Файл: Лекция 1 Общие сведения о машинах и машиностроительных материалах. Общие сведения о машинах и машиностроительных материалах.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 366
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Грейдеры, автогрейдеры, грейдер-элеваторы
Грейдеры, автогрейдеры, грейдер-элеваторы
Грейдеры выполняют разнообразные работы, связанные с зарезанием , перемещением, разравниванием грунта и гравийно-щебеночных материалов. Грейдеры предназначены для профилирования земляного полотна; возведения небольших насыпей из боковых резервов; планировки насыпей выемок и откосов; устройства корыт; отрывки и очистки кюветов и канав; общей планировки участков и полей; перемешивания гравия или грунта с такими вяжущими материалами, как жидкие битум и цемент; ремонта и содержания грунтовых и гравийных дорог и т.д. В мелиоративном строительстве грейдеры широко применяются для нарезки оросительных каналов малых сечений.
Прицепные грейдеры работают в сцепе с гусеничными тракторами. Самоходные грейдеры называются автогрейдерами. Основной рабочий орган грейдера – отвал с режущим ножом, с помощью которого вырезается и перемещается грунт. В отличие от бульдозера отвал грейдера расположен между колесами, что обеспечивает большую точность планировки, так как при подъеме или опускании одного из колес перемещение отвала не будет превышать ½ перемещения колеса. Прицепные грейдеры имеют более простое конструктивное оформление, значительно дешевле автогрейдеров, однако уступают им в маневременности и производительности, не могут работать задним ходом. Основное их преимущество – возможность сезонного использования тракторов. В последнее время выпуск прицепных грейдеров резко сокращен.
Автогрейдеры представляют собой самоходную с одномоторным приводом машину, состоящую из следующих главных частей: основной рамы – остова машины, несущего все остальные узлы; тяговой рамы с установленным на ней поворотным кругом; отвала; пневматической ходовой части; силового оборудования; механизмов трансмиссии и управления. Автогрейдеры в зависимости от мощности двигателя и массы разделяются на четыре типа: легкие (7 – 9 т, 63 –75 л.с.), средние (10 – 12 т, 90 – 100 л.с.), тяжелые (13 – 15 т, 160 – 180 л.с.) и особо тяжелые (17 – 23 т, 250 л.с. и более). Масса характеризует эксплуатационные качества автогрейдеров, так как между общей массой и сцепной силой тяжести существует определенная зависимость, а сцепная сила тяжести определяет тяговые возможности автогрейдеров. По ходовому оборудованию автогрейдеры характеризуются так называемой колесной формулой А Х Б Х В, где А – число осей с управляемыми колесами, Б – число осей с ведущими колесами, В – общее число осей. Выбор колесной формулы автогрейдеры в значительной
степени определяет тяговые свойства автогрейдера, его маневренность, планирующую способность и устойчивость. Так, большинство марок легких и средних автогрейдеров имеет ходовое оборудование с колесной формулой 1 Х 2 Х 3. Это означает, что автогрейдер трехосный с двумя задними ведущими и одним передним управляемым мостом, Эта схема обеспечивает хорошую планирующую способность, постоянную сцепную силу тяжести и достаточную устойчивость, поэтому такие автогрейдеры получили наибольшее распространение.
Тяжелые автогрейдеры имеют ходовое оборудование с колесной формулой 1 Х 3 Х 3 и 3 Х 3 Х 3, что обеспечивает высокие тяговые качества, хорошую проходимость и маневренность. Для повышения проходимости некоторые автогрейдеры снабжаются централизованным регулированием давления воздуха в шинах. На слабых или очень рыхлых грунтах давление воздуха в шинах снижается, а при движении по твердому покрытию – повышается.
По системе управления автогрейдеры разделяют на механические, гидравлические и комбинированные (электрогидравлические, пневмоэлектрические и др.).
Производительность автогрейдера выражается в объеме вырезанного и перемещенного грунта в единицу времени, в длине отремонтированной дороги или в площади спланированной поверхности, если автогрейдер используется на планировочных работах. Повысить производительность автогрейдера можно путем сокращения продолжительности рабочего цикла и увеличения объема вырезаемого грунта. Первое связано с повышением скоростей движения, второе – с увеличением площади разрабатываемой стружки. Оба метода ведут к повышению мощности двигателя, сцепной силы тяжести и общей массы машины. Поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к переходу на создание тяжелых и особо тяжелых машин.
Грейдер-элеваторы относятся к машинам непрерывного действия, они послойно разрабатывают грунт и отсыпают его в отвал или транспортные средства. Отделяемый от массива рабочим органом грунт перемещается ленточным транспортером. Разделение функций резания и транспортирования грунта между двумя рабочими органами – ножами и транспортерами – значительно снижает энергоемкость разработки грунта. Именно поэтому грейдер-элеваторы являются наиболее производительными машинами. Грейдер-элеваторы применяют для возведения невысоких насыпей автомобильных и железных дорог, для устройства выемок и каналов Они могут разрабатывать грунты 1 – 3 категорий.
Грейдер-элеваторы классифицируют:
по конструкции рабочего органа: с дисковым сферическим ножом, с прямым и криволинейным ножом (струги);
по расположению транспортирующего рабочего органа: с поперечным и диагональным расположения транспортера;
по способу агригатирования: самоходные, полуприцепные и прицепные;
по типу привода: с механическим, с многомоторным дизель-электрическим или гидравлическим приводом;
по количеству осей: одноосные и двухосные;
по типу управления: с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным.
Прицепной двухосный грейдер-элеватор Д-192 агрегатируется с трактором Т-100М. Рабочим органом служит дисковый сферический нож, который подвешен к плужной балке. Подъемом и опусканием плужной балки можно регулировать глубину резания ножом. Отвальный ленточный транспортер крепится к основной раме цепями и канатами. Механизмом подъема можно регулировать положение верхней и нижней секций транспортера. На основной раме установлен двигатель, который приводит в движение ленточный транспортер и раздаточную коробку управления рабочими органами. Повысить устойчивость машины можно выдвижением в сторону транспортера задней полуоси.
Полуприцепные грейдер-элеваторы имеют только одну раздвижную пневмоколесную ось; рама машины своим передним концом опирается на сцепное устройства трактора.
Повысить производительность грейдер-элеваторов можно правильной организацией работ, исключением холостых проходов, частых поворотов и сокращением простоев машины. Большое значение для повышения производительности имеет установка рабочего органа: она должна обеспечить оптимальные углы резания и захвата, уменьшать потери на пересыпание грунта и полностью использовать установочную мощность тягача.
Лекция 6 . Особенности рабочего процесса. Машины для уплотнения грунтов
Машины для уплотнения грунтов
Машины для уплотнения грунтов
Разработанные землеройными машинами и отсыпанные в насыпи земляных сооружений грунты обладают недостаточной прочностью. Стабилизация грунта в земляном сооружении достигается искусственным уплотнением, величина которого характеризуется плотностью грунтов в виде коэффициента уплотнения. Обычно плотность грунта в земляных сооружениях принимают не ниже (0,9 – 1,0), однако получить такую высокую плотность очень трудно. Это возможно только при правильном выборе параметров применяемых машин и их режима работы.
Существуют следующие методы искусственного уплотнения грунта:
отсыпка грунта естественной влажности в воду с последующим компрессионным отжатием воды;
замочка насыпей или грунта естественного залегания;
уплотнение взрывом;
уплотнение укатыванием;
уплотнение трамбованием;
уплотнение вибрированием;
комбинированный метод уплотнения грунта.
Сущность каждого метода состоит в том, что под воздействием внешних факторов происходит взаимное перемещение частиц грунта, их компактная укладка с удалением из пор грунта воздуха и влаги. Каждый из способов уплотнения грунта имеет свои достоинства и недостатки. Выбор способа зависит от конкретных условий строительства.
Катки получили наибольшее распространение для уплотнения связных и малосвязных грунтов, так как они являются наиболее простыми, но вместе с тем эффективными, производительными и экономичными. Катки классифицируют по следующим основным принципам:
по способу агрегатирования: прицепные, полуприцепные и самоходные;
по принципу действия: статического и статического в сочетании с ударным или вибрационным воздействием;
по типу рабочего органа: с гладкими, кулачковыми, решетчатыми и сегментными вальцами, на пневматических шинах, виброкатки и катки с падающими грузами.
Катками с гладкими металлическими вальцами можно уплотнять грунты на глубину 10 – 15 см. Рабочий орган – металлический валец – вращается на оси, установленной на обхватывающей раме. Рама снабжена дышлом и прицепной серьгой для присоединения к трактору. На раме имеется скребок для очистки рабочей поверхности вальца от налипшего грунта. Внутреннюю полость вальца для увеличения массы катка можно заполнять балластом, загружаемым через люки в торцевых днищах. Один гусеничный трактор может работать в сцепе с тремя и даже пятью катками. Вследствие ограниченной толщины слоя уплотнения грунта катками с гладкими вальцами практически вытеснены более совершенными конструкциями катков.
Кулачковые катки отличаются от гладких тем, что на поверхности вальца укреплены сменные бандажи с кулачками. Бандажи размещают таким образом, чтобы кулачки были расположены в шахматном порядке. Поэтому кулачковые катки эффективны при уплотнении связных комковатых грунтов и не дают никакого эффекта при работе на несвязных грунтах, а также малопригодны для уплотнения сравнительно плотных грунтов.
Для увеличения производительности и наиболее полного использования трактора или тягача рекомендуется применять сцепку катков, размещая их в шахматном порядке.
Катки на пневматических шинах пригодны для уплотнения связных и не связных грунтов. По своему действию на грунты они более эффективны, чем гладкие и кулачковые катки, так как грунт в результате эластичности шин находится в напряженном состоянии более длительное время, чем при работе с жесткими вальцами. Кроме того, напряжения по глубине и на поверхности контакта распределяются более равномерно. Катки уплотняют грунт на значительную глубину (до 0,8 м) и не разрыхляют поверхность. Требуемая плотность грунта достигается при меньшем числе проходов, что повышает их производительность. При уплотнении песчаных грунтов делают 2 – 3 прохода, супесчаных – 3 – 4, суглинистых – 5 – 6 . Достоинством катков на пневматических шинах является также возможность изменения величины контактных напряжений, а следовательно, и глубины их распространения за счет регулирования давления воздуха в шинах. В качестве пневматиков применяют шины высокого давления.
Самоходные пневмоколесные катки имеют большую маневренность и производительность, могут работать челночным способом без поворотов в конце укатываемого участка. Чаще всего их изготовляют двухосными с одной или двумя ведущими осями. Эти катки, так же как и самоходные вибрационные с гладкими вальцами, применяют в основном для уплотнения дорожных оснований и покрытий из грунтов и гравийно-щебеночных материалов, обработанных органическими и неорганическими вяжущими материалами.
Несвязные и малосвязные грунты при возведении насыпей, дорожных оснований и других земляных сооружений уплотняют прицепными вибрационными катками. Эффективность вибрационных катков по глубине и степени уплотнения грунтов превышает показатели катков статического действия в 8 – 10 раз. Это позволяет во многих случаях заменить тяжелые машины статического действия вибромашинами.
При уплотнении грунта вибрированием масса вибратора приводится в состояние колебательных движений. За счет кинетической энергии, создаваемой вибратором, частицы грунта, расположенные в зоне действия вибратора, также приводятся в состояние колебательных движений. Поскольку массы частиц грунта неодинаковые, то возникающие при этом силы инерции имеют разную величину. Если разность между силами инерции отдельных частиц грунта превышает силы трения между ними, то нарушаются связи и частицы взаимно перемещаются, более плотно и компактно заполняют объем и увеличивают тем самым плотность грунта