбирают грунт, и производительность многоковшовых
экскаваторов выше, чем одноковшовых. Несмотря на это, одноковшовые экскаваторы
распространены шире вследствие их универсальности, т.е. возможности применять
их как на земляных, так и на погрузочно-разгрузочных работах в самых тяжелых, в
том числе скальных (с предварительным взрыванием), грунтах.
.2 Классификация одноковшовых
экскаваторов
Существуют три основные группы:
строительно-универсальные - с
ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для производства земляных работ;
карьерные - с ковшами емкостью
от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и
угольных месторождений;
вскрышные - с ковшами емкостью
более 6 м3, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши).
Одноковшовые экскаваторы
различают по использованию их с различными видами рабочего оборудования.
Универсальные экскаваторы
предназначены для работы с различными видами сменного оборудования; прямой и
обратной лопатой, драглайном, крановой стрелой с крюковой подвеской или
грейфером, копром для забивки свай и т.д.
Полууниверсальные экскаваторы
кроме основного рабочего оборудования имеют один или два вида дополнительного
сменного оборудования (прямую лопату, обратную лопату, драглайн).
Специальные мощные экскаваторы
имеют лишь один вид оборудования, например прямую лопату.
Одноковшовым универсальным
экскаватором называется машина цикличного действия, предназначенная для выемки
и перемещения грунтов и иных материалов с помощью одного из видов рабочего
оборудования с одним ковшом, и для выполнения погрузочных сваебойных и прочих
работ другими видами сменного рабочего оборудования.
Рабочий цикл этого
распространённого класса экскаваторов складывается из:
операций резания (копания)
грунта (с одновременным заполнением ковша);
перемещения заполненного ковша
к месту разгрузки;
выгрузки грунта из ковша и
возвращения ковша в забой.
Продолжительность рабочего
цикла в зависимости от мощности и типа экскаватора и условий работы колеблется
от 12 до 80 сек. Производительность одноковшового экскаватора на 1 м3 ёмкости
ковша в зависимости от условий работы составляет от 100 до 350 тыс. м3в год,
или 80-180 м3/ч. Одноковшовые экскаваторы используются для разработки любых, в
том числе самых крепких и неоднородных, грунтов с крупными твёрдыми
включениями. Для работы в более мягких грунтах одноковшовые экскаваторы могут
снабжаться ковшами увеличенной ёмкости. Скальные породы и мёрзлые грунты перед
разработкой одноковшовым экскаватором разрыхляют (обычно взрывом)
По роду ходового оборудования
различают гусеничные, колёсные, шагающие, на ж. - д. ходу, плавучие,
колёсно-гусеничные одноковшовые экскаваторы.
По типу привода - с одним
двигателем и со смешанным и индивидуальными приводами всех рабочих механизмов.
По роду силовой установки - с
приводом от двигателя внутреннего сгорания (дизельные, редко карбюраторные и
газогенераторные), электрические, гидравлические, пневматические и
комбинированные.
По виду управления - с ручным,
гидравлическим, пневматическим, электрическим и смешанным.
По виду рабочего оборудования
экскаваторы подразделяются на одноковшовые с жёсткой шарнирно-скользящей связью
ковша со стрелой (прямая лопата), с жёсткой шарнирной связью ковша со стрелой
(обратная лопата), с гибкой связью ковша со стрелой (драглайн, грейфер и др.).
Наиболее распространено
оборудование прямой лопаты; им оснащаются экскаваторы любой мощности с ковшами
мкостью до 153 м3. Экскаваторы с оборудованием прямой лопаты и с разгрузкой в
транспортные средства или отвал целесообразно применять при разработке
месторождений полезных ископаемых и для рытья котлованов, преимущественно в
крепких, каменистых и скальных породах и грунтах, а также в устойчивых грунтах
ср. крепости. Оборудование обратной лопаты используется для рытья узких траншей
(шириной 0,7 - 1,5 м и глубиной до 8 м), особенно с вертикальными стенками для
прокладки сетей канализации, нефтепроводов, устройства фундаментов в крепких и
каменистых грунтах, а также сооружения небольших котлованов.
Рабочее оборудование
экскаватора-драглайна состоит из стрелы и ковша, подвешенного к стреле при
помощи подъёмного и тягового канатов. Выемку грунта драглайн производит, как
правило, ниже уровня установки экскаватора; ковши применяются различной ёмкости
- в скальных предварительно разрыхлённых породах допускается работа драглайна
при ёмкости ковша свыше 10 м3. Продолжительность цикла обычно на 10-20 больше,
чем при работе экскаватора с оборудованием прямой лопаты. С оборудованием
драглайна работает до 40 одноковшовых экскаваторов. Драглайны, имеющие т. н.
шагающий ход, получили название шагающих драглайнов. Оборудование грейфера
применяется для погрузочных работ, рытья котлованов с отвесными стенками, для
работ под водой. Оборудование струга приспособлено для планировочных работ,
удаления дорожной одежды и т.п. Отдельные модели экскаваторов, предназначенные
в основном для строительства (с ковшами ёмкостью до 5 м3), снабжают различным
сменным оборудованием не только для земляных, но и для монтажных,
подъёмно-транспортных, погрузочно-разгрузочных, свайных и буровых работ, валки
леса и корчёвки пней и т.п. Такие экскаваторы обычно называются универсальными,
т.к они применимы во многих видах земляных и строительных работ. Если число
единиц сменного оборудования не превышает трёх (например, лопата, драглайн,
кран), экскаватор называется полууниверсальными.
Получают широкое распространение
экскаваторы с гидроприводом, т. н. гидроэкскаваторы, у которых все виды рабочих
органов шарнирно связаны с поворотной платформой и перемещаются с помощью
гидроцилиндров, приводимых в движение насосами высокого давления (10 - 40 МПа).
В этом случае для передачи вращения (привод поворота, хода) обычно применяют
гидравлические двигатели. Этот вид одноковшовых экскаваторов изготовляется с
ковшами малой (до 1,8 м3), средней (2-3 м3) и большой (3,2-6 м3) ёмкости.
Основное рабочее оборудование - обратная лопата. Удельная мощность
гидравлических экскаваторов в зависимости от условий работы (мягкие или крепкие
грунты) составляет от 133 до 213 квт на 1 м3 ёмкости ковша.
Строительные экскаваторы -
самый распространённый тип одноковшовых экскаваторов: насчитывают около 200
моделей, выпускаемых более чем 80 отечеств. и зарубежными заводами.
Различают: универсальные малой
мощности (ёмкость ковша 0,05-1,8 м3, грузоподъёмность крана 0,7-45 т, масса
1,5-65 т); средней мощности - полууниверсальные (ёмкость ковша 2-3 м3,
грузоподъёмность крана 60-80 т, масса 72-105 т); большой мощности - полууниверсальные
(ёмкость ковша 3,25-6 м3, грузоподъёмность крана 100-150 т, масса 115-210 т).
Удельная масса на 1 м3 ёмкости ковша для крепких грунтов составляет для этих
экскаваторов 33-36 т. Экскаваторы малой мощности часто имеют сменное гусеничное
и пневмоколёсное ходовое оборудование и одномоторный привод.
У гидравлических экскаваторов
индивидуальный или смешанный привод. Карьерные экскаваторы изготовляются с
оборудованием лопаты, реже со сменным оборудованием драглайна и крана.
Отличаются мощным рабочим оборудованием, высокими рабочими усилиями и
скоростями, коротким циклом работы, что обусловливает по сравнению с др.
экскаваторами тех же типоразмеров большую производительность при погрузке в
транспортные средства, особенно при крепких грунтах.
Экскаваторы средней (ёмкость
ковша 2-4 м3) и большой (ёмкость ковша 5-20 м3) мощности, массой 76-900 т
предназначены для работы в карьерах, особенно в крепких, предварительно
взорванных породах и грунтах с погрузкой главным образом в большегрузные
автосамосвалы. Выпускаются как в виде полууниверсальных экскаваторов, так и
спец. лопат со стандартным и удлинённым оборудованием для верхней погрузки в
средства транспорта, расположенные на бровке забоя (выемки). Ходовое
оборудование - гусеничное. Силовое оборудование - электрическое с
индивидуальным приводом механизмов по системе генератор - двигатель. Удельная
мощность приводного двигателя 60 - 80 квт на 1 м3 ёмкости ковша, давление на
грунт 0,15-0,25 МПа, скорость хода 0,6-1,5 км/ч. Гидравлические карьерные
экскаваторы имеют ёмкость ковша до 8-9 м3,разрабатываются модели с ковшами
ёмкостью 12-20 м3.
Строительно-карьерные
экскаваторы средней и большой мощности предназначены для работы в основном на
карьерах нерудных строительных материалов. По своей конструкции они занимают
среднее положение между строительными и карьерными. Вскрышные экскаваторы
изготовляют обычно с оборудованием лопаты для перемещения в отвал вскрышных
пород на карьерах. Вскрышные экскаваторы с ковшами ёмкостью до 15 м3
применяются также для погрузки в транспортные средства, расположенные на бровке
разрабатываемого забоя. Ёмкость ковша экскаватора от 6 до 153 м3, масса 700-12
700 т. Ходовое оборудование мощных моделей - 4 спаренные гусеницы. Силовое
оборудование такое же, как у карьерных экскаваторов. Удельная масса 45-90 т на
1 м3 ёмкости ковша, скорость хода 0,3-0,5 км/ч. Помимо механической лопаты на
вскрышных работах применяются драглайны на шагающем ходу со стрелами длиной до
100 м, с ковшами ёмкостью от 5 до 168 м3, массой до 14 тыс. т. Они являются
основным оборудованием при бестранспортных системах разработки месторождений
полезных ископаемых.
Тоннельные и шахтные экскаватор
используют в подземных условиях в выработках большого поперечного сечения при
проходке тоннелей, сооружении камер подземных сооружений, выемке полезных
ископаемых. Ёмкость ковша 0,75-1 м3, масса 16-30 т.
.3 Устройство одноковшовых
экскаваторов
Одноковшовый экскаватор состоит
из следующих основных частей: ходового устройства - 1; поворотной части - 3 и
рабочего оборудования - 2.
Ходовое устройство воспринимает
и передает на основание (грунт) нагрузки от массы машины и нагрузки,
возникающие при работе, а также обеспечивает передвижение экскаватора.
Ходовое устройство экскаваторов
бывает следующих типов:
Г - гусеничное с минимально
допустимой опорной поверхностью гусениц;
ГУ - гусеничное с увеличенной
опорной поверхностью гусениц, предназначенное для работы на грунтах с низкой
несущей способностью;
П - пневмоколесное, позволяющее
увеличить мобильность экскаватора, облегчить и ускорить его переброску
собственным ходом с одного строительного объекта на другой;
Ш - специальное шасси
автомобильного типа, отличающееся от типа П тем, что, кроме двигателя,
установленного на поворотной части экскаватора, на шасси установлен более
мощный двигатель, обеспечивающий передвижение экскаватора с большой скоростью;
ходовое устройство типа Ш имеет прочную и низкую специальную раму, отличающуюся
по конструкции от рамы шасси грузового автомобиля;
А - шасси грузового автомобиля;
Тр - тракторное (обычно
используют пневмоколесные тракторы).
Поворотная часть состоит из
поворотной платформы с механизмами и силовым оборудованием и рабочего
оборудования.
Поворотная платформа опирается
через специальное роликовое опорно-поворотное устройство на раму ходового
устройства и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости.
Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на ходовые устройства
различных типов.
В зависимости от угла поворота
поворотной платформы в горизонтальной плоскости экскаваторы называют
полноповоротными или неполноповоротными.
Поворотная часть
полноповоротного экскаватора может вращаться вокруг вертикальной оси на
неограниченный угол.
Рабочим оборудованием
называется комплекс узлов экскаватора, содержащий рабочий орган (например,
ковш, крюк или грейфер, с помощью которого копают грунт, поднимают груз,
захватывают сыпучие и кусковые материалы) и обеспечивающий его действие в зоне
работы экскаватора.
Основной рабочий орган
экскаватора - ковш - предназначен для копания, удерживания при перемещении и
разгрузки грунта или другого материала. Копанием называется одновременное
срезание грунта и заполнение им ковша. Срезаемая часть грунта называется
стружкой.
Рабочий цикл экскаватора
состоит из следующих операций:
Собственно копание грунта
(срезание грунта и заполнение им ковша).
Выведение ковша с грунтом из
забоя, чтобы обеспечить возможность беспрепятственного поворота платформы.
Перемещение заполненного
грунтом ковша к месту разгрузки, для чего или поворачивают платформу с рабочим
оборудованием (у полноповоротных), или только рабочее оборудование (у
неполноповоротных машин).
Разгрузка грунта из ковша в
отвал или в транспортное средство.
Перемещение ковша (поворот
платформы) к забою.
Опускание ковша для подготовки
к следующей операции копания.
.4 Система индексации
одноковшовых экскаваторов
Индексация одноковшовых
экскаваторов определена ГОСТ 30067-93 "Экскаваторы одноковшовые
универсальные полноповоротные. Общие технические условия".
Заводы-изготовители иногда
используют собственную маркировку (например, ЕТ, ЕК, ЕА и др.) Индекс
одноковшовых универсальных экскаваторов согласно ГОСТ состоит из букв и цифр.
Буквы ЭО означают "экскаватор одноковшовый".
Первая цифра - размерная группа
экскаватора (эксплуатационная масса, т.е. масса готового к работе полностью
заправленного экскаватора с основным рабочим оборудованием и с машинистом,
масса которого (75 ± 3) кг): 1 - до 6,3 т; 2 - свыше 6,3 до 10 т; 3 - свыше 10
до 18 т; 4 - свыше 18 до 32 т; 5 - свыше 32 до 50 т; 6 - свыше 50 до 71 т.
Вторая цифра - тип ходового
устройства: 1 - гусеничное; 2 - гусеничное с увеличенной опорной поверхностью
гусениц; 3 - колесное; 4 - на базе специального шасси автомобильного типа; 5 -
на базе автомобиля; 6 - на базе трактора.
Третья цифра - исполнение
рабочего оборудования: 1 - с гибкой подвеской (канатной); 2 - с жесткой
подвеской; 3 - телескопическое.
Четвертая цифра - порядковый
номер модели (1; 2; 3).
Затем указывается буквенное
обозначение очередной модернизации (А, Б, В. .), далее буквенное обозначение
климатического исполнения (ХЛ, Т, ТВ), при его отсутствии - для умеренного
климата.
Например:
Э0-2621В - экскаватор
одноковшовый, 2-й размерной группы, на базе трактора, с жесткой подвеской
рабочего оборудования, 1 - номер модели, В - модернизация;
Э0-3323А - экскаватор
одноковшовый, 3-й размерной группы (эксплуатационная масса 16,2 т), на
пневмоколесном ходу, с жесткой подвеской рабочего оборудования, 3-й модели, А -
модернизация;
ЭО-4126 - экскаватор
одноковшовый, 4-й размерной группы (25,1 т), на гусеничном ходу, с жесткой
подвеской, 6-й модели.
2. Башенные краны
.1 Общие сведения
Башенные краны являются
ведущими грузоподъемными машинами в строительстве и предназначены для
механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, гражданских и
промышленных зданий и сооружений, а также для выполнения различных
погрузочно-разгрузочных работ на складах, полигонах, и перегрузочных площадках.
Они обеспечивают вертикальное и горизонтальное транспортирование строительных
конструкций, элементов зданий и строительных материалов непосредственно к
рабочему месту в любой точке роящегося 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, поворот стрелы в плане на 360°, передвижение самоходного крана.
Отдельные движения могут быть совмещены, пример подъем груза с поворотом стрелы
в плане. Все башенные краны снабжены многодвигательным электроприводом с
питанием от сети переменного тока напряжением 220/380 В. В общем случае каждый
башенный кран - это поворотный кран с подъемной или балочной стрелой, шарнирно
закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни.
.2 Устройство башенных кранов
Башенный кран - поворотный кран
со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни
(рис.1). Основные параметры башенного крана: грузоподъемность, вылет, высота
подъема груза, глубина опускания груза, скорость подъема (опускания) груза,
скорость поворота башни, скорость перемещения крана.
Существует множество типов
башенных кранов. Они нашли широкое применение при строительстве зданий и
сооружений в производстве погрузочно-разгрузочных работ. Башенный кран состоит
из следующих основных узлов: башня, ходовая рама с колесами, опорно-поворотное
устройство, поворотная платформа с грузовой и стреловой лебедкой, с
противовесом; механизм поворота и электрооборудования, механизм подъема груза,
механизм для изменения вылета, механизм передвижения крана и т.д.
Рис.1. Башенные краны (а -
быстромонтируемый кран на винтовых опорах РБК-2-20; б - кран на рельсовом ходу
КБ-504А: 1 - ходовая рама; 2 - опорно-поворотное устройство; 3 - поворотная
платформа; 4 - механизм поворота; 5 - грузовая лебедка; 6 - стреловая лебедка;
7 - противовес; 8 - башня; 9 - кабина; 10 - стреловой расчал; 11 - тележечная
лебедка; 12 - стрела; 13 - грузовая тележка; 14 - крюковая подвеска)
Все башенные краны имеют башню,
что подразумевается уже самим их названием, и стрелу; эти башни и стрелы бывают
самыми разнообразными. Башня крана - как бы его остов, который служит для
поддержания стрелы на определенной высоте, а также для передачи нагрузок со
стрелы на ходовую раму и крановые пути. Башню изготовляют из металлических
уголков или труб, иногда бывают башни, выполненные в виде сплошной трубы. В
вертикальном положении башни крепятся на портал или шарнирно с помощью
подкосов.
У ряда кранов высота башни при
необходимости может меняться с помощью выдвижных секций (телескопические и
наращиваемые башни). Существуют краны с башней, которая складывается в боковом
направлении с помощью монтажного полиспаста. Такой тип башни особенно удобен
при транспортировке крана с одного объекта на другой. Если башня крана - его
корпус, то стрела - его рука, с помощью которой кран дотягивается до нужного
предмета, находящегося от него на определенном расстоянии. Стрелы крепят к
верхней части башни. Они бывают подъемными или балочными.
Преимущество подъемных стрел
заключается в сравнительно малом их весе и размерах, меньшей трудоемкости
монтажа и перевозки. Краны с подъемными стрелами наиболее распространены в
строительстве. Недостатком подъемных стрел является то, что для изменения
вылета крюка нельзя горизонтально переместить груз, поэтому необходимо
производить поворот и передвижение крана: Стрелы бывают подвесные, подвесные с
гуськом, подвесные со стойками, молотовидные. Больше всего из них распространены
подвесные подъемные стрелы. Так же, как и башни, стрелы изготовляют из уголков
или труб большого диаметра. Решетчатые конструкции из труб легки, прочны,
способны выдерживать большие ветровые нагрузки. Балочные стрелы бывают
подвесные и молотовидные. Последние менее распространены из-за довольно
значительного веса и больших габаритов. Нижний пояс подвесной балочной стрелы
представляет собой двутавровую балку, по которой перемещаются катки грузовой
тележки, необходимой для подвешивания и перемещения грузов.
Важный элемент башенного крана
- ходовая рама для передачи действующих нагрузок на крановые пути. У кранов с
неповоротными башнями ходовые рамы выполнены в виде закрытого шатрового или
открытого П-образного портала. У большинства кранов, имеющих неповоротную
башню, ходовая рама - шатровая, выполненная в форме усеченной пирамиды. В
кранах с поворотными башнями действующие на кран нагрузки передаются на ходовую
раму через опорно-поворотное устройство, размещенное в верхней части рамы, и с
нее - на крановые пути. Через опорно-поворотное устройство у мобильных кранов
башня соединена с ходовой рамой. Само по себе опорно-поворотное устройство
необходимо для обеспечения вращения поворотной части башенного крана
относительно неповоротной части и для передачи нагрузок с поворотной части на
неповоротную. Это устройство расположено на поворотной платформе крана.
В верхней части башни находится
оголовок, который жестко соединен с башней или связан с нею с помощью
опорно-поворотного устройства. На противовесной консоли, расположенной со
стороны, противоположной стреле, размещены противовесы, а также грузовая,
стреловая и тележечная лебедки. На башенных кранах с поворотной башней вместо
противовесной консоли устанавливают более простые по конструкции распорки,
предназначенные для отвода от башни ветвей стреловых канатов. На распорках
крепят только блоки стрелового расчалю и грузового каната. Железобетонные блоки
балласта и блоки противовеса нужны для повышения устойчивости крана как в
рабочем, так и в нерабочем состоянии. В кранах с неповоротной башней противовес
располагают на конце противовесной консоли, а в кранах с поворотной башней - на
поворотной платформе.
Для захвата груза кран снабжен
крюком. Грузы - разнообразные строительные детали и материалы - при помощи съемных
грузозахватных приспособлений - универсальных строп из стальных - и пеньковых
канатов, цепей, траверс, футляров, захват - "тов., особых крючков и тары.
Стальные канаты служат также для оснастки в качестве тяговых органов при
подъеме груза и самой стрелы. Их применяют в устройствах для монтажа и
демонтажа кранов, для выдвижения башни, передвижения грузовой тележки на
балочных стрелах, для поворота крана. Они способны обеспечить высокую
грузоподъемность при незначительном собственном весе, большую надежность в
работе, гибкость и подвижность во всех направлениях при перемещении груза.
Применяемые для оснастки
башенных кранов стальные канаты должны обладать прочностью, долговечностью, не
сплющиваться и не раскручиваться во время работы. В обязанности машиниста
башенного крана входит постоянный контроль за состоянием канатов и браковка их
при увеличенном числе обрывов проволок, приходящихся на один шаг сивки. Для
определения шага свивки на поверхность одной пряди (в месте наибольшего числа
обрывов проволок) наносят метку, от которой отсчитывают по длине каната число
прядей по сечению каната (обычно равно 6), на следующей пряди (седьмой по
счету) наносят вторую метку. Расстояние между метками равно шагу свивки.
Стальной канат подлежит браковке, если: число обрывов проволоки, приходящееся
на один шаг свивки, превышает значения, установленные нормами (10% общего числа
проволок); оборвана одна из прядей; в результате защемления или удара на нем
образовались смятые участки.
При поверхностном износе и
коррозии проволок (уменьшение диаметра более чем на 30%) канат непригоден и
должен быть заменен другим. Износ или коррозию определяют с помощью микрометра
по концу проволоки в месте обрыва на участке наибольшего износа. Если оборвана
целая прядь при сильной деформации, а также при попадании каната под
напряжение, канат бракуют и немедленно заменяют. Ускоренный износ стального
каната может быть вызван нарушением установленного нормативами соотношения
между диаметром барабана (блока), огибаемого канатом, и диаметром самого
каната. Это соотношение учитывает тип и режим работы башенного крана. Подбирают
стальной канат по грузоподъемности крапа, то есть по величине наибольшего
груза, который кран может поднять с учетом коэффициента запаса прочности
каната. Каждый стальной канат должен иметь паспорт - сертификат
завода-изготовителя, где указывают тип каната, расчетный предел прочности на
разрыв, результаты испытаний. Канат должен быть снабжен биркой, на которой
указаны заводские данные.
Безопасность работы крана во
многом зависит от правильной заделки каната. К металлоконструкциям крана,
блокам полиспаста, на барабанах лебедок, на крюках стальные канаты крепят
различными петлями, узлами, муфтами, клиновыми зажимами. Петля на конце каната
выполняется заплеткой свободного конца с применением коуша-кольца с полукруглой
канавкой по наружному диаметру, предотвращающего расплющивание каната при
перегибе и перетирание стальных проволок. Сращивать канаты, предназначенные для
работы на башенном кране, строго запрещено.
Канат соединяет подъемный
механизм с грузом через специальные приспособления - блоки, полиспасты,
барабаны. Блоки служат для подъема и опускания груза, для изменения направления
движения канатов. Это простейшее устройство - обычное колесо, обод которого
имеет желоб для размещения каната. Применение блока не дает особого выигрыша в
силе, так как подвешенный к канату груз для уравновешивания требует приложения
усилий, равных весу груза, к другому концу каната, перекинутому через блок.
Блоки делятся на подвижные и неподвижные. Последние нужны для изменения
направления движения канатов. Что же касается подвижных блоков, то они,
вращаясь вокруг собственной оси, перемещаются одновременно с грузом.
Полиспаст состоит из системы
нескольких подвижных и неподвижных блоков, соединенных канатом. Полиспаст
позволяет получить большой выигрыш в тяговом усилии благодаря уменьшению
скорости подъема груза. Барабан грузоподъемного механизма имеет форму полого
цилиндра, его поверхность для лучшей укладки и меньшего износа каната имеет
винтовые канавки. Существуют специальные правила и схемы запаковки грузовых,
стреловых, тележечных канатов, канатов для выдвижения башни, канатов,
используемых при монтаже и демонтаже кранов. При запаковке канатов стараются,
чтобы канат перегибался только в одном направлении. Пропитанные горячей смолой
пеньковые канаты используют в качестве оттяжек при подъеме длинномерных или
крупногабаритных грузов и в исключительных случаях - для изготовления
грузозахватных приспособлений, предназначенных для небольших грузов.
Производительность труда
машиниста крана во многом зависит от расположения его кабины, ее размеров,
планировочного и конструктивного ее решения. Основное требование к кабине -
обеспечение хорошего обзора в зоне действия крана, а также максимально удобное
для машиниста расположение аппаратуры и оборудования. Кабины могут быть
встроены внутри башни (кран МСК-5-20) или вынесены за башню (выносные кабины),
подвешены к металлоконструкциям за верхнюю часть (кран БКСМ-5-5а), либо оперты
своим основанием на площадку портала или поворотного оголовка (кран БК-180). На
башенных кранах серии КБ установлена выносная унифицированная кабина. Передняя
стенка ее полностью застеклена, три другие, имеющие окна, выполнены из двойной
обшивки (наружной - металлической и внутренней - фанерной) с утеплительной
прокладкой между ними. Лобовое и боковые окна кабины - открывающиеся. Мягкое
кресло может перемещаться вдоль кабины по направляющим, при этом откидное
сиденье поворачивается вокруг вертикальной и горизонтальной осей, может
опускаться и подниматься. Все это позволяет машинисту во время работы выбирать
наиболее удобные позы.
Внутри кабины расположена
аппаратура управления механизмами крана - командоконтроллеры, ограничитель
вылета и грузоподъемности, измерительный пульт анемометра, аварийный
выключатель, щиток освещения, вентиляторы, огнетушитель и сигнальные лампы.
Имеются специальные места для хранения аптечки, одежды, и инструмента, для
электропечки и хранения кранового журнала. Все рабочие движения крана
производят с помощью четырех механизмов: механизма передвижения, механизма
поворота, грузовой лебедки, тележечной (при балочных стрелах) или стреловой
(при подъемных стрелах) лебедки. Основными узлами каждого механизма являются
электропривод, редуктор, муфты, тормоз, открытые зубчатые передачи, а также
исполнительные органы - барабаны, ходовые колеса, ведущие шестерни. Редуктор
нужен для передачи крутящего момента от двигателя к исполнительным органам -
колесам, барабану, шестерням.
Муфты служат для соединения
вращающихся валов; тормоза - для удержания механизмов в заданном положении и
полной их остановки. Механизм передвижения в башенных кранах на рельсовом ходу
обеспечивает перемещение крана по крановым путям. Для равномерного
распределения нагрузки на колеса крана их объединяют в балансирные ходовые
тележки. Кран, опирающийся только на 4 колеса, оборудован одним механизмом
передвижения с приводом на два колеса. Ведущие ходовые тележки крана, имеющего
8 и более колес, оборудованы индивидуальным приводом. На раме ведущей ходовой
тележки размещен двигатель, зубчатый редуктор, передающий вращение на ходовые
колеса. На торцах рамы размещены противоугонные устройства, которые при их
опускании могут прочно закрепить кран на рельсах. Когда кран находится в
нерабочем состоянии, захваты препятствуют угону крана ветром. На одной из
тележек закреплен конечный выключатель ограничителя пути перемещения крана. В
конце кранового пути ставится выключающая линейка, при наезде на которую
срабатывает конечный выключатель, останавливая движение крана.
Механизмы поворота для вращения
поворотной части крана бывают с горизонтальным расположением двигателя (кран
БКСМ-5-5а) и вертикальным (кран МСК-5-20). Лебедку выбирают в зависимости от
параметров башенного крана, и, прежде всего, его грузоподъемности. Лебедки при
всем их разнообразии имеют единую конструктивную схему и состоят из
электродвигателя, редуктора, тормоза и барабана. Лебедки более совершенных
конструкций обеспечивают несколько скоростей подъема и опускания груза, плавную
его посадку. На некоторых башенных кранах большой грузоподъемности
устанавливают две грузовые лебедки: для тяжелых грузов и для легких и средних.
Стреловые лебедки предназначены для изменения угла наклона и вылета крюка и
имеют ту же конструкцию, что и грузовые лебедки. Унифицированные лебедки на
кранах серии КБ используются и как грузовые, и как стреловые. Они отличаются
друг от друга размерами двигателя и барабана, на котором крепится стальной
канат.
Тележечные лебедки служат для
перемещения грузовой тележки по балочной стреле. Все механические части
башенного крана имеют электрический привод. К оборудованию электропривода крана
относятся асинхронные электродвигатели, аппараты управления электродвигателями,
регулирования их скорости, управления грузами, электро- и механической защиты,
различные приборы для переключений и контроля в силовых цепях и цепях
управления. Кроме того, на башенных кранах установлено многочисленное
вспомогательное оборудование: светильники, прожекторы, приборы для
электрообогрева, звуковой сигнализации. Электрический ток подается к
электрооборудованию крана по кабелю и приводам. Управляют электродвигателями
крана (включают, регулируют скорости, останавливают, изменяют направление
движения) с помощью силовых и магнитных контроллеров. Силовые контроллеры
(непосредственного управления) через контактные устройства (контакторы),
имеющие ручной привод, замыкая и размыкая силовые электрические цепи, управляют
работой электродвигателя.
Контактор представляет собой
аппарат с электромагнитным приводом для включения и отключения электрических
цепей под нагрузкой. Магнитные контроллеры (дистанционного управления)
осуществляют контроль за работой электродвигателя на расстоянии с помощью
специальных переключающих цепи управления малогабаритных аппаратов -
командоконтроллеров. Магнитные контроллеры, хотя и имеют более сложную схему по
сравнению с силовыми, обладают рядом значительных преимуществ: обращение с ними
проще и удобнее, не требует физических усилий, их можно устанавливать вне
кабины в любом месте крана, они позволяют автоматизировать управление работой
электродвигателей. С помощью имеющихся на любом башенном кране токовых и
сетевых реле, разного рода сопротивлений, плавких предохранителей и
автоматических выключателей осуществляется зашита электродвигателей, цепей
управления и освещения крана от больших перегрузок, падения напряжения и токов
короткого замыкания.
Линейный контактор позволяет
мгновенно останавливать электродвигатели всех механизмов: только после его
включения можно привести в действие электродвигатели башенного крана. На
башенном кране установлены многочисленные приборы и устройства для обеспечения
его безопасной работы: ограничители конечных положений стрелы, крюковой
подвески, грузовой тележки, поворотной части относительно неповоротной, а также
ограничители грузоподъемности, указатели вылета крюка, анемометры для измерения
ветровых нагрузок, рельсовые захваты, световые указатели крайних положений
рабочих органов крана. Эффективность работы башенного крана во многом зависит
также и от состояния крановых путей.
.3 Основные разновидности
кранов
По типу ходового устройства
различают башенные краны на рельсовом, автомобильном и гусеничном ходу,
пневмоколесные и шагающие. Особенно распространены на стройках самоходные
башенные краны на рельсовом ходу. По типам стрел различают башенные краны с
подъемной и балочной стрелами. У башенного крана с подъемной стрелой груз
подвешивают к концу стрелы, наклоном или подъемом стрелы изменяют вылет крюка.
У башенных кранов с балочной стрелой груз подвешивают к грузовой тележке, вылет
крюка изменяют перемещением тележки по направляющим балкам стрелы крана.
По конструкциям башни различают
башенные краны с поворотными и неповоротными башнями, с башнями постоянной
длины и телескопическими башнями, со складывающимися и подращиваемыми башнями.
Какими бы разными, непохожими друг на друга не, были башенные краны, какие бы
различия не имели их конструкции, ходовые устройства, все они отвечают
определенным техническим характеристикам, называемым; параметрами. К параметрам
крана относят вылет крюка, грузоподъемность, грузовой момент, высоту подъема,
скорость рабочих движений, мощность, конструктивный и общий вес крана. По
параметрам подбирают тип башенного крана, с тем чтобы он полностью устраивал
строителей, максимально отвечал конкретным условиям стройки. Чаще всего выбор
падает на самоходные краны на рельсовом ходу БКСМ с неповоротной башней и КБ и
МСК с поворотной башней.
В результате модернизации в
последние годы на основе существующих кранов созданы новые типы башенных кранов
для многоэтажного строительства, способные поднимать грузы на высоту свыше 100
м. Башня таких кранов имеет дополнительные секции, значительно повышена
надежность их конструкции. Установленные на рельсовом ходу башенные краны
удобны в эксплуатации, безопасны в работе, хотя устройство и перебазировка их с
одной строительной площадки на другую - дело довольно трудоемкое. Башенные
краны на гусеничном, пневмоколесном и автомобильном ходу не нуждаются в
устройстве рельсовых путей, по сравнению с кранами на рельсах обладают гораздо
большей мобильностью. Их можно быстро подготовить к эксплуатации и перебросить
на другой объект.
Ученые и специалисты-инженеры,
конструкторы постоянно ищут способы улучшения конструкции, технических
параметров башенных кранов. Благодаря этому постоянно совершенствуется механика
управления кранами, повышается их грузоподъемность и маневренность, убыстряются
сроки их монтажа и демонтажа, а у кранов на автомобильном и пневмоколесном ходу
повышается проходимость, транспортные скорости. На стройках значительно
увеличилось число кранов для строительства многоэтажных и высотных зданий. В
настоящее время повышению эффективности механизации, комплексной механизации
строительных работ уделяется первостепенное внимание.
Успешно решается такая важная
проблема, как комплексная механизация работ по монтажу строительных
конструкций. Заключается она в том, чтобы полностью механизировать не только
основные процессы, выполняемые башенным краном (разгрузку, складирование
конструкций и материалов, подъем и установку их на место), но и все остальные
процессы по монтажу конструкций: их доставку на стройплощадку, укрупнительную
сборку, проверку геометрических размеров и качества конструкций, навеску и
закрепление подмостей и ограждений, строповку деталей к крюку крана, выверку,
расстроповку детали. Большое значение для будущего строек имеет не только число
башенных кранов, но и улучшение их использования за счет лучшей организации
механизированных работ, применения новых форм и методов управления парком
кранов.
Для снижения затрат труда
машинистов, улучшения использования кранов проводят различные мероприятия,
способствующие повышению эксплуатационной надежности кранов и увеличению
времени их работы до капитального ремонта, сокращению сроков перебазирования,
монтажа-демонтажа, улучшению условий работы машиниста.
2.4 Основные параметры кранов
К основным параметрам кранов
относятся (см. рис): вылет L - расстояние по горизонтали от оси вращения
поворотной части крана до вертикальной оси крюковой подвески; грузоподъемность
Q - наибольшая допустимая для соответствующего вылета масса груза, на подъем
которого рассчитан кран; грузовой момент М - произведение грузоподъемности Q на
соответствующий вылет L (часто используется в качестве главного обобщающего параметра
крана); высота подъема Н и глубина опускания h - соответственно расстояние по
вертикали от уровня стоянки крана (головки рельса для рельсовых кранов, нижней
опоры самоподъемного крана, пути перемещения пневмоколесных и гусеничных
кранов) до центра зева крюка, находящегося в верхнем или нижнем крайнем рабочем
положении; диапазон подъема D - сумма высоты подъема H и глубины опускания h;
колея К - расстояние между продольными осями, проходящими через середину
опорных поверхностей ходового устройства крана, измеряемое по осям рельсов у
рельсовых кранов и по продольным осям пневмоколес или гусениц у автомобильных,
пневмоколесных и гусеничных кранов; база В - расстояние между вертикальными
осями передних и задних колес (у пневмоколесных и автомобильных кранов),
ведущими и ведомыми звездочками гусениц (у гусеничных кранов) или ходовых
тележек, установленных на одном рельсе (у рельсовых кранов); задний габарит l -
наибольший радиус поворотной части (поворотной платформы или противовесной
консоли) со стороны, противоположной стреле; vп - скорость подъема и опускания
груза, равного максимальной грузоподъемности крана (при установке на кране
многоскоростных лебедок указываются все скорости и массы грузов,
соответствующие каждой скорости подъема и опускания); скорость посадки груза vM
- наименьшая скорость плавной посадки груза при его наводке и монтаже; частота
вращения n поворотной части крана при максимальном вылете с грузом на крюке;
скорость передвижения крана vд - рабочая скорость передвижения с грузом по горизонтальному
пути; скорость передвижения грузовой тележки vт с наибольшим рабочим грузом по
балочной стреле; скорость изменения вылета vг стрелы (у кранов с подъемной
стрелой) от наибольшего до наименьшего; установленная мощность Ру (суммарная
мощность одновременно включаемых механизмов крана); наименьший радиус
закругления R оси внутреннего рельса на криволинейном участке подкранового
пути; радиус поворота Rп - наименьший радиус окружности, описываемой внешним
передним колесом автомобильных или пневмоколесных кранов при изменении
направления движения; конструктивная масса тк - масса крана без балласта,
противовеса и съемных устройств в не заправленном состоянии; общая (полная)
масса крана тo в рабочем состоянии; нагрузка на колесо Fк - наибольшая
вертикальная нагрузка на ходовое колесо при работе крана в наиболее
неблагоприятном его положении; допустимая скорость ветра vв на высоте 10 м от
земли для рабочего и нерабочего состояний, при которой кран сохраняет прочность
и устойчивость в процессе эксплуатации.
Башенные краны всех размерных
групп оборудуются приборами безопасности. К ним относятся ограничители крайних
положений всех видов движения, расположенные перед упорами: ограничители
передвижения крана, грузовой и контргрузовой тележек, угла наклона стрелы,
поворота, высоты подъема, выдвижения башни, передвижения специального
подъемника и др. Для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза на
определенных вылетах применяются ограничители грузоподъемности и грузового момента.
Краны также оснащаются тормозами на всех механизмах рабочих движений, нулевой и
концевой электрозащитой, аварийными кнопками и рубильниками, анемометрами с
автоматическим определением опасных порывов ветра и подачей звуковых и световых
сигналов для предупреждения машиниста об опасности, молниеприемниками,
полуавтоматическими рельсовыми захватами на ходовых тележках, указателями
вылета крюка и грузоподъемности на данном вылете при соответствующей высоте
подъема груза и т.д.
.5 Индексация строительных башенных
кранов
В индекс крана входят буквенные
и цифровые обозначения. Буквы перед цифрами обозначают: КБ - кран башенный, КЕМ
- кран башенный модульной системы, КБР - кран башенный для ремонта зданий, КБГ
- кран башенный для гидротехнического строительства. Символы цифровой части
индекса последовательно обозначают: первая цифра - номер размерной группы, в
том числе соответствующий номинальному грузовому моменту, последующие две цифры
- порядковый номер базовой модели. После точки указывается порядковый номер
исполнения крана (0...9), который может отличаться от базовой модели длиной
стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью. В обозначении базовых моделей номер
исполнения "0" обычно не ставится. Буквы (А, Б, В,. .), стоящие в
индексе после цифр, обозначают очередную модернизацию (изменение конструкции
без изменения основных параметров) и климатическое исполнение крана (ХЛ - для
холодного, Т - тропического и ТВ - тропического ого климата; для умеренного
климата соответствующего буквенного обозначения нет).
Например, индекс крана
КБ-405.1А расшифровывается следующим образом кран башенный, четвертой размерной
группы, с поворотной башней, первое исполнение, первая модернизация, для
умеренного климата.
Параметры основных моделей
башенных кранов регламентированы ГОСТ 56-91. Этим ГОСТом предусмотрена
возможность выпуска наряду с изготовим базовых моделей кранов различных их
исполнений, позволяющих сущего расширить область применения кранов. Исполнения
кранов отличаются от базовой модели технической характеристикой (высотой
подъема, длиной максимальной грузоподъемностью, возможностью использования в
различных ветровых районах и т.п.) и могут быть получены на основе базовой
изменением количества секций башни, секций стрелы, оснащением различными
крюковыми подвесками, грузовыми тележками и т.п. Краны серии КБ имеют единую
конструктивную схему, комплектуются ограниченным числом унифицированных узлов и
деталей, что облегчает их серийное производство техническую эксплуатацию и
ремонт.
Характерными конструктивными
особенностями кранов типового ряда являются:
использование электрического
многомоторного привода переменного тока с питанием от электросети напряжением
220/380 В;
максимальное использование
унифицированных узлов и механизмов;
применение устройств для
плавной посадки грузов с малой скоростью, плавного пуска и торможения
механизмов;
схема запасовки канатов,
обеспечивающая горизонтальное перемещение при изменении вылета подъемной
стрелы;
возможность передвижения крана
по криволинейным участкам подкрановых путей;
высокая мобильность.
Все краны серии КБ (кроме
приставных) выполнены передвижными преимущественно на рельсовом ходу.
Передвижные краны выпускают с поворотной и неповоротной башней, нижним и
верхним расположением противовеса, с подъемной и балочной стрелой. К
унифицированным узлам и механизмам кранов относятся грузовые 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 использовать их в районах с сильными ветрами.
В настоящее время в странах СНГ
серийно выпускаются башенные строительные краны серии КБ 3 - 6-й размерных
групп с грузовым 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 группы имеют неповоротную башню и относятся к
немобильным, поскольку с объекта на объект их перевозят укрупненными узлами.
экскаватор каток башенный кран
3. Грунтоуплотняющие машины
При устройстве различных земляных сооружений
часто возникает необходимость уплотнения грунта, что предотвращает осадки и
сдвиговые деформации сооружения. В гидротехнических земляных сооружениях
уплотнение является также эффективным средством снижения фильтрации воды.
В зависимости от прочности связей между
минеральными частицами грунты подразделяют на связные и несвязные. Прочность
связей определяется содержанием влаги в грунте.
При уплотнении нарушаются связи между
минеральными частицами, создается более плотная их компоновка и вытесняется
воздух, благодаря чему грунт приобретает прочность и стабильность, повышается
его несущая способность.
Плотность грунта оценивается степенью его
уплотнения. Наибольшая степень уплотнения при наименьших энергозатратах
достигается при оптимальной влажности, которая также определяется прибором
стандартного уплотнения.Уплотнение грунтов следует производить при влажности,
близкой к оптимальной.
В практике известны три основных метода
уплотнения грунтов: статическая укатка, ударное трамбование и вибрирование. Для
повышения эффективности уплотнения в последние годы созданы уплотняющие машины,
работающие по принципу вибрационной укатки и частоударного трамбования, а также
комбинированного воздействия.
С учетом этого грунтоуплотняющие машины
подразделяются на машины статического, ударного, вибрационного и
комбинированного действия. Они в зависимости от способа их перемещения бывают
прицепные и самоходные, а также в виде навесного оборудования к базовым машинам
По виду рабочего органа
уплотняющие машины подразделяются на: - катки статические и вибрационные с
гладкой, кулачковой и решетчатой металлической обечайкой и катки
пневмоколесные; - трамбующие машины на базе гусеничных тракторов, управляемые
вручную трамбовки с электрическим или бензиновым двигателем, а также трамбовки
на базе гидромолотов к гидравлическим экскаваторам; - самопсредвигаюшисся и
навесные к базовым шасси виброплиты, а также виброплиты, навешиваемые на стреле
экскаватора вместо ковша. Они условно делятся по своей массе на легкие, средние
и тяжелые.
Ученые разработали новую технологию уплотнения:
сквозь грунт, словно через фильтр, они пропустили смесь газов и подожгли их. В
процессе горения, проходившего с "черепашьей" скоростью, почва
прогрелась до 1500 (!) градусов. В таком пекле вся вода и растворимые вещества
выгорели, грунт спекся и превратился в очень плотную твердую
"подошву". Такая "подошва" позволяет обойтись без традиционных
свай и втрое уменьшить расходы: забивка только одной сваи обходится в три
тысячи рублей. Фундамент, созданный по новой технологии, сокращает сроки
возведения здания и помогает избежать появления возможных трещин в домах при
"просадке" грунта. Новая технология уже прошла апробацию в
Казахстане.
.1 Трамбующая машина
Трамбующая машина с падающими плитами ДУ-12А
предназначена для уплотнения тяжелых связных грунтов, отсыпаемых слоями
толщиной 0,8 м и более при сосредоточенных объемах работ (подъезды к мостам и
другим инженерным сооружениям), а также для уплотнения дамб и плотин.
Трамбующая машина представляет собой навесное
оборудование к гусеничному трактору, снащенному ходоуменьшителем. Редуктор
привода плит имеет выходной вал, по концам которого смонтированы кривошипы с
блоками полиспастного механизма, установленные на эксцентриках. Привод
редуктора осуществлен через фрикционную муфту от переднего конца коленчатого
вала двигателя трактора.
Конструкция кривошипно-полиспастного механизма
плит обеспечивает поочередный подъем и сброс обеих плит, выбор слабины каната
перед подъемом, а также свободное падение плит с учетом осадки грунта.
Направляющие трамбующих плит заделаны в траверсе задней подвески при помощи
резиновых амортизаторов и имеют управляемые из кабины трактора удлинители.
Электротрамбовки широко используются для
механизации уплотнения грунта в стесненных местах (в пазухах фундаментов,
вокруг колонн и опор, при устройстве грунтовых подсыпок под полы зданий,
засыпке траншей при прокладке и ремонте подземных коммуникаций и др.)
В качестве привода электротрамбовок применены
встроенные трехфазные синхронные электродвигатели на 220 В. В этих трамбовках
применены ударный механизм пружинного типа и динамические гасители вибрации
корпуса. Электротрамбовка ИЭ-4504 имеет трамбующий башмак, на котором
закреплены два цилиндра, служащие направляющими для рабочих пружин. Пружины
установлены на штоках с предварительным натяжением. Штоки пружин жестко
соединены с ползунами кривошипно-шатунного механизма. На кривошипных валах
установлены неуравновешенные массы, вращающиеся в разные стороны, благодаря
чему создастся результирующая центробежных сил, действующая вдоль вертикальной
оси трамбовки и гасящая колебания корпуса. При вращении электродвигателя
кривошипно-шатунные механизмы через ступенчатые штоки и пружины сообщают
трамбующему башмаку возвратно-поступательное движение, и он в конце каждого
двойного хода ударяет по грунту.
.2 Прицепные вибрационные катки
Прицепные виброкатки А-4, А-8, А-12 с гладкими
кулачковыми и решетчатыми вибровальцами предназначены для уплотнения различных
насыпных грунтов. Катки с гладкими вальцами эффективно применять для уплотнения
несвязных и малосвязных грунтов, а кулачковые рекомендуется использовать при
уплотнении тяжелых связных грунтов.
Решетчатые катки эффективно использовать для
уплотнения комковатых и смерзшихся грунтов. Рабочим органом катков является
вибровалец, внутри которого вмонтирован дсбалансный вибровозбудитель с
круговыми колебаниями. Вибровалец установлен в охватывающей тяговой рам с
дышлом при помощи рези неметаллических амортизаторов.
Возбудитель колебаний вальца приводится в
движение от отдельного двигателя внутреннего сгорания, установленного на раму
катка. Крутящий момент от двигателя к валу вибровозбудителя передается через
управляемую муфту сцепления и клиноременную передачу. Рези неметалл и ческие
амортизаторы служат для защиты двигателя и рамы от действия вибрации. На раме
гладких и кулачковых виброкатков устанавливаются скребки для очистки вальца или
кулачков от налипающего грунта. Включение и выключение муфты двигателя
осуществляется дистанционно из кабины тягача.
Виброкаток ДУ-62 состоит из одноосного
пневмоколесного тягача с силовой установкой и кабиной, с которым шарнирно
сочленен вибровалец с охватывающей рамой. Силовой установкой катка служит
дизельный двигатель с раздаточным редуктором и насосной станцией, включающей
два насоса переменной производительности и насосы для подпитки гидросистемы и
системы управления катком. Один из насосов переменной производительности питает
гидромоторы привода на ход тягача и вибровальца, а другой - гидромотор привода
вибровозбудителя вальца.
Самоходный виброкаток ДУ-62 предназначен для
уплотнения грунтов, а также уплотнения гравийно-щебеночных материалов дорожных
оснований, в том числе обработанных вяжущим.
Применение насосов переменной производительности
позволяет бесступенчато изменять скорости движения катка и производить плавное
его реверсирование. Применение насоса переменной производительности для привода
гидромотора вибровозбудителя обеспечивает изменение параметров вибрации катка.
Высокий уплотняющий эффект катка ДУ-62
обеспечивается за счет тяжелого вибровальца и гидрообъемного привода,
позволяющего менять параметры вибрации и скорости движения катка. Дорожный вибрационный
каток ДУ-57 предназначен для послойного уплотнения несвязных, связных и
крупнообломочных фунтов при возведении насыпей, дамб, плотин и других
сооружений.
Виброкаток ДУ-57 состоит из силового модуля -
одноосного пневмоколесного тягача и шарнирно-сочлененногос ним вибровальца. На
силовом модуле в общей полураме смонтированы двигатель с оборудованием,
топливный и масляный баки, раздаточный редуктор с насосной станцией
гидросистемы катка, мосте двумя пневмоколесами и кабина с сиденьем для
машиниста, в которой сосредоточены контрольные приборы и органы управления
катком. Мост приводится от двух гидромоторов через общий редуктор.
.3 Прицепные и полуприцепные статические катки
Прицепной кулачковый статический каток ДУ-26А
предназначен для послойного уплотнения связных грунтов при возведении насыпей,
плотин, дамб, оснований дорог и других земляных сооружений. Каток ДУ-26А
состоит из металлического вальца с кулачками, рамы со скребками, двух дышел со
сцепными устройствами. Валец с кулачками является рабочим органом катка.
Внутренняя полость вальца заполняется балластом - песком или каменными
материалами. К наружной поверхности обечайки вальца в шахматном порядке
приварены стальные кулачки. Днища вальца имеют люки со съемными крышками, через
которые производят загрузку и выгрузку балласта. На оси вальца в специальных
корпусах вмонтированы подшипники. Рама катка представляет собой сварную
конструкцию, состоящую из двух продольных и двух поперечных балок коробчатого
сечения. К продольным балкам рам приварены планки для крепления подшипниковых
узлов вальца. С внутренней стороны к поперечным балкам приварены скребки,
которые предназначены для очистки вальца от налипающего грунта.
Прицепной каток на пневмоколесах ДУ-39Б
предназначен для послойного уплотнения насыпных грунтов, стабилизированных
грунтов и гравийно-щебеночных материалов при сооружении насыпей, плотин, дамб и
оснований дорог. Полуприцепной пневмоколесный каток ДУ-37В агрегатируется с
пневмоколесным трактором Т-158 и предназначен для послойного уплотнения грунтов
и гравийно-щебеночных материалов, в том числе стабилизированных грунтов,
обработанных неорганическими вяжущими.
.4 Разновидности
грунтоуплотняющих машин и области их рационального применения
Конкретные условия строительства земляного
сооружения (разновидность и способ отсыпки грунта, размеры, тип сооружения и
требования к нему, а также темпы, сроки, время года и погодные условия)
определяют рациональный выбор уплотняющих средств.
Дорожные катки. К числу наиболее
распространенных уплотняющих средств относятся дорожные катки, которые
необходимы в дорожном, аэродромном, гидротехническом, промышленном и
гражданском строительстве, а также при ремонте и реконструкции объектов для
послойного уплотнения связных и несвязных грунтов, щебеночных, грунтоцементных,
битумо-ми неральных нижних и верхних слоев (толщиной 20 см и более) дорожных
оснований и уплотнения уложенных слоем толщиной до 10… 15 см асфальтобетонных
смесей в дорожных покрытиях.
Из большого разнообразия подлежащих уплотнению
катками материалов и специфических условий работ вытекает необходимость
применения катков различного назначения, типов и типоразмеров с различными
видами рабочих органов (с гладкими, кулачковыми и решетчатыми металлическими
вальцами и катков на пневмоколесах).
Изменяющиеся в процессе уплотнения
физико-механические свойства материалов требуют применения катков с различными
удельными давлениями, а также катков статического, вибрационного и
комбинированного воздействия на уплотняемый материал. Особенности строительных
условий требуют применения катков как самоходных, обеспечивающих челночное
движение, так и прицепных - более прочных и дешевых в эксплуатации.
Прицепные статические катки на пневмоколесах и
катки с кулачковой или решетчатой металлической обечайкой относятся к простым и
надежным уплотняющим средствам и работают в сцепе с базовым тягачом.
Уплотняющий эффект при их применении достигается за счет перекатывания
пригруженного балластом рабочего органа (пневмоколес, кулачкового или
решетчатого вальца) по поверхности грунта.
Катки являются многопроходными машинами, т. е.
уплотнение грунта достигается за счет многократных проходов катком по одному
следу, для чего требуются его реверсивные движения или развороты на обратный
ход. Ввиду этого использование прицепных катков целесообразно в том случае,
когда ширина насыпи или уплотняемой ими площадки допускает их развороты в сцепе
с тягачом на обратный ход. В случае применения этих машин на узких насыпях
(шириной по 6…8 м) требуется устройство специальных съездов и заездов осуществления
разворотов катка в сцепе с тягачом.
Пневмоколесные катки эффективны на всех видах
грунтов при соблюдении заданной толщины отсыпки.
При устройстве насыпей из комковатых грунтов или
грунтов со смерзшимися комьями (в зимнее время) для их дробления в процессе
уплотнения следует применять кулачковые и решетчатые катки с последующим
завершением процесса уплотнения тяжелыми пневмоколесными катками.
Кулачковые катки создают большую удельную
нагрузку на грунт и за счет внедрения в его массив кулачков большую, чем
пневмокатки, глубину проработки слоя грунта. Поэтому их рекомендуется
использовать при послойном уплотнении тяжелых связных грунтов.
По сравнению со статической укаткой, виброукатка
при одинаковой массе катка обеспечивает в 2…3 раза большую глубину проработки
несвязного грунта за меньшее число проходов. Поэтому катки вибрационного
действия целесообразно применять при уплотнении несвязных грунтов, отсыпаемых
слоем толщиной до 0,6…0,8 м, когда требуется высокая производительность укатки.
Однако при этом следует иметь в виду, что по сравнению со статическим катком,
виброкаток имеет более сложную конструкцию, стоимость его машино-смены
значительно выше, а ресурс машины меньше.
Самоходные виброкатки оснащаются гладким,
кулачковым, а также решетчатым вибровальцом. Область их применения с тем или
иным видом рабочего органа аналогична области применения катков прицепных с той
лишь разницей, что самоходные катки обладают более высокой маневренностью и
мобильностью.
Для выполнения челночных реверсивных движений
этими машинами не требуются широкие площади, поэтому они широко применяются при
строительстве дорожных насыпей, дамб и плотин.
Трамбующие машины. Уплотнение фунта этими
машинами осуществляется за счет ударного воздействия свободно падающей плиты
или груза.
В управляемых вручную трамбовках удар
производится трамбующим башмаком, приводимым от электрического или бензинового
двигателя посредством кривошипно-шатунного механизма. В трамбовках на базе
гидромолотов, навешиваемых на стреле экскаваторов, ударное воздействие
осуществляется через трамбующую пяту, вмонтированную в гидромолот.
Благодаря ударному воздействию эта группа машин
обеспечивает высокую эффективность уплотнения как на связных, так и на
несвязных грунтах. Трамбующие машины со свободнопадающими плитами следует
применять при сосредоточенных работах на уплотнении тяжелых связных грунтов
(подъезды к мостам, места вблизи упорных стен и других инженерных сооружений, а
также ответственные насыпи и дамбы). Трамбующие машины обеспечивают проработку
тяжелого суглинистого грунта, отсыпаемого слоями толщиной до 0,8… 1,2 м и
более.
.6 Производительность катков
Пэ=L(B-b)h0zKb
/ (L/υ+tp)n
где L
- длина участка уплотнения,
B - ширина полосы
уплотнения,
b - ширина
перекрытия полос = 0,15-0,3;
h0 - толщина
уплотняемых слоев в плотном теле;
z - число
уплотняемых слоев;
Kв - коэф. исп-я
маш. по времени = 0,8-0,9;
υ -рабочая скорость
катка;
tр - время на
разворот катка в конце участка = 0,01-0,03;
n - необх. число
проходок по 1му следу.
Все работы по подготовке оснований должны
проводиться с соблюдением норм и правил, предусмотренных действующим СНиП по
технике безопасности, а также в соответствии с правилами безопасной
эксплуатации используемых строительных и буровых машин и механизмов, паровых,
гидравлических и электрических установок. Категорически запрещается допускать
необученных рабочих к работе по уплотнению и закреплению грунтов любыми
способами, а также к буровым и другим специальным работам, требующим знаний и
особой осторожности.
При уплотнении грунта тяжелыми трамбовками
необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности: запрещается
работать на неисправном кране и производить его смазку и ремонт во время работы
крана; не допускается менять вылет стрелы с поднятой трамбовкой и передвигать
кран на новую стоянку с трамбовкой, поднятой на высому более 0,5 м. Во время
трамбования не допускается нахождение людей у работающего крана на расстоянии,
меньшим длины вылета стрелы. При маневре крана следует подавать предупреждающий
сигнал и передвижение осуществлять только при отсутствии людей в зоне действия
крана.
Если глубинное уплотнение производят в
непосредственной близости от существующего здания, безопасное расстояние для
производства работ назначается в зависимости от местных условий и применяемой
технологии.
Взрывные работы производятся специализированными
организациями при строгом соблюдении техники безопасности и действующих Единых
правил безопасности при взрывных работах. Технологическая карта по взрывным
работам должна содержать: противосейсмические защитные мероприятия, указания по
технике безопасности и производству взрывных работ, ликвидации возможных
отказов зарядов ВВ.
В застроенных массивах глубинные заряды не
должны превышать 10 кг, а расстояния до существующих зданий должны быть не
менее 50-70 м. Сейсмобезопасное расстояние определяют по формуле
Для безотказного взрывания следует применять для
каждой скважины два электродетонатора с параллельным подключением или две нитки
детонирующего шнура при огневом способе взрывания. В грозу взрывные работы не
производятся.
.7 Требования безопасности
При производстве работ необходимо
соблюдать требования СНиП III-4-80 <http://www.complexdoc.ru/ntd/389034>
«Техника безопасности в строительстве», СНиП 3.02.01-87 <http://www.complexdoc.ru/ntd/388816>
«Земляные сооружения, основания и фундаменты» и ВСН 52-96
<http://www.complexdoc.ru/ntd/483804> «Инструкция по производству
земляных работ в дорожном строительстве и при устройстве подземных инженерных
сетей».
К работам по уплотнению грунтов
допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование,
специальное обучение, вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте по
технике безопасности.
Все применяемые машины,
приспособления должны иметь паспорта и инвентарные номера, по которым они
записываются в специальные журналы учета и периодических осмотров. К управлению
строительными машинами и к работе с приспособлениями допускаются специально
обученные рабочие и обслуживающий персонал.
Места работ на улицах, проездах, во
дворах, а также в местах, где происходит движение людей или транспорта, должны
быть ограждены защитными ограждениями. На ограждении необходимо устанавливать
предупредительные надписи и знаки, а в ночное время место производства работ
должно быть освещено.
Лица, допускаемые к управлению
ручными электрическими машинами, должны иметь II квалификационную группу по
технике безопасности.
При производстве работ пользоваться
только исправным оборудованием и приспособлениями.
Производство земляных работ в зоне
действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным
руководством прораба или мастера, а в охранной зоне кабелей, находящихся под
напряжением, или действующего газопровода, кроме того, под наблюдением
работников электро- или газового хозяйства.
При разгрузке грунта располагать
автомобиль-самосвал не ближе чем на расстоянии 1 м от бровки траншеи.
Не допускать присутствия людей, а
также производства других работ в зоне действия землеройных машин.
Односторонняя засыпка пазух у
свежевыложенных подпорных сетей и фундаментов допускается после осуществления
мероприятий, обеспечивающих устойчивость конструкции при принятых условиях,
способах и порядке засыпки.
Систематически контролировать
состояние откосов траншей, а при появлении трещин принимать меры против
обрушения грунта.
Систематически проверять качество
уплотнения грунтов. Вблизи конструкций все работы выполнять только в светлое
время суток.
Спуск рабочих в котлован (траншею) и
их подъем должен осуществляться по лестницам, установленным на границе опасной
зоны для прохода людей при работе машин.
Заключение
Строительное и дорожное машиностроение является
основной отраслью народного хозяйства, обеспечивающей промышленное,
гражданское, дорожное, мелиоративное строительство, промышленность строительных
материалов машинами и оборудованием. Создание современных мощных
высокопроизводительных машин, многоцелевых мини-машин, строительных
манипуляторов и роботов, в наибольшей степени технологически и экономически
соответствующих конкретным условиям производства работ, должно производиться
высококвалифицированными специалистами в области строительных машин и
оборудования, выпускаемыми вузами страны. Для них курс «Строительные машины и
оборудование» является итоговым, основывающимся на таких общенаучных и
общеинженерных дисциплинах, как высшая математика, теоретическая механика,
сопротивление материалов, теория механизмов и машин, детали машин,
автоматизация производственных процессов и т. д. Опираясь на перечисленные
дисциплины, студенты в результате изучения данного курса должны приобрести
знания по классификации строительных машин, их принципиальным схемам и
конструкциям, расчету основных технологических параметров, теории рабочего
процесса, прочностного расчета деталей строительных машин, овладевают навыками
выбора типа машин для конкретных условий производства, самостоятельной
компоновки оборудования при проектировании установок и конструирования узлов
при модернизации существующей или разработке новой машины.
Список используемой литературы
· Бауман
В. А., Клушанцев Б. В., Мартынов В. Д. Механическое оборудование предприятий
строительных материалов, изделий и конструкций. М., 1981. Добронравов С. С.,
Сергеев В. П. Строительные машины, М., 1981. Добронравов С. С., Дронов В. Г.
Машины для городского строительства. М„ 1985.
· Домбровский
Н. Г., Гальперин М. И. Строительные машины. М., 1985. Константопуло Г. С.
Механическое оборудование заводов железобетонных изделий. М., 1982.
· Суворов
А. В., Левинзон А. Л. Машины для свайных работ/ Под ред. С. П. Епифанова и др.
Справочное пособие. М., 1982.
· Севрюгин
В. И. и др. Ручные машины/ Под ред. С. П. Епифанова и др. М., 1982.
· Гоберман
А. Л., Степанян К. В., Яркин А. А. и др. Теория, конструкции и расчет
строительных и дорожных машин. М„ 1979.
· Быховский
И. И., Гольдштейн Б. Г. Основы конструирования вибробезопасных ручных машин.
М., 1982. •
· Степанов
А. П., Косарев А. И. Устройство и монтаж дробильно обогатительного
оборудования. М., 1982.