Механизация и автоматизация в строительстве

Гусеничные краны даже при большой грузоподъемности могут работать без выносных опор и свободно перемещаться по неподготовленной рабочей площадке, преодолевая подъемы и спуски от 10 до 20° (в зависимости от грузоподъемности). Однако при работе на неустойчивых грунтах могут быть применены выносные опоры и в гусеничных кранах. Благодаря большой опорной поверхности гусениц давление крана на грунт колеблется в пределах 0,2—1,2 кгс/см2, вследствие чего они могут перемещаться по слабым грунтам и при бездорожье.

На объектах гидротехнического строительства в РФ наиболее распространены дизель-электрические гусеничные краны грузоподъемностью от 16 до 100 т.

Компоновка этих кранов всех четырех типоразмеров однотипна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Землеройные и землеройно-транспортные машины

 

Бульдозеры

 

Бульдозер — землеройно-транспортная машина, состоящая из базового тягача и навесного оборудования и предназначенная в основном для резания, перемещения грунта и планировки разрабатываемой поверхности.

Рабочее оборудование бульдозера состоит из отвала с ножами, толкающих брусьев (или рамы) и системы управления отвалом.

Новые модели бульдозеров снабжаются, кроме того, еще сменным оборудованием: отвалом-откосником для зачистки и планировки откосов, зубьями для корчевки пней и рыхления тяжелых и мерзлых грунтов и т. п.

По способу установки отвала бульдозеры классифицируют на: 1) неповоротные с постоянным расположением отвала перпендикулярно к продольной оси базовой машины и 2) поворотные или универсальные — их отвал может устанавливаться под углом до 60° в плане (в обе стороны) к продольной оси машины и до 10—12° к вертикали.

При неповоротном отвале в процессе работы, при поступательном движении машины вперед отвал опускается и под воздействием собственного веса и напорного усилия трактора врезается в грунт и срезает стружку толщиной 20—30 см. Отделяемый от массива грунт накапливается впереди отвала, образуя призму волочения. По мере наполнения отвала водитель приподнимает (выглубляет) его и, удерживая на уровне земли, перемещает грунт к месту укладки или и отвал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скреперы

 

Скрепер является прицепной или самоходной землеройно-транспортной машиной, предназначенной для послойной срезки грунта, его транспортирования, выгрузки в насыпи или отвалы и частичного уплотнения. Рабочим органом скрепера является ковш на пневмоколесах, снабженный передней заслонкой, механизмами опускания для врезания в грунт, подъема в транспортное положение и разгрузки.

В комплексно-механизированном процессе при разработке выемок и возведении насыпей скреперы могут работать самостоятельно и вместе с другими машинами.

Главным параметром скреперов условно принимается геометрическая емкость ковша. Различают скреперы: малой емкости с ковшом емкостью до 4 м3, средней емкости — 4—12 м3 и большой емкости — 15—25 м3 и более.

Скреперы получили большое развитие и часто являются ведущими машинами на земляных работах крупных строительств.

Процесс работы скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, его транспортирования, разгрузки, передвижения порожнего скрепера к забою. Дальность возки грунта скрепером зависит от типа и мощности машины, состояния дорог и может колебаться от 0,15 до 5 км. В зависимости от типоразмера скрепера максимальная, толщина срезаемого слоя грунта колеблется от 0,12 до 0,60 м, а толщина отсыпаемого слоя — от 0,15 до 0,7 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грейдеры

 

Грейдером называют землеройно-транспортную машину на пневмоколесном ходу с отвальным рабочим органом, предназначенную для послойной разработки грунтов I и II категорий и планировки земляных поверхностей при строительстве и содержании автомобильных и железных дорог, аэродромов, а также используемую в промышленном, гражданском, гидротехническом и ирригационном строительстве. С помощью грейдеров профилируют и планируют поверхности при возведении насыпей высотой до 0,6 м, отрывают и очищают кюветы и канавы треугольного и трапецеидального профилей, сооружают корыта для дорожных оснований, перемешивают и разравнивают грунт, щебень, гравий и вяжущие материалы, а также разрушают дорожные покрытия при ремонте дорог, расчищают от снега дороги и площади.

В зависимости от массы машины и мощности силовой установки грейдеры разделяют на легкие (массой до 9 т и мощностью до 50 кВт), средние (до 13 т, до 75 кВт), тяжелые (до 19 т, до 150 кВт) и особо тяжелые (более 19 т, более 150 кВт). По конструктивному исполнению ходовых устройств они бывают двухосными и трехосными.

Рабочим органом грейдера является отвал. Он расположен в средней части машины между передними и задними колесами на поворотном круге, установленном на тяговой раме.

В зависимости от размеров обрабатываемого участка, рельефа местности, наличия искусственных сооружений грейдеры движутся по круговым и челночным технологическим схемам. Так, в дорожном строительстве при длине обрабатываемого участка (захватки) 400 … 1500 м грейдеры движутся по круговым технологическим схемам, а при меньших длинах – челночным способом (в одном направлении – вперед, в обратном – задним ходом).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экскаваторы

 

Экскаваторы  отличаются высокими рыхлящими способностями. Транспортирующие способности их невелики и определяются радиусом действия этих машин. Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки времени, она относится к машинам прерывного (цикличного) действия, если производит все операции одновременно,— машиной непрерывного действия. К экскаваторам прерывного действия относятся одноковшовые, а к экскаваторам непрерывного действия — многоковшовые, скребковые и фрезерны.

Прямая лопата - рабочее оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямой лопатой грунт копают в направлений от экскаватора.

Ковш 4 прямой лопаты жестко закреплен на рукояти 5, которая соединена со стрелой 6 седловым подшипником 7. Подшипник 7 дает возможность рукояти не только поворачиваться в вертикальной плоскости относительно стрелы, но и совершать возвратно-поступательные движения вдоль оси рукояти.

Стрела 6 шарнирно укреплена в проушинах рамы поворотной платформы и подвешена на стреловом канате 1. В зависимости от высоты разрабатываемого забоя стрела с помощью стрелоподъемной лебедки, расположенной на поворотной платформе экскаватора, может подниматься или опускаться. При работе стрелу устанавливают под углом от 45 до 60' к горизонтальной плоскости.

Для копания грунта поднимают ковш (поворотом рукояти 5) из положения I в положение III подъемным канатом 2, который огибает головные блоки 3 и закреплен на подъемном барабане главной лебедки, установленной на поворотной платформе. Одновременно для регулирования толщины стружки выдвигают рукоять 5 вперед (осуществляют напор) напорным механизмом, с помощью которого выполняют также обратное движение (возврат рукояти).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обратная лопата - основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Применяется при копании котлованов, траншей, при планировании откосов и отсыпке насыпей. Может применяться для погрузочных работ. При работе обратной лопатой грунт копают в направлении к экскаватору. Гидравлические экскаваторы с обратной лопатой могут разрабатывать грунт и выше уровня своей стоянки, правда с меньшей эффективностью чем прямая лопата.

Разгрузка ковша поворотом рукояти относительно стрелы в направлении от экскаватора (выполняется натяжением подъемного каната при одновременном разматывании тягового каната).

Обратная лопата является наиболее универсальным рабочим оборудованием. Обеспечивает высокую точность позиционирования ковша, как относительно грунта, так и относительно транспортного средства, в которое производится погрузка грунта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Драглайн - (англ. dragline) — одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Длина стрелы достигает 100 м, вместимость ковша — 80 м³. Оборудуется, как правило, шагающим ходом. Применяется на карьерах, в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

Гибкая подвеска ковша и легкая решетчатая стрела драглайна обеспечивает наибольший радиус, наибольшую глубину копания, а также наибольшую высоту выгрузки по сравнению с другими видами рабочего оборудования экскаваторов. Кроме того, драглайны обладают высокой производительностью. Однако гибкая подвеска ковша не обеспечивает достаточной точности копания и выгрузки. Перемещение грунта в транспортные средства драглайнами затруднительно. Поэтому выгрузка грунта или полезных ископаемых производится в отвал — откуда перегружается в транспортные средства другими типами экскаваторов или погрузчиками.

Ковш драглайна подвешивается на цепях к подъемному и тяговому канатам.

С помощью подъемного каната осуществляется вертикальное перемещение (подъем ковша). С помощью тягового каната осуществляется подтягивания ковша к машине. При этом происходит подрезка грунта и наполнение ковша.

При одновременном натяжении тягового и подъемного канатов увеличивается расстояние между соединительным звеном и опрокидным блоком, что вызывает натяжение разгрузочного каната, и соответственно — подъемом передней части ковша. В таком положении ковш, наполненный грунтом поднимают из забоя и переносят (за счет поворота платформы экскаватора) к месту разгрузки.

Для разгрузки ковша тяговый канат ослабляют. При этом ослабляется и разгрузочный канат. В результате ковш опрокидывается и грунт высыпается из него.

Драглайн способен обеспечить высокое усилие копания, при условии, что в начале хода ковш заглубится в грунт. Поэтому при работе на твердых грунтах в зоне заглубления ковша грунт разрыхляют (например, клиновым рыхлителем, входящим в комплект некоторых драглайнов, или взрывными работами).

 

 

В прошлом драглайны имели широкое распространение во всех классах и размерных группах строительных одноковшовых экскаваторов. В настоящее время, ввиду широкого распространения гидравлических экскаваторов, драглайны представлены только в тяжелом классе строительных экскаваторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грейфер - (нем. Greifer, от нем. greifen — xватать) — разновидность грузозахвата для сыпучих грузов, часть оборудования экскаватора или крана для разработки узких глубоких котлованов (колодцев), выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Использование грейферов позволяет полностью исключить ручной труд, благодаря простоте управления и расположению органов управления грейфером непосредственно в кабине.

Выбор грейфера зависит от типа материала для погрузки. При погрузочно-разгрузочных работах с кусковыми и сыпучими материалами применяется многочелюстные грейферы, которые бывают трех видов: открытого, полузакрытого и закрытого типа.

У механических экскаваторов грейфер подвешивается на канатах, у гидравлических закрепляется на рукояти вместо ковша и имеет гидравлический привод челюстей. Грейфер может закрепляться и на напорной штанге, представляющей телескопическую стрелу, что обеспечивает его заглубление в котлован на 6 метров и более.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экскаватор – планировщик – представляет собой универсальную гидравлическую полноповоротную машину 4 размерной группы, основным рабочим движением которой является выдвижение-втягивание телескопической стрелы с полноповоротным ковшом при копании, планирование и транспортирование грунта в ковше после экскавации. Эти машины разрабатывают грунты 1-3 категорий и характеризуются малой габаритной высотой, что позволяет эффективно использовать их в стесненных условиях городской застройки, в труднодоступных местах и закрытых помещениях. В частности для разработки грунта под мостами, на участках пересечения подземных коммуникаций, при их ремонте и в аварийных ситуациях, внутри зданий и сооружений; для зачистки дна и вертикальных стенок траншей и котлованов; подсыпки и разравнивания грунта под полы, фундаменты и подпольные канавы; засыпки пазух фундаментов, траншей и котлованов; подача материалов через проемы в стенах под низкое перекрытие и т.п.

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием широко применяют на рассредоточенных объектах малого объема как универсальные землеройные машины. Наиболее эффективно они используются при планировании наклонных поверхностей каналов, насыпей и выемок земляного полотна, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.