Строительные машины

Грузоподъемными машинами поднимают и перемещают различные строительные материалы по вертикали или по пространственной трассе, изменяющейся в горизонтальном и вертикальном направлениях. С помощью этих машин монтируют основные строительные конструкции во всех видах строительства, а в промышленном строительстве — технологическое оборудование. Многие из этих работ сочетаются со строповкой и пакетированием грузов, подтаскиванием грузов к грузоподъемному устройству и другими такелажными работами. Работают грузоподъемные машины чаще всего циклично.

Грузоподъемные машины можно разделить на следующие группы:

1. Вспомогательные (простые) машины и механизмы—домкраты, лебедки и тали.

2. Подъемники — машины, перемещающие грузы в ковшах, клетях, кабинах или на площадках, движущихся в жестких направляющих.

3. Краны — наиболее сложные и универсальные грузоподъемные машины для подъема, перемещения по пространственной трассе и подачи грузов и монтажа конструкций.

КЛАССИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КРАНОВ, ИХ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Краны предназначены для подъема грузов и подачи их к месту разгрузки, а при монтаже — для подачи деталей к месту установки их в проектное положение в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Типаж кранов, применяемых в народном хозяйстве, многообразен. Для целей строительства используют следующие виды кранов: 1) легкие переносные краны — подъемники, используемые в основном для подъема груза по вертикали и в отдельных случаях на небольшое расстояние по горизонтали; 2) стационарные краны для подъема и перемещения грузов по вертикали и по горизонтали в пределах радиуса окружности, описываемой стрелой; 3) башенные краны (передвижные стационарные и приставные и самоподъемные) служат для подъема грузов и перемещения их по горизонтали; 4) самоходные стреловые краны применяют для монтажных и погрузочно-разгрузочных работ; обладают высокой мобильностью и практически не ограниченной зоной обслуживания; 5) козловыми кранами осуществляют подъем, перемещение и монтаж конструкций. Пределы зоны ограничены пролетом крана и длиной его перемещения; 6) кабельные краны применяют на таких строительных объектах, где приходится перемещать грузы на значительное расстояние.

Кроме того, используют специальные краны — плавучие, летающие (вертолеты), трубоукладчики.

Рабочие органы кранов представляют собой грузозахватные устройства для единичных штучных грузов или группы грузов (крюки, траверсы, захваты и т. д.), либо емкости, в которых размещают грузы (ковши, бадьи, грейферы).

Следует различать два вида рабочих органов: 1) представляющие собой грузозахватные устройства и, как правило, являющиеся постоянной составной частью машин. Крюк является основным рабочим органом крана. Груз подвешивается к крюку непосредственно или при помощи стропов. Крюки стандартизованы. Они бывают однорогие и двурогие. Размеры крюков подбирают соответственно максимальной грузоподъемности крана; 2) дополнительно подвешивающиеся , к грузозахватным устройствам машины (оснастка). Грузы и емкости ‘ | с грузами подвешивают к крюкам или скобам при помощи цепных “или канатных стропов или траверс.

ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕI

Для погрузочно-разгрузочных работ в строительном производстве используют погрузчики и разгрузчики. Практика применения экскаваторов в качестве погрузчиков на карьерах и складах нерудных материалов показала, что они менее эффективны, чем погрузчики.

По роду погружаемых грузов погрузчики делят на погрузчики для штучных грузов (подхватывающие или вилочные) и для сыпучих грузов (зачерпывающие). Зачерпывающие погрузчики делят на одноковшовые и многоковшовые непрерывного действия. Одноковшовые погрузчики являются универсальными и могут применяться в различных условиях. Многоковшовые применяются на базисных складах, в дорожном строительстве и там, где рабочий процесс должен быть непрерывным.

В зависимости от ходового оборудования погрузчики могут быть гусеничные и колесные. Погрузчики на гусеничном ходу имеют высокую проходимость и развивают большое напорное усилие. Колесные погрузчики отличаются большей маневренностью и высокими транспортными скоростями, не разрушают поверхности дорог и площадок складов.

Разгрузчики применяют для разгрузки песка, гравия, щебня, цемента из железнодорожных вагонов.

Для разгрузки применяют механические и пневматические разгрузчики. Они являются узко специальными машинами: механические — для разгрузки платформ или полувагонов, пневматические — для разгрузки цемента.

ВИЛОЧНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ

У вилочных погрузчиков основным видом рабочего оборудования являются вилы, которые служат для погрузки и разгрузки штучных грузов. Эти погрузчики имеют различное сменное оборудование. При оборудовании ковшами или грейферами они выполняют погрузку и разгрузку сыпучих и мелкокусковых материалов, а при оборудовании стрелами их применяют для подъема грузов на небольшую высоту и иногда для монтажа строительных конструкций.

Вилочные погрузчики работают на площадках с твердым покрытием. В соответствии с этим их в основном применяют на складах и в качестве внутризаводского транспорта. Они выполняются на базе автомобилей, поэтому их называют также автопогрузчиками. В качестве привода используют двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели, обычно работающие от аккумуляторов. Автопогрузчики выпускают грузоподъемностью 3—5 т, с высотой подъема грузадо 6 м. Скорость подъема груза 3-50 м/мин, скорость перемещения без груза до 40 км/ч, с грузом — до 20 км/ч.

Рабочее оборудование подвешивается на грузоподъемник (рис. 7.1). Он состоит из основной (неподвижной) / и выдвижной 2 рам. К выдвижной раме подвешивается каретка 4, к которой прикрепляется рабочее оборудование. Рама с кареткой поднимается при помощи гидроцилиндра 3 одностороннего действия, установленного на основной раме. При подъеме подвижной рамы одновременно по этой раме перемещается каретка. Это осуществляется благодаря тому, что каретка подвешена на двух цепях 5, один конец которых переброшен через блоки, закрепленные на верхней траверсе подвижной рамы, а второй конец закреплен на основной раме.

Основная рама грузоподъемника смонтирована на раме погрузчика шарнирно и вместе с кареткой может наклоняться в вертикальной плоскости на угол 3—4° вперед и 12—15° назад, что осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 6.

Вилочные погрузчики выполняют с передним и боковым расположением грузоподъемника. В первомслучае погрузчики называются фронтальными, во втором — боковыми. Боковые погрузчики применяют для работ с длинномерными грузами (трубы, сваи).

МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Машины для земляных работ используют при разработке выемок — котлованов и траншей; для образования насыпей, плотин, дорожного полотна; при буровых и планировочных работах.

На 1 м³ объема промышленного сооружения выполняется в среднем 1,5—2 м³ земляных работ, а на 1 м³ объема гражданского сооружения — до 0,5 м³.

Одной из основных операций при земляных работах является разрушение грунта. Грунты и породы разрушаются: 1) механическим способом, когда рабочие органы непосредственно отделяют грунт от массива. Энергоемкость его составляет 0,05—0,3 кВт-ч/м³; 2) гидромеханическим способом; при этом способе грунт разрушается, т. е. отделяется от массива механическим рабочим органом (фрезой), а затем транспортируется при помощи воды или грунт сразу разрушается струёй воды высокого давления. В первом случае энергоемкость составляет 0,2—2 кВт-ч/м³, во втором — в 1,5 раза меньше;

3) взрывным способом, когда в породе предварительно пробуривают шпуры, в которые помещают взрывчатые вещества. Газы, выделяющиеся при воспламенении взрывчатых веществ, разрушают породу. Энергоемкость такого бурения составляет 0,8—1,1 кВт-ч/м³.

Применяются также комбинированные способы, когда предварительно разрушение (рыхление) грунта производится рыхлителем, а транспортировка другими машинами. Помимо механических и гидравлических способов разрушения ведутся исследования по термическому и химическим способам.

Машины, выполняющие земляные работы, можно разделить на следующие классы: 1) машины для подготовительных работ; 2) землеройно-транспортные машины; 3) экскаваторы; 4) машины для гидравлической разработки грунта; 5) для бурения скважин диаметром 0,5—3 м; 6) для разработки мерзлого грунта; 7) для уплотнения грунта;

8) для свайных работ.

ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРДНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ

Машины, отделяющие грунт от массива и перемещающие его на сравнительно небольшие расстояния, называются землеройно-транс-портными. К этому классу машин относятся бульдозеры, скреперы, грейдеры и грейдер-элеваторы. Землеройно-транспортные машины просты по конструкции и высокопроизводительны. Для управления требуется один водитель, дополнительные транспортные средства не нужны. Удельная производительность на водителя достигает 1000 м³/^. Стоимость работ в 3— 4 раза меньше стоимости работ, выполняемых экскаваторами с автосамосвалами.

Бульдозер (рис. 8.6) представляет собой гусеничный или колесный тягач (базовая машина) с навесным оборудованием, имеющим рабочий орган в виде отвала /, соединенного с толкающими брусьями 2. Для подъема и опускания отвала служит гидроцилиндр 3.

Различают бульдозеры: 1) с неповоротным отвалом; последний закрепляется жестко перпендикулярно продольной оси машины. Такие бульдозеры применяют для устройства выемок, возведения насыпей, планировки площадок, разработки и засыпки траншей; 2) с поворотным отвалом; отвал может поворачиваться на угол <р' в горизонтальной плоскости и на угол а в вертикальной плоскости, что позволяет перемещать грунт не только вперед, но и в сторону. Этими бульдозерами можно нарезать террасы на косогорах, засыпать траншеи, расчищать дороги от снега.

Помимо основного рабочего органа — отвала на раму бульдозера могут быть навешены устройства для толкания скреперов, рыхлители, кусторезы, канавокопатели, корчеватели и другое сменное оборудование, что значительно расширяет область применения бульдозеров.

В начале работы заглубляется режущая часть отвала, при этом бульдозер одновременно перемещается вперед. Отделяемый от массива грунт накапливается впереди ножа, образуя призму волочения. Отделение грунта от массива происходит до тех пор, пока призма волочения не достигнет верхней кромки отвала. Затем отвал на ходу поднимается на поверхность грунта, продолжая перемещать призму волочения к месту отвала. Встречаемые бульдозером углубления засыпаются грунтом призмы волочения; возвышения срезаются режущей частью отвала. Если перемещаемый материал необходимо распределить по поверхности, то отвал при движении бульдозера поднимают.

Главным параметром бульдозера считается номинальное тяговое усилие, основными параметрами — масса и мощность.

Бульдозеры классифицируются по тяговому усилию и по мощности базовой машины: легкие 20—80, средние 80—150, тяжелые 150—300, сверхтяжелые более 300 кВт.