Архивы рубрики ‘ДОРОЖНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ’
Рабочие режимы машин на дорожно-строительном объекте
Режим работы машины отражает степень ее загрузки за рассматриваемый период по времени и мощности.
Рабочий режим СДМ по времени устанавливает распределение рассматриваемого календарного периода на время, в течение которого машина выполняет свои основные или дополнительные функции, имеет перерывы в работе для ТО и ремонта, перебазируется с одного объекта на другой, простаивает по организационным причинам и метеорологическим условиям.
На основе разработанных режимов выявляется степень использования, определяется производительность машин и комплексов машин.
Для установления норм производительности машин наиболее важными являются режимы применительно к рабочей смене и году. Время работы машины в течение года определяется по формуле:
гг! (Д календ Д перер)^ c.J см,
Г= і+KJJ ■ (17ЛЗ)
где Дшяенд — количество календарных дней в году; Дперер ~ перерывы в работе машин по всем причинам, кроме перерывов для ТО и ремонта, дн.; Ксм — коэффициент сменности; tcM — продолжительность смены, ч; Рц — время нахождения машин в ТО и ремонте в расчете на 1 ч сменного рабочего времени машины, дн.
Определение Т отдельной машины следует производить с учетом показателей надежности и времени проведения капитального ремонта. Это связано с тем, что в процессе увеличения наработки с начала эксплуатации возрастает количество отказов, и капитальный ремонт отдельной машины проводится один раз в 2-4 года.
Фактически простои СДМ в капитальном ремонте превышают нормативные в 5,5 раза, что приводит к отклонению времени работы машин в год его проведения от среднего значения до 40%. Существующая методика определения времени работы машины в течение года не учитывает снижения работоспособности машины при увеличении наработки с начала эксплуатации или посте капитального ремонта. Так, для самоходных скреперов простои во время технического обслуживания и текущих ремонтов составляют от 5 до 35% годовой наработки в зависимости от процесса старения машин.
Средняя продолжительность простоя в ТО и ремонте составляет (0,15-0,20) Т, а ошибка в планировании рабочего времени отдельной машины в течение года без учета наработки с начала эксплуатации или после капитального ремонта превышает 10%. Для исключения таких значительных погрешностей необходимо рабочее время каждой машины определять с учетом наработки с начала эксплуатации или после капитального ремонта, а время простоя ее в капитальном ремонте планировать только на год его проведения. Это возможно при применении вычислительной техники для учета производственной и технической эксплуатации каждой машины парка.
С учетом комплексного показателя надежности К время работы машины в течение заданного периода может быть определено по формуле:
Т — (Д — Д )К t К (17.14)
ч ^календ ^ перер т. и см см. ‘ ‘
Сумма дней перерывов в работе машины по всем причинам, кроме перерывов для технического обслуживания и текущих ремонтов, определяется по формуле:
Д =Д +Д+Д +Д +Д, (17.15)
^ перер ^ вых пб ^ мет ^ непреа ^ к. р.* v ‘
где Двых ~ количество праздничных и выходных дней за год; Дпб — дни, затрачиваемые на перебазировку машины в течение года; Д — простои по метеорологическим условиям (принимаются по данным гидрометеослужбы применительно к конкретной температурной зоне, табл. 17.3), дн.; Днепреа ~ непредвиденные перерывы в работе машины; Дкр~ дни пребывания машины в капитальном ремонте.
При определении перерывов в работе следует учитывать, что для экскаваторов, погрузчиков и бульдозеров неблагоприятными условиями являются дождь, снегопад и низкая температура, а для автогрейдеров — ,скреперов и катков — дополнительно и промерзание грунта; для кранового оборудования — дождь и ветер силой более 10 м/с. Совпадение дней, неблагоприятных по метеоусловиям, с выходными и праздничными учитывается поправочным коэффициентом, равным 0,7-0,8. Время, затрачиваемое на перебазирование машин, определяется на основании рассмотрения фактического использования их на планируемый год, по объектам с учетом расстояния до базы механизации, количества технических обслуживаний и ремонтов, производимых в стационарных мастерских. Средняя продолжительность перебазирования машин составляет 4-6% общего количества календарных дней без выходных и праздничных. Время пребывания машин в капитальном ремонте принимают на основании инструкций по проведению планово-предупредительного ремонта строительных машин. Время на доставку машин на капитальный ремонт и обратно принимается с учетом расстояний между объектами и ремонтным заводом. Ежегодный объем капитального ремонта активной части основных фондов в подрядном строительстве в странах СНГ значителен, осуществляется ремонт 60 тыс. автомобилей, 18 тыс. экскаваторов, 50 тыс. тракторов, свыше 10 тыс. стреловых кранов. Фактическая продолжительность простоев машин в капитальном ремонте — 30-75 календарных суток. Сокращение сверхнормативных простоев техники в ремонте только на 50 % равносильно приросту экскаваторного парка на 6,5 тыс. шт., скреперного — на 2,5 тыс., бульдозерного — на 10,4 тыс.
Рациональные режимы работы СДМ обеспечивают эффективное их использование на строительной площадке. Максимально возможное использование машин в течение года и смены зависит от конструктив
ных особенностей, выбора рациональных параметров рабочего места, повышения эргономических показателей, автоматизации процесса управления и технического состояния машин. От выбора рациональных схем и технологий зависит продолжительность работы различных строительных машин под нагрузкой. Работа под нагрузкой составляет 60-75% общего срока службы. На выполнение наиболее энергоемких операций у экскаваторов приходится 60-65% времени (копание, поворот на выгрузку), у скреперов — 56-70% (набор, транспортировка и отсыпка грунта), у погрузчиков — 46-50% (набор, движение с груженым ковшом), у бульдозеров — 58-69% (резание и перемещение грунта), у кранов — 45-50% (подъем груза и поворот стрелы с грузом).
Таблица 17.3. Распределение дней, неблагоприятных для работы машины во второй климатической зоне
|
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
17.1. Эксплуатационные свойства машин
Эксплуатационные свойства СДМ можно разделить на три группы: технологические, технико-экономические, эргономические.
Технологические свойства характеризуют приспособленность машины к выполнению технологических требований строительства. К ним относятся: производственная эффективность рабочего органа, проходимость, маневренность и плавность хода.
Производственная эффективность рабочего органа определяет целесообразность и эффективность применения машины для выполнения данного рабочего процесса и характеризуется в основном главным параметром (вместимостью ковша — для экскаватора и скрепера, размерами отвала — для бульдозера и автогрейдера, объемом камеры дробления — для камнедробилки, вместимостью мешалки — для асфальтосмеси — телей, шириной укатывающих вальцев и массой — для катков, грузоподъемностью — для автосамосвалов и кранов и др.). В настоящее время для интенсификации работ за счет совершенствования структуры парка машин увеличивается выпуск машин повышенной единичной мощности. Однако целесообразность использования машин определенного вида для конкретных условий эксплуатации определяется рациональной производительностью.
Проходимость характеризует способность машин, имеющих ходовое устройство, перемещаться в трудных дорожных условиях. Ее показателями являются: габаритные размеры, максимальный и сцепной вес, дорожный просвет, удельное давление на грунт, совпадение следов передних и задних колес, радиус поворота, углы въезда, тип движителя, тяговое усилие на низшей передаче.
Проходимость машины тесно связана с ее маневренностью и плавностью хода. Маневренность определяет радиус и время поворота, а плавность хода характеризует вертикальное отклонение режущих поверхностей рабочего органа и обеспечивает постоянную глубину резания и чистоту планировки.
К важнейшим технико-экономическим показателям СДМ относятся: надежность, тягово-скоростные свойства, топливная экономичность.
Надежность — один из важнейших показателей качества машин. Оценивают ее сочетанием свойств (безотказность, долговечность, ре
монтопригодность, сохраняемость), характеризуемых определенной группой показателей. Для более полной оценки надежности используют комплексные показатели, позволяющие одновременно оценивать несколько важнейших свойств. К этим показателям относятся коэффициент готовности (Кгот) и коэффициент технического использования (Кти).
Коэффициент готовности характеризует вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается:
К = I /(t + I ), (17.1)
ГОТ Н. О ‘ 11.0 вое ‘
где tuo — наработка на отказ, ч; fsoc — среднее время восстановления, ч.
Коэффициент технического использования — это отношение математического ожидания пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий времени пребывания в работоспособном состоянии, времени простоев, обусловленных техническим обслуживанием, и времени ремонта за тот же период эксплуатации:
К = t / (t + t + t J, (17.2)
т. и. сум сум рем 00
где ґсум — суммарная наработка всех (подконтрольных) объектов, ч; ірсм —
суммарное время простоев из-за плановых и внеплановых ремонтов
всех объектов, ч; to6 — суммарное время простоев из-за планового и
внепланового технического обслуживания всех объектов, ч.
В процессе использования СДМ показатели надежности значительно изменяются в зависимости от наработки с начала эксплуатации.
Изменение комплексных показателей надежности на примере самоходного скрепера ДЗ-11 показано в табл. 17.1. Наработка подконтрольных машин рассматривалась в интервалах по 1000 машино-часов. Внутри рассматриваемых интервалов плотность распределения значений К подчиняется нормальному закону распределения (рис. 17.1).
Анализ табл. 17.1 показывает, что с увеличением наработки с начала эксплуатации изменяется не только среднее количество отказов внутри интервалов, но и значительно увеличивается среднее время простоя в ремонте для устранения отказов. Эта закономерность связана с тем, что в начале эксплуатации наблюдаются легкоустранимые отказы: появление трещин в металлоконструкции, отказ шлангов и другие неисправности, не требующие подъемных средств и транспортировки машин на ремонтную базу. С увеличением наработки растет количество отказов
(дополнительная коробка, основная коробка, двигатель, ведущий мост), для устранения которых требуются подъемные средства или транспортировка машины на ремонтную базу. Неравномерное распределение отказов в период эксплуатации, а также различное время на их устранение влияют на коэффициент готовности, который уменьшается с увеличением наработки с 0,97 до 0,79, а коэффициент технического использования — с 0,90 до 0,71.
Таблица 17.1.
Зависимость показателей надежности самоходных скреперов ДЗ-11 от наработки с начала эксплуатации
Показатель на |
Наработка |
маш.-ч |
||||
дежности |
0-1000 |
1001— 2000 |
2001 3000 |
3001 4000 |
4001 5000 |
5001 6000 |
Среднее количество отказов |
2,8 |
5,4 |
5,8 |
6,1 |
6,5 |
7,2 |
Среднее время про стоя на один отказ, ч |
8,7 |
17,3 |
22,8 |
27,4 |
31,4 |
36,1 |
Коэффициент готовности |
0,97 |
0,91 |
0,88 |
0,86 |
0,83 |
0,79 |
Коэффициент тех нического использования |
0,90 |
0,84 |
0,82 |
0,80 |
0,76 |
0,71 |
Изменения коэффициента технического использования с начала эксплуатации до капитального ремонта для рассматриваемых самоходных скреперов с достаточной точностью аппроксимируется уравнением:
К = 0,93 — 32 10-6Я, (17.3)
Т. и ’ ‘
где Н ~ наработка машины с начала эксплуатации, ч.
После капитального ремонта машины
К’ = 0,85 — 3 10 5Я, (17.4)
т. и ’ к. р’
где #кр — наработка машины после капитального ремонта, ч.
В рассматриваемых интервалах наработки среднее значение К изменяется на ±0,03 в зависимости от стажа работы машиниста. Так,
для подконтрольных машин, обслуживаемых машинистом со стажем работы более трех лет, К изменялось в пределах от 0,91 до 0,75, при стаже работы машиниста менее трех лет — от 0,88 до 0,64.
Рис. 17.1. Гистограмма распределения вероятностей коэффициента технического использования автоскрепера МоАЗ-546П-Д357П при нароботке от 0 до 1000 моточасов (а) и от 3000 до 4000 моточасов (б) |
Тягово-скоростные свойства землеройно-транспортных машин (ЗТМ) определяют способность их копать или перемещать грунт в тяговом режиме с минимальной затратой времени и оптимизацией процесса.
У самоходных машин на первой передаче тяговые свойства, как правило, зависят от коэффициента сцепления движителя с грунтом (р и характеризуются типом и параметрами движителя. Тяговое усилие по сцеплению определяется по формуле:
(17.6)
где Nt~ эффективная мощность двигателя, Вт; г] — кпд трансмиссии; vt~ теоретическая скорость перемещения машины.
Движение машины возможно только в случае, если справедливо выражение Р <Р.
~ КОЛ сц
Движитель преобразует подведенную к нему энергию в действительное усилие Ятяг, перемещающее машину:
(17.7) |
Р = N г] ті, / v
тяг е 1 ’о ‘ р
где?7д — кпд движителя, равный для автогрейдера 0,7-0,8; vp — рабочая скорость: ир = ит(1 — о); а — коэффициент буксования.
Согласно рекомендациям профессора Н. А. Ульянова, рациональное значение о для ЗТМ с колесным движителем принимается равным 0,15-0,25, с гусеничным — 0,10-0,15. Коэффициент буксования зависит от сцепных свойств движителя и свойств грунта и на первом этапе, как правило, определяется экспериментально.
Комплексное представление о тягово-скоростных и сцепных свойствах движителя дает тяговая характеристика машины:
(17.8)
где Т = Рт>г — Рх — сопротивление перемещению базовой машины.
Топливная экономичность относится к числу актуальных проблем экономии ресурсов. Стоимость ГСМ составляет 25-30%, а в отдельных случаях до 50% затрат на эксплуатацию машинного парка. Показателями топливной экономичности являются часовой (GJ и удельный расходы топлива на единицу эффективной мощности (gj и на единицу выпущенной продукции (g ). При оценке расхода топлива по регуляторной характеристике рациональным является режим двигателя с использованием 90% его максимальной мощности.
Порядок разработки и утверждения норм расхода ГСМ регламентирован “Основными положениями по нормированию расхода топлива, тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве”. На их основе министерства и ведомства должны разрабатывать отраслевые методики с последующим утверждением. После утверждения отраслевых
методик по ним разрабатывают нормы расхода ГСМ и вводят их в действие приказом.
Совершенствование норм расхода ГСМ с учетом условий эксплуатации СДМ отвечает требованиям программы повышения эффективности топливно-энергетических ресурсов.
В настоящее время в строительстве планирование расхода и списание ГСМ осуществляется на основании действующих норм на 1 машино — час работы. Такое положение способствует неэффективному использованию дорогостоящих нефтепродуктов, так как с увеличением производительности машины увеличивается и расход топлива. Следовательно, индивидуальные нормы расхода ГСМ целесообразно устанавливать на единицу объема выполненных работ или с учетом режима работы двигателя.
Часовой расход топлива целесообразно дифференцировать в зависимости от условий эксплуатации и режимов работы строительных машин. Средний часовой расход топлива можно рассчитывать по формуле:
G = 1,03G (Ка (Ка К-К) + К), (17.9)
т * ном4 д. в д. м /V х’ ху ’
где 1,03 — коэффициент, учитывающий расход топлива в период запуска и
регулировки работы двигателя; Gmu — часовой расход топлива на номи
нальном режиме: Gi:m=Ne gc; К — коэффициент использования двигателя по времени; К — коэффициент использования двигателя по мощности, изменяется от 0,4 до 0,9; KN — коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости от степени использования двигателя по мощности, для дизелей N =1,26-1,00; Кх — коэффициент, учитывающий расход топлива при работе двигателя на холостом ходу, для дизелей К ~ 0,25.
Один из основных путей экономии топлива при эксплуатации СДМ — сокращение времени работы двигателя на холостом ходу и интенсификация использования машин. Анализ показывает, что 30-40% рабочего времени двигатель работает вхолостую, потребляя при этом 25% топлива, необходимого для работы с полной нагрузкой. Увеличение времени использования машин за смену снижает эти потери. Представляет интерес разработка устройств, позволяющих автоматически выключать двигатель после работы на холостом ходу определенное время. Целесообразно обеспечивать также запуск двигателя от стартера, так как легкий запуск обеспечит выключение его во время технологических, обеденных и других перерывов.
Техническое состояние машины является одним из основных факторов, влияющих на расход ГСМ. Потери ГСМ происходят в основном из-за неисправности системы питания двигателя. Так, неисправность одной
форсунки приводит к увеличению расхода топлива до 20%. Из-за неправильной установки угла опережения подачи топлива потеря его может достигать 30% общего расхода. Неисправность и неправильная регулировка топливных насосов высокого давления увеличивают расход топлива до 25%. Существенное влияние на расход топлива и моторного масла оказывает состояние цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения, где повышенные зазоры увеличивают расход топлива до 7% и масла до — 25%. При неисправных сборочных единицах трансмиссии за счет недоиспользования тяговых усилий машины перерасход доходит до 8%. Нерациональное использование тягового усилия из-за изношенных элементов движителя увеличивает расход топлива на 20-25%. Увеличивает расход ГСМ нарушение теплового режима двигателя, особенно его запуск и эксплуатация в условиях отрицательных температур. К перерасходу приводит и применение ГСМ, не соответствующих рекомендациям заводов-изготовителей.
Важным направлением снижения количественных и качественных потерь ГСМ является правильная организация получения, выдачи, транспортировки и хранения, а также учета и отчетности по использованию средств механизации.
Эргономические свойства машин определяются факторами, оказывающими влияние на функциональное состояние, работоспособность и безопасность человека.
Длительная работа машины с полной производительностью обеспечивается только тогда, когда не будут превышены возможности человека, управляющего этой машиной.
Оценить удобство и легкость управления машиной можно на основании следующих эргономических комплексных показателей: физиологических (силовые и скоростные возможности человека), психофизиологических (слух и зрение), антропометрических (компоновка рабочего места водителя), гигиенических (условия жизнедеятельности и работоспособности человека в кабине).
Физиологический комплексный показатель характеризует силовые, скоростные и энергетические возможности человека. Для экономного расходования силы мышц и предупреждения усталости оператора необходимо, чтобы усилия, прикладываемые к рычагам и педалям, и их ход находились в установленных пределах. Человек расходует свои энергетические ресурсы в двух направлениях: на себя и на производительную работу. Расход ресурсов на себя обусловливается физиологическими процессами, связанными с кровообращением, дыханием, поддержанием
тела в нормальном положении и восприятием внешнего мира. На эти цели человек в сутки расходует 8400 кДж энергии. В процессе труда за смену расходуется дополнительно до 11000 кДж. В зависимости от расхода энергии за смену труд может быть легким (до 2100 кДж), средней тяжести (2100-4200 кДж), выше средней (4200-6300 кДж), тяжелым (6300-8400 кДж), особо тяжелым (8400-10 500 кДж).
По данным А. Ф.Дергачева, из-за перегрузки человека повышается количество ошибок, снижаются производительность, коэффициент использования энергоресурсов машины (табл. 17.2).
При повышенной тяжести труда почти в 2 раза увеличивается заболеваемость.
Влияние энергозатрат при управлении машиной на количество и качество труда |
Согласно единым требованиям безопасности к конструкции СДМ, усилия на рычагах не должны превышать 20-60 Н, на педалях — 80-120 Н, длина хода должна быть не более 300 мм для рычагов и 120 мм для педалей.
Количество и |
Энергозатраты |
кДж/ч |
|||
качество труда |
420 |
840 |
1260 |
1680 |
2100 |
Производительность, условные единицы |
100 |
80 |
55 |
35 |
25 |
Относительное количество ошибок в процессе труда |
1,00 |
2,25 |
3,50 |
5,00 |
8,00 |
Коэффициент использования энергоресурсов машины |
1,00 |
0,80 |
0,55 |
0,35 |
0,25 |
Таблица 17.2. |
Напряженность управления для оператора определяется коэффициентом /С с использованием экспериментальных значений усилий:
К =2*.= *________ , (17.10)
где А Ап — соответственно фактическая и нормативная работа за смену, Дж; п — количество рычагов и педалей; Р. — среднее усилие на і-м
рычаге или педали, Н; I. — путь, пройденный і-м рычагом или педалью, м; d.- число включений і-го рычага или педали за смену; t — время, затрачиваемое на одно включение (выключение) і-го рычага или педали.
Психофизиологический комплексный показатель характеризует соответствие машины зрительным и психофизиологическим возможностям человека. Важным условием повышения производительности СДМ является хорошая обзорность рабочего органа и фронта работ с рабочего места оператора при неподвижном его положении. Обзорность рабочего
места рассматривается с точки зрения повышения производительности и
безопасности. Обзорность зависит от высоты кабины, степени остеклен- ности. Остекленность характеризуется коэффициентом
К = F / F „ (17.11)
ост ост 1 каб’ ‘ ‘
где Fkt — суммарная площадь остекленности кабины, м2 ; F — суммарная площадь панелей кабины, м2 .
Обзорность рабочей площадки с рабочего места оператора оценивается коэффициентом обзорности. Для ЗТМ коэффициент обзорности для горизонтальной плоскости
К = F /(F — F ), (17.12)
о. г г. п/ ‘ н. к Г. П ’ ‘ ‘
где Fra~ площадь горизонтальной проекции машины, м2; Z7 — площадь невидимого контура, м2.
Антропометрические показатели характеризуют машину с точки зрения обеспечения рациональной и удобной позы машиниста, правильной осанки, оптимального расположения рук на рычагах управления с учетом формы и массы человека в статике и динамике. Для определения удобства расположения органов управления в кабине пользуются плоским макетом человека среднего роста (168 см), изготовленным из прозрачного материала, с шарнирным сочленением рук и ног с туловищем. Оценка компоновки рабочего места производится путем наложения макета на схему рабочего места оператора в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом определяется попадание рычагов и педалей в максимальные и оптимальные зоны. Органы управления рабочим оборудованием и перемещением машины должны находиться в оптимальной зоне. Рычаги управления температурой охлаждающей жидкости двигателя, положением сиденья оператора, кнопки и рукоятки включения отопителя и вентилятора размещаются в максимальной зоне.
Гигиенический комплексный показатель оценивается вентилируе — мостью, температурой, влажностью, давлением, запыленностью воздуха в
кабине, уровнем радиации, шума и вибрации. Уровни шума, вибрации и загазованности на новых строительных машинах в основном отвечают санитарным нормам. Попытки заводов-изготовителей снизить эти уровни не дают существенного эффекта. Как показывает зарубежный опыт, снижение уровня шума до 75 дБ может быть произведено с помощью специальных глушителей, усиленного капотирования и подвески. Снижение уровня шума позволяет значительно повышать эффективность использования машин. Так, для экскаваторов снижение шума со 110 до 80 дБ приводит к повышению производительности в 2 раза.
Вибрация вызывает снижение работоспособности машиниста и ряд изменений в организме, влияющих на здоровье. Так, вибрация частотой до 2 Гц может вызвать морскую болезнь. Наиболее опасна вибрация в диапазоне частот 4-8 Гц (частот собственных колебаний человеческого тела). Интенсивность вибрации характеризуется ускорением, значение которого нормируется в зависимости от условий, обеспечивающих комфорт, работоспособность и безопасность машиниста. Допустимые значения ускорений вертикальных вибраций в диапазоне частот 4-8 Гц составляют: 10 см/с2 -. из условия комфортности, 31,5 см/с2 — из условия работоспособности машиниста, 63 см/с2 — из условия безопасности.
Температура воздуха в кабине должна быть в пределах 14-26° С. Однако при температуре свыше 22° С должна обеспечиваться подвижность воздуха (до 1,5 м/с) на уровне груди машиниста. Температура внутренней поверхности кабины не должна превышать 35° С.
Концентрация вредных примесей в кабине ограничивается следующими значениями: пыли — не более 10 мг/м3, углекислого газа — не более 20 мг/м3, паров ТСМ — не более 100 мг/м 3.
Машины для разрушения дорожных покрытий, рытья ям и ремонта бордюра
Автомобили с оборудованием для рытья ям широко применяют при ремонте городских дорог, при установке столбов ограждений, дорожных знаков и посадки зеленых насаждений. Для этого применяют специальные бурильно-крановые машины.
По конструкции буры разделяют на винтовые и лопастные с конусной рабочей поверхностью. У винтовых транспортирующая поверхность образована вращением прямой, перпендикулярной к оси бура и перемещающейся по винтовой линии постоянного шага. Лопастные буры име
ют коническую поверхность с центром вращения на оси бура. Винтовые буры целесообразно применять при отношении глубины бурения к диаметру ямы больше 1. Винтовые буры могут быть одно-, двух-и трех — заходными.
Навесное оборудование бурильно-крановых машин БМ-202 и БМ — 302 смонтировано на шасси автомобиля ГАЗ-66 и состоит из опорной рамы, рабочего органа, опорных гидродомкратов, гидропривода и системы управления. Рабочий орган, в свою очередь, состоит из вращателя, штанги, опорной трубы, кранового устройства и ограждения. На хвостовике штанги смонтирован бур. Рабочий орган поворачивается в продольной плоскости с помощью гидроцилиндра. При работе бура гидравлические домкраты разгружают задний мост автомобиля.
Машины БМ-202А и БМ-302А, модернизированные варианты бурильно-крановых машин БМ-202 и БМ-302, отличаются конструктивным исполнением некоторых узлов и механизмов: в фрикционе раздаточной коробки использован механизм тормоза фрикциона, в штоке с шаровой головкой установлены уплотнительные резиновые кольца, улучшена конструкция домкрата, увеличена вместимость гидробака, усовершенствованы пульт управления и механизм подачи бурового инструмента.
При определении затрат мощности на привод бура используют результаты экспериментальных исследований, согласно которым для подачи бура на 10-12 мм за один оборот требуется приложить к рабочему органу усилие 15-20 кН. При вращении бура с угловой скоростью 15,7 рад/с затачиваемая мощность составляет в среднем 25-30 кВт.
Широкое применение для разрушения покрытий находят ручной механизированный инструмент и специальное оборудование, смонтированное на автомобилях, прицепах, тракторах и специальном шасси. Оборудование для работ по замене бордюрного камня монтируют на одноковшовых экскаваторах.
При малых объемах ремонтных работ наиболее распространенным оборудованием для разрушения твердых покрытий является ручной механизированный инструмент — электрические и пневматические отбойные молотки и ломы. Для разрушения асфальто — и цементобетона, кирпичной кладки, каменистого и мерзлого грунта применяют ручные электрические молотки ИЭ-4212, ИЭ-4211 и электроломы ИЭ-4209, а для разрушения твердых дорожных покрытий — мощные пневматические и гидравлические ударные молоты, навешиваемые на автомобили или специальные машины. На базе автогрейдеров или колесных тракторов ис
пользуют кирковщики, которые взламывают асфальтобетонное покрытие на всю его толщину при движении машины вперед.
Сжатый воздух для работы пневмоинструмента вырабатывается компрессорными станциями. По способу передвижения станции могут быть прицепными, переносными и самоходными, по принципу действия — поршневыми, ротационными и винтовыми. Ротационные и винтовые компрессорные станции имеют маслозаполненные компрессоры.
Для взламывания асфальто — и цементобетонных покрытий применяют также автобетоноломы и гидромолоты на автомобильном шасси.
Пневматический автобетонолом на автомобиле МАЗ представляет собой пневмомолот с компрессорной станцией ЗИФ-ВКС-6, установленной на поворотной платформе, смонтированной на неподвижной раме и прикрепленной к лонжеронам базового шасси. На ней расположены также механизмы поворота и управления, пневмолинии и сиденье оператора, а сзади закреплен пневмомолот двойного действия с ударным наконечником. Производительность автобетонолома — 70-100 м2/ч, энергия удара 6 кДж, частота ударов в минуту — 40, масса — 12,5 т. Рабочее оборудование может поворачиваться на 180° и обрабатывать полосу покрытия шириной 3,8 м.
Гидромолот на автомобиле КрАЗ-258 состоит из неподвижной рамы и каретки с поворотной рамой, на которой размещены ударный механизм и гидропривод. Ударная часть — поковка массой 2600 кг, перемещаемая гидроцилиндром. Гидромолот оснащен гидроаккумулятором и гидроамортизатором. Производительность гидромолота — 250 м2/ч, энергия удара — 10-20 кДж, частота ударов в минуту соответственно — 180100, масса 22 т.
При замене бортового камня на ремонтируемых участках городских улиц и проездов используют машину ЭД-ЗМ, представляющую собой оборудование, навешенное на экскаватор, которое состоит из металлического зуба, клещевого захвата и ковша. Оно позволяет извлекать бортовой камень с его основанием, грузить в кузов транспортного средства, подготовлять место для укладки нового камня. Зуб — это заостренный с рабочей стороны рычаг, имеющий коробчатый профиль сварной конструкции из листов стали толщиной 8 мм. Для усиления по бокам приварены два клыка, поверхность которых покрыта износоустойчивым материалом. Зуб, прикрепленный к стреле экскаватора с помощью пальца, поворачивается гидроцилиндром. Погружают вынутые камни захватом, состоящим из двух рычагов — подвижного и неподвижного. Ковш вместимостью 0,07 м3 из стали толщиной 5 мм усилен спереди и сзади
накладками толщиной 10 мм. Он предназначен для рытья траншеи под бортовой камень.
Производительность машины ЭД-ЗМ при извлечении бортового камня — 60-65 м3/ч, масса рабочего оборудования 272 кг.
Землеройно-фрезерную машину ЗФМ-2300 можно использовать для срезания старого асфальтобетонного покрытия. Она выполнена на базе гусеничного трактора Т-100МГП с гидромеханическим ходоуменьшите — лем. Рабочий орган — фреза — представляет собой полый вал, с держателями, в которых закреплены сменные зубья из износостойкой стали.
Куски снятого асфальтобетона, используемого на месте для устройства основания или нижнего слоя покрытия под укладываемую асфальтобетонную смесь, дробят кулачковыми катками, кулачки которых имеют форму заостренных шипов, или специальными дробилками. Кулачковый каток — навесное оборудование машины для взламывания покрытия.
Работы, связанные с ремонтом бордюра, могут быть с успехом выполнены многоцелевым адаптируемым рабочим органом манипулятор — ного типа с различной грузоподъемностью; он выполняет земляные и сопутствующие им работы, а также ряд других операций. Машина имеет рабочий орган его целесообразно монтировать на шасси, имеющих широкое распространение, например экскаваторах, тракторах и погрузчиках различных типоразмеров.
Создано многоцелевое оборудование манипуляторного типа с челюстным ковшом на базе гидравлических одноковшовых экскаваторов ЭО-2621 на тракторе «Беларусь» и ЭО-3323. Сохраняя полную эффективность при работе обратной лопатой, машина с таким рабочим органом без его замены получает возможность при ремонте бордюра осуществлять такие технологические манипуляторные операции, которые требуют применения специализированных машин или выполнения ручных операций. Рабочее оборудование (рис. 16.8) представляет собой ковш, оснащенный челюстным захватом с двухшарнирной вставкой.
В отличие от обратной лопаты это оборудование имеет дополнительную степень свободы и ковш с челюстным захватом, который по форме представляет собой двухпальцевый схват. Однако по выполняемым операциям он существенно отличается от последнего. Схват манипуляторов только захватывает предмет. Челюстной ковш помимо захвата предмета обеспечивает выполнение ряда технологических операций по разработке грунта. Совокупность дополнительной подвижности и Двухпальцевого (челюстного) захвата позволяет выполнять функции руки человека. Такое оборудование можно определить если не как манипуля
тор, то как оборудование манипуляторного типа. Ограничением такого оборудования является возможность выполнять работы только с теми рабочими органами, которые могут быть захвачены двухпальцевым — жестким охватом типа челюстного ковша. По сравнению со строительными манипуляторами, имеющими сложную универсальную присоединительную систему, оборудование манипуляторного типа имеет предельно простую конструкцию, малую массу, высокую надежность, низкую стоимость и не требует высококвалифицированного обслуживания.
Рис. 16.8. Многоцелевое оборудование манипуляторного типа на экскаваторе ЭО-2621 для ремонта бордюра, земляных и сопутствующих работ: а — общий вид оборудования; б — захват трамбовки; в — захват бетонолома; 1— базовая машина; 2 — стрела; 3 — рукоять; 4 — челюсть захвата; 5 — челюстной ковш; б — гидроцилиндр управления челюстью; 7 — гидроцилиндр поворота ковша — челюсти в плоскости исполнительного органа; 8 — гидроцилиндр поворота ковша-челюсти в плоскости, перпендикулярной к исполнительному органу; 9 — шарнирная тяга; 10 — захватываемый кронштейн; 11 — трамбовка; 12 — бетонолом. |
Такое оборудование манипуляторного типа позволяет без замены рабочего органа при ремонте бордюра выполнять широкий комплекс операций: копание обратной лопатой и грейфером, зачистные и планировочные работы, откосообразование, рыхление одним зубом, копание у стен зданий, погрузочно-разгрузочные работы со штучными и сыпучими грузами, манипуляторные работы с отдельными предметами, захват смен
ных рабочих органов (гидромолот при работе в мерзлых грунтах; гидротрамбовка при необходимости уплотнительных операций и др.).
Грунторезная баровая машина БГМ-7 предназначена для прорезания щелей в мерзлом грунте при рытье траншей и котлованов экскаваторами, а также для прокладки трубопроводов, кабелей и выполнения других аналогичных работ. Базовой машиной является трактор Т-74-С9. Рабочий орган представляет собой режущий бар цепного типа с резцами. Ширина прорезаемой щели составляет (140±10) мм при глубине не менее 1,5 м. За один проход прорезается одна щель. Транспортная скорость соответствует скорости трактора. Рабочая скорость изменяется в пределах 0-250 м/с. Скорость цепи — до 4 м/с. Производительность на мерзлом грунте I категории при глубине щели 1,5 м достигает 50 м/с. Привод вращения бара — механический, от вала отбора мощности трактора через редуктор; привод подъема и опускания бара осуществляется гидроцилиндром; привод ходового устройства для реализации рабочих скоростей — от гидромотора.
Машины для распределения щебня, транспортирования и укладки битумных шламов
Агрегат УК-18А предназначен для распределения щебня по предварительно распределенному битуму при поверхностной обработке асфальтобетонных покрытий городских дорог. Для распределения битума используют машину ЭД-10А, для распределения щебня — прицепной щеб — нераспределитель (рис. 16.7).
Рис. 16.7. Щебнераспределитель машины УК-18А: 1 — электрооборудование; 2 — стояночная опора; 3 — фиксатор опоры; 4 — колесо; 5 — высевающий барабан; 6 — механизм регулирования высева; 7 — площадка; 8 — дышло; 9 — крылья; 10 — оттяжной винт; 11 — пружины; 12 — трос щитка; 13 — шнек; 14 — бункер; 15 — щиток. |
Щебнераспределитель безрамной конструкции с несущим бункером состоит из бункера, шнека, высевающего барабана с приводом, механизма регулирования высева, колес с крыльями, дышла, стояночной опоры, площадки оператора, электрооборудования. Сварной бункер установлен на двух колесах, к боковым стенкам его прикреплены крылья, а к передней — дышло. С левой стороны бункера расположена площадка операто
ра, в нижней части находится высевная щель, через которую щебень поступает из бункера покрытий. По всей длине задней стенки (ниже щитка) приварен брус, являющийся упором для самосвалов, загружающих бункер. Дышло соединяет щебнераспределитель с автогудронатором. Шнек состоит из двух частей, которые имеют лопатки разного направления, обеспечивающие при вращении шнека перемещение щебня от середины к краям бункера. Высевающий барабан — гладкий вращающийся вал — установлен на сферических подшипниках в нижней части бункера под высевной щелью. Приводы шнека и высевающего барабана включают с помощью механизма сцепления и цепной передачи, которая передает вращение от шнека к барабану. Вращаясь, барабан подает щебень к высевной щели бункера. Шнек при этом распределяет щебень по ширине бункера и препятствует зависанию щебня над барабаном.
Норму высева щебня регулируют изменением ширины щели между барабаном и пятью заслонками, установленными на шарнирах в нижней части бункера. Заданное положение заслонок обеспечивается вращением рукояти механизма регулирования высева, который также позволяет менять ширину высева (с интервалом 0,5 м) путем перекрытия высевной щели одной из заслонок. •
Электрооборудование щебнераспределителя обеспечивает звуковую сигнализацию от оператора к водителю автогудронатора, а также освещение и световую сигнализацию прицепа.
Щебнераспределитель 4241 предназначен для укладки в один слой каменной мелочи по предварительно уложенному горячему вяжущему материалу при поверхностной обработке, для распределения песка при гололеде, а также высевок для расклинивания оснований и покрытий автомобильных дорог из щебня. Рабочее оборудование щебнераспределителя смонтировано в передней части трактора ЧТЗ-50, соединено с ним посредством промежуточной рамы и может быть легко демонтировано. Обеспечивается возможность распределения щебня без нарушения пленки битума ходовыми колесами.
При монтаже оборудования передние колеса трактора снимаются, и трактор опирается через переходную раму на поворотные колеса бункера с шинами. В передней части бункера закреплены два откидных трапа для въезда автомобилей-самосвалов при разгрузке щебня.
Боковины бункера являются опорой для вала питателя и шнека, смонтированных на сферических двухрядных подшипниках. Вал питателя расположен в горловине бункера и представляет собой трубу с наваренными ребрами из уголковой стали, там же шарнирно закреплены
15 заслонок, с помощью которых регулируется подача щебня на покрытие. Заслонки установлены с возможностью отклонения для пропуска случайно попавших крупных камней. Зазор между заслонкой и питателем изменяют с помощью винтов. Над питателем расположен шнек, имеющий спирали с правым и левым направлениями.
Приводы шнека и питателя состоят из редуктора, муфты и гидромотора. Они расположены сзади бункера. К гидромотору питателя, к цилиндрам рабочая жидкость подводится от основного насоса трактора, а к гидромотору привода шнека — от дополнительно устанавливаемого насоса с приводом от вала отбора мощности трактора. Управление гидросистемой осуществляется рычажным гидрораспределителем из кабины трактора.
При ремонте дорожных покрытий и устройстве слоев изнашивания дорог с небольшим грузонапряжением широкое применение нашли битумные шламы — литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС), которые составлены из высококачественных нефтяных битумов и каменноугольных смол с наполнителями. При укладке на покрытие ЛЭМС вступает в химическое взаимодействие с содержащимся в нем битумом и восстанавливает его эластичность.
Транспортирование и укладка битумных шламов осуществляется монтируемым на автомобилях-самосвалах или на прицепах к колесным тракторам специальным оборудованием — ПС-402М, ПС-404, ПС401М.
Оборудование ПС-402М с мешалкой для транспортирования битумных шламов, агрегатируемое с тракторами классов 0,9-1,4, предназначено для транспортирования битумных шламов и перемещения распределителя по обрабатываемой поверхности дорожного покрытия. Оно состоит из цистерны, задней площадки, лестницы, редуктора с гидроприводом, затвора, кронштейнов, сливной трубы. При распределении битумных шламов к цистерне сзади прикрепляют распределитель РД — 902. Цистерна сварная, цилиндрического сечения. Внутри нее смонтирован вал-побудитель, приводимый во вращение гидроприводом от гидросистемы трактора (через редуктор). В верхней части расположена загрузочная горловина с предохранительной решеткой, закрываемая крышкой. В нижней части заднего днища имеется выходной патрубок, на котором закреплен затвор, предназначенный для регулируемой выгрузки смеси. К заднему днищу цистерны прикреплена площадка для обслуживания механизмов. Вал-побудитель состоит из вала, шнека и стоек, закрепленных болтами; гидропривод его — из гидродвигателя и гидролиний, соединяющих его с гидросистемой трактора. На выходном
патрубке заднего днища цистерны установлен затвор, с помощью которого регулируют расход смеси.
К лонжеронам рамы прицепа прикреплены кронштейны для подсоединения тяговых цепей распределителя РД-902 битумных шламов. Сливная труба представляет собой короб прямоугольного сечения, который постепенно сужается и переходит в цилиндр. Распределитель РД-902 позволяет укладывать битумные шламы на ширину 2,5; 3,5 и 3,75 м и слоем толщиной до 15 мм. Распределитель — прямоугольной формы, без дна, внутри разделен продольной перегродкой на части — загрузочную и распределяющую (состоящую из двух одинаковых шарнирно соединенных секций). Снизу к распределителю прикреплены с двух сторон полозья для регулирования по вертикали положения его корпуса с помощью винтовых домкратов.
Оборудование ПС-404 используют для транспортирования битумных шламов к месту укладки. Оно смонтировано на автомобиле-самосвале и состоит из передней и задней опор, на которых с помощью подшипников скольжения установлен механический лопастной побудитель, обеспечивающий перемещение шламов во время их транспортирования и их выгрузки, заднего борта со сливным лотком и затвором, а также из гидропривода и электрооборудования. Оборудование ПС-404 применяют в комплексе с распределителем РД-902. Поступление необходимого количества битумного материала на распределитель регулируется изменением проходного сечения затвора путем вращения маховика, соединенного с заслонкой.
Оборудование ПС-401М также предназначено для транспортирования битумных шламов и укладки их с помощью распределителя РД-902. Оборудование навесное на шасси Т-16М, состоит из бака вместимостью 0,5 м3 и лопастной мешалки.
Машины для заделки трещин и ремонта швов
При устранении трещин возникающих в покрытиях городских улиц и дорог, используют специальные машины и оборудование. В соответствии с технологией проведения ремонтных работ это оборудование позволяет очищать трещины от грязи, продувать их сжатым воздухом, просушивать, грунтовать стенки и заполнять их мастикой. Окончательной операцией является посыпка обработанной поверхности песком или высевками щебня. По типу ходового оборудования эти машины разделяют на ручные, перемещаемые на тележке, прицепные и самоходные.
Для разделки трещин применяют ручной механизированный инструмент: пневмоломы, пневмомолотки, перфораторы и электромолотки.
Одним из перспективных является способ резки асфальтобетонного покрытия с помощью струи горячих газов. Газоструйный термоинструмент установлен на машине ДЭ-10, предназначенной для разделки и очистки трещин в асфальтобетонных покрытиях. Машина ДЭ-10 представляет собой передвижную управляемую вручную тележку с расположенными на ней термоинструментом и топливным баком. Сжатый воздух в рабочий орган и топливный бак подается от автономного компрессора, а электрический ток для зажигания горючей смеси в камере
сгорания горелки — от автомобильного аккумулятора. Асфальтобетонное покрытие разрезается газовой струей температурой 1000° С, разделка трещин производится струей температурой 500° С, расчистка их без оплавления кромок — струей температурой 150°С.
Для заделки трещин дорожных покрытий в качестве автогудронатора используют машину ЭД-10А. Она выполнена на шасси автомобиля ГАЭ-53А и состоит из следующих основных узлов и систем (рис. 16.6): цистерны для битума, двух бункеров для песка, механизма поворота бункера, системы розлива битума, пневмо-, топливо — и гидросистем, специальной кабины, левого и правого боковых, а также заднего ящиков, электрооборудования.
Рис. 16.6. Машина ЭД-10А для заделки трещин и ремонта швов: 1 — цистерна; 2 — задняя емкость; 3 — система розлива битума; 4 — боковые емкости; 5 — топливная система; 6 — бункер для песка; 7 — кабина; 8 — базовое шасси. |
Цистерна для битума сварная, установлена на раме шасси и закреплена стремянками. Корпус ее термоизолирован слоем стекловолокна, удерживаемого съемной облицовкой. На верху цистерны расположен задвижной люк с фильтром, через который ее наполняют битумом, а также осматривают, очищают и ремонтируют внутреннюю поверхность. Цистерна оборудована поплавковым указателем уровня и термометром. Внутри нее проходит жаровая труба для разогрева битума. В левом (по ходу движения) отверстии жаровой трубы устанавливают горелку, правое — закрыто крышкой, которую снимают при очистке трубы от нагара. Перед правым выходом жаровой трубы к ней приварена вытяжная тру
ба (для выхода продуктов сгорания). С левой и правой стороны под специальной кабиной на петлях установлены бункеры для песка, используемого при заделке трещин асфальтобетонного покрытия. Загрузка бункера песком происходит при его повороте на петлях винтовыми механизмами. Система розлива битума состоит из распределителя, механизма управления им, битумного насоса, промывочного бака, трехходовых битумных кранов промывочного бака, механизма управления промывочными кранами, двух сливных кранов, двух ручных распределителей с кранами и трехходового крана ручных распределителей.
Распределитель квадратного сечения состоит из корпуса, 15 форсунок, штанги с пальцами, трех направляющих пальцев, рычагов. Внутри корпус разделен горизонтальными перегородками, позволяющими битуму циркулировать по распределителю. Битумный насос — шестеренного типа, имеет привод от гидродвигатепя. Система розлива битума обеспечивает следующие операции: автогудронирование, циркуляцию битума через распределитель, ручной розлив, малую циркуляцию битума, промывку системы после автогудронирования и после ручного розлива, слив битума из системы.
Пневмосистема состоит из компрессорной установки, пневмолинии с запорным вентилем подачи сжатого воздуха в топливный бак, системы подогрева битума, пневмолинии подачи сжатого воздуха для продувки ручных распределителей, рукава с воздушным наконечником и запорным вентилем для очистки трещин. Компрессорная станция установлена в отделении специальной кабины и состоит из компрессора 0-38Б с ресивером клиноременной передачи, подшипниковой стойки с гидромотором привода компрессора. Давление в системе — 0,4 МПа. Топливная система подогрева битума состоит из топливного бака, горелки, установленной в жаровой трубе цистерны, переносной горелки, топливопроводов и регулирующих вентилей. Топливо (керосин) из бака подается к форсункам горелок по топливопроводам путем наддува бака сжатым воздухом. Привод гидронасоса осуществляется от коробки отбора мощности, установленной на фланце коробки передач двигателя базового шасси. В зависимости от положения гидрозолотника рабочая жидкость от гидронасоса поступает к гидромоторам приводов битумного насоса или компрессора.
Специальная кабина состоит из двух отделений: в переднем размещается бригада обслуживания, а в заднем — гидробак с гидроарматурой и компрессорная установка.
Дополнительным технологическим оборудованием этой машины, используемым при заделке трещин, является тележка для песка, предназ
наченная для его транспортирования и распределения по залитым битумом трещинам. Тележка состоит из рамы, бункера, поворотного угольника, высевающего барабана с колесом привода, транспортных колес и механизма регулирования высева. При перемещении тележки вручную вращающийся барабан, который жестко связан с одним из передних колес, обеспечивает высев песка из бункера. Норма высева регулируется путем поворота заслонки бункера с помощью маховика, жестко связанного с винтом, и изменения тем самым ширины щели между барабаном и кромкой передней стенки бункера.
Для упрощения технологии заделки трещин и повышения качества этих работ применяют мастики с твердым наполнителем, которые отличаются повышенной механической прочностью и тепловой устойчивостью, что позволяет в 2-2,5 раза увеличить срок службы покрытий после обработки. Применение мастик с твердым наполнителем не требует использования присыпного материала, что позволяет освободиться от бункера для песка и снизить общую металлоемкость машины.
Машина ЭД-10А неудовлетворительно работает с этими мастиками вследствие образования шлака на жаровых трубах и пригорання мастики при разогреве. Кроме того, при проведении этой технологической операции необходимо иметь более высокую температуру разогреваемого материала, чаще его подогревать и перемешивать. Поэтому для заливки трещин мастиками с твердым наполнителем используют машину ЭД-70. Рабочее оборудование ее смонтировано на шасси автомобиля ГАЭ-53А и состоит из цистерны с мешалкой, дополнительной кабины для перевозки бригады, силовой передачи, системы подогрева. Цистерна установлена с помощью стремянок на раме автомобиля со специальной кабиной. В передней ее части расположена заливная горловина с крышкой и сетчатым фильтром. Корпус цистерны сварной из нескольких слоев: в наружном уложена теплоизоляция из стекловолокна; в среднем проходят горячие газы, образующиеся в результате сгорания топлива (керосина) в горелках; внутренний — служит для циркуляции теплоносителя. За внутренним слоем расположена емкость для мастики. В заднем днище цистерны установлен битумный насос. Система подогрева состоит из топливного бачка, двух стационарных горелок, двух ресиверов, рукавов для продувки щелей сжатым воздухом, трубопроводов и компрессора. Силовая передача обеспечивает механический привод мешалки, битумного насоса и компрессора.
Для заполнения швов в цементобетонных покрытиях резинобитумным вяжущим материалом применяют также машину ДС-67, оборудован
ную на базе автомобиля УАЗ-452Д. Она выполняет следующие операции: доставку с базы разогретой до рабочей температуры мастики к месту проведения работ и поддержание ее в нагретом состоянии в период работы; продувку швов сжатым воздухом; грунтовку стенок и дна шва битумом, разжиженным бензином; заполнение шва мастикой. Рабочее оборудование ее состоит из емкостей для мастики, грунтовочной смеси (битума) и промывочного раствора (керосина), системы подогрева мастики, рабочего органа; силовой передачи, пневмо — и электросистем, системы управления.
Машина оснащена двумя системами подогрева мастики — с помощью выхлопных газов автомобиля, а также жидкотопливной горелки. Первую систему применяют в транспортном режиме, вторую — в рабочем. Подогревается мастика в емкости (во время работы) горячими газами через жаровые трубы, а разогревается в рабочем органе теплоносителем (маслом), нагреваемым горелкой.
Заливщик швов МБ-16 предназначен для заливки деформационных швов в цементобетонных облицовках оросительных каналов и может быть использован для герметизации швов и трещин в дорожных покрытиях. Рабочее оборудование машины смонтировано на шасси автомобиля ГАЭ-53А и состоит из генератора, компрессора, трансформатора, промывочного устройства, устройства для грунтовки швов, битумного котла с мешалкой и насоса. Отличительной особенностью заливщика является электропривод исполнительных органов — компрессора, мешалки котла, битумного насоса и насоса для подачи промывочного раствора.
Для заполнения деформационных швов цементобетонных покрытий дорог тиоколовыми герметиками холодного затвердевания на основе полисульфидных смол применяют заливщик швов ДС-128 на тракторном шасси Т-16М. Рабочее оборудование его состоит из устройства для очистки швов и четырех автомобильных бачков-заливщиков. На шасси машины смонтированы также два бака. с компонентами (мастикой и отвердителем), компрессор с ресивером и приводом, катушка со шлангом для подачи сжатого воздуха к швоочистителю.
Машины для фрезерования разогретых асфальтобетонных покрытий
Эти машины могут перемещаться к месту работы своим ходом со скоростью до 30 км/ч, фреза зафиксирована в транспортном положении. Подготовка машины к работе заключается в опускании фрезы в рабочее положение так, чтобы резцы не касались поверхности покрытия, а рабочий орган установился бы на опорные ролики (рис. 16.3).
Машина работает в комплексе с разогревателей ЭД-92 асфальтобетонных покрытий. Разогреватель производит разогрев на заданную глубину до температуры, обеспечивающей размягчение покрытия. Машина ЭД-94 следует за разогревателем на расстоянии не более 15 м. Водитель находится в кабине и контролирует скорость и направление движения машины, а также поднимает рабочий орган при возникновении препятствий (люки канализационных, телефонных и других колодцев, решетки ливневой канализации и др.). Оператор, обслуживающий машину, регулирует глубину фрезерования с помощью регулировочных винтов опорных роликов.
Первоначальное заглубление фрезы производится на месте. Регулирование глубины фрезерования в процессе работы не требует оста
новки машины. Перекос фрезы в направлении, поперечном движению машины, допускается в пределах 10°. Рабочий участок должен быть отмечен переносными ограждениями. Отфрезованную массу вывозят на асфальтобетонные заводы, где ее используют повторно. По окончании рабочей смены с помощью регулировочных винтов опорных роликов фрезу выводят из забоя, очищают от налипшей массы и переводят в транспортное положение.
Рис. 16.3. Машина ЭД-94 для фрезерования разогретых асфальтобетонных покрытий: 1 — тягач; 2 — фреза; 3 — опорное устройство фрезы; 4 — механизм подъема и опускания фрезы. |
Ремонтеры и оборудование для текущего ремонта дорог. Для
обеспечения комплексной механизации работ по текущему ремонту и содержанию городских улиц и дорог применяют специальное оборудование, а также машины, оснащенные этим оборудованием, — ремонтеры, которые производят ямочный ремонт дорожных покрытий и заделку трещин и швов. В процессе ремонтных работ сжатым воздухом или щетками очищают поврежденные места от грязи, разогревают асфальтобетонное покрытие нагревательными установками или разрушают его механическим способом, удаляют изношенный слой покрытия, укладывают новую асфальтобетонную смесь, разравнивают и уплотняют ее. Кроме того, ремонтеры оснащены дополнительным оборудованием для специальных работ по уходу за дорожными знаками и зелеными насаждениями, окраске элементов обстановки пути и искусственных сооружений.
Ремонтеры классифицируют по виду выполняемых работ, типу рабочего оборудования, способу передвижения и типу привода рабочих органов.
При текущем ремонте городских улиц и дорог с цементобетонным покрытием применяют подъемники для подъема просевших плит. Пространство под плитой заполняют цементным раствором, битумом или грунтом с добавкой битума. Битум, разогретый до температуры 200-215°С, нагнетают под плиту насосом от гудронатора под давлением 0,07-0,35 МПа. Для восстановления шероховатости цементобетонного покрытия используют специальные щетки.
Машина ДЭ-5А предназначена для проведения текущего ремонта городских улиц и автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием. Специальное оборудование ее размещено на шасси автомобиля ГАЭ-53А и состоит из бункера-термоса для транспортирования и хранения горячей асфальтобетонной смеси, компрессорной установки с пневмоинструментом, газового оборудования: блока газовых инфракрасных излучателей, баллонов, рукавов, — ручного инструмента для окраски обстановки пути и сооружений и гидропривода. Машина позволяет ремонтировать асфальтобетонное покрытие горячим способом — с применением инфракрасных излучателей и холодным способом — с механической вырубкой старого покрытия, а также очищать покрытия сжатым воздухом, окрашивать краскораспылителем элементы обстановки и сооружения, обеспечивать привод ручного механизированного пневмоинструмента.
При ремонте покрытия горячим способом ремонтируемый участок разогревают до температуры 120-160°С на глубину 3-4 см блоками горелок в течении 3-5 мин. Затем разогретую асфальтобетонную смесь покрытия перемешивают с добавляемой из бункера-термоса и разравнивают. Далее поверхность ремонтируемого участка покрытия укатывают ручным виброкатком, присыпают ее минеральным порошком и окончательно укатывают виброкатком.
Кузов сзади кабины машины разделен на три отсека: правый, левый и средний. В правом отсеке расположено пневмооборудование; в левом — газовое; в среднем — бункер-термос с теплоизолированными стенками, ковш-тележка для доставки и распределения асфальтобетонной смеси на ремонтируемый участок и ручной виброкаток в специальной кассете. Газовое оборудование машины представляет собой шесть газовых баллонов с регулятором давления, подключенных к коллектору, который соединен шлангами с блоком газовых инфракрасных излучателей и газовым запальником. Одна заправка баллонов обеспечивает ремонтные работы в течение шести-семи смен.
Привод компрессорной установки производится двигателем автомобиля ГАЗ-5ЭА с помощью коробки отбора мощности, редуктора, кар
данной и ременной передач. На редукторе привода компрессора установлен шестеренный насос, обслуживающий работу гидропривода машины.
В рабочее положение бункер-термос поднимается гидроцилиндром, обеспечивая автоматический перевод ковша-тележки, установленной на задней стенке кузова, и ручного виброкатка из транспортного положения в рабочее. Ковш-тележка загружается из бункера-термоса через люк- дозатор. Кассета виброкатка связана рычажным механизмом с механизмом подъема бункера-термоса. Виброкаток оснащен пневматическим вибровозбудителем, расположенным внутри валка. На машине имеется один пистолет-краскораспылитель.
Машина ДЭ-5 имеет то же назначение, что и ее модернизированный вариант — машина ДЭ-5А. Специальное оборудование размещено на шасси автомобиля ГАЭ-53А и состоит из бункера-термоса, емкостей для минерального порошка и битумной эмульсии, переносных блоков газовых инфракрасных излучателей, бензоэлектрического агрегата, ручной распределительной тележки, электровиброкатка, электромолотка, компрессора, ручного инструмента (лопат, гладилки, щетки и др.), ограждающих знаков, гидрооборудования, оборудования для окраски элементов дорожной обстановки. Последовательность и виды работ при ремонте асфальтобетонных дорожных покрытий для машин ДЭ-5 и ДЭ-5А одинаковы. Машина ДЭ-5 отличается от машины ДЭ-5А наличием бензоэлектрического агрегата и рабочего оборудования с электроприводом.
Насос гидросистемы установлен на редукторе, смонтированном на коробке передач автомобильного шасси, который оснащен механизмом включения. Привод компрессора, электровиброкатка и электромолотков осуществляется от асинхронных трехфазных электродвигателей с короткозамкнутыми роторами. Газовое оборудование машины состоит из шести баллонов для сжиженного газа (пропана), трубопроводных коммуникаций, регуляторов давления, контрольных приборов и газового коллектора, к которому с помощью резинотканевых шлангов длиной 25 м присоединены четыре переносных блока газовых инфракрасных излучателей.
Электровиброкаток оборудован встроенным в валок электровибратором; при уплотнении ремонтируемых мест каток перекатывают вручную. В комплект рабочего оборудования машины входит один пистолет — краскораспылитель СО-71.
При ремонте дорожных и тротуарных асфальтобетонных покрытий применяют машину МТРДТ. Рабочее оборудование смонтировано на шасси автомобиля ГАЭ-53А. Оно состоит из бункера-термоса, кузова (в передней части размещена кабина), битумного бака, гидроизолятора, элек
троутюга, электрогенератора, компрессора, электромолотков, электровибротрамбовки, злектровиброкатка, электроразогревателя, ручной тележки (рис. 16.4). Текущий ремонт дорожных асфальтобетонных покрытий производят посредством их вырубки и разогрева картами площадью до 5 м2. Ремонтируемый участок предварительно очищают скребком с одновременной подачей воздуха от компрессора и просушивают электроразогре — вателем. Стенки карты при недостаточном подогреве выправляют электромолотками. Обработанную карту смазывают битумом. С помощью ручной тележки удаляют старый слой покрытия и подвозят свежую асфальтобетонную смесь. После укладки и разравнивания смеси спайку нового и старого слоев обеспечивают горячим электроутюгом по контуру карты. Карты шириной до 500 мм уплотняют электровибротрамбовкой, а более 500 мм — ручным виброкатком.
t г J 4 5 6 Рис. 16.4. Машина МТРДТ для ремонта дорожных тротуарных асфальтобетонных покрытий: 1 — кузов; 2 — бункер; 3 — гидросистема; 4 — генератор; 5 — лестница; 6 — ручная таль; 7 — виброкаток; 8 — битумный бак; 9 — компрессор; 10 — затвор; 11 — электрический утюг. |
Битумный бак для транспортирования и поддержания постоянной температуры битума имеет двойные стенки, между которыми заложен теплоизоляционный материал. Битум подогревают вмонтированным в бак нагревательным элементом мощностью 3,5 кВт. Заданную температуру битума поддерживают терморегулятором. Для периодического перемешивания ра’зогреваемого битума в баке установлена вращаемая вручную мешалка. Разогретый битум берут через специальную отводную трубу с краном. Гидроизолятор, предназначенный для нанесения разогре
того битума на обработанную карту, представляет собой бачок круглой формы с расположенными внутри двумя трубками: горизонтальной, соединенной с эжектором, и изогнутой — для подачи сжатого воздуха. Битум в бачке поддерживается в расплавленном состоянии благодаря нагревательному элементу, вмонтированному в его двойное дно. Бачок заправляют по отводной трубе из битумного бака. Внутренняя полость бачка через отверстие в крышке соединена с атмосферой. На горизонтальной трубке установлен клапан для пропуска разогретого битума, на выходном конце изогнутой трубки — вентиль, регулирующий подачу воздуха. Идущий от компрессора по изогнутой трубке воздух создает на выходе эжектора разрежение, обеспечивая поступление горячего битума под струю сжатого воздуха и распыливая битум.
Электроутюг мощностью 3 кВт служит для разогрева кромок старого асфальтобетонного покрытия и соединения старого и нового покрытий, обеспечивая однородность стыковочного шва. Электроутюг состоит из двух частей — гладильной плиты и рукояти. Электрогенератор мощностью 20 кВт обеспечивает потребителей электроэнергией. Привод генератора осуществляется от вала двигателя базового шасси через коробку отбора мощности, карданный вал и клиноременную передачу. Компрессор обеспечивает работу распылителя и продувку карт. Электровибротрамбовка предназначена для уплотнения свежеуложенной массы при ширине ремонтируемого участка менее 500 мм, электровиброкаток — при ширине участка более 500 мм. Электроразогреватель мощностью 18 кВт обеспечивает предварительный разогрев участка и состоит из рамы с отражателем и 18 ламп инфракрасного излучения.
Серийно выпускаемая машина МТРД отличается от машины МТРДТ тем, что на ней вместо пневматического оборудования установлены два электромолотка, электротрамбовка, а также смонтирован электроразогреватель, облегчающий операции по вырубке старого асфальтобетона или обеспечивающий возможность ремонта покрытия без вырубки. Кроме того, машина МТРД дополнительно оснащена электровиброкатком и ручной тележкой для перевозки новой асфальтобетонной смеси и удаления старой. Унифицированные с машиной МТРДТ узлы: бункер-термос, битумный бак, электроутюг, битумный гидроизлятор, управление газом, коробка отбора мощности и, с частичной доработкой, кузов и рама.
При использовании машины МТРД ремонтируемый участок очищают сжатым воздухом от загрязнения, обрубают контуры участка и разрушают старое покрытие пневмомолотком, удаляют вручную старый асфальтобетон и смазывают ремонтируемый участок битумом. Затем
вручную раскладывают и разравнивают асфальтобетонную смесь и уплотняют ее пневмотрамбовкой. Места сопряжений старого и нового покрытий заглаживают электроутюгом.
Для укладки асфальтобетонной смеси на небольших участках, а также для асфальтирования узких улиц и дворовых проездов удобен ас — фальтораскладчик ЭД-1М (рис. 16.5).
Рис. 16.5. Асфальтораскладчик ЭД-1М: 1 — крышка бункера; 2 — бункер; 3 — базовое шасси; 4 — гидроцилиндры; 5 — раздаточный барабан. |
Базовым шасси асфальтораскладчика служит автопогрузчик 4045М, на который вместо вилочного гидроподъемника установлено раскладочное устройство, состоящее из бункера, барабанного питателя с цепным приводом и четырех гидроцилиндров. При заполнении бункера асфальтобетонной смесью из кузова автомобиля-самосвала крышка и передняя стенка бункера опускаются с помощью гидроцилиндров в горизонтальное положение, обеспечивая наезд задних колес автомобиля на крышку и выгрузку смеси на нее и переднюю стенку. Затем крышка и передняя стенка поднимаются и смесь заполняет бункер. В процессе работы асфальтоукладчика смесь из бункера распределяется по ремонтируемому участку ребристым цилиндрическим питателем, состоящим из двух барабанов, каждый из которых имеет самостоятельный гидропривод и позволяет укладывать смесь полосами шириной 1,25 и 2,5м.
В процессе раскладки смеси машина движется задним ходом. Рабочими органами управляют из кабины водителя. Производительность асфальторас — кладчика ЭД-1М — до 600 м2/ч, транспортная скорость — 20-25 км/ч.
Дорожный ремонтер 5320 предназначен для ликвидации повреждений в асфальтобетонных покрытиях в виде выбоин, просадок, трещин, волн, наплывов. Ремонт производят горячими и холодными смесями, а также способом пропитки покрытий битумом или битумной эмульсией. Специальное оборудование ремонтера смонтировано на шасси автомобиля ЗИЛ-130 и двухосного прицепа. На шасси автомобиля расположены: гидравлический кран грузоподъемностью 400 кг; электростанция; компрессор; битумный котел с системой разогрева и распределения вяжущего материала; три тележки, оборудованные блоками газовых инфракрасных излучателей; электровиброкаток, три электромолотка; гидросистема; двухместная кабина для перевозки рабочих.
На автоприцепе установлен самосвальный бункер с двумя отсеками, используемый для транспортирования черных смесей и щебня, две ручные тележки и катушки с электрокабелем.
Дорожный ремонтер 4101 предназначен для небольших по объему работ при текущем ремонте черных покрытий облегченного типа, заделке трещин, а также при уходе за дорожными знаками и зелеными насаждениями. Оборудование машины смонтировано на двухосном прицепе и состоит из: электростанции; битумного котла с термоизоляционной обшивкой и системой разогрева вяжущего материала; системы распределения вяжущего материала; электровиброкатка с установленным внутри вибратором; катушки с электрокабелем для подключения электроинструмента; переносных разогревателей, оснащенных газовыми инфракрасными излучателями; двух резервуаров, один из которых предназначен для воды, другой — для известковой краски и ядохимикатов; двух бункеров для хранения и перевозки щебня и черных холодных смесей; пневматической щетки для очистки и мойки дорожных знаков; четырех газовых баллонов; компрессора.
Электростанция мощностью 4 кВт обеспечивает питание электродвигателей привода компрессора, битумного насоса системы распределения вяжущего материала и водяного насоса подачей 1,5 м3/ч, двух электромолотков и электровиброкатка. В систему разогрева вяжущего материала входят топливный бак с манометром и предохранительным клапаном, трубопроводы, две горелки испарительного типа. Битумный котел имеет систему автоматического регулирования режима разогрева вяжущего материала. В систему распределения вяжущего материала входит
шестеренный битумный насос и битумопровод с электрообогревателем, на конце битумпровода расположено распределительное устройство с распылителем.
Проводятся исследования по созданию ремонтных машин, которые позволят устранять волнообразные деформации, наплывы, трещины асфальтобетонных покрытий раскаткой при вертикально направленном механическом воздействии без вскрытия изношенного слоя и добавления свежей асфальтобетонной смеси.
В последние годы для ремонта дорог широко применяют холодное фрезерование асфальтобетона. Для этой цели используют как прицепные, так и самоходные машины, рабочим органом которых является барабан с закрепленными на нем съемными высокопрочными и износостойкими зубьями. Сфрезерованный асфальтобетон или подаётся на транспортёр и грузится в автосамосвал, или собирается погрузчиком с последующей погрузкой в автосамосвал. Выфрезерованный объем заполняется свежим асфальтобетоном и уплотняется. Эти машины выпускаются Беларусью (“Амкодор”) и Россией, но в большинство белорусских дорожных организаций используют машины, выпускаемые фирмами Германии.
Машины для разогрева асфальтобетонных покрытий
При ремонте асфальтобетонных покрытий городских улиц и дорог для облегчения обработки материала дорожного покрытия его разогревают специальными машинами — разогревателями и отжигателями асфальта. В дождливую погоду они могут быть использованы для просушки ремонтируемого участка, зимой — для оттаивания мерзлых грунтов. Отжи — гатели асфальта более просты, чем разогреватели, однако при обработке асфальтобетонного покрытия с помощью отжигателя под действием открытого пламени в асфальтобетоне выгорает битум, что приводит к нарушению структуры асфальтобетона и не позволяет использовать его вторично. Асфальторазогреватели классифицируют: по виду теплопередачи — на конвекционные (передача теплоты открытым пламенем) и радиационные (передача теплоты с помощью инфракрасных излучателей); по назначению — на разогреватели, разогреватели-планировщики и разогреватели-ремонтеры; по типу нагревателя — на жидкотопливные, газотопливные и электрические. Разогреватели, в свою очередь, могут быть ручными, прицепными и самоходными.
Наибольшее распространение получили газотопливные и электрические радиационные разогреватели на базе грузовых автомобилей и колесных тракторов. Основное преимущество использования радиационных
разогревателей — сокращение продолжительности разогрева вследствие отсутствия термического сопротивления пограничного слоя инфракрасному излучению. Лучистая энергия поглощается непосредственно поверхностью и глубинными слоями асфальтобетонного покрытия, причем излучение проникает тем глубже, чем меньше длина их волн (максимальное количество теплоты передается при длине волны 2,5-2,7 мкм).
Режим радиационного разогрева состоит из двух периодов: разогрев поверхности покрытия до температуры не менее 180°С и дальнейший регулируемый нагрев покрытия по всей его толщине (при неизменной температуре на поверхности покрытия) до температуры около 80°С на стыке покрытия с основанием. Ремонтируемый участок разогревают с помощью блока горелок, устанавливаемых над поверхностью покрытия на расстоянии 10-20 см от излучателя. При этом плотность теплового потока у поверхности разогреваемого покрытия равна 70-81,4 кВт/м2 (для конвекционных разогревателей — 40-46,5 кВт/м2).
Газовые инфракрасные излучатели отличаются простотой устройства и обслуживания, возможностью регулирования мощности излучения в широких пределах путем изменения давления газа, подводимого к смесителю горелки. Недостатки их — возможность задувания пламени при скорости ветра более 6-8 м/с, относительно небольшой срок службы, необходимость проведения дополнительных мероприятий по технике безопасности, так как обслуживающему персоналу приходится работать со сжиженным газом (пропаном).
При текущем ремонте асфальтобетонных покрытий городских дорог и площадей используют радиационные асфальторазогреватели с газовыми инфракрасными излучателями (рис. 16.2).
Асфальторазогреватель АР-53А предназначен для разогрева обрабатываемых участков асфальтобетонных покрытий газовыми инфракрасными излучателями, добавления в случае необходимости новой асфальтобетонной смеси, уплотнения уложенной массы, сопряжения полос ранее сооруженного покрытия с новым. Его используют для проведения текущего ремонта малых и средних карт дорожного покрытия (площадью более 10 м2) вместе с самоходным катком, входящим в комплект. Специальное оборудование асфальторазогревателя смонтировано на шасси автомобиля ГАЗ-53 и состоит из кузова, блока горелок, линейки горелок, комплекта баллонов со сжиженным газом, коммуникаций, генератора синхронного трехфазного типа.
Ремонтируемое покрытие после его очистки и разметки разогревают блоком горелок: по всей площади — при ремонте небольших карт, и
по периметру отмеченного контура — при ремонте больших карт. После взрыхления граблями разогретого на глубину 3-4 см асфальтобетонного покрытия добавляют в рекомендуемое место новый материал из бункера-термоса, перемешивают его с разогретым старым и смесь уплотняют от краев к середине ремонтируемого места. Места сопряжений старого и нового покрытий разогревают с помощью линейки горелок. Во время проведения ремонтных работ температура покрытия должна быть в пределах 130-150°С. Продолжительность технологических операций после окончания разогрева покрытия до укатки ремонтируемого участка не должна превышать время сохранения разогретым асфальтобетоном температуры не ниже 100°С. После окончания работ ручной виброкаток и блок горелок устанавливают в транспортное положение.
Рис. 16.2. Разогреватель ЭД-92 асфальтобетонных покрытий: 1 — базовый тягач; 2 — емкость для топлива; 3 — нагревательные блоки в транспортном положении; 4 — то же, в рабочем положении. |
Кузов асфальторазогревателя служит для размещения рабочего оборудования. В его передней части оборудована кабина для перевозки двух человек. Блок горелок представляет собой металлическую раму с закрепленными в ней газовыми инфракрасными излучателями. При разогреве покрытия поверхность блока горелок должна быть параллельна поверхности покрытия. В транспортном положении блок он располога — ется вертикально. Поднимают и опускают его с помощью гидроцилиндра. Линейка горелок представляет собой металлическую раму с укрепленными в ней в ряд газовыми инфракрасными излучателями. В транспортном положении линейка находится внутри кузова (с левой стороны), где установлены также баллоны со сжиженным газом (для питания блока и линейки горелок) и электровиброкаток.
Для питания электровиброкатка используют генератор переменного тока. Привод генератора осуществляется от коробки отбора мощности двигателя автомобиля. Бункер-термос обеспечивает хранение горячей асфальтобетонной смеси. Смесь подается в тележку через открытый (с помощью гидроцилиндра) лоток бункера и перевозится на участок проведения работ.
Крутящий момент от вала коробки отбора мощности, прифланцо — ванной к коробке передач базового шасси, передается на ведущий вал насоса гидропривода, а от нижнего вала — входному валу генератора карданной и ременной передачами. Гидросистема асфальторазогревате — ля АР-53А состоит из шестеренного насоса, гидрораспределителя, гидроцилиндров поворота, подъема и опускания блока горелок, задней двери и телескопического цилиндра виброкатка, масляного бака, дросселей, сетчатого фильтра и маслопроводов.
Основным отличием асфальторазогревателя АР-53 от асфальтора — зогревателя АР-53А является отсутствие в его составе средств уплотнения асфальтобетонной смеси, в связи с чем при мелкоямочном ремонте необходимо в комплексе с асфальторазогревателем АР-53 дополнительно использовать моторный каток.
Асфальторазогреватель РА-10 предназначен для разогрева поврежденных участков асфальтобетонных покрытий при ремонте городских улиц и площадей, а также автомобильных дорог и аэродромных покрытий. Специальное оборудование смонтировано на шасси автомобиля УАЗ — 450Д и состоит из газобаллонной установки, блока горелок, линейки, кузова, гидросистемы и ходоуменьшителя.
Асфальторазогреватель ДЭ-2 на шасси автомобиля УАЗ-451ДМ состоит из ходоуменьшителя с рычагами управления, кузова, газобаллонной установки, коммуникации, блока газовых инфракрасных излучателей с горелками ВИГ-1, механизма подъема блока горелок, гидро — и электрооборудования.
Дня повышения качества работы и сокращения времени разогрева и расхода газа на асфальторазогревателях устанавливают систему автоматического регулирования (САР) процесса разогрева покрытия. Такая система установлена на асфальторазогревателе 4109. Специальное оборудование навешивается на колесный трактор МТЗ-50. Блок горелок установлен впереди трактора на раме, поднимаемой в транспортное положение с помощью гидроцилиндра и цепной передачи. Сзади трактора (в специальном металлическом шкафу) установлены пять баллонов со сжиженным газом. Поднимается и опускается блок с помощью гидро
распределителя гидропривода трактора. При необходимости блок можно перемещать вручную на катках (на расстояние 200 мм вправо или влево). На раме блока горелок установлен датчик САР, который в рабочем положении упирается в разогреваемое покрытие. Его исполнительный механизм — электромагнитный клапан закреплен на раме блока горелок. От регулирует количество газа, подаваемого к излучателям. В первоначальный период разогрева САР обеспечивает интенсивное повышение температуры на поверхности покрытия путем подачи к горелкам газа под большим давлением. При достижении температуры 170-250°С на поверхности дорожного покрытия исполнительный механизм системы САР автоматически снижает давление газа до уровня, при котором обеспечивается постоянство температуры нагрева.
Один из основных элементов асфальторазогревателей рассмотренных типов — газовые инфракрасные излучатели. Они могут быть с керамическим или металлическим излучателем. Газ от форсунки попадает в эжектор-смеситель, куда поступает также эжектируемый струей газа воздух из атмосферы. Далее смесь газа с воздухом проходит в распределительную коробку и выходит через каналы излучателя наружу со скоростью 0,1-0,14 м/с. При воспламенении специальным запальником выходящая из излучателя газовоздушная смесь сгорает на поверхности излучателя, передавая ему основную часть теплоты продуктов сгорания. Излучатель раскаляется до температуры 850~900°С и становится источником инфракрасного излучения.
Керамический излучатель представляет собой панель, состоящую из отдельных керамических плиток размерами 65×45 мм и толщиной 12 мм. В каждой плите имеется 500-1400 цилиндрических каналов (в зависимости от ее типа) диаметром 0,8-1,7 мм.
Горелки собирают в блок, который для придания ему ветроустойчивости сверху (в зоне подсоса воздуха) оборудуют защитным съемным кожухом, а снизу (в зоне горения) по периметру — специальной «юбкой» из жаростойкой стали. Швы между горелками заделывают шамотной массой для предотвращения попадания продуктов сгорания в инжекторную часть горелок.
Разогреватели с электрическими излучателями более долговечны, менее чувствительны к воздействиям ветра и отрицательной температуры окружающего воздуха. В качестве их нагревателей применяют кварцевые инфракрасные излучатели КИ-220-1000 и трубчатые металлические типа ТЭН. Эти нагреватели обладают рассеянным излучением, поэтому для создания направленного потока излучения их помещают в
рефлектирующее устройство, которое в комплекте с поддерживающим металлическим коробом составляет разогреватель покрытия. На разо — гревателях с электрическими излучателями также устанавливают САР, который в этом случае работает по следующей схеме. На разогреваемый участок покрытия опускают рабочий орган, при этом чувствительный элемент САР (термопара) упирается в покрытие и включает электронный потенциометр. При нагревании поверхности покрытия до заданной температуры реле по сигналу термопары выключает магнитный пускатель и электрические излучатели. При снижении температуры поверхности покрытия ниже заданной по сигналу термопары включаются катушки магнитного пускателя и подается электроэнергия излучателям. Система САР установлена на асфальторазогревателе на базе самоходного шасси Т-16М.
Для разогрева асфальтобетонных покрытий применяют также ас — фальтоотжигатели, смонтированные на автомобилях и колесных тракторах. Рабочее оборудование отжигателя состоит из бака для технологического топлива, вентилятора высокого давления, форсунки и навесного металлического зонта. Привод вентилятора осуществляется от двигателя базового шасси.
Технические средства для содержания дорог с прилегающими инженерными сооружениями
Содержание дорог с прилегающими инженерными сооружениями выполняется с целью прежде всего их безопасной эксплуатации. Поэтому и совершенствование машин ведется по пути выполнения этих ответственных работ с высоким качеством и при наименьших затратах.
Машины для летнего содержания дорог |
При весенне-летнем содержании дорог (табл. 5.1) выполняются работы по сдвигу, образованию валок наносов на расстоянии 1,5 м от бордюра и их погрузке и вывоза. Основную роль в этом процессе предлагается выполнить машинам МУН-1 и МУН-2 (производство ОАО «Амкодор»). Машина МУН-1 поможет быстро очистить и аккуратно уложить в валики прибордюрный мусор, который затем легко убрать бульдозером-погрузчиком ДЗ-133 или многоковшовым погрузчиком ТМ-3. Машина МУН-2 решает проблему качественной уборки дорог от наносов, пыли, грязи, снега и
погрузки их в транспортные средства. Белорусскими предприятиями выпускается весь комплекс машин обеспечивающих летнее содержание дорог (табл. 5.1) с прилегающими инженерными сооружениями.
№ п/п |
Наименование тех ноло — ги ческого процесса |
Наименование технич. средства, выполняющего тех НОЛ0- гич. процесс |
Модел ь |
За вод — изготовитель |
1 |
Сдвиг и образование валка на расстоянии 1,5 м от бордюра |
Машина для уборки наносов |
МУН-1, М У Н -2 |
ОАО »Амкодор" |
2 |
Погрузка наносов |
Погрузчик, бульдозер- погрузчик |
Погрузчик непрерывного действия тм-з. Бульдозер- погрузчик ДЗ-1 33 |
ОАО "Амкодор" |
3 |
Подметание улиц с шириной более 7 м |
Подметальная щётка |
Машина Амкодор 4031 с пылеподавле — нием в зоне щётки, КЭП-3000 (типа "Бродвей”) |
ОАО ‘’Амкодор” |
4 |
Подметание тротуаров, дворов, проездов |
М алогабаритные погрузчики со сменнымм рабочими органа — ми(щётка, ковш со щёткой) |
Погрузчики Ам ко — дор 203 и Амкодор 208 |
ОАО "Амкодор" |
5 |
Мойка асфаль — то — и цементобетонных покрытий |
Поливомоечная маш ина |
АМ П-7,АГМ -71 2 |
ГП"Дортрестст ройиндустрия Коммаш, г. Осиповичи " |
6 |
Установка недостающих знаков и ограждений |
Ямобур Столбостав |
КОРС- 13.26.00.ООО, НО — 66.21 |
ГП"Дортрестст ройиндустрия", ПКМП "Бел — дортехника" |
7 |
Очистка кюветов |
Кюветоочисти- тель |
НО-66.16 |
ПКМП "Бел — дортехника” |
8 |
Скаш ивание травяной растительности |
Косилка |
КДД-5, НО-66.Ю |
ГП "Дорвектор” П РСО”М инск облдорстрой", ПКМП "Бел — дортехника" |
9 |
Срезка кустарников |
Аппарат для срезки |
Н 0-66.02 |
ПКМП "Бел — дортехника” |
Таблица 5.1. |
Машина МУН-1 монтируется на базе трактора МТЗ-80/82, обеспечивает работу со скоростью до 4,26 км/ч и убирает наносы с плотностью до 2,14 т/м3. Машина МУН-2 выполняется прицепного типа.
Подметально-уборочные машины изготавливаются “Амкодором” и Мозырьским заводом мелиоративных машин. Конструкция их рассмотрена в п. 15.1.2.
Очистка кюветов от наносов, как и нарезка кюветов, производится обычно автогрейдерами, реже — одноковшовыми экскаваторами, главным образом в местах с повышенной влажностью.
Постоянной проблемой является быстрое зарастание кюветов и обочин растительностью, в том числе и кустарником. Для этой цели используется косилка НО-9.
Ротационная косилка (рис. 15.17) предназначена для снашивания сорной растительности на обочинах, откосах, разделительных полосах автомобильных дорог в кюветах; стрижки снегозащитных и декоративных насаждений; обрезки кустарника, растущего вдоль дорог и на полосе отвода, а также сучьев отдельно стоящих деревьев.
Рис. 15.17. Ротационная косилка: 1 — режущий аппарат; 2 — механизм навески: 3 — система гидропривода; 4 — базовое шасси. |
Базовым шасси является трактор “Беларусь" МТЗ-80/82, на кабине которого монтируются фонарь световой сигнализации и защитное сетчатое ограждение, предохраняющее стекло кабины от случайного попадания камней и других посторонних предметов из зоны рабочего органа.
В задней части трактора имеются кронштейны для дорожных знаков. Механизм навески служит для установки режущего аппарата в рабочее или транспортное положение. Он состоит из стрелы и рукояти, шарнирно соединенных между собой, обвязочной рамы и секции противовеса. Стрела, рукоять и режущий аппарат перемещаются при помощи трех гидроцилиндров. Вылет секции противовеса автоматически регулируется трособлочным механизмом, установленным на кронштейне в задней части трактора в зависимости от удаленности режущего аппарата от продольной оси базового шасси. Защита гидравлической системы от перегрузок осуществляется предохранительным клапаном, смонтированным на боковой стенке бака. Вращение редуктора привода насоса производится от вала отбора мощности трактора.
При вращении ротора (рис. 15.18) подвижные ножи под действием центробежной силы устанавливаются в рабочее положение, однако при столкновении с непреодолимыми препятствиями они отклоняются из зоны реза, что обеспечивает их сохранность. На корпусе смонтирована опорная плита, к которой крепится защитное ограждение, выполненное из двух секций, шарнирно соединенных между собой. В рабочем положении секции стопорятся при помощи откидных болтов. Такая конструкция ограждения позволяет производить осмотр ротора и замену ножей в полевых условиях.
Рис. 15.18. Режущий аппарат ротационной косилки: 1- гидромотор привода режущего аппарата; 2,8 — секции защитного ограждения;
3 — поворотная решетка; 4- ротор; 5,7 — ножи;
6 — отражатель;
9 — корпус.
На передней секции смонтирована поворотная решетка 3, состоящая из параллельно расположенных прутьев, объединенных поперечным элементом. Решетка установлена с возможностью поворота прутьев в вертикальной плоскости. Кроме того, прутья решетки 3 расположены таким образом, что делят расстояние между опорными лыжами секции 2 на равные промежутки.
При скашивании мелкой и средней растительности прутья решетки 3 опускаются в нижнее горизонтальное положение. В этом случае расстояние между ними и прутьями секции 2 минимальное (10-12 см).
При скашивании участков с густой и высокой растительностью прутья решетки 3 устанавливаются под некоторым углом к горизонтальной плоскости. В этом случае фактическое расстояние между прутьями решетки 3 и секции 2 увеличивается до размеров, исключающих их забивку растительными остатками.
На решетке крепится дугообразный отражатель, который можно перемещать вдоль ее прутьев и фиксировать в необходимом рабочем положении. Задняя секция 8 ограждения также оснащена опорными лыжами.
Ротационный режущий аппарат может работать в различных условиях: скашивать растительность наклонно вверх или вниз относительно горизонтальной плоскости, подрезать кустарник и зеленые снегозащитные насаждения на различной высоте от земли, обрезать ветви деревьев диаметром до 40 мм на высоте до 4-4,5 м. Ротационный режущий аппарат невосприимчив к попаданию в него камней и других посторонних предметов. Кроме того, он полностью измельчает скошенную растительность, поэтому нет необходимости в использовании специальных механизмов для сбора массы.
При скашивании однородной травянистой растительности для скармливания ее скоту режущий аппарат ротационного типа может быть заменен сегментно-пальцевым с шириной захвата 1,5 или 2,1 м.
Машина для мойки обстановки пути очищает криволинейный брус и другие ограждающие приспособления, сигнальные столбики, дорожные знаки, павильоны, беседки и т. д. (рис. 15.19).
Рабочий орган осуществляет вращение щеток от гидромотора /, установленного на корпусе редуктора. Конструкция рабочего органа обеспечивает два режима работы:
1) вращение щеток при неподвижном положении коромысла (мойка криволинейного бруса, дорожных ограждений и т. д.);
2) одновременное вращение щеток и коромысла (мойка сигнальных столбиков).
Рис. 15.19 — Машина для мойки обстановки пути: 1- рабочий орган; 2-механизм навески; 3~ система гидропривода; 4- базовое шасси; 5-емкость для моющей жидкости; 6-устройство для мойки дорожных знаков; 7-двухосный прицеп. |
Рабочий орган (Рис.15.20)переключается с одного режима на другой при помощи специального механизма. При мойке жидкость из емкости самотеком подается к вращающимся щеткам и, попадая на них, разбрызгивается, образуя “водяную ванну” в зоне работы.
Рис. 15.20 — Рабочий орган машины для мойки обстановки пути: 1~ гидромотор привода рабочих органов; 2— редуктор; 3-механизм переключения; 4- цепная передача; 5— коромысло; 6- щетка. |
Дорожные знаки моются при помощи ручной щетки, во внутреннюю часть которой подается под давлением моющая жидкость.
Машина для очистки криволинейного бруса снимает старую краску, ржавчину и различные загрязнения криволинейного бруса перед его ежегодной окраской (рис. 15.21). Рабочий орган машины выполнен в виде приводимой во вращение щетки с металлическим ворсом, частично защищенной кожухом, на котором смонтированы У-образные направляющие ролики.
Рис. 15.21. Машина для очистки криволинейного бруса: 1 — кожух рабочего органа; 2 — щетка; 3 — направляющий ролик; 4 — гидромотор привода рабочего органа; 5 — механизм навески; 6 — система гидропривода; 7 — базовое шасси. |
Машина для окраски обстановки пути наносит на элементы обустройства автомобильных дорог водно-меловые, водно-известковые растворы, а также лакокрасочные материалы. В конструкцию машины входят размещенная на двухосном прицепе компрессорная установка, красконагнетательные бачки, емкости для растворителя и краскораспылители. Привод компрессорной установки — от системы гидропривода.
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ДОРОГ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
16.1. Машины для ремонта, регенерации асфальтобетонных
покрытий
Машины и оборудование, составляющие эту группу, предназначены для выполнения всего комплекса работ, связанных с ремонтом покрытий городских дорог и восстановлением асфальтобетонных покрытий. С помощью таких машин выполняют работы: по регенерации, разогреву асфальтобетонных покрытий и их фрезерованию; транспортированию и распределению битума и щебня, заделке трещин; ремонту швов; ямочному ремонту покрытий; разрушению покрытий, а также рытью ям и др.
Для восстановления асфальтобетонных покрытий широко применяют машины, работающие по методу терморемонтирования, который основан на использовании полностью или частично старого асфальтобетона, пригодного по своим свойствам и характеристикам к повторному применению.
Машина “Репавер” (ФРГ) представляет собой самоходный агрегат длиной до 13 м, массой около 30 т. Рабочее оборудование ее состоит из бункера для новой асфальтобетонной смеси и трех нагревательных блоков инфракрасного излучения. На задней приводной оси расположено оборудование для приготовления новой асфальтобетонной смеси, состоящее из двух распределительных шнеков, трамбующего бруса и вибрационной (заглаживающей) плиты. Двигатель машины вместе с распределительным редуктором установлен на шасси агрегата над его задней осью. От распределительного редуктора осуществляется привод конвейеров, шнекового распределителя, механизма передвижения, систем охлаждения рабочей жидкости и управления рабочими органами. Передвижение машины обеспечивается гидрообъемной трансмиссией, подъем и опускание рабочих органов — гидроцилиндрами. Вскрышное устройство состоит из рыхлителя асфальтобетонного покрытия, разделенного на четыре сегмента шириной 62,5 см, в каждом из которых расположено пять рядов взрыхляющих ножей с резцами из твердого сплава. Ножи установлены с интервалом 13 см и сдвинуты один по отношению к другому. Высоту установки каждого из сегментов можно регулировать с помощью гидроцилиндра; можно регулировать и высоту установки допол
нительных сегментов (шириной 25 и 50 см), которые вместе с основными составляют общую максимальную ширину агрегата 4,25 м.
Разогретое дорожное покрытие взрыхляется ножами с наконечниками из твердого сплава, которые прикрепляют к плите рыхлителя стальными разъемами. Форма наконечников ножей обеспечивает сохранение структуры (зерен) асфальтобетонной смеси при ее взрыхлении. Глубина внедрения ножей в покрытие регулируется бесступенчато. Сзади плиты установлены распределительный шнек и отвал.
С помощью первых двух блоков инфракрасного излучения старое покрытие разогревается. В зависимости от скорости движения машины и неровностей поверхности дороги регулируют интенсивность и степень нагрева. Регулирование обеспечивается путем подъема и опускания блоков, а также включения или выключения отдельных рядов горелок. Температура разогрева старого асфальтобетона соответствует его пластическому состоянию, что позволяет при взрыхлении также не допускать дробления зерен асфальтобетона.
Машина ДЭ-232 предназначена для ремонта и регенерации асфальтобетонных покрытий на дороге путем разогрева и рыхления их, добавления новой смеси (с перемешиванием ее со старой или без перемешивания) и последующего профилирования с предварительным уплотнением (рис. 16.1). Машина выполнена самоходной на пневмоколесном ходу с гидроприводом всех рабочих органов и смешанным (гидромеханический, с коробкой передач) приводом хода.
В соответствии с назначением машина имеет следующие основные рабочие органы и агрегаты: газовое оборудование, рыхлитель, подборщик, передний бункер для приема смеси, транспортирующее, смесительное и распределительное устройства, оборудованйе для предварительного уплотнения.
Газовое оборудование включает в себя емкость для газа, испаритель, систему газоприводов, инфракрасные излучатели (горелки), регулирующую и контрольную аппаратуру и устройство для разжигания горелок. Основное назначение газового оборудования — разогрев асфальтобетонного покрытия на глубину 3-4 см до температуры около 60°С при температуре на его поверхности не выше 180°С и обогрев отдельных узлов и агрегатов машины для предотвращения остывания новой и регенерируемой асфальтобетонной смеси. Геометрическая вместимость емкости для газа — не менее 6 м3. Поверхностная плотность теплового потока инфракрасного излучения — не менее 0,001-0,016 Вт/(м2 ч).
Рис. 16.1. Машина ДЭ-232 для ремонта и регенерации асфальтобетонных покрытий методом терморемонтирования: 1 — приемный бункер с транспортирующим устройством для новой смеси:, 2 — система транспортеров; 3 — дозирующее устройство; 4 — резервуары для сжиженного газа; 5 — двигатель; 6 — трамбующий брус и выглаживающая виброплита; 7 — распределительный шнек; 8 — ходовые передние и задние ведущие мосты; 9 — смеситель; 10 — планирующий отвал; 11 — шнековое (фрезерное) устройство; 12 — рыхлитель; 13 — второй нагревательный блок; 14 — первый нагревательный блок. |
Горелки объединены в секции с подачей газа раздельно в каждую секцию. Секции горелок объединены в блоки. Расположение блоков позволяет осуществлять “пунктирный” нагрев ремонтируемого покрытия и догрев нижележащего слоя. Высоту установки блока горелок в рабочем положении над поверхностью покрытия можно регулировать в пределах 50-250 мм (кроме блока горелок, расположенного рядом с приемным бункером).
Рыхлитель обеспечивает разрыхление нагретого асфальтобетонного покрытая до кусков, максимальный размер которых не должен превышать 50 мм. Максимальная глубина рыхления разогретого покрытия 40 мм. Конструкция рыхлителя позволяет пропускать выступающие люки колодцев.
Подборщик взрыхленного материала предназначен для сбора взрыхленной рыхлителем асфальтобетонной смеси и подачи ее в смесительное устройство (при работе в режиме “Ремикс”) или к краю ремонтируемой полосы (при работе в режиме “Репавер”). Одновременно подборщик обеспечивает профилирование поверхности и выполнение ровной кромки покрытия. Рабочая ширина подборщика — 2500, 3100, 3600, 3850 мм.
Передний бункер для приема новой асфальтобетонной смеси — с управляемыми боковыми стенками, что обеспечивает полное его опорожнение. Вместимость бункера (по асфальтобетонной смеси) не менее 4 т.
Транспортирующее устройство (конвейер) перемещает новую асфальтобетонную смесь от приемного бункера к смесительному устройству или в зону распределения регенерированной асфальтобетонной смеси. Транспортирующее устройство обеспечивает регулирование норм подачи новой смеси. Пространство, в котором перемещается новая смесь, во избежание ее охлаждения обогревается инфракрасными излучателями.
Смесительное устройство (смеситель) предназначено для перемешивания регенерируемой и новой асфальтобетонной смеси во всех режимах работы машины, при любом соотношении компонентов. Конструкция смесительного устройства обеспечивает легкий доступ к его внутренней части для осмотра и очистки. Стенки смесительного устройства обогреваются инфракрасным излучением.
Распределительное устройство предназначено для распределения регенерированной смеси и (или) нового асфальтобетона на ширину ремонтируемой полосы покрытия. Распределительное устройство обеспечивает автоматическое выдерживание заданной толщины и профиля распределяемого слоя по всей ширине ремонтируемой полосы.
Предварительное уплотнение уложенной смеси осуществляется вибротрамбующей плитой. Предусмотрен обогрев поверхности вибротрамбующей плиты газовыми горелками.
Трансмиссия и ходовое оборудование обеспечивают перемещение машины с рабочей скоростью 0-8 м/мин и транспортной (своим ходом) — до 7 км/ч. На большие расстояния машину можно транспортировать одним из двух способов: на буксире (с отключенной коробкой передач) или на трейлере со скоростью до 40 км/ч. Все колеса ведущие. Привод переднего моста может быть отключен. Колеса оборудованы стояночными тормозами. При максимальной скорости (3 м/мин) и максимальной глубине разогретого покрытия (40 мм) расход новой смеси 40 кг/м2.
Для управления рабочими органами предусмотрены два поста управления с двух сторон машины. Управление положением рабочих органов, регулирование подачи новой смеси и управление ходовыми колесами гидравлическое.
Машины «Робот» (ФРГ) используют для разогрева старого асфальтобетонного покрытия перед его срезанием. Рабочий орган машины фреза (типа RS-2000 или RS-2350) — установлен на автомобиле-тягаче «Уни — мог» позади его ведущих колес.
Блок горелок для разогрева асфальтобетонного покрытия и снижения усилия резания расположен перед передними колесами автомобиля, фреза RS-2000 — барабан, на поверхности которого закреплены 160 ножей из износостойкой стали с режущей кромкой шириной 50 мм. Вал его вращается в направлении, обратном движению машины. Привод его осуществляется через боковые редукторы и гидродвигатели от насоса, приводимого в действие от дополнительного двигателя мощностью 51,5 кВт. Двигатель установлен на платформе базовой машины. Глубина фрезерования регулируется положением жестких боковых опорных колес, закрепленных на боковых редукторах. Фреза поднимается и опускается с помощью гидроцилиндра. Нагревательный блок размером 2000X850 мм и массой 65 кг состоит из 20 инфракрасных горелок, работающих от баллонов со сжиженным пропаном, которые установлены на платформе автомобиля. Расход газа для каждой горелки составляет 4 кг. Снятый материал забирается ковшовыми погрузчиками, после чего полотно очищают подметальные машины.
Производительность фрезы при глубине фрезерования 25-40 мм зависит от типа машины и достигает 750 м2/ч.
Машины для маркировки дорожных и аэродромных покрытий
Основными признаками, определяющими условное разделение маркировщиков на классы, являются назначение машины, объем и вид выполняемых работ. Маркировочные машины снабжают несколькими видами рабочего оборудования, что повышает коэффициент их использования. Это может быть оборудование для производства работ лакокрасочными материалами, термопластиком, двухкомпонентными материалами и др.
Для повышения производительности маркировочных машин, работающих на горячих термопластиках, применяют специальные котлы для разогрева термопластика. Требуемая температура теплоносителя поддерживается автоматически.
Современные маркировочные машины (рис. 15.15) снабжены системами для управления длиной штрихов и промежутков штриховых линий разметки, для поддержания заданной температуры разметочных материалов и для управления толщиной наносимых линий. Недостатком работающих от датчиков пройденного пути электронных устройств управления длиной штрихов и промежутков линий разметки, является ограниченная точность в связи с запаздыванием срабатывания исполнительного устройства рабочего органа.
Это особенно сказывается при ведении разметки с высокими скоростями. Для увеличения точности длины штрихов разработаны устройства автоматического управления с обратной связью. В форсунку для распыления краски встраивают датчик моментов фактического открытия и закрытия иглы. Отсчет длины штриха начинается с момента поступления сигнала с этого датчика. Разработана система для поддержания постоянной толщины линии разметки, выполняемой красками и распыляемыми пластиками. Система представляет собой двухцилиндровый насос, подача которого пропорциональна скорости движения машины и не зависит от свойств материала. Предусмотрены средства, исключающие пульсацию подачи разметочных материалов в форсунку. К недостаткам системы следует отнести относительную сложность и громоздкость, а также возможность работы только с пневматическими распылителями.
Создаются автоматизированные машины для выполнения предварительной разметки. Оборудование включает пять телекамер, установ
ленных по краям машины, два монитора в кабине оператора и автоматическую форсунку для нанесения штрихов длиной 5-120 см с промежутками между ними от 30 см до 30 м. Машина размечает осевую линию на дорогах шириной до 10 м со скоростью до 32 км/ч на участках с небольшой кривизной и со скоростью до 10 км/ч — на крутых поворотах. Создается система для разметки дорог шириной до 16 м.
Рис. 15.15. Классификация машин для маркировки покрытий дорог и аэродромов. |
Наряду с совершенствованием оборудования для выполнения разметки традиционными материалами создают новые материалы и оборудование для их нанесения. Так, одно — и двухкомпонентные пластики не требуют нагрева при нанесении. Оборудование маркировочных машин Для выполнения разметки холодными пластиками обычно работает по методу экструдирования пластика.
Рабочий орган обеспечивает высокое постоянство толщины линии при скорости разметки до б км/ч. Предложен метод для выполнения маркировки повышенной долговечности. Готовые полосы из термопластического материала с помощью специального устройства укладываются на еще не остывшее дорожное покрытие перед последним проходом катка и утапливаются им в асфальт.
Качественные и экономические показатели дорожной разметки в значительной степени определяются уровнем механизации подготовительных и вспомогательных операций.
Для сушки и подогрева дорожного покрытия в целях осуществления разметки в любую погоду применяют оборудование, в котором сушка производится газами температурой до 1100°С, образующимися при сжигании дозированной смеси пропана, воздуха и воды. Машина просушивает полосу шириной 0,5 м со скоростью до 10 м/мин. Для удаления старой разметки наиболее широко распространены демаркеры, работающие по методу фрезерования. Демаркер комплектуют четырьмя фрезерными головками, специальной фрезой для удаления пластика и стальной щеткой. Недостатком фрезерования старых линий и знаков является частичное повреждение дорожного покрытия. Перспективными являются методы: химический, выжигания и комбинированный (фрезерование и последующая химическая обработка). Удаляют разметку и с помощью струи воды, подаваемой под давлением до 140 МПа. Установки можно использовать с водо — и пескоструйной системой, повышающей их эффективность и экономичность.
Газоструйные снегоочистители
Газоструйные снегоочистители предназначены для патрульной очистки дорог и аэродромов от свежевыпавшего снега воздействием газовой струи. Характеризуются высокой производительностью и надежностью рабочего оборудования, большой дальностью отбрасывания снега. Эксплуатационная производительность аэродромного газоструйного снегоочистителя, оборудованного газотурбинным двигателем, в 15-18 раз превышает производительность плужно-щеточного в аналогичных условиях работы. К основным недостаткам газоструйных снегоочистителей относятся повышенный уровень звукового давления (до 110-120 дБ) и большая удельная энергоемкость рабочего процесса (примерно в 2 раза выше), чем у механических снегоочистителей. Поэтому газоструйную снегоочистку применяют преимущественно в технологических процессах, требующих высокого темпа уборки. Ограничениями в использовании таких машин являются также малая толщина убираемого снега (не более 0,2 м) и возможность обледенения очищаемых покрытий при воздействии газовой струи в определенном диапазоне температур окружающей среды.
Рис. 15.10. Классификация газоструйных снегоочистителей. |
Газоструйные снегоочистители (рис. 15.10 и 15.11) по области применения и типу бывают вентиляторные (оборудуемые центробежным или осевым вентилятором) и наиболее широко используемые газотур
бинные (оборудуемые специальной газовой турбиной, чаще — отработавшим летный ресурс турбореактивным авиационным двигателем), которые служат для очистки от снега взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек аэродромов. Главным параметром газоструйных снегоочистителей можно считать расход газа, который определяет дальнобойность газовой струи и, соответственно, ширину захвата и производительность снегоочистителя.
Рис. 15.11. Схемы газоструйных аэродромных снегоочистителей: а — с передним соплом; б — со встречными задними соплами; в — со вспомогательным отвалом и щеткой; г — газоструйно-щеточный. |
Расчет газоструйного снегоочистителя включает в себя выбор источника сжатого газа, определение рациональных параметров процесса взаимодействия газовой струи со снегом и твердым покрытием, энергоемкости рабочего процесса и производительности снегоочистки, расчеты вспомогательных систем и механизмов устойчивости машины и управляемости ее с учетом реактивной тяги, возникающей при работе газоструйного аппарата, тягово-динамический расчет машины и др.
Для взаимодействия с заснеженным твердым покрытием газовая струя направляется под острым углом к покрытию а~ 15° и распространяется вдоль него, постепенно теряя начальную скорость и расширяясь под действием сил аэродинамического сопротивления (рис.15.12). Трение газовой струи о покрытие существенно меньше обусловленного турбулентными завихрениями трения на границе с неподвижным атмосферным воздухом.
Поэтому эпюра скоростей газовой струи в вертикальной плоскости несимметрична, а максимальная скорость итах газовой струи расположена ближе к покрытию. Высоту установки сопла над покрытием в оптимальном варианте принимают h = 6Ь, где b — половина ширины сопла. Сопло газоструйного аппарата наиболее часто имеет плоскую форму, соотношение его длины и ширины і ~ ЗЬо. На срезе сопла газовая струя имеет максимальную начальную скорость и0, которая изменяется
в пределах 100-900 м/с для разных типов газовых турбин и режимов их работы. Абсолютная температура газов на начальном участке струи соответственно достигает 400-1000 К. В пограничном слое непосредственно у поверхности покрытия скорость газовой струи резко падает, что затрудняет удаление примерзшего или прикатанного снега. При увеличении угла а наклона газовой струи к покрытию снегоочиститель можно использовать в качестве тепловой машины для удаления гололеда и осушения покрытия. Эффективность газоструйного снегоочистителя определяется дальнобойностью газовой струи, т. е. осевой длиной действующей в полупространстве газовой струи, на которой запаса ее кинетической энергии достаточно для полного удаления снега с покрытия при заданной скорости движения машины. Длина В такого активного участка газовой струи определяет ширину захвата снегоочистителя, поскольку газовую струю обычно ориентируют перпендикулярно к направлению движения машины. Центральный угол расширения газовой струи |/ = =24-34°, зависит от ее температуры и скорости и определяет максимальную эффективную ширину струи 1тах, которая в свою очередь связывает дальнобойность струи В, ее скорость и поступательную скорость машины vm, так как фрагменты снега должны успевать разгоняться до скорости струи и на длине В за время / = lmax/vM ■
Рис. 15.12. Схема взаимодействия газовой струи с твердым покрытием. |
Эти машины предназначены для распределения по поверхности дорожного покрытия во время снегоочистки или борьбы с гололедом и скользкостью технологических материалов — пескосоляной смеси или специальных реагентов. Изготовляемые промышленностью распределители имеют общую схему устройства. В кузове с наклонными боковыми стенками размещены материалы, которые с помощью скребкового ранс — портера, двигающегося по дну кузова, подаются в заднюю его часть и через разгрузочное окно под действием силы тяжести поступают на горизонтально вращающийся диск, осуществляющий распределение материала. В настоящее время выпускают машины этого назначения двух типов _ КО-104А и КО-105.
Наиболее распространенной машиной является распределитель КОККА на базе автомобиля ГАЗ-БЗА (рис. 15.13).
Рис. 15.13 — Распределитель KO-W4A технологических материалов: 1 — разбрасывающий диск; 2 — редуктор привода транспортера; 3 — бункер; 4 — рычаг управления шибером; 5 — скребковый транспортер; 6 — кузов; 7 — натяжная станция транспортера; 8 — пульт управления. |
Специальное оборудование машины состоит из кузова, скребкового транспортера, разбрасывающего диска, гидросистемы и механизмов привода. Передняя и задняя стенки сварного кузова имеют окна для прохода верхней несущей ветви транспортера. К продольным балкам основания кузова в передней его части присоединен механизм натяжения транс
портера. Кузов размещен на подрамнике, закрепляемом к лонжеронам базового автомобиля. На заднем борту кузова закреплен бункер, который направляет на разбрасывающий диск технологический материал, поступающий из кузова. Окно, размещенное в заднем борту, предназначено для прохода верхней ветви транспортера, а также для дополнительного регулирования количества материала, поступающего на диск. Окно перекрывается шибером, управляемым с помощью рычага вручную.
В бункере и в передней части кузова установлены ведущий и ведомый валы транспортера с приводными звездочками. Верхняя ветвь транспортера двигается по днищу кузова, перемещая материал, нижняя — под днищем кузова над надрамником. Цепь транспортера — якорного типа с приваренными к ее звеньям скребками. Нужное положение цепи достигается с помощью натяжного устройства. Натяжение цепи в необходимых пределах достигается спиральными пружинами, натяжение которых регулируется гайками резьбовых штоков.
Ведущий вал левым концом установлен в подшипнике, а правым связан через шлицевое соединение с ведомым валом редуктора. Звездочки привода транспортера установлены в средней части переднего ведомого и заднего ведущего валов. Разбрасывающий диск снабжен в верхней части ребрами, которые вовлекают материал при вращении диска в движение к периферии диска. Машина работает следующим образом. В зависимости от свойств технологических материалов и плотности их распределения устанавливают с помощью дросселя скорость движения транспортера и поступательную скорость машины. При движении транспортера его скребки, двигаясь по дну кузова, увлекают некоторый объем материала и сбрасывают его в бункер. Плотность распределения корректируют регулированием положения шибера. Уменьшение скорости движения транспортера, увеличение скорости движения машины обеспечивают уменьшение плотности обработки.
Принцип действия машины КО-Ю5 аналогичен, однако по конструкции она несколько отличается от машины КО-Ю4А, и прежде всего наличием плужно-щеточного снегоочистительного оборудования.
Оборудование для распределения технологических материалов в связи с большим объемом кузова отличается главным образом своими размерами и конструкцией механизмов привода рабочих органов (рис. 15.14). От двигателя автомобиля через коробку передач и верхний вал коробки отбора мощности крутящий момент передается редуктору, снижающему частоту вращения и обеспечивающему привод двух масляных насосов. Один из этих насосов служит для привода гидромотора транспортера,
Рис. 15.14. Кинематическая схема машины КО — 105: 1,4- шестеренный гидронасос; 2 — раздаточная коробка; 3 — редуктор насосов; 5 — конический редуктор; б — цилиндрическая щетка; 7- гидромотор привода транспортера; 8 — редуктор транспортера; 9 — скребковый транспортер; 10 — разбрасывающий диск; 11- гидромотор привода разбрасывающего диска; 12 — передача привода щетки. |
другой — для привода гидромотора разбрасывающего диска. Кроме того, верхний вал коробки вторым концом приводит во вращение масляный насос, обеспечивающий работу плужно-щеточного оборудования. Таким образом, гидравлическая система этой машины состоит из двух самостоятельных систем: первой — для привода распределяющего оборудования, т. е. привода транспортера и разбрасывающего диска, второй — только для подъема в транспортное и опускание в рабочее положение плуга и щетки. Каждая из этих систем снабжена своим масляным баком. Гидрораспределитель установлен в кабине водителя и служит для управления работой гидроцилиндров отвала и щетки. Режимы работы транспортера и диска регулируют с помощью двух дросселей, установленных вместе с манометрами, которые контролируют давление в сетях привода транспортера и диска, на специальном пульте управления, закрепленном у задней стенки кабины водителя.
15.3 Машины и оборудование для маркировки покрытий автомобильных дорог и аэродромов