Портал о строительстве и ремонтных работах

Архивы за 29.10.2014

13.1. Автоматизированные комплекты машин для строительства цементобетонных покрытий

13.1.1. Состав комплектов машин для строительства цементобетонных покрытий

Машины для строительства цементобетонных покрытий в основ­ном выпускают двух типов: с колесно-рельсовым ходовым устройством (для их работы необходимо наличие рельс-форм) и машины со скользя­щими формами с гусеничным ходовым устройством. Последние получи­ли наибольшее распространение, и их выпускают двух размеров: боль­шой производительности для строительства магистральных дорог и взлет­но-посадочных полос и малой производительности для дорог местного значения.

Наиболее эффективно скоростное строительство цементобетонных покрытий осуществляется автоматизированными комплектами машин со скользящими формами. Комплект машин составляют группа основных машин и дополнительное технологическое оборудование. Основной груп­пой машин комплекта являются: профилировщик основания (рис. 13.1, а), распределитель бетона (рис. 13.1, б), бетоноукладчик со скользящими формами (рис. 13.1, б), бетоноотделочная машина и распределитель пленкообразующих материалов. В дополнительное оборудование вхо­дят: конвейер-перегружатель, тележка для арматурной сетки, вибро — — погружатель арматурной сетки, нарезчики продольных и поперечных швов, * заливщик швов, трейлеры для транспортирования машин комплекта. Э Профилировщики дорожных оснований предназначены для разра — Ї ботки корыта в целинном грунте и профилирования его дна, а также для 3 окончательного профилирования и уплотнения песчаного основания или 2 основания из грунта, укрепленного вяжущим материалом. Они оснаще — w ны профилирующим и уплотняющим рабочими органами. §

По типу рабочего органа профилировщики бывают ножевыми и ь фрезерными. Ножевые профилировщики снабжены уплотняющим виб — 6 робрусом. Рабочий орган — отвал с профилирующим ножом. Он оконча — | тельно профилирует основание, срезая излишки грунта и частично его 2 перераспределяя. Механизмом подъема и опускания регулируют высо — ч

ту заглубления. Фрезерный рабочий орган машины представляет собой отвал с закрепленными на нем фрезой для профилирования укреплен­ных грунтов или шнеком для профилирования песчаных оснований. Сменные резцы фрезы с пластинками из твердого сплава расположены по винтовой линии. Транспортер удаляет срезанный материал за преде­лы основания.

Рис. 13.1. Машины автоматизированного комплекта для скоростно­го строительства цементобетонных покрытий: а — профилировщик основания; б — распределитель (перегружатель); в — бетоноуклад­чик; 1 — кронштейн рамы; 2 — вилка гусеничной тележки; 3 — гусе­ничная тележка; 4 — силовая установка; 5 — пульт управления; 6 рулевой гидроцилиндр; 7 — основная рама; 8 — фреза-шнек: 9 — привод фрезы-шнека; 10 — отвал фрезы-шнека; 11 — шнек; 12 — привод шнека; 13 — отвал шнека; 14 — приемный бункер; 15 — рама транспортера; 16 — блок выдвижного транспортера; 17 — генератор привода глубинных вибраторов; 18 — бак для воды; 19 — скользящие формы (боковая опалубка); 20 — рама рабочих органов.

Фрезу и отвал можно настраивать на плоский и на двухскатный поперечные профили основания. Уплотнение подстилающего песчаного основания осуществляется вибробрусом.

Бетонораспределители принимают смесь из автосамосвалов или автобетоносмесителей и распределяют ее по дорожному основанию сло­ем заданной толщины. Распределители являются машинами непрерыв­ного и периодического действия. Бетонораспределители непрерывного действия распределяют смесь, поступающую на основание строящейся дороги. Они имеют высокую производительность и требуют четкой орга­низации работ по доставке смеси к месту ее укладки. Распределители периодического действия работают циклично. Новая порция бетона рас­
пределяется по основанию после распределения предыдущей порции и передвижения машины на новую позицию.

По конструкции рабочих органов все распределители бывают бун­керными, шнековыми, лопастными, ковшовыми. Бункерные относятся к машинам периодического действия, остальные — к машинам непрерыв­ного действия.

Смесь, выгруженную распределителем на дорожное основание, рав­номерно распределяют в поперечном направлении шнеком, лопастью или ковшом и предварительно разравнивают отвалом. Окончательное профилирование покрытия осуществляется профилирующими заслонка­ми, которые можно устанавливать на односкатный или двухскатный по­перечный профиль покрытия.

Бетоноотделочные машины осуществляют разравнивание, про­филирование, уплотнение и окончательную отделку (выглаживание и затирку) поверхности покрытия. Машины данного типа следуют за бе — тонораспределителем. Бетоноотделочная машина имеет разравнивающий, уплотняющий и выглаживающий органы. Разравнивающий орган — это лопастный вал, шнек или вибробрус. Для уплотнения бетонной смеси применяют вибрационный или трамбующий брусья. Выравнивание и выглаживание поверхности бетонного слоя производится выглаживаю­щей лентой или брусом, совершающим качательные движения в гори­зонтальной плоскости, а также выглаживающими плитами с вертикаль­ными колебаниями. Бетоноотделочные машины имеют один рабочий орган — вибрационный или трамбующий брус, два рабочих органа — уплотняю­щий и выглаживающий брусья, три рабочих органа — разравнивающий, уплотняющий и выглаживающий брусья, четыре рабочих органа — вибра­ционный, трамбующий и разравнивающий брусья, а также выглаживаю­щую ленту. Технологическая операция выполняется сразу несколькими рабочими органами: уплотнение — вибрационным и трамбующим брусь­ями, а отделка поверхности — разравнивающим брусом и выглаживающей лентой. Идет переход к универсальным рабочим органам, выполняю­щим несколько операций.

Профилировщик основания, входящий в комплект, имеет унифициро­ванное самоходное четырехгусеничное базовое шасси с автоматической следящей системой управления рабочими органами по заданному курсу и профилю (рис. 13.1, а). Основная рама представляет собой сварную кон­струкцию коробчатого, сечения. Установленные соосно две фрезы пред­назначены для первоначального фрезерования, рыхления и распределения грунта основания по ширине обрабатываемой полосы. Шнеки удаляют

излишки грунта на обочину дороги или ленту конвейера-перегружателя, а также распределяют материал по ширине основания. Каждая фреза и шнек имеют свой независимый и взаимозаменяемый привод.

Распределитель комплекта (рис. 13.1, б) предназначен для приема бетонной смеси с обочины из самосвалов и распределения ее по ширине основания. Снизу к основной раме прикреплены фреза-шнек и отвал. Конструкция рабочих органов позволяет регулировать положение их кра­ев и середины с помощью трех гидроцилиндров для получения одно — и двухскатного профилей покрытия. Машина оснащена выдвижным транс­портером.

Конструктивной особенностью комплекта является применение базового самоходного унифицированного четырехопорного гусеничного шасси и максимальная унификация узлов привода рабочих органов, гид — ро — и электрооборудования, аппаратуры автоматики (рис. 13.2) и сило­вых установок.

Рис. 13.2. Схема автоматического контроля положения базового шасси: 1 — стойка-стержень; 2 — поперечная штанга; 3 — датчик уровня с копиром; 4 — нивелирная рейка (репер); 5 — рама планировщика.

Бетоноукладчик комплекта (рис. 13.1, е) служит для разравнивания, профилирования, уплотнения и отделки бетонной смеси. На основной раме машины закреплены шнек, отвал шнека, глубинные вибраторы, вибробрус — дозатор, первый и второй качающиеся отделочные брусья, плавающая вы­глаживающая плита и боковые скользящие формы (рис. 13.3). Шнек пред­назначен для распределения смеси и состоит из двух независимых частей, имеющих боковой гидравлический привод. Отвал шнека имеет плоскую форму и служит для создания подпора смеси в шнеке. Глубинные вибра­торы обеспечивают равномерную плотность смеси по всей толщине слоя (рис. 13.4). Вибраторы со встроенными асинхронными электродвигателя­
ми закрепляют на У-образных пружинных рычагах к состоящей из двух частей трубе, которая поворачивается вокруг оси горизонтальным гидро­цилиндром. Частота вибрации глубинных вибраторов 180 Гц.

Рис. 13.3. Схема действующих сил на рабочие органы бетоноук­ладчика: 1 — шнек; 2 — отвал шнека; 3 — глубинный вибратор; 4 — вибробрус-дозатор; 5 — первичный качающийся брус; 6 — вторич­ный качающийся брус; 7 — выглаживающая плита.

Вибробрус-дозатор вторично распределяет и выравнивает смесь после ее проработки глубинными вибраторами.

Два качающихся бруса предназначены для придания покрытию тре­буемого профиля и отделки по поверхности. Брусья состоят из двух час­тей коробчатого сечения. Возвратно-поступательное движение брусьев в поперечном направлении относительно укладываемого покрытия осуще­ствляется четырьмя гидромоторами. Окончательная отделка поверхности производится плавающей плитой, состоящей из двух частей. Боковые сколь­зящие формы формируют боковые поверхности бетонного покрытия.

Рис. 13.4. Схема уплотняющего рабочего органа с поверхностным (а) и глубинным (б) вибратором: 1 — дозирующая заслонка; 2 — вибро­брус; 3 — глубинный вибратор; 4 — профилирующая заслонка.

Бетоноотделочная машина предназначена для окончательной отдел­ки поверхности покрытия и придания ей требуемой текстуры бетона. Машина многопроходная и смонтирована на четырехколесном базовом шасси. Снизу к раме на вертикальной поворотной и подъемной цапфе подвешены две дюралевые трубы. Над ними установлены два трубопро­вода с запираемыми соплами для смачивания труб. Трубы перекрывают одна другую и передают на бетон только свой вес. Сзади к раме крон­штейнами прикреплена тканевая драга, которая орошается водой и пере­двигается по поверхности цементобетонного слоя.

Распределитель пленкообразующих материалов служит для их на­несения и создания на покрытии шероховатой поверхности. Машина вы­полнена однопроходной на самоходном четырехопорном колесном базо­вом шасси. К основной раме прикреплены две поперечные траверсы, по которым перемещается относительно покрытия щетка, создающая шерохо­ватость поверхности покрытия. К передней части рамы подвешен барабан для пленки. Сзади к раме подвешены распределительная труба для рас­пределения жидких пленкообразующих материалов и два выносных со­пла для обработки боковых поверхностей покрытия.

Бетонные смеси в больших количествах приготовляют на специаль­но организованных предприятиях — бетонных заводах. По продолжитель­ности действия бетонные заводы разделяют на стационарные, полустаци — онарные (инвентарные) и передвижные, называемые обычно установками.

Стационарные заводы рассчитывают на длительную, постоянную ра­боту на одном месте. Полустационарные заводы устраивают сборно-раз­борными, и они работают на одном объекте обычно от одного года до трех лет. Передвижные заводы (установки) могут в течение одного сезона перемещаться несколько раз с одного объекта на другой. Их часто исполь­зуют на строительствах с небольшим потреблением бетона (установки малой производительности) или на рассредоточенных объектах и при вы­полнении линейных работ, таких как строительство автомагистралей.

По конструктивному исполнению такие установки разделяют на передвижные и инвентарные.

В передвижных мобильных установках технологическое оборудова­ние расположено на шасси прицепов или на салазках. Такие установки перебазируют в собранном виде. После прибытия на объект приготов­ление бетонной смеси может быть начато через 0,5-2,0 ч при наличии исходных материалов. При этом, как правило, не требуется приямков, фундаментов, металлических каркасов.

Инвентарные сборно-разборные установки имеют значительную производительность (до 240 м3/ч). Их изготовляют в виде отдельных блоков, перевозимых с объекта на объект на трейлерах, прицепах и авто­
мобилях. Опорную раму инвентарных бетоносмеситсльных установок устанавливают на фундаменте. Демонтаж, перебазировка и монтаж та­ких установок производятся в течение нескольких смен. Установки обо­рудуют складами заполнителей и цемента,

По характеру работы заводы и установки могут быть цикличного и непрерывного действия.

По устройству и управлению — неавтоматизированные (с ручным управлением), частично автоматизированные и полностью автоматизи­рованные. В последнем случае приготовление бетонной смеси осуще­ствляется по заданной программе с соблюдением проектного рецепта дозирования материалов, времени смешивания и т. д.

Бетонные заводы могут иметь горизонтальную (партерную) и верти­кальную (башенную) компоновку. В первом случае оборудование размеще­но на большой площади примерно на одном уровне. При проходе по техно­логической линии материалы поднимаются и опускаются несколько раз.

При вертикальной компоновке материалы поднимаются на опреде­ленную высоту только один раз и далее перемещаются вниз по отдель­ным технологическим операциям под действием сил гравитации. Такие заводы занимают небольшую площадь, но имеют значительную высоту (до 30 м). Схема размещения оборудования на заводе башенного типа цикличного действия показана на рис. 12.18.

Фракции щебня и песок подаются в расходные бункера через пово­ротную загрузочную воронку поочередно ленточным конвейером. Цемент подается пневмотранспортной установкой. После дозирования в весовых дозаторах составляющие через загрузочное устройство направляются в один из бетоносмесителей. Готовая смесь выдается в раздаточный бункер, а затем транспортными средствами доставляется к месту ее укладки.

В схеме такого завода можно выделить четыре отделения:

1) надбункерное, где находятся агрегаты пневмотранспортной пода­чи цемента, распределительная поворотная загрузочная воронка и голов­ная часть ленточного конвейера;

2) дозировочное, в котором расположены расходные бункера и дозаторы;

3) смесительное, где установлены бетоносмесители; здесь разме­щен пульт с системой автоматического управления;

4) раздаточное, в котором расположен раздаточный бункер.

По указанной схеме обычно сооружаются стационарные заводы боль­шой производительности, обеспечивающие товарным бетоном крупные строй­ки, дорожное, аэродромное, гидротехническое, ирригационное и городское строительство, а также полигоны бетонных и железобетонных изделий.

Рис. 12.18. Башенная компоновка оборудования бетонного завода: 1 — пневмотранспортная установка для цемента; 3 — ленточный конвейер; 3 — распределительное устройство; 4 — расходные бунке­ра; 5 — баки для воды; 6 — дозатор хлористого кальция; 7 — доза­тор воды; 8 — дозаторы щебня, песка и цемента; 9 — загрузочное устройство; 10 — бетономешалка; 11— раздаточный бункер.

Складирование песка и щебня на таких заводах производится как на открытых складах, так и на складах бункерного типа. Для хранения цемента служат специальные склады силосного типа. Необходимость иметь большой запас материалов, на 10-15 дней работы, обусловливает наличие больших складов песка и щебня, под которые отводится боль­шая площадь. На открытых складах штабеля материалов имеют линей­ное или секторное расположение.

Для подачи материалов со склада в расходные бункера использу­ют ленточные конвейеры, расположенные в траншеях под штабелями материалов и в наклонных галереях.

На заводах, рассчитанных на круглогодичную работу, щебень и пе­сок для предотвращения слеживания целесообразно хранить в обогрева­емых бункерных складах. Кроме того, для нормальной работы завода при отрицательных температурах необходимо:

— производить предварительный подогрев воды до температуры 80-95°С, при необходимости — и минеральных составляющих бетона до температуры 40-60°С;

— в качестве добавок к бетону применять растворы солей (хлори­стого натрия или хлористого кальция);

— бетоносмесительные установки утеплять специальными щитами, а внутри башни завода устанавливать водяное или калориферное отопление;

— утеплять водопроводную и паропроводную системы завода и т. п.

Рекомендуется также производить отопление траншей, в которых

размещены ленточные конвейеры. Для разделения мелких смерзшихся фракций щебня и песка их пропускают через виброгрохот.

На объектах дорожного, аэродромного, гидротехнического и некото­рых других видов строительства, когда не требуется частой смены состава бетонной смеси, наиболее эффективно применение легко перебазируемых передвижных и сборно-разборных установок непрерывного действия.

Технологическая схема бетонорастворосмесительной установки СБ — 61 показана на рис. 12.19. Установка работает со складами цемента СБ-33 или СБ-74 и используется для приготовления как бетонных смесей, так и строительных растворов на объектах с потреблением бетона до 5,0 м3/ч.

Установки СБ-75 и СБ-78 работают по одной технологической схе­ме (рис. 12.20). Они приспособлены для загрузки сухой и готовой бе­тонной смеси в автобетоносмесители, по конструкции аналогичные и предназначенные для работы в летних условиях на рассредоточенных объектах, в том числе в сельском хозяйстве.

Установки состоят из дозировочного и смесительного отделений, ленточ­ного конвейера и склада цемента. Все агрегаты собраны на отдельных метал­лических рамах и могут быть легко смонтированы и демонтированы. Переба­зировка их осуществляется при помощи трейлеров и автомобилей. Установки скомпонованы по двухступенчатой партерной схеме с двукратным подъемом и опусканием материалов; управление работой автоматизировано.

Бетоносмесительные установки СБ-109 и СБ-118, технологическая схе­ма которых показана на рис. 12.21, предназначены для обеспечения бетонной смесью строительства дорог и аэродромов. Установки состоят из блоков, рамы которых выполнены в виде полуприцепов. Дозировочное и смесительное отделения соединены между собой наклонным транспортером.

Рис, 12.19. Технологическая схема установки СБ-61: 1,9- ленточ­ные дозаторы заполнителей; 2, 7, 19 — ленточные конвейеры;

3 — склад песка; 4,6- загрузочные устройства; 5 — бульдозер;

8, 17 — расходные бункера; 10 — пробковый кран; 11- расходный бак воды; 12 — вертикальный винтовой конвейер; 13 — насос для воды; 14 ~ автоцементовоз; 15 — гравитационный цементовоз;

16 — инвентарный склад цемента; 18 — винтовой дозатор цемен­та; 20 — бетоносмеситель; 21 — перегрузочный лоток; 22 — вибро­сито; 23 — растворонасос; 24 — резервуар для известкового тес­та; 25 — винтовой побудитель; 26 — заборный фильтр; 27 — насос — дозатор; 28 ~ бак для известкового молока; 29 — мотор-редуктор.

С5» ‘—— r~—=g^

Puc. /2.2(9. Технологическая схема установок СБ-75 и СБ-78:

1 — маятниковые дозаторы заполнителей; 2 — сборный ленточный конвейер; 3 — наклонный ленточный конвейер; 4 — расходные бункера заполнителей; 5, 20, 21 — двухрукавные течки: 6 — лен­точные конвейеры; 7 — питатели; 8 — расходный бункер цемента; 9 — фильтр; 10 — дозатор цемента; 11, 12 — трехходовые краны;

13 — расходный бак воды; 14 — насос-дозатор; 15 — рукав для отвода воды; 16 — бетоносмеситель; 17 — копильник; 18 — циклич­ный тарировочный весовой дозатор; 19 — автобетоносмеситель.

Заполнители со складов подаются погрузчиками в приемные бун­кера загрузочных конвейеров. Оттуда — подаются дозаторами непрерыв­ного действия на сборный конвейер, которым передаются на наклонный конвейер загрузки бетоносмесителей.

В нижней части наклонного конвейера на слой заполнителей не­прерывно укладывается отдозированный цемент. Бункера оборудуют пневматическими и электромагнитными сводообрушителями.

Цемент в расходный бункер подается либо непосредственно из автоцементовоза, либо пневмовинтовыми подъемниками со склада це­мента. Одновременно с заполнителями и цементом в бетоносмеситель подается жидкость. Система дозирования жидкости состоит из двух ли­ний — бака для воды с постоянным уровнем и насоса-дозатора с дистан­ционным регулированием подачи.

Рис. 12.21. Технологическая схема установок СБ-109 и СБ-118: 1 — склад цемента; 2 — корректирующая система подачи воды; 3 — насос-дозатор; 4 — расходный бак жидкости; 5 — емкость для жидкости; 6 — основная система подачи жидкости; 7 — раздаточ­ный конвейер; 8 — бетоносмеситель; 9 — тарировочный дозатор; 10 — наклонный ленточный конвейер; 11— расходный бункер цемен­та; 12 — дозатор цемента; 13 — ленточные дозаторы заполнителей; 14 — сборный ленточный конвейер; 15 — расходные бункера заполни­телей; 16 — ленточные конвейеры; 17 — склад заполнителей.

Бак для воды обеспечивает постоянный расход, соответствующий примерно половине требуемого количества жидкости. Насосом-дозато­ром подается недостающая жидкость, количество которой регулируется в зависимости от рецептуры смеси.

Для питания установки водой с добавками служит блок бардопри — садки, состоящей из емкости для воды, двух емкостей для 10 %-ной суль­фатно-спиртовой барды, системы трубопроводов и запорных кранов с пневмоприводом и ходовой части.

Для настройки дозаторов цемента и инертных и их весового конт­роля имеется весоконтрольное устройство на базе дозатора АВДН-2400. Оно настраивается контрольными грузами. Отдозированные компонен­ты бетонной смеси через загрузочное устройство поступают в барабан бетоносмесителя гравитационного типа. Выгрузка готовой продукции про­
исходит по двум трактам: непосредственно из бетоносмесителя в транс­порт и через раздаточный конвейер, что позволяет производить непре­рывную разгрузку барабана.

Электрическая схема управления предусматривает автоматический режим работы, дистанционное управление механизмами с главного пульта и управление механизмами с местных пультов при наладочных работах. Главный пульт управления, шкафы автоматики и силовой аппаратуры расположены в передвижном вагоне.

Отечественная промышленность серийно выпускает две бетоно­смесительные партерные установки цикличного действия: СБ-51 произ­водительностью до 7 м3/ч и СБ-70-1 производительностью 15 м3/ч. Установка СБ-70-1 (рис. 12.22) состоит из четырех объемных блоков: смесительного блока с распределительным устройством, расходного бун­кера цемента с барабанным питателем, портала и секторного склада за­полнителя со стреловым скрепером.

Секторный распределитель имеет четыре отсека. На выходных от­верстиях отсеков щебня установлены секторные затворы, а у отсека песка — ленточный питатель. Заполнители поочередно поступают в до­затор заполнителей, а затем в ковш скипового подъемника.

На портале смонтирован смесительный блок с двумя гравитационны­ми бетоносмесителями вместимостью 500 л, дозаторы цемента и воды, ле­бедка скипового подъемника, кабина с пультом управления. В верхней час­ти рамы установлен расходный бункер цемента с лопастным питателем.

Бетоносмесители установлены на подвижной раме, которая, переме­щаясь при помощи гидроцилиндра, обеспечивает поочередную стыковку и расстыковку отверстий бетоносмесителей с лотками загрузочной во­ронки. Опрокидывание барабанов в положение разгрузки производится отдельными гидроцилиндрами при разделенном стыковании. Компонен­ты смеси поступают в загрузочную воронку из ковша скипового подъемни­ка и дозатора цемента и направляются в соответствующий бетоносмеси­тель. Вода распределяется трехходовым краном. Поворот воронки и крана осуществляется перемещением подвижной рамы бетоносмесителей.

По окончании загрузки бетоносмеситель отходит вместе с рамой от загрузочного отверстия распределительной воронки, продолжая сме­шивание. После окончания смешивания барабан автоматически опроки­дывается в положение разгрузки.

Рис. 12.22. Бетоносмесительная цикличная установка СБ-70-1: 1,2,3 — стойки; 4 — стреловой скрепер; 5 — бункер цемента; 6 — загру­зочная труба; 7 — монтажная лестница; 8 — смесительный блок; 9 — опорно-поворотный механизм; 10 — направляющие; 11 — лестница; 12 — упорный брус; 13 — стойки рамы; 14 — дозатор заполнителей; 15 — секторный распределитель.

При отходе одного бетоносмесителя от распределительной воронки Другой занимает положение для загрузки. Таким образом циклы приго­товления смеси повторяются. Электрическая схема установки предус­

матривает автоматический и наладочный режимы работы. При работе в наладочном режиме продолжительность смешивания и время разгрузки устанавливает машинист. Имеется счетчик числа замесов, при выдаче заданного количества которых подается звуковой или световой сигнал. Обслуживают установку два человека.