Установки для пневматического транспортирования материалов

Машины и оборудование для разработки грунтов классифицируют по назначению - землеройные, землеройно-транспортные, бурильные, оборудование гидромеханизации.

Землеройные машины разрабатывают грунт либо позиционно (одноковшовые экскаваторы и роторные экскаваторы поперечного копания), либо в процессе перемещения всей машины (экскаваторы непрерывного действия, кроме указанных выше роторных). Разработанный грунт либо укладывается в отвал рядом с отрытой выемкой или карьером, либо погружается в транспортные средства для его перевозки.

Землеройно-транспортные машины (бульдозеры, скреперы) работают в двух следующих друг за другом режимах - землеройном и транспортном. Сначала машина в процессе своего перемещения разрабатывает грунт, накапливая его перед отвалом (бульдозер) или заполняя им ковш (скрепер), а затем перемещает его волоком по земле - в случае отвала или в ковше, подобно транспортной машине. Отвальные землеройно-транспортные машины (бульдозеры, автогрейдеры), занятые на планировке земляных поверхностей, работают в режиме землеройной машины непрерывного действия - снимаемый слой грунта непрерывно перемещается по отвалу и укладывается рядом с полосой планировки. В таком же режиме работают землеройно-транспортные машины, называемые грейдер – элеваторами: разработанный ими грунт либо погружается специальным транспортирующим органом в транспортные средства, либо укладывается рядом с полосой разработки.

Бурильные машины предназначены для бурения скважин, включая шпуры. Обычно это машины позиционного действия, что определяется позиционностью скважины.

Средства гидромеханизации предназначены для разработки грунтов с использованием скоростного напора струи воды или водяного потока. Они представляются как машинами, так и аппаратами, не имеющими машинного привода.

По характеру рабочего процесса только одноковшовые экскаваторы и скреперы являются машинами цикличного действия. Экскаваторы же непрерывного действия, автогрейдеры, грейдер - элеваторы и оборудование гидромеханизации работают в непрерывном режиме. Бульдозеры могут работать как в цикличном (при послойной разработке грунтов), так и в непрерывном (на планировочных работах) режимах.

Землеройные машины, называемые экскаваторами, могут быть оборудованы одним ковшом (одноковшовые экскаваторы) или несколькими ковшами или заменяющими их рабочими органами - скребками, комбинированными органами для раздельного отделения грунта от массива и выноса его к месту отсыпки, зубьями (без ковшей) и т. п., закрепленными на рабочем колесе (роторе) или на замкнутой рабочей цепи (экскаваторы непрерывного действия). Каждый рабочий орган, как и в случае одноковшового экскаватора, работает в цикличном режиме, но со сдвигом во времени выполнения одноименных операций различными рабочими органами, вследствие чего грунт отсыпается непрерывным потоком.

По сравнению с одноковшовыми экскаваторами экскаваторы непрерывного действия имеют меньшие материалоемкость и энергоемкость, приходящиеся на единицу их технической производительности, что обусловлено более равномерным нагружением этих машин во времени. В то же время экскаваторы непрерывного действия имеют более низкий коэффициент использования во времени из-за более частых отказов многозвенной структуры этих машин. Являясь специальными землеройными машинами, экскаваторы непрерывного действия имеют узкую область применения по сравнению с одноковшовыми экскаваторами.

Классификации более низких уровней будут описаны при рассмотрении конкретных видов машин.

Одноковшовые экскаваторы: общие сведения

Одноковшовыми экскаваторами называют позиционные землеройные машины цикличного действия, оборудованные ковшовым рабочим органом. Рабочий цикл одноковшового экскаватора состоит из последовательно выполняемых операций копания грунта, его перемещения в ковше к месту отсыпки, разгрузки ковша с отсыпкой грунта в отвал или в транспортное средство и возвращения ковша на позицию начала следующего рабочего цикла. В совокупности перечисленные операции еще называют экскавацией. После отработки элемента забоя (части грунтового массива в пределах досягаемости рабочего оборудования или, по условиям эффективного использования технологических возможностей экскаватора, несколько раньше) экскаватор перемещают на новую позицию. Совокупность рабочих циклов на одной позиции экскаватора вместе с его перемещением на новую позицию образует большой цикл.

Рис.108. Экскаваторы с различным рабочим оборудованием:   а - прямая лопата; б ‑ обратная лопата; в ‑ драглайн; г – кран; д – грейфер; е – струг; ж ‑ засыпатель; з ‑ скребок; и ‑ корчеватель; к ‑ копер

Одноковшовые экскаваторы классифицируют: по назначению (строительные - для производства земляных работ, погрузки и разгрузки сыпучих материалов; строительно-карьерные - для тех же работ и, кроме того, для разработки карьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых открытым способом; карьерные - для работы в карьерах; вскрышные - для снятия верхнего слоя грунта или горной породы перед карьерной разработкой; туннельные и шахтные - для работы под землей при строительстве подземных сооружений и разработке полезных ископаемых); по виду рабочего оборудования (рис.108): прямая и обратная лопаты - для разработки грунта соответственно выше и ниже уровня стоянки экскаватора; драглайн - для разработки котлованов, траншей и каналов, погрузки и разгрузки сыпучих материалов, вскрышных работ; грейфер - для отрывки глубоких выемок; планировщик - для планирования горизонтальных поверхностей и откосов; по исполнению рабочего оборудования (канатные - с гибкой подвеской; гидравлические - с жесткой подвеской рабочего оборудования); по виду ходовых устройств (пневмоколесные, в т.ч. с использованием автомобильной или тракторной баз, а также специальных шасси автомобильного типа; гусеничные; шагающие - для мощных драглайнов большой массы); по возможности вращения поворотной части (полноповоротные и неполноповоротные); по числу установленных двигателей (одно- и многомоторные).

Кроме перечисленных выше видов экскавационного оборудования одноковшовые экскаваторы могут иметь и другое сменное оборудование. Экскаваторы, имеющие только один вид рабочего оборудования, называют специальными, а укомплектованные сменными видами рабочего оборудования - универсальными. К последним относится большинство строительных одноковшовых экскаваторов.

53Гусеничное ходовое оборудовани е (рис.33.) применяют для передвижения по бездорожью, а также в машинах, для которых передвижение не является основной операцией как, например, в одноковшовых экскаваторах, где оно используется, в основном, для передачи нагрузок, включая рабочие, на опорное основание и для передвижения экскаватора на новую рабочую позицию в пределах одной и той же рабочей площадки. Для передвижения таких машин на большие расстояния обычно используют тягачи со специальными прицепами-трайлерами. Его широко применяют как для строительных машин малой мощности массой 1...2т, так и для машин самой большой мощности с массой в сотни и тысячи тонн. Оно обеспечивает возможность воспринимать значительные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность. Недостатками гусеничного хода являются

Рис.33. Гусеничное ходовое оборудование строительных машин

значительная масса (до 35 % от всей массы машины), большая материалоемкость, недолговечность и высокая стоимость ремонтов, низкие КПД и скорости движения, невозможность работы и передвижения на площадках и дорогах с усовершенствованными покрытиями.

Гусеничное ходовое оборудование может быть двух- и многогусеничным (рис.33, поз. 3). В строительных машинах с массой до 1000т применяется наиболее простое и маневренное двухгусеничное оборудование. Для машин большей массы используют сложные многогусеничные системы, у которых число гусениц достигает 16.

По степени приспосабливаемости к рельефу пути различают гусеницы жесткие 1, мягкие 2, с опущенным или поднятым колесом 4. и полужесткие (рис.34).

У жестких гусениц опорные катки 7 (рис.35) непосредственно соединены с несущей балкой гусеницы. Этот тип подвески наиболее прост и дешев, он обеспечивает более равномерное распределение давления на грунт. Вследствие того, что жесткая гусеница не приспосабливается к неровностям пути и не амортизирует ударные нагрузки при езде по неровному и жесткому основанию, скорость передвижения машин при таких гусеницах обычно не превышает 5 км/ч. Для лучшей приспосабливаемости гусениц к

неровностям грунта опорные катки объединяют в балансирные тележки (рис.33 поз. 2) и вводят демпфирующие пружины или рессоры. Для лучшей работы машины в зимних условиях или в грунтах с низкой несущей способностью и плохим сцеплением на звеньях гусеничной ленты применяют съемные шипы или шпоры. Привод гусениц осуществляется ведущими колесами. Для зацепления с ведущим колесом используются реборды звеньев или отверстия в них. Для компенсации износа и вытяжки звеньев гусеничные ленты натягиваются с помощью устройства 9 на направляющем колесе.

Различают гусеницы гребневого и цевочного зацеплений. У первых гусеничные ленты состоят обычно из литых звеньев, шарнирно соединенных между собой пальцами. С внутренней стороны лента имеет гребни, чередующиеся с впадинами, а с наружной - развитую в ширину гладкую поверхность, которой гусеница взаимодействует с опорным основанием. По периферии ведущего колеса имеются кулачки, входящие во впадины внутренней поверхности гусеничной ленты.

54 Автоцементовозы (рис.66) применяют для доставки цемента с цементных заводов и элеваторов на стройки и предприятия строительной индустрии. Автоцементовоз представляет собой цистерну-полуприцеп 2 к автомобильному седельному тягачу, установленную под углом 6...8° в сторону разгрузки, и оснащенную системой загрузки и выгрузки цемента. Во время стоянки без тягача цистерна-полуприцеп опирается на выдвижные опоры 3. Внутри цистерна оборудована аэролотком 15, представляющим собой желобы, на которые натянута пористая ткань.

Рис.66. Автоцементовоз

Загрузка осуществляется через люк 1 и самостоятельно. Принцип самозагрузки основан на действии установки всасывающего типа, как на рис.16, б. Оборудование для загрузки состоит из заборного сопла 6 с гибким шлангом 7, распределительной трубы 9, вакуум-насоса 4 и фильтров 5. Вакуум-насос приводится в действие от двигателя автомобиля и может работать в режиме насоса при загрузке и в режиме компрессора при разгрузке. Воздух очищается от цемента в фильтрах 11 и 5. В цистерне установлены сигнализатор уровня цемента 10 и манометр 12. Воздушная система снабжена обратными 13 и 14 и предохранительным 16 клапанами. При разгрузке через аэролоток в цистерну от насоса-компрессора подается сжатый воздух. При достижении рабочего давления 0,15...0,20 мПа открывается разгрузочный кран 8, к шаровой головке которого присоединяется шланг. Насыщенный воздухом цемент приобретает подвижность и подается в склады хранения на высоту до 25 м. Производительность выпускаемых автоцементовозов 3, 5, 8, 13 и 22 т.

55 Землеройные машины разрабатывают грунт либо позиционно (одноковшовые экскаваторы и роторные экскаваторы поперечного копания), либо в процессе перемещения всей машины (экскаваторы непрерывного действия, кроме указанных выше роторных). Разработанный грунт либо укладывается в отвал рядом с отрытой выемкой или карьером, либо погружается в транспортные средства для его перевозки.

Ходовое оборудование предназначено для передачи нагрузок на опорное основание и для передвижения машин. Оно может быть активным и пассивным. Активным ходом оборудуют самоходные машины, а пассивным - машины, перемещаемые на буксире за тягачом, в качестве которого может быть использована любая самоходная машина. Мы ознакомимся с активными ходовыми устройствами.

Ходовое оборудование включает взаимодействующий с опорным основанием движитель, подвеску и опорную раму или оси, а в самоходных машинах, кроме того, механизм передвижения.Шинноколесное (пневмоколесное) ходовое оборудование (рис.38) выполняется обычно двухосным с одной 1 или двумя 2 ведущими осями. Более тяжелые машины выполняются трехосными с двумя 3 или всеми 4 ведущими осями, четырех- 5 и многоосными 6. Основные достоинства пневмоколесного ходового оборудования определяются возможностью развивать высокие транспортные скорости, приближающиеся к скоростям грузовых автомобилей, что придает им большую мобильность, а также большей долговечностью и ремонтопригодностью по сравнению с гусеничным ходовым оборудованием. Важной характеристикой

колесных машин является колесная формула, состоящая из двух цифр; первая обозначает число всех колес, вторая — число приводных. Наиболее распространены машины с колесными формулами 4Х2, 4Х4, с большим количеством общих и ведущих осей применяются реже — в основном на тяжелых автогрейдерах и кранах. С ростом числа приводных колес в ходовом устройстве улучшаются проходимость и тяговые качества машины, но усложняется механизм привода передвижения.

Свойства шинноколесного ходового оборудования в значительной степени зависят от конструкции шин (рис.39). На машине, как правило, устанавливают шины одного типоразмера, поэтому часто на наиболее нагруженных осях устанавливают сдвоенные колеса. Для улучшения проходимости используют шины большого диаметра, широкопрофильные и арочные. При этом проходимость улучшается за счет большей

опорной поверхности и развитым грунтозацепам. Такие шины дают возможность работать машине на слабых и рыхлых грунтах и на снегу. При работе арочных шин на твердых грунтах и дорогах с твердым покрытием сопротивление перемещению машины увеличивается, а срок службы шин резко уменьшается.

Маркируются шины обычного профиля двумя цифрами через тире (например, шина 320...508 мм или 12.00—20").

Первое число — ширина профиля шины, второе — внутренний (посадочный на обод) диаметр шины в миллиметрах или дюймах. В обозначение шины широкого профиля входят три числа в миллиметрах: наружный диаметр, ширина профиля и посадочный диаметр обода, например, шина (1500Х X 660Х635 мм).

Для улучшения проходимости машин, снижения сопротивления передвижению и износа шин в последние годы в строительных машинах стали применять регулирование давления воздуха в шинах из кабины машиниста. В этом случае при движении машины по рыхлому или влажному грунту давление воздуха в шинах снижают, уменьшая соответственно давление на грунт и улучшая тяговые качества и проходимость. При передвижении машин по твердым дорогам давление в шинах повышается, что ведет к снижению сопротивления движению и увеличению долговечности шин. Указанное регулирование давления в шинах можно автоматизировать с помощью применения микропроцессоров. Срок службы шин может быть увеличен за счет правильного выбора типа шин специальных устройств для соответствующих условий их эксплуатации.