Vi машины и оборудование для строительства усовершенствованных дорожных покрытий облегченного типа


§ 42. МАШИНЫ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ



Скачать 458.3 Kb.
страница2/2
Дата31.07.2016
Размер458.3 Kb.
ТипГлава
1   2
§ 42. МАШИНЫ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Строительство покрытий связано с большими объемами работ по распределению строительных материалов. Для механизации распреде­ления дорожно-строительных материалов при строительстве современных дорожных покрытий применяются специальные машины. К ним относятся распределители песка, цемента, щебня и гравия и распределители высевок. При отсутствии специальных машин распределение каменных материалов производится автогрейдерами и иногда бульдозерами. Однако при этом имеет место низкое качество работ и, кроме того, значительно повышается их трудоемкость.

Распределители являются составной частью комплекта машин, пред­назначенных для строительства дорожного полотна. Качество дорожного покрытия в значительной мере зависит от качества распределения мате­риалов. Особое значение имеет распределение материала слоем заданной толщины.

К машинам для распределения предъявляются следующие основные требования:

1) материал должен распределяться равномерным слоем по всей ширине полосы;

2) производительность распределителя должна соответствовать общей производительности комплекта машин по строительству дорожного покрытия;

3) емкость приемных устройств должна соответствовать грузоподъем­ности транспортных средств;

4) управление машиной должно быть механизировано и по возмож­ности автоматизировано;

5) распределители должны обеспечивать создание требуемого про­филя дорожного покрытия и его продольного уклона;

6) при укладке слоя должен быть обеспечен необходимый припуск по толщине слоя с учетом его окончательного уплотнения специальными средствами.

Для укладки щебеночных и гравийных материалов могут быть использованы асфальтоукладчики и распределители цементнобетонной смеси. Однако такое их использование не является рентабельным, поэтому для этих целей применяются специальные машины, предназначенные для равномерного распределения каменных материалов при строительстве щебеночных и гравийных дорожных оснований и покрытий дорог, а также для ремонтных работ. В некоторых случаях одновременно с рас­пределением материала предусматривается его предварительное уплот­нение. Укладчики щебня должны обеспечивать получение слоя необхо­димой толщины и ширины, а также требуемую ровность поверхности укладываемого слоя.

Укладчики могут быть навесными, прицепными и самоходными. Навесные укладчики представляют собой бункер, который подвешивается к кузову самосвала. Прицепные укладчики рассчитываются на совместную работу с автосамосвалами, тракторами и автогрейдерами. По конструк­ции ходовой части прицепные укладчики подразделяются на ползунковые, где в качестве ходового оборудования служат лыжи (полозья), и колесные. Прицепные укладчики снабжаются щелевым, шнековым или тарельчатым распределительным органом.

Навесные и прицепные укладчики используются на работах сравни­тельно небольшого объема. Наличие большого сопротивления перемеще­нию часто приводит к буксованию тягача и порче подстилающего слоя. Большим недостатком этих укладчиков является плохая маневренность и подача к ним каменного материала только с одной стороны.

Самоходные укладчики обычно снабжаются гусеничным ходом. Они являются наиболее эффективными, обеспечивают высокое качество распределения и поэтому применяются при производстве больших объе­мов работ. Их технологическая схема аналогична схеме асфальтоуклад­чиков.

Конструкция самоходного укладчика на гусеничном ходу представ­лена на рис. 191. Щебень или гравий из транспортных средств поступает в приемный бункер 2, откуда самотеком распределяется по полотну дороги. Для регулировки толщины укладываемого слоя устанавливаются регули­рующие заслонки. Некоторые распределители снабжаются разравниваю­щим брусом 5. В качестве уплотняющего органа используется трамбую­щая или вибрационная плита /, имеющая механизм привода 4. Рабочие органы по аналогии с асфальтоукладчиками устанавливаются на специаль­ной раме, шарнирно-соединенной с основной рамой укладчика. Привод укладчика осуществляется от двигателя внутреннего сгорания 3.

Нашей промышленностью выпускается самоходный щебнеукладчик на русеничном ходу, который обеспечивает укладку и предварительное уплотнение слоя материала толщиной 20—250 мм при ширине полосы в 3,1 и 3,6 м. Он выполняется в двух конструктивных вариантах. В первом исполнении (рис. 191) укладчик загружается со стороны уложенного и уплотненного слоя и используется при строительстве щебеночных или гравийных оснований дорог на песчаном подстилающем слое. Во втором исполнении машины загрузка бункера производится со стороны подготов­ленного основания. Такая конструкция применяется при строительстве щебеночных и гравийных дорог на твердом основании. В этом случае распределитель может использоваться для распределения и уплотнения черного щебня и черных смесей.

Укладчик оборудован разравнивающим брусом плужного типа с боковыми ограничителями, которые служат для установки ширины полосы распределения. Предварительное уплотнение материала осуще­ствляется виброплитами. Машина позволяет получать как горизонталь­ный, так и односкатный поперечный профиль.

Для распределения каменной мелочи размером 3—15 мм исполь­зуются специальные распределители. Они выполняются в виде навесного сменного оборудования, рассчитанного на работу с самоходными шасси, тягачами, автопогрузчиками и автосамосвалами. Дозирование распределяемого

материала осуществ­ляется с помощью регули­руемой выходной щели или распределительного валика. Для ликвидации зависания смеси в бункере часто при­меняются специальные уст­ройства — побудители.

Производительность со­временных самоходных рас­пределителей достигает 400т/ч. Некоторые распределители снабжаются грохотами для отсева крупных частиц ма­териала.

Отечественной промыш­ленностью выпускается само­ходный распределитель на пневмоколесном ходу (рис. 192). Подача материала в рас­пределитель производится автосамосвалами. Груженый автосамосвал въезжает на подъемный мостик / и с по­мощью подъемного механизма

поднимается над уровнем дороги. После этого материал разгружаетсяв приемныйбун-кер 3 распределителя, ленточ­ным транспортером перегру­жается в расходный бункер 8 и через дозатор барабанного типа распределяется по по­верхности покрытия дороги.

Рис.191. Общий вид самоходного укладчика щебня и гравия

В зимнее время машина снабжается сменным обору­дованием пескоразбрасыва­теля. При ширине распреде­ления до 3750 мм произво­дительность машины 75 м3/ч.

При устройстве дорожных оснований из укрепленных грунтов возникает необходи­мость в дозировании и рас­пределении цемента. Для этой цели служат специальные распределители (дозаторы), принимающие цемент из тран­спортных средств и распреде­ляющие его в предварительно разрыхленный грунт. Распре­делители цемента выпускают­ся навесными, прицепными и самоходными как на гусенич­ном, так и на колесном ходу.

Р
аспределительное устройство этих машин (рис. 193) состоит из шне-кового или роторного дозатора, представляющего собой вал 4 с рези­новыми лопастями 3, и сошников 5. Приемный бункер 1 оборудован




Рис. 192. Самоходный распределитель каменной мелочи:

1 — подъемный мостик; 2 — рама; 3 — приемный бункер; 4 — задний мост; 5 — кабина; 6 — трансмиссия; 7 — передний мост; 8 — расходный бункер с рабо­чим органом — дозатором


ворошителем 2. Для приема цемента из цементовозов с пневматической разгрузкой распределители оборудуются приемниками, снабженным фильтрами.



Прицепные распределители перемещаются гусеничными или колес­ными тягачами с ходоуменьшителем. Полуприцепные и самоходные рас­пределители имеют рабочую скорость пере­движения не более 500—900 м/ч.

Привод дозатора осуществляется от спе­циального двигателя, двигателя тягача или шасси. Применение гидропривода позволяет регулировать норму распределения незави­симо от скорости перемещения машины.

Отечественной промышленностью выпу­скается распределитель цемента ДС-9 (Д-343) в виде прицепной машины к трактору с ходо­уменьшителем. При ширине распределения 2,45 м производительность машины состав­ляет 400 ма/ч.

Основными показателями распредели­телей являются ширина распределения и нор­ма дозирования.

В
Рис. 193. Принципиальная схема рабочего органа дозатора цемента

среднем норма дозирования у совре­менных машин находится в пределах 1—50 кг на 1 м2 дорожного основания.

Ширина полосы распределения зависит от ширины обработки грунтосмесительных машин, в комплекте с которыми работают распределители, и чаще всего равна длине рабочего органа грунтосмесительной машины.


§ 43. МАШИНЫ ДЛЯ ПОСТРОЙКИ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ ИЗ УКРЕПЛЕННЫХ ГРУНТОВ
Дорожные основания и покрытия часто устраивают методом смещения инертных материалов, таких, как грунты, гравий, щебень с вяжущими материалами органическими и неорганическими. Особенношироко применяют метод обработки грунтов неорганическими вяжущими: цементом, известью, золой. В результате грунты приобретают водостой­кость, морозоустойчивость и достаточную механическую прочность. Органические вяжущие типа битума, дегтей, битумных эмульсий и дру­гие применяют в меньшем объеме. В настоящее время для обработки грунтов используют и комплексные вяжущие, например цемент с битум­ной эмульсией, цемент с растворами различных солей, полимеров и т. п.

Для измельчения грунта, распределения вяжущих материалов и перемешивания их с грунтом применяют специальные машины, в резуль­тате работы которых должна быть получена размельченная и однородная по своему составу смесь.

При постройке оснований и покрытий применяют следующие способы перемешивания.

1. Смешение на дороге, при котором инертные материалы распре­деляют по ширине слоя и перемешивают проходами грунтосмесительных машин. В данном случае применяются многопроходные грунтосмеси-тели — дорожные фрезы, бороны, ножевые смесители, автогрейдеры и однопроходные грунтосмесители.

2. Смешение в полустационарных или стационарных установках.

Меньшую стоимость имеют грунты, укрепленные по способу смеше­ния на дороге, но качество смеси и прежде всего ее однородность выше при смешении материалов в стационарных установках. Поэтому способ смешения на дороге применяют, как правило, при линейных работах в процессе строительства дорог низших категорий. При сосредоточенных работах — на аэродромах, дорогах высоких категорий, городских улицах, площадях ит. п. — предпочтителен способ смешения в установках.

Смешение производят машинами, рабочие органы которых могут быть ножевыми, фрезерными, лопастными и барабанными. Ножевые и фрезерные рабочие органы устанавливают на машинах, работающих по способу смешения на дороге. Лопастные и барабанные рабочие органы имеют машины, работающие в стационарных условиях.

Рабочими органами ножевых машин являются ножи или коготки, установленные в такой последовательности, чтобы при проходе машины обеспечить многократное перемещение материала. Необходимое число проходов для полного рыхления и перемешивания материала обычно составляет 20—30. Подобные машины, несмотря на их низкую произво­дительность, применяют при укреплении щебня, гравия и грунтов с боль­шим количеством включений гравелистых частиц или щебенок.

Рабочие органы дорожных фрез и однопроходных машин отличаются друг от друга количеством роторов. Рабочий орган дорожной фрезы представлен одним ротором, который обеспечивает выполнение работ по размельчению грунта и смешению его с вяжущими материалами. Толщина слоя укрепленного грунта обычно составляет 0,15—0,20 м (последние модели зарубежных фрез позволяют обрабатывать грунт в слое толщиной до 0,75 м).

Рабочий орган однопроходного грунтосмесителя обычно состоит из нескольких роторов (трех-четырех), каждый из которых выполняет в технологическом цикле определенную рабочую операцию.

Один или два первых ротора фрезерного типа предназначены для резания и размельчения грунта, два остальных ротора смешивают грунт с вяжущими.

Ротор дорожной фрезы представляет собой вал, оснащенный лопат­ками, расположенными равномерно по его длине. Режущие кромки лопа­ток описывают цилиндрическую поверхность. Лопатки соседних рядов смещены относительно друг друга и образуют двух-, трех-, четырехзаходные винтовые линии. Для повышения долговечности роторы снабжены предохранительными устройствами фрикционного типа с применением срезывающего штифта и другими устройствами, воспринимающими удар­ные нагрузки при работе в грунтах с включениями крупных щебенок. Обычно применяется защита каждой лопатки или всего ротора.

Роторы могут быть с жесткими, упругими или шарнирными лопат­ками. Режущим элементом роторов могут быть лопатки или ножи, кото­рые заменяют при износе.

Р
Рис. 194. Схема к расчётумощности фрезы


абочие органы дорожных фрез разнообразны по своим конструктив­ным решениям в части привода (боковой или центральный), в исполнении узла лопаток и их формы, в конструкци предохранительных устройств. Кроме того, роторы различают по направлению резания грунта: сверху вниз (рис. 194, а, б) или снизу вверх. Так же обра­батывается грунт и при пере­мешивании с вяжущими мате­риалами.

Движение фрезы является сложным, состоящим из вра­щения лопаток относительно оси ротора с окружной ско­ростью vокр и поступательного движения оси ротора вместе со всей машиной со скоростью vТР. При работе фрезы с принудительным вращением ротора в. сторону поступательного движения при vQKP > vТР величина подачи (м)



(VI.21)

где zс — количество лопаток фрезы; п — частота вращения ротора фрезы, 1/с; vTPp\ — скорость поступательного движения машины, м/с.

Из формулы следует, что чем меньше отношение vrp/n, т. е. vrp/v0KP, тем меньше подача, т. е. меньше толщина стружки грунта. При постоян­ной vTp толщина стружки уменьшается с увеличением частоты вращения •ротора и с установкой большего количества лопаток. Толщина стружки также уменьшается с понижением поступательной скорости. С уменьше­нием толщины стружки улучшается качество дробления грунта, однако одновременно снижается производительность фрезы, поэтому должны быть определены оптимальные соотношения параметров, характеризую­щих работу фрезы.

Производительность (м2/ч) фрезы может быть установлена, например, по формуле



(VI.22)

где b — ширина обрабатываемой полосы, м; vTp — поступательная ско­рость движения фрезы, м/ч; а — коэффициент перекрытия полос, равный 0,1; kB — коэффициент использования во времени, равный 0,80—0,85; п — число проходов по одному следу, обычно равное 4—6.

В последние годы в целях увеличения производительности машины и глубины обработки грунта намечается тенденция роста мощностей.

Необходимая для работы фрезы мощность двигателя может быть рассчитана по методу А. Д. Далина. Мощность затрачивается на реза­ние грунта, отбрасывание его, на перемещение фрезы, на вращение фрезы и преодоление сил трения.

Основная часть мощности (Вт) расходуется на резание грунта

N1 = k0bhvTp, (VI.23)

где b,— ширина разрыхляемой полосы, см; h — глубина рыхления, см; dTP — скорость поступательного движения фрезы, м/с; k0 — сопротив­ление грунта резанию, Н/см2.

Сопротивление грунтов резанию зависит от размеров стружки, ско­рости резания, а также от вида и состояния грунта. При расчетах прини­мают следующее значение этого сопротивления k0 (Н/см2):

Для грунтов I категории..................0,7—0,8

» » II » .....................1,3—1,4

» » III » .....................2,0—2,2

При фрезеровании предварительно разрыхленного грунта эти зна­чения уменьшают на 15—20%.

Мощность (Вт), расходуемая на отбрасывание грунта, может быть определена по формуле



(VI.24)

где kот — коэффициент отбрасывания, принимаемый равным 0,75 для узких лопаток и 1,0—для широких; vрез — скорость резания, см/с; т — масса грунта, отбрасываемого за одну секунду, кг-с/см. Скорость резания (см/с)

. (VI.25)

При фрезах, режущих грунт сверху вниз, принимают знак минус. Масса (кг-с/см) отбрасываемого грунта в одну секунду при скорости 1 см/с может быть найдена как



, (VI.26)

где g — ускорение оилы тяжести, см/с2; б — плотность "грунта, кг/см3.

Мощность (кВт), расходуемая на перемещение фрезы, может быть най­дена по следующей формуле:

(VI.24)

k1 — коэффициент, равный 0,15—0,20; v0KP — окружная скорость, см/с.

На вращение ротора и преодоление сил трения обычно расходуется примерно 8—12% от общей мощности. Суммарная мощность (кВт) может быть найдена как



(VI.28)

где — к. п. д. передач, равный 0,90—0,95.

Дорожные фрезы выпускаются как прицепными, так и навесными к трактору, автогрейдеру, самоходному шасси. Наиболее эффективны фрезы на короткобазовых колесных тракторах, имеющих рабочую ско­рость перемещения 60—100 м/ч.

К конструкциям дорожных фрез предъявляют следующие основные требования.

1. Фреза должна работать в грунтах различного состава, включая гравийно-щебеночные материалы.

2. Мощность двигателя должна обеспечивать нормальную работу фрезы по измельчению тяжелых грунтов на глубину не менее 15—20 см.

3. Рабочий орган должен обеспечивать необходимое измельчение грунта и его смешение с вяжущими материалами до получения однородной смеси, обладать высокой прочностью и износостойкостью режущих эле­ментов, иметь достаточную инерцию для плавной загрузки силовой транс­миссии, иметь предохранительные устройства для защиты лопаток и ротора от поломок при встрече в грунте с препятствиями в виде отдельных круп­ных камней. Предохранительные устройства могут быть фрикционными со срезывающимися штифтами или скользящего типа. Кроме того, уста­навливают лопатки шарнирного типа и т. п. Рабочий орган также должен иметь достаточно простую систему обслуживания в полевых условиях.

4
. Фрезы должны быть оснащены распределительной системой для дозирования воды и вяжущих материалов, а также соответствующими контрольными приборами.


Рис. 195. Схема самоходной грунтосмесительной машины Д-391Б:

1 — рычаги управления; 2 — двигатель; 3 — цистерна; 4 — система управления задними колесами; 5 — задние управляемые колеса-уплотнители; 6 — слой укрепленного грунта; 7 — гидросистема подъема задней части рамы рабочих органов; 8 — кожух с разравнивающей задней стенкой; 9 — двухвальная мешалка; 10 — механизм привода рабочих органов; 11 — фреза; 12 — рыхлитель; 13 - гидросистема подъема передней части рамы рабочих органов; 14 — передние ведущие колеса


К основным недостаткам дорожных фрез относится необходимость в большом количестве проходов по одному месту, что снижает качество получаемой смеси и производительность. Кроме того, при навесном кон­сольном варианте трудно обеспечить требуемую глубину проработки грунта. Дорожные фрезы характеризуются невысокой производитель­ностью, требуют дополнительной планировки слоя укрепленного грунта.

Более перспективными являются однопроходные фрезосмесительные машины, которые за один проход осуществляют рыхление и размельчение грунта, дозировку и распределение вяжущего материала и воды, а также смешение, разравнивание и предварительное уплотнение смеси. Такие машины обычно выпускаются самоходными на пневматическом и на гусе­ничном ходу. Схема четырехроторной машины на пневматическом ходу представлена на рис. 195. Первый ротор с винтовыми лопатками-когот­ками предназначен для грубого рыхления и размельчения грунта, второй ротор с фрезерными лопатками — для дополнительного рыхления грунта и его перебрасывания в зону действия двухвальной мешалки (два послед­них ротора). Рабочий орган самоходной грунтосмесительной машины типа Д-391Б обеспечивает обработку грунта на глубину до 250 мм при ширине полосы 2400 мм. Все роторы имеют боковой привод через редук­торы, имеющие цилиндрические шестерни.

Машина оборудована резервуарами для вяжущих материалов и воды, а также распределительным устройством, подающим вяжущие материалы в зону между вторым и третьим роторами. Подачу

вяжущих можно производить непосредственно из автоцементовозов или автогудронаторов, резервуары которых подключают к распределительной системе грунто-смесителя.

Задняя стенка кожуха, расположенная за последним ротором, регу­лирует по высоте и разравнивает выходящую смесь. Подкатку смеси про­изводят пневмоколеса, установленные в задней части машины.

Мощность двигателя такой самоходной грунтосмесительной машины расходуется на перемещение самой машины, работу роторов и работу насосов. Мощность двигателя, необходимую для перемещения грунто­смесительной машины, определяют обычным путем. Мощности, затрачи­ваемые на работу фрез, находят, например, по методу А. Д. Далина.



Р
ис. 196. Схема полустационарной грунтосмесительной установки Д-709

Мощность (кВт), затрачиваемая на работу лопастной мешалки, может быть определена по формуле И. П. Керова, полученной на основе опыт­ных данных,



NM = 0.035G, (VI.29)

Где G — масса грунта, находящаяся между лопастями роторов мешалки, кг.

У однопроходных грунтосмесительных машин, хотя они и имеют ряд преимуществ по сравнению с многопроходными Срезами, качество смеси не всегда удовлетворяет требованиям. Кроме того, машины работают на мелкозернистых грунтах: песках, супесях, суглинках, не имеющих включений щебенок.

Наиболее однородную смесь грунта (в том числе щебня и гравия) с вяжущими материалами можно получить в полустационарных и ста­ционарных смесительных установках. Как правило, применяют полу­стационарные установки типа Д-709 (рис. 196), монтируемые в карьере, откуда готовую смесь можно развозить автотранспортом на расстояние до 25—30 км. Затем установку демонтируют и перевозят на новый объект.

Установка Д-709 состоит из смесителя 1, транспортеров для подачи грунта и готовой смеси 2, накопительного бункера 3, цистерн-складов вяжущих материалов и воды 4, имеет передвижную электростанцию мощ­ностью 200 кВт, компрессорную установку для пневмотранспортирования сыпучих вяжущих от цистерн к смесителю, два насоса для жидких вяжу­щих и воды, пульт дистанционного управления установкой. Смеситель состоит из двухвальной лопастной мешалки принудительного действия, бункера для грунта и системы дозаторов для вяжущих и воды.

При передислокации установка переводится в транспортное положе­ние и перемещается двумя тягачами МАЗ-504.

Производительность установки составляет 60—80 т/ч при обработке несвязных грунтов (пески, супеси). Суглинки перед подачей в бункер должны быть предварительно размельчены агрегатом типа ДС-70 или дорожной фрезой Д-530.

Стационарные установки, непрерывного действия (С-543, С-780) или бетонные заводы (С-543) применяют при устройстве дорожных оснований на больших площадях — аэродромах, городских дорогах. В этом случае используют как специальные смесительные мешалки, так и мешалки, обычно применяемые для бетонных смесей.


Список литературы

1. Катаев Ф. П., Абросимов Е. Ф., Бромберг А. А. Машины для строитель­ства дорог. М., «Машиностроение», 1971. 623 с.



2. Эвентов И. М., Назаров В. В. Эмульсионные машины и установки, М.—Л., «Маши­ностроение», 1964. 142 с.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница