Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование

„=1,9243

где F

onp

- опрокидывающая нагрузка, кг; q - грузоподъемность, кг. Производительность одноковшового фронтального погрузчика.

Технология производства погрузочно-разгрузочных работ одноковшовым фронтальным погрузчиком не зависит от его типа, поэтому эксплуатационная

производительность рассчитывается по общей для всех типов погрузчиков формуле

ТТ = V е k k IT

' ковша

зап

-усл

-в / -*щ

где П - производительность машины эксплуатационная, м

/ч; F

KOBIna

-вместимость ковша с «шапкой», м

(для погрузчиков с массой до 30 т ^ковша = ОДЮ2С - 0,1606; свыше 30 т - К

ковша

= 0,0009G + 2,1697); G -масса погрузчика, кг; <?

зап

- коэффициент заполнения ковша (табл. 3.6); k

ycn

- коэффициент условий работы (1 - при ясной погоде и хорошей видимости; 0,85 - при

ненастной погоде и ухудшенной видимости); k

- коэффициент использования времени смены; Т^^^ - продолжительность цикла, по оценкам практиков равная 0,45...0,55 мин.

Таблица 3.6

Физические свойства перегружаемых материалов

Материал

Плотность, кг/м

Угол естест-

венного

откоса, град.

Коэффициент

наполнения

Снег свежевыпавший

200

18-20

1Д

Торф сухой

400

20-45

1,0

Почва сухая

1150

20-45

1,0

Щебень известняковый

1530

35-40

1,0

Песок сухой

1550

20-30

1,0

Асфальт

1600

35-40

1,0

Гравий сухой

1650

30-45

0,85

Глина влажная

1680

25-30

1,1

Сланец

2800

35-40

1,0

Магнитный железняк

3204

30-50

1,0

Продолжительность цикла можно оценить по формуле

'внедр "*" 'зал • ^о

где /

недр - время на внедрение ковша в бурт материала; Ј

зап

- время на запрокидывание ковша; /

о т х

- время на отход погрузчика от бур-

та

; ^выгр ~ время на выгрузку ковша; /

ман

- время на маневрирование; /

подх

- время на подход погрузчика к бурту; /

пер

- время на переключение органов управления в течение цикла;

1,007

(3.16)

(3-17)

(3.18)

' ^выгр "*" ^м' 'подх ~"~ 'пер '

(3.19) (3.20) (3.21) (3.22) (3.23) (3.24) (3.25)

'подх ~~ Аюдх / ^ подх >

4овша ~ расстояние от кромки ковша до задней стенки; С/

внедр

-скорость внедрения ковша в материал; t

3&nZ

, ?

запН

- время заполнения ковша с рычажным соответственно Z-

механизмом и Н-меха- низмом его поворота; й?

ц и л

- внутренний диаметр гидроцилиндра поворота ковша; J

- диаметр штока гидроцилиндра поворота ковша; А

ш т

.зап -

°Д штока гидроцилиндра при запрокидывании ковша из положения внедрения; Р

т е ор

- теоретическая производительность насосов, питающих гидроцилиндры

поворота ковша; г|

о б

- объемный КПД насосов; /

Bb!rpZ

, /

выгр

н - время выгрузки ковша соответственно с рычажными Z-механизмом и Н-механизмом его поворота; Ь

подх

расстояние от места выгрузки к месту загрузки; С/

подх

- скорость погрузчика при движении от места выгрузки к месту загрузки; L

OTX

- расстояние от места загрузки к

месту выгрузки; f7

OTX

- скорость погрузчика при движении от места загрузки к месту выгрузки; /г

ш т

о пр

- ход штока гидроцилиндра при опрокидывании ковша в по -

ложение выгрузки.

Как видно из формул, продолжительность запрокидывания и выг рузки ковша зависит от схемы рычажного механизма его крепления. В Z-механизме

запрокидывание   ковша   производится   при   заполнении   маслом   поршневых   полостей   гидроцилиндров   поворота   ковша,   а   в   Н-механизме   -   штоковых.   При
выгрузке   порядок   заполнения   по лостей   меняется   на   противоположный.  Маневрирование   и   переклю чение   органов   управления   занимают   в   зависимости   от
квалификации машиниста от 2 до 6 с в течение цикла. При оценке скорости выполнения погрузчиком операций рабочего цикла можно принимать,  что внедрение ковша в
бурт материала начинается со скоростью под хода, что соответствует примерно передаче II; запрокидывание ковша   совмещено   с   началом   отхода;   скорости   отхода   и
подхода практически одинаковы (что допустимо на ровной дороге):

ту _ту /л.

внедр

подх /

^внедр 'ковша /^вн едр >

sanZ

~ "

х "~ -^отх / ^

отх ~ "шт )

sbirpZ

'выгрН

(3.26)
(3.27)

Следует также иметь в виду, что пути подхода и отхода могут иметь разную протяженность из-за особенностей местности и способов подачи

автотранспорта под погрузку (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Технические характеристики погрузчиков

Марка

Способ поворота

Грузо-

подъем-

ность, кг

Высота

выгруз-

ки, мм

Мощ-

ность,

кВт

Масса,

кг

ПУМ-500

Бортовой

500

1990

22,0

2400

БАРС (ТО-31)

600

2470

18,0

2500

СММ-750

750

2340

44,0

3250

МКСМ-800

800

2410

34,0

2845

ДЗ-133

Передние колеса

750

2600

57,4

4670

А-208 (Амкодор)

Бортовой

800

2450

40,5

3200

ПК-3.00 (МоАЗ)

1000

2200

41,0

3100

А-322 (Амкодор)

«Излом» рамы

2200

2750

59,5

9000

то-зо-з

То же

2200

2700

56,6

7500

ЭТМ-213

Все колеса

2500

4000

57,4

8400

ТО-18Д

«Излом» рамы

2700

2800

77,2

12000

ТО-25 (Амкодор)

То же

3000

2830

122,0 10150

ПК-271

3000

2830

77,2

8900

ТО-18Б (Амкодор)

3300

2800

95,5

11230

ЗТМ-216

3500

2700

77,0

9500

ТО-28 (Амкодор)

4000

3170

95,5

13000

П-4.01.01 (гусеничный)

4000

3060

132,0 17900

ТО-40

7200

3500

198,0 28200

МоАЗ-4048 (МоАЗ)

7500

3450

257,0 29500

ТО-27-2А (Амкодор)

8000

3400

246,0 29000

БелАЗ-7821 (БелАЗ)

10000

3800

312,5 47700

Автопогрузчики. Автопогрузчики (рис. 3.22) предназначены для перегрузки штучных грузов на открытых и закрытых складах, стройках,

промышленных   и   торговых   предприятиях,   грузовых   железнодорожных   станциях   и   портах.   Название   утвердилось   за   этим   типом   машин   со
времен,   когда   их   рабочее   оборудование   монтиро вали   на   укороченном   и   усиленном   шасси   грузового   автомобиля.   Сегодня   главной
отличительной  особенностью  автопогрузчиков   является грузоподъемная мачта (или рама),  на которой  монтиру ются грузозахватные органы.
Мачта   шарнирно   крепится   к   раме   автопогрузчика (рис. 3.23) нижними концами стоек и удерживается в  вертикальном   или   наклонном   положении
гидроцилиндром или винтовым механизмом. Мачта состоит из нескольких телескопи-

Свайные молоты

Механические

Паро-

воздушные

Вибро-

погружатели

Дизель-

молоты

ро

ст

ог

де

йс

тв

ия

во

йн

ог

де

йс

тв

ия

ро

ст

од

ре

сс

ор

ен

ны

иб

ро

ол

от

та

нг

ов

ру

бч

ат

Рис. 4.1. Классификация свайных молотов по принципу
действия

Рис. 4.2. Схема паровоз-

душного молота прямого

действия: 1 - наголовник

сваи; 2 - направляющий

стакан; 3 ~ корпус молота; ^-

поршень; 5 - выпускной

клапан; 6 — шток поршня; 7-

крепление штока к несущей

конструкции; 8 - впускной

клапан; 9 -свая

м^хии-лсм. пижняя часть поршня усилена

ударником, передающим энергию удара на наголовник сваи. Низкий КПД паровоздушных молотов и необходимость громоздкого
парогенераторного или компрессорного оборудования привели в настоящее время к отказу от их использования в транспортном строительстве.
Однако экологическая чистота пара и сжатого воздуха, с одной стороны, и постоянно растущая стоимость в сочетании с токсичностью выхлопа
дизельного топлива, с другой стороны, могут в недалеком будущем сделать их использование конкурентоспособным. Дизельные молоты надежны,
просты в эксплуатации и не требуют дополнительного энергосилового оборудования, что делает их сегодня наиболее популярными в
строительстве. В штанговых дизель-молотах (рис. 4.4) подвижный цилиндр скользит по двум направляющим цилиндрическим штангам,
соединенным с поршневым блоком. Свободные концы штанг соединены траверсой, оборудованной захватным устройством, за которое может
цепляться подвижный цилиндр. Монолитный поршневой блок устанавливается на наголовнике сваи с помощью специальной шарнирной опоры,
ком-82

механизм, приводимый лебедкой, поднимает
ударник на 4... 5 м, откуда он под действием
собственного веса падает на головку сваи. В
современном транспортном строительстве
механические молоты не используются из-за
низкого КПД, малой частоты ударов и не -
эффективности при забивке свай под углом.
Паровоздушный молот прямого действия
(рис. 4.2) использует для забивки свай энергию
удара свободно падающего корпуса молота,
представляющего собой цилиндрический ста-
кан, дно которого используется как ударник, а
стенки образуют паровоздушную камеру.
Шток поршня, входящего в камеру сверху, кре-
пится к несущей металлоконструкции. Сжатый
пар или воздух подаются в штоковую полость и
поднимают корпус до упора, после чего по-
лость соединяется с атмосферой, давление в
ней падает и корпус, свободно падая, ударяет
дном по свае. Энергия и частота ударов в этих
машинах определяются ходом и массой кор-
пуса и регулироваться не могут, а при забивке
наклонных свай они мало эффективны.

Паровоздушный молот двойного действия

(рис.   4.3)   лишен   этих   недостатков.   Холостой  и
рабочий   ходы   поршня   совершаются   под
действием  сжатого   пара   или  воздуха,  подача
которого   регулируется   специальным   распре-
делителем. Нижняя часть поршня усилена

ИМ ЧНРПГтатг» тгттг,»»"----------

пенсирующей возможную несоосность молота и сваи.
Для   улучшения   теплообмена  поршень   имеет
внутреннюю полость. Топливная форсунка и система
подачи   топлива   монтируются   на   поршневом   блоке.
При  падении   цилиндра   поршень   входит   в   его   от-
верстие   и   сжимает   воздух,   оказавшийся  внутри
цилиндра.   После   впрыскивания   и  воспламенения
топлива   в   цилиндре   происходит   взрыв   горючей
смеси,   отбрасывающий   цилиндр   вверх   и
одновременно   забивающий   сваю.   В   верхнем
положении   цилиндр   захватывается   крюком   и
удерживается до следующего удара. Возможна и ра-
бота в непрерывном режиме.

В трубчатом дизельном молоте (рис. 4.5) тоже используется принцип двигателя внутреннего сгорания, но конструктивно он реализован иначе.

Неподвижный цилиндр, установленный на штанге копра, крепится к наголовнику сваи через шабот. Наголовник и шабот соприкасаются

сферическими поверхностями, компенсирующими возможное отклонение оси
молота от направления  удара. Шабот - металлическая пробка, закрывающая
отверстие цилиндра со стороны сваи и способная перемещаться относительно
цилиндра   в   осевом   направлении   при   ударах   поршня.   Его   выпадение   из
цилиндра   предупреждается   фиксирующим   устройством.   Цилиндрический
зазор   между   шаботом   и   цилиндром  уплотнен   компрессионными  кольцами.
Плоский нижний торец шабота опирается на наголовник сваи, а его верхний
торец, находящийся внутри цилиндра, имеет сферическое углубление.

Поршень, являющийся ударной частью молота и свободно перемещающийся вдоль цилиндра, внизу оканчивается выпуклой полусферой,

эквидистантной углублению в шаботе. При движении вниз поршень включает насос подачи топлива, которое, попав в Цилиндр, собирается в
углублении шабота. Сферическая головка поршня, ударяясь о поверхность шабота, разбрызгивает топливо в сжатом и раскаленном воздухе, в
результате чего происходит образование и воспламенение топливовоздушной смеси. Сила взрыва толкает поршень вверх, а шабот - вниз, что
сопровождается забивкой сваи. По сравнению со штанговыми трубчатые молоты обладают в несколько раз большей энергией удара, так как
работают при меньшей (в два раза) степени сжатия и большей (на 30...40%) высоте подъема ударной части.

Рис. 4.3. Схема

паровоздушного молота

двойного

действия:

1 - свая; 2 - наголовник

сваи; 3 - цилиндр; 4 -

крышка цилиндра; 5 -

воздушный

клапан

верхней полости; б - пор-

Вибропогружатели (рис. 4.6) используют для погружения свай, шпунта и оболочек в легкие, преимущественно песчаные и суглинистые

грунты в водонасыщенном состоянии. Высокочастотные колебания, генерируемые вибраторами и направленные вдоль оси сваи,

передаются через нее на грунт и снижают силы трения и сцепления между частицами грунта и поверхностью сваи. Погружающая

способность сваи пропорциональна частоте колебаний и величине вертикальной статической нагрузке, поэтому она погружается в грунт

под действием собственной массы или дополнительного груза.

Простые вибропогружатели с жестким соединением узлов отличаются несложной конструкцией. Электродвигатель установлен на

корпусе вибратора направленного действия с парным числом дебалансных валов, вращающихся с одинаковой частотой в разных

направлениях. Вибратор крепится к наголовнику, надеваемому на сваю, и приводится в действие от электродвигателя ременной,

цепной или зубчатой трансмиссией. У простых вибраторов амплитуда, частота колебаний и масса не регулируются, что затрудняет

подбор вибратора

под массу сваи и свойства грунта. Кроме того, для таких вибропогружателей пригодны только электродвигатели в виброустойчивом исполнении.

У вибропогружателей с дополнительным подрессоренным грузом электродвигатель крепится к массивной сменной плите, играющей роль дополнительной

пригрузки. Корпус вибратора установлен на наголовнике сваи и соединен с плитой через пружинные амортизаторы. Благодаря массивной плите и пружинным

амортизаторам колебания, передаваемые на электродвигатель, значительно меньше, а масса плиты способствует погружению сваи. Устанавливая сменные

плиты различной массы, можно подбирать параметры колебательного процесса под массу сваи и характеристику грунта. Этой же цели служит конструкция

эксцентриков, допускающая изменения вынуждающей силы и амплитуды колебаний. Межосевое расстояние между валами электродвигателя и вибратора в таких

вибропогружателях непостоянно, что учитывается при выборе трансмиссии и проектировании ее параметров. Различают низкочастотные и высокочастотные

вибропогружатели, диапазон рабочих частот которых лежит в пределах 5... 12 и 30... 43 Гц соответственно.

Рис. 4.4. Штанговый

дизель-молот:

1 -

свая;

2 —

проушина;

3 -

удерживающий крюк;

4 -траверса; 5 -

штанга; 6 -ударный

цилиндр; 7 - топ-

ливная форсунка; 8 -

поршневой блок; 9 -

верхняя

пята

сферической опоры;

Рис. 4.5. Трубчатый дизель-молот: I - наголовник сваи; 2 - шабот; 3 -

топливопровод; 4 - топливный насос; 5 - рычаг включения топливного

насоса; 6 -кольцевой топливный бак; 7 - поршень; 8 - проушина для

крепления поршня к канату лебедки; 9 - сферическая головка бойка; 10 -

всасывающе-выхлопной патрубок; 11 -цилиндр; 12 - свая

Вибропогружатель с гидроприводом (рис. 4.7) подвешивается к крюку крана или экскаватора и состоит из узлов, аналогичных по назна-

чению электроприводным установкам. Грузовая серьга, подвешенная к рукояти экскаватора или стреле крана, крепится на виброизоли-

рующей траверсе, которая через упругие подушки соединяется с корпусом дебалансного редуктора. В его основании монтируется гид-

равлический захват, с помощью которого вибропогружатель соединяется со сваей и передает на нее колебания и пригрузку.

Вибропогружатели забивают сваю за счет вибрации и ударов. Комбинированное воз действие обеспечивает им эффективность, большую, чем у

«чистых» вибропогружателей или снарядов только ударного действия. Благодаря этому они способны забивать

Рис. 4.6. Комплект оборудования для вибропогружения свай:

1 - трубчатая свая; 2 - гидравлический захват; 3 - мотор вибровозбудителя; 4 - амортизи-

ощая платформа; 5 - виброизоляторы; 6 - патрубок с гидравлическим разъемом; 7

сплошные и оболочковые сваи и

шпунт в более прочные связные и

несвязные грунты. Режим их работы

определяется прочностью грунта,

жесткостью подвески ударной части и

зазором между бойками ударной

части и наголовника. Масса ударной

части вибропогружателя должна со-

ставлять не менее 150% массы

погружаемого элемента.

Кроме перечисленных также применяют методы завинчивания и вдавливания свай, а также формиро-

вания их в обсадных трубах скважин.

Копры. Копром называют металлическую конструкцию, предназначенную для фиксации сваи перед забивкой, монтажа свайного молота

на свае, задания направления забивки и извлечения забитых свай. Копровая

установка (рис. 4.8) состоит из поворотной или неповоротной платформы на

шасси или опорах, на которой расположены противовес, кабина с органами

управления, моторный отсек и мачта (копер). Мачта шарнирно крепится к

платформе опорной секцией, а угол ее наклона фиксируется гидроцилин-

драми. В верхней части мачты смонтированы наголовник и грузовые блоки

для установки сваи и молота, а также их подъема и опускания.

Копровые установки могут классифицироваться по нескольким ризнакам (рис. 4.9). Простые копры монтируются на неповоротной платформе, к

которой жестко крепится мачта. Угол ее наклона на этих установках не регулируется. Полууниверсальные копры, как правило, выпускаются на

поворотной платформе с ненаклоняемой мачтой и на неповоротной платформе с наклоняемой мачтой. Универсальные копры имеют

поворотную платформу, наклоняемую мачту с изменяемым вылетом и самоходное шасси. Специализированные копры могут сочетать признаки

любой из вышеназванных групп и, кроме того, иметь дополнительные возможности,

Рис. 4.8. Самоходная копровая установка:

/ - базовое шасси; 2 - грузовой канат; 3 -

грузовые блоки; 4 - наголовник; 5 -

мачта;

6 -

направляющие для

сваепогружающего агрегата; 7 -

Копровые установки

Ходовое

оборудование

Степень

мобильност! 1

Привод рабочего

оборудования

Рабочее

оборудование

ка

тк

ах

ел

ьс

ок

ол

ес

ны

хо

не

вм

ок

ол

ес

ны

хо

ус

ен

ич

ны

хо

ер

ед

ви

ны

ам

ох

од

ны

ех

ан

ич

ес

ки

ле

кт

ри

че

ск

ий

ид

ра

вл

ич

ес

ки

не

вм

ат

ич

ес

ки

ом

би

ни

ро

ва

нн

ро

ст

ол

уу

ни

ве

рс

ал

ьн

о>

3 @

1
и
>>

пе

ци

ал

из

ир

ов

ан

ны

Рис. 4.9. Классификация копровых установок

так как выпускаются специально для выполнения определенных работ. Копры с ненаклоняемой мачтой используются для забивки вертикальных свай, а копры

с наклоняемыми мачтами - для погружения вертикальных и наклонных свай, шпунтов и оболочек.

Тип ходового оборудования копровых установок определяется требованиями предполагаемой области применения. Катки и рель- соколесный ход более всего

подходят для тяжелого оборудования, редко перебрасываемого с места на место, так как подготовка опорной поверхности в этом случае - трудоемкое и дорогое

мероприятие. Относительно небольшие установки оснащаются, как правило, пневмоколесным ходовым оборудованием (часто используется автомобильное

шасси), благодаря чему могут быть легко переброшены на значительное расстояние, но не могут использоваться на слабых опорных поверхностях.

Наиболее популярны в строительстве гусеничные копровые установки, так как они могут иметь значительную массу, отличаются достаточно высокой степенью

мобильности и менее требовательны к качеству опорной поверхности и ровности рабочей площадки.

Классификация по степени мобильности предусматривает два вида копровых установок: передвижные, так называемые буксируемые, не имеющие

собственного привода ходового оборудования, и самоходные, способные самостоятельно менять место дислока ции. Дальность передвижения собственным

ходом сильно разнится для различного ходового оборудования. Наименее мобильны в этом отношении рельсоколесные машины, способные перемещаться только

в пределах рабочей площадки. Более мобильны гусенич-

ные установки, способные самостоятельно покрывать расстояния в несколько километров. Максимальной подвижностью отличаются, конечно, пневмоколесные

копры, практически не имеющие ограничений по дальности перебросок своим ходом.

Выбор копровой установки с тем или иным типом привода рабочего оборудования диктуется условиями ее эксплуатации, в частности, наличием посторонних

источников энергоснабжения, удаленностью от ремонтных баз и складов запчастей, доступностью квалифицированной консультаций по вопросам

эксплуатации, обслуживания и ремонта и т.п.

Механический привод прост, надежен и ремонтопригоден (в данном случае под ремонтопригодностью понимается возможность ремонта на месте своими

силами). В числе его недостатков - неудобство и большие усилия при манипулировании рычагами управления, высокие трудоемкость и частота

техобслуживания, а также опасность загрязнения среды из-за регулярного применения смазочных материалов.

Электрический привод удобен в управлении (причем он, как правило, автоматизирован), прост, надежен и экологически безопасен. К его недостаткам

относятся опасность поражения током, низкая ремонтопригодность, более высокие, чем при механическом при воде, требования к квалификации персонала.

Гидравлический привод удобен в управлении, надежен, безопасен для персонала и легко автоматизируется. Среди его недостатков - повышенная

экологическая опасность и низкая ремонтопригодность.

Пневматический привод удобен в управлении, легко автоматизируется, прост, надежен, ремонтопригоден, безопасен для персонала и экологически менее

опасен, чем гидравлический. Его основным недостатком является громоздкое и шумное компрессорное оборудование, а также громоздкость исполнительных

механизмов.

Комбинированный привод состоит из элементов, относящихся к различным типам приводов. Наиболее популярны электромеханические,

электрогидравлические и пневмогидравлические приводы. Электромеханические приводы представляют собой комбинацию электродвигателя с механическим

редуктором, смонтированную на приводимом рабочем органе. При этом исключена передача механической энергии на большие расстояния вращающимися

валами, цепями и т.п. Электрогидравлические и пневмогидравлические приводы являются, как правило, гидравлическими приводами, управляющие сигналы

к распределителям которых передаются в одном случае электрическим током, а в другом - сжатым воздухом. Широкое использование в современном

сваебойном оборудовании комбинированных приводов обусловлено тем, что они объединя-от достоинства приводов разных типов и свободны от их недо -

статков.

Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование - часть 6