Строительные машины и оборудование

И др.

Прямая лопата:

- с гибкой подвеской

- с жесткой подвеской

Предназначены для разработки грунта в забое, расположенном выше уровня стоянки.

Основные элементы конструкции экскаватора с гидравлическим приводом:

1. Ковш

2. Рукоять

3. Стрела

4. Поворотная платформа

5. Ходовое оборудование

6. Гидроцилиндры: поворота ковша, поворота рукояти и подъема стрелы

7. Кабина машиниста

Обратная лопата

Предназначены для рытья траншей и котлованов, расположенных ниже уровня стоянки.

Бывают:

1. С гибкой подвеской

2. С жесткой подвеской

Основные элементы конструкции экскаватора с гидравлическим приводом:

1. Ковш

2. Рукоять

3. Стрела

4. Поворотная платформа

5. Ходовое оборудование

6. Гидроцилиндры: поворота ковша, поворота рукояти и подъема стрелы

7. Кабина машиниста

Отличается от прямой лопаты лишь расположением элементов и их строением.

Драглайн

Предназначены для разработки грунта ниже уровня своей стоянки и применяется для рытья котлованов, водоемов, траншей и разработки выемок под водой.

Данный вид оборудования устанавливается лишь у экскаваторов с гибкой подвеской

Основные элементы конструкции экскаватора с гидравлическим приводом:

1. Ковш

2. Тяговые цепи

3. Подъемные цепи

4. Стрела

5. Поворотная платформа

6. Ходовое оборудование

7. Опрокидной блок

8. Подъемный канат

9. Тяговый канат

10. Опрокидной блок

11. Разгрузочный канат

12. Наводка каната

13. Кабина машиниста

Грейферное оборудование

Применяется:

1. при погрузке и выгрузке сыпучих материалов

2. при очистке траншей и котлованов от обрушившегося грунта и снега

3. для рытья колодцев, узких и глубоких котлованов

4. для рытья траншей под водой

Бывают:

1. С гибкой подвеской

2. С жесткой подвеской

Для данного оборудования основным элементом является двухчелюстной ковш, остальное подобно драглайну (гибкая подвеска) и экскаватору прямой лопате (жесткая).

Гидравлический молот

Применяется для рыхления мерзлого грунта, дробления негабаритов, взламывании дорожных покрытий, уплотнении грунта и др.

Рабочий инструмент: клин, пика или трамбовка.

Планировщик откосов

Применяется для планирования откосов, копании неглубоких траншей

Телескопическая стрела, поворотный ковш относительно продольной оси стрелы

Эксплуатационная сменная производительность одноковшовых экскаваторов, м³/смен:

П_Э=

q- емкость ковша, м³

Tp – длительность периода работы в смену, ч

К_Н – коэффициент наполнения ковша (1 – 1,3)

К_В – коэффициент использования машины по времени

Т_ц – продолжительность рабочего цикла, с

К_р – коэффициент разрыхления (1,15 – 1,4)

Экскаваторы непрерывного действия

По назначению длятся на:

1. Траншейные – предназначены для рытья траншей

2. Каналокопатели – предназначены для копания каналов и водоводов

3. Для планировочных работ

4. Для вскрышных работ

Траншейные экскаваторы

Применяются для:

1. Рытья траншей треугольного и трапецевидного профиля на строительстве линейных подземных коммуникаций открытым способом

2. Рытья траншей под протяжные ленточные фундаменты зданий и сооружений

3. Окутывания котлованов и выемок

4. Для разработки мерзлых грунтов

Представляют собой самоходные земляные машины непрерывного действия с многоковшовым или бесковшовым (скребковым) рабочим органом, которые при своем поступательном перемещении разрабатывают позади себя за один проход траншею определенной глубины, ширины и профиля с одновременной транспортировкой грунта в сторону от траншеи.

Преимущества:

1. Производительность в 2 – 2,5 раза больше, чем у одноковшовых машин, при более высоком качестве работ и меньших энергозатратах.

2. Способны эффективно разрабатывать мерзлые грунты при установке специально предназначенного рабочего органа

Классификация:

По типу рабочего органа:

1. Цепные

2. Роторные

По способу соединения рабочего оборудования с базовым тягачом:

1. С навесным рабочим оборудованием

2. С полуприцепным рабочим оборудованием

По типу ходового устройства:

1. Гусеничные

2. Пневмоколесные

По типу привода:

1. С механическим приводом

2. С гидравлическим приводом

3. С электрическим приводом

4. С комбинированным приводом

Главный параметр Траншейного экскаватора является номинальная глубина копания траншеи

Основные параметры:

1. Ширина траншеи

2. Производительность

3. Скорость движения при копании

4. Удельное давление на грунт

И др

Основные части траншейного экскаватора:

1. Базовый пневмоколесный или гусеничный тягач

2. Рабочее оборудование: рабочий орган для копания траншей и поперечное отвальное устройства для эвакуации грунта

3. Вспомогательное оборудование – предназначено для подъема-опускания рабочего органа и отвального устройства

Индексация траншейных экскаваторов:

Индекс состоит из трех букв и трех цифр:

первые две - ЭТ – экскаватор траншейный

третья – тип рабочего органа (роторный, цепной)

1-я и 2-я цифры – глубина копания

….

….

….

…

С картинки переписать

Конструкция цепного траншейного экскаватора:

1. Гидроцилиндр подъема рабочего органа

2. Рычажная система

3. Выносное устройство (ленточный конвейер)

4. Приводная звездочка

5. Бесконечная цепь

6. Ковши и скребки

7. Наклонная рама

8. Цепи с резцами активного откосообразователя

Конструкция роторного траншейного экскаватора

1. Базовая машина

2. Гидроцилиндры

3. гидроцилиндры

4. Рычажная цепь

5. Цепь

6. Донный щит

7. Транспортер

8. Ролик

9. Рама

10. Зачистное устройство

11. Ковш

12. Ротор

13. Пассивный откосообразователь

Определение эксплуатационной производительности:

1. Цепного траншейного экскаватора с ковшовым рабочим органом, м³/час:

П_Э=

2. Роторного траншейного экскаватора, м³/час:

П_Э=

q- емкость одного ковша, м_­³

Vц – скорость движения цепи

Тк – шаг расстановки ковшей, м

Кн – коэффициент наполнения ковшей

Кв – коэффициент использования по времени

Кр – коэффициент разрыхления грунта в ковше

Кв – коэффициент использования машины по времени

m– количество ковшей на роторе

n – частота вращения ротора, об/с

Машины для разработки мерзлых грунтов

Условно подразделяются на две группы:

Машины для предварительной подготовки и последующей окончательной разработки:

1. Машины ударного действия

2. Навесные разрыхлители

3. Землерезные машины

Машины, самостоятельно выполняющие весь комплекс разработки и эвакуации мерзлого грунта из забоя:

1. Землеройно-фрезерные машины

2. Траншейные экскаваторы с приспособленными рабочимиоборудованиями

Машины ударного действия

Воздействуют на разрушаемую среду ударными импульсами свободнопадающих или забиваемых рабочих органов

Недостаток – динамические нагрузки, вредно влияющие на базовую машину и расположенные поблизости сооружения

Землерезные машины

Предназначены для нарезки щелей в мерзлом грунте

Рабочий орган – цепь с резцами

Машины для гидромеханической разработки грунтов

Применяются

1. Для намывания дамб, платин, земляного полотна

2. Для добычи строительных материалов

Достоинства:

1. Стоимость разработки в 2-3раза дешевле, чем механическим способом

Недостатки:

1. Требуется большое кол-во воды и дешевой электроэнергии

2. Не применяются вблизи строительных конструкций

Способы разработки:

1. Гидромониторный – размывание грунта с помощью подаваемой струи воды

2. Земснаряд - всасывание из-под воды землесосным снарядом

Размывание грунта с помощью подаваемой струи воды:

1. Гидромонитор

2. дренажный колодец

3. грунтовый насос

4. пульпопровод

5. обвалование

6. земляное сооружение

Затраты воды на разработку 1 м³:

- глина – 15-20 м³

- песок – 6-9 м³

-суглинок – 7-12 м³

Всасывание из-под воды землесосным снарядом:

1. рабочий орган (фреза)

2. привод

3. стрела

4. грузоподъемное устройство для подъема/опускания рабочего органа

5. всасывающий трубопровод

6. понтон

7. землесосный насос

8. привод насоса

9. сваебойная установка, пульпопровод

10. пульпопровод

11. тяговые лебедки

12. тяговые канаты

Машины для уплотнения грунта

Предназначены для получения проектных размеров земляного сооружения в процессе строительства и обеспечения достаточной устойчивости основания.

Уплотнение грунта – это процесс необратимого деформирования грунта путем внешнего силового воздействия или за счет гравитационных сил, в результате которого грунт уменьшается в объеме, а его плотность повышается.

Виды уплотнения:

1. укатка (статическое уплотнение)

2. трамбование

3. виброуплотнение

4. виброукатка (вибростатическое уплотнение)

5. вибротрамбование

Степень уплотнения грунтов оценивается коэффициентом уплотнения:

Ку=Рупл/Рст

Где Рупл – фактическая или требуемая плотность

Рст – максимальное стандартное значение плотности, определяемое на специальном приборе

Коэффициент уплотнения назначают из пределов от 0,9 – 1,0

Статическое уплотнение или укатка:

Применяется для уплотнения грунтов с напряжением разрушения Смах=0,6-1,0 Мпа

Глубина уплотнения:

H=H₁+H_обр

Где H_обр – релаксация грунта – обратимая деформация

H₁ – необратимая деформация

Максимальное напряжение в грунте (давление) в процессе укатки

Смах=

Е – модуль деформации грунта

R – радиус катка

Р – величина линейного давления

Р=

G – вес катка

B – ширина катка

Применяются гладкие стальные катки, пневматические катки, Ме катки с кулачками, статические катки

Виброуплотнение

Применяются для уплотнения грунтов с напряжением разрушения Смах= 0,03-0,09 Мпа

Грунт уплотняется за счет высокой подвижности при выбрации

Для уплотнения грунта при ограниченной в плане его поверхности применяются виброплиты (вибрационные поверхностные уплотнители)

Глубина уплотнения виброплитами до 0,3 – 1,0 м

Состав виброплиты:

1. дышло

2. привод

3. подрамник

4. пружины

5. плита поддон

6. двухдебалансный вибратор

Вибростатическое уплотнение (комбинированный метод)

Применяется для повышения эффективности работы катков статического действия.

Трамбование и вибротрамбование рассмотреть самостоятельно

Процесс уплотнения

Удельное давление на поверхности контакта рабочего органа не должно быть выше напряжений разрушения грунта

Максимальное уплотнение грунта достигается при напряжении:

С=(0,9-0,88)С_в

Эффект уплотнения зависит от:

1. толщины уплотняемого слоя грунта

2. напряжение в грунте при уплотнении

3. скорости движения рабочего органа

4. характеристики грунта

и др.

Активная зона – зона, в которой имеет место равномерное распределение нагрузок от рабочего органа

Глубина этой зоны называется глубиной активной зоны

В пределах активной зоны реализуется до 80% всей деформации грута. Не зоны 20%

Толщина уплотняемого слоя не должна быть выше глубины активной зоны (h_акт)

При необходимости используют послойное уплотнение

Глубина активной зоны

H_акт=а*В_min*W/W₀*(1-e^(C/(-b*C_B))

А – коэффициент, зависящийот скорости изменения напряжений (укатка 2,0, виброуплотнение 1,1)

B – коэф, зависящий от свойств грунта (для связных – 3,65, для малосвязанных грунтов – 2,3 – 3,0)

W,W₀ – действительная и оптимальная влажность грунта

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ

Виды свай:

-забивные (готовые) железобетонные или металлические

- буронабивные железобетонные сваи

По способу установки различают сваи:

- сваи-стойки

- висячие сваи

Технологический процесс погружения готовых свай:

1. захват и установка сваи в проектное положение

2. погружение сваи в грунт до проектной отметки

3. перемещение сваебойной установки к месту погружения очередной сваи

Отказ сваи:

1. глубина погружения сваи за один удар молота

2. глубина погружения за одну минуту – при вибрационном погружении

Погружение готовых свай осуществляется копрами и копровым оборудованием оснащенным свайными погружателями.

копры предназначены:

1. для перемещения свай с места их раскладки к местам погружения

2. для установки свай в проектное положение

3. для поддержания и направления сваи

4. для крепления погружателя

различают копры:

1. рельсовые (КР)

2. навесные копры (КН) и навесное копровое оборудование (КО)на тракторах, одноковшовых экскаваторах, автомобилях.

Универсальный копер на рельсовом ходу

1. нижняя рама

2. ходовые тележки

3. мачта

4. механизм изменения ориентации мачты

5. поворотная платформа

Копер на базе гусеничного трактора

1. сваепогружатель с наголовником

2. копровая стрела

3. базовый трактор

Копер на базе канатного экскаватора:

1. экскаваторная стрела

2. копровая стрела

3. гидроцилиндр поворота стрелы

4. гидроцилиндры наклона стрелы

5. выдвижная телескопическая пята

Копер мостового типа:

1. кабина

2. копровое оборудование

3. тележка

4. самоходный мост

5. рельсы

Основные параметры копров и копровых установок:

1. грузоподъемность – наибольшая суммарная масса подвешенной сваи, оголовника и сваепогружателя

2. высота мачты

3. вылет мачты

4. углы установки мачты

5. колея

6. общая масса копра с противовесом

7. база

8. рабочие скорости

и прочее

Классификация свайных погружателей:

1. машины ударного жействия

2. машины вибрационного действия

3. сваевдавливающие устройства

Машины ударного действия:

1. механические молоты

2. паровоздушные молоты

3. гидромолоты

4. дизельные молоты

5. вибромолоты

Машины вибрационного действия:

1. вибромолоты

2. вибропогружатели

Механические молоты

Забивание сваи достигается путем непосредственного приложения ударного усилия в пяту сваи

Применяются для погружения стальных труб, бетонных и деревянных свай

Недостатки:

1. низкий КПД

2. большие нагрузки

3. низкая эффективность

Паровоздушние молоты

Приводятся в действие энергией пара или сжатого воздуха

Применяются для забивки вертикальных и наклонных свай, выполнения свайных работ под водой

Устанавливаются на корпе или крепятся к крюку стрелового самоходного крана

Различают паровоздушные молоты:

1. простого (одностороннего) действия – энергия привода используется для подъема ударной части

2. двойного действия – энергия привода сообщает ударной части дополнительное ускорение при рабочем ходе

Недостаток – громоздкое оборудование, зависимость от компрессорных установок и парообразователей

Состоит из:

1. наголовник сваи

2. шток

3. поршень

4. цилиндр

5. боек

Дизельные молоты

Представляют собой прямодействующие двигатели внутреннего сгорания, работающие по типу двухтактного дизеля

Преимущества:

1. энергетическая автономность

2. мобильность

3. простая и надежная конструкция

4. высокая производительность

Недостатки:

1. вибрация грунта

2. тяжелые условия работы из-за запыленности воздуха

3. вредоносные выбросы в окружающую среду

Классификация дизельных молотов:

По типу направляющих для ударной части дизельмолоты делятся:

1. штанговые

2. трубчатые

по массе ударной части различают:

1. легкие (масса ударной части до 600 кг)

2. средние (до 1800 кг)

3. тяжелые (свыше 2500 кг)

Штанговые дизельные молоты

Применяются для забивки в слабые и средней плотности грунты легких железобетонных свай, деревянных свай, стальных труб и шпунта.

Штанговые дизельные молоты:

1. основание поршневого блока

2. поршневой лок

3. форсунка

4. штанга

5. зацеп

6. захватное устройство (кошка)

7. подвижная траверса

8. подъемный канат

9. сбрасывающее устройство

10. подвижный цилиндр (ударная часть)

11. нажимное устройство

12. поршень

13. топливный канал

14. топливный насос

15. наголовник

Недостатки:

1. Непосредственное воздействие запыленного воздуха

2. В жаркую погоду при высокой температуре (выше 30 градусов цельсия) начинает перегреваться

Трубчатые дизельные молоты:

Предназначены для забивки в грунт преимущественно железобетонных свай 1,2 – 10 тонн и могут работать при температуре от -40 до +40 градусов цельсия.

Состав:

1. Шабот

2. Всасывающие выхлопные патрубки

3. Направляющая труба

4. Поршень

5. Пусковое устройство «кошка» с подъемно-сбрасывающим механизмом

6. Канат пускового устройства

7. Приводной рычаг насоса

8. Плунжерный насос

9. Рабочий цилиндр

10. Бак для воды

Конструктивные особенности:

1. Водяная система охлаждения

2. Система принудительной смазки

3. Кольцевая камера сгорания

Преимущества перед штанговыми:

1. Выше нергия удара (до 25%)

2. Дольше срок службы (до 2 раз)

3. Возможность подогрева в зимнее время

4. Возможность работы при высоких температурах окружающего воздуха

5. И др.

Гидравлические молоты

Предназначены для погружения в грунт железобетонных металлических свай и шпунтов

Работают по схеме паровоздушного молота двойного действия с подачей в цилиндр гидравлической жидкости

Энергия удара свайных молотов:

Е=(G+p*A)*H*h

G – вес ударной части, Н

H – величина рабочего хода ударной части, м

Р – давление пара, сжатого воздуха или рабочей жидкости, Па

А – рабочая площадь поршня

h – кпд молота

-паровоздушные – 0,85 – 0,9

-штанговые – 0,35 – 0,4

-трубчатые – 0,6 – 0,65

9гидравлические – 0,55 – 0,65

Составляющая pA – только для молотов двойного действия

Условия эффективного погружения свай сваепогружателями ударного действия:

1. Масса сваи по отношению к массе молота в пределах 0,5-2,5

2. Скорость погружения сваи меньше 6 метров в секунду

3. Частота ударов молота больше 30 ударов в минуту

Вибропогружатели

Сообщают погружаемому элементу колебания вдоль их оси колебания определенной частоты и амплитуды

Применяются для погружения в песчаные и супесчатые водонасыщенные грунты металлического шпунта двутавровых балок, труб, железобетонных свай и оболочек, атак же извлечения их из грунта.

Вибропогружатели:

1. Низкочастотные

2. Высокочастотные

Состоят из:

1. Электродвигатель

2. Дебалансный вал с зубчатыми колесами

3. Дебаланс

4. Оголовник

5. Пружины

Вибромолот:

^{Достоинство}: в пределах своего назначения в 2,5-3 раза выше производительность от свайных молотов

Недостатки:

1. Ограниченная область применения

2. Сравнительно небольшой срок службы электродвигателя

Параметры:

1. Установленная мощность двигателя (главный)

2. Вынуждающая сила

3. Статических момент дебалансов

4. Амплитуда и частота колебаний

Вынуждающая сила:

F=m*e*w²

Где: м – масса дебалансов, кг

e – экстренситет (расстояние от центра массы до оси вращения), м

w – угловая скорость дебалансных валов, 1/c

Амплитуда колебаний:

А=М/m_k

Где М – статический момент дебалансов, М=м*е

M_k- суммарная масса колеблющихся частей

Вибромолоты

Сообщают погружаемым элементам как вибрационные так и ударные импульсы

Применяются для погружения:

1. В плотные грунты металлического шпунта, металлических свай и труб.

2. Железобетонных свай в однородные водонасыщенные однородные грунты.

3. Для извлечения свай

Конструкция, основные элементы:

1. Корпус вибровозбудителя

2. Дибалансный вал

3. Ударная часть (боек)

4. Наковальня

5. Пружинные амортизаторы

6. Наголовник

Сваевдавливающие установки

Принцип действия – погружение сваи за счет передачи на сваю усилия, создаваемого весомустановки.

Достоинство – отсутствие шума,вибрации и вредных выбросов

Недостаток – для погружения сваи требуется значительная масса установки

Применяется для вдавливание железобетонных свай, труб и шпунтов различных типов и сечений

Параметры:

1. Усилие вдавливания, т (основной)

2. Скорость вдавливания, м/мин

Возможности:

1. Работа вблизи существующих конструкций

2. Вдавливание свай вблизи подземных коммуникаций

Устройство набивных свай

Производится путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью с установкой арматурных каркасов:

1. Бурение и погружение обсадной трубы

2. Установка арматурного каркаса

3. Заполнение бетонной смесью

Устройство буроинъекционных свай:

Производится путем нагнетания (инъекции) в скважину мелкозернистой!! Бетонной смеси и установкой арматурного каркаса.

Стадии формирования свай:

1. Бурение

2. Заполнение бетоном и подъем шнека

3. Завершение бетонирования

4. Армирование сваи

Оборудование для производства бетонных работ

Основные виды машин и оборудования для производства бетонных работ

1. Машины для приготовления бетонных и растворных смесей

2. Машины и оборудование для транспортировки бетонных и растворных смесей

3. Машины для укладки и уплотнения бетонных смесей

Свойства и состав бетонной смеси:

1. Требования к бетонной смеси

2. Свойства бетона и бетонной смеси

3. Состав и качество бетонной смеси

Машины для приготовления бетонных и растворимых смесей

Смеси приготавливают путем механического перемещения компонентов в смесительных машинах – бетоносмесителях и растворосмесителях

Качество смеси определяется:

1. Точностью дозировки компонентов

2. Равномерностью распределения компонентов между собой

Технологический процесс приготовления смесей включаетоперации:

1. Загрузка отдозированных компонентов

2. Перемещение компонентов

3. Выгрузка готовой смеси

Классификация смесителей:

По назначению:

1. Бетоносмесители

2. Растворосмесители

По характеру работы (основная):

1. Периодического (циклического) действия

2. Непрерывного действия

По принципу смешивания компонентов (основная):

1. Со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные)

2. С принудительным смешиванием (принудительного действия)

По способу установки:

1. Передвижные

2. Стационарные

Смесители циклического действия

Новая порция компонентов может быть загружена только после разгрузки предыдущего замеса

обычно применяются при частой смене составов бетонных смесей или растворов

главный параметр: объем готового замеса (л), выданный за один цикл работы

преимущество – высокая точность дозировки

недостаток – низкая производительность

Смесители непрерывного действия

Загрузка компонентов, перемешивание и выдача готовой смеси осуществляется непрерывно

Применяется при приготовлении больших объемов бетонной или растворной смеси одной марки

Главный параметр – объем готовой продукции (м³), выдаваемой машиной за 1 час работы

Преимущество- высокая производительность

Недостаток – низкая точность дозировки, непрерывный поток дозированных материалов

Гравитационные смесители

Предназначены для приготовления подвижных смесей

Перемешивание компонентов осуществляется за счет подемаи свободного падения под действием силы тяжести

В конструкцию входит барабан с лопостями, вращающийся относительно горизонтальной или наклонной оси

Бывают циклического и непрерывного действия

Частота вращения барабана обычно не превышает 0,3 – 0,4 оборотов в секунду

Смесители принудительного смешивания

Предназначены для перемешивания как подвижных, так и жестких смесей

Компоненты смеси принудительно перемешиваются в неподвижном барабане или чаше лопастными валами или лопастным ротором.

Бывают циклического и непрерывного действия

Лотковые – имеют горизонтальные смесительные валы

Тарельчатые – имеют вертикальные смесительные ванны

Конструкция гравитационного смесителя

1. Лопасти

2. Барабан

3. Устройство для загрузки и разгрузки и опрокидывания

4. Привод барабана: двигатель, редуктор, механическая передача

Конструкции смесителей циклического действия

Тарельчатый (с принудительным перемешиванием):

1. Корпус

2. Привод ротора

3. Загрузочное устройство

4. Привод затвора

5. затвор

конструкции смесителей непрерывноего действия

гравитационный:

1. ролики

2. загрузочное устройство

3. рзгрузочное устройство

4. лопасти

5. барабан

с принудительным перемешиванием:

1. корпус

2. лопастные валы

3. бункер (накопительный)

(изготавливается двухвальным)

Техническая производительность различных видов смесителей

Тех. Производительность смесительных машин циклического действия:

Пт=Vз*n/1000=Vб*Лгс*n/1000

Vз – объем готовой смеси в одном замесе, л

Vб – вместимость барабана по загрузке составляющих, л

Кгс – коэф. Выхода готовой смеси (для бетонной смеси 0,65-0,7 для растворов 0,75-0,85)

n – число замесов, выдаваемых смесителем в течении часа

n=3600/t_y

техническая производительность смесительных машин непрерывного действия с принудительным смешиванием, м³/ч