Бурильно-крановые машины. Вибратор для уплотнения бетонной смеси

Казанский Государственный

Архитектурно-Строительный Университет

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

НА  ТЕМУ: Бурильно-крановые машины,

Вибратор  для уплотнения бетонной смеси,

Стреловые краны, шасси автомобиля

 

 

 

 

Выполнил: ст.гр. 9ПЗ 501

Охотникова Т.А.

Принял:  Мартынов М.М.

 

 

 

 

 

 

 

Казань, 2013г.

Введение. Самоходные бурильно-крановые машины широко применяют в городском  строительстве при устройстве свайных  оснований зданий и сооружений, опор мостов, трубопроводов, линий электроснабжения и связи, колодцев, ограждений, а также при обустройстве дорог, посадке деревьев и кустарников. Они представляют собой совместно действующее бурильное и специальное крановое оборудование, смонтированное на шасси серийных автомобилей и тракторов, привод которого осуществляется от двигателя базовой машины или самостоятельной силовой установки. Бурильным оборудованием проходят способом механического вращательного бурения вертикальные и наклонные скважины в талых и сезонно промерзающих грунтах, а специальным крановым — устанавливают в пробуренные скважины сваи, столбы, железобетонные опоры, блоки колодезных облицовок и другие элементы. Бурильно-крановые машины классифицируют по следующим основным признакам: по типу базовой машины — на автомобильные и тракторные; по принципу действия бурильного оборудования — цикличного и непрерывного действия; по типу привода бурильного и кранового оборудования — с механическим, гидравлическим и смешанным (гидромеханическим) приводом; по   виду   исполнения    бурильно - кранового оборудования — совмещенное (бурильное и крановое оборудование смонтированы на одной мачте) и раздельное (бурильное оборудование смонтировано на мачте, крановое — на стреле); по возможности поворота рабочего оборудования в плане — неповоротные и поворотные; по расположению рабочего оборудования на базовом шасси —  с задним и боковым расположением  у неповоротных машин, на поворотной платформе — у поворотных.       Бурильно-крановая машина (рис. 1) состоит из базового автомобиля 1, специальной рамы, закрепленной на раме автомобиля, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами 8, механической трансмиссии, гидросистемы и электрооборудования. Бурильно-крановое оборудование шарнирно закреплено на кронштейнах специальной рамы и может поворачиваться в продольно-вертикальной плоскости машины гидроцилиндром 2 при установке оборудования в транспортное и рабочее положение. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку. Бурильно-крановое оборудование включает бурильную мачту 5 с оголовком, штангу с бурильным инструментом в виде лопастного бура 6 с забурником 7 и резцами, гидравлический механизм подачи бурильного инструмента на забой и извлечения его из скважины, вращатель штанги и однобарабанную червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренную скважину. Подача и извлечение штанги с бурильным инструментом осуществляется гидроцилиндром двойного действия, смонтированным внутри бурильной мачты. Штанга перемещается по поршню со штоком, закрепленным в верхней части бурильной мачты. Вращатель 5 - гипоидный конический редуктор - приводится в действие от коробки отбора мощности 11 автомобиля через раздаточную коробку 10, управляемый гидроцилиндром фрикцион и карданный вал 9. Привод барабана реверсивной червячной лебедки осуществляется от раздаточной коробки. На барабан лебедки запасован канат грузового полиспаста с крюковой обоймой 4. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бура в зависимости от прочности разрабатываемого грунта, а также реверс бурильного инструмента и барабана лебедки. При работе машина опирается на две выносные опоры с гидродомкратами, разгружающие задний мост базового автомобиля. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, управления фрикционной муфтой и выносных опор обслуживаются шестеренным насосом, приводимым в действие от раздаточной коробки. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется с пульта, расположенного в кузове у рабочего места оператора.        Рис. 1. Бурильно-крановая машина    В настоящее время более 70 % потребности российского рынка в бурильно-крановых машинах обеспечивает Алапаевский завод «Стройдормаш», входящий в промышленную группу «Уралинвестэнерго». Завод «Стройдормаш» выпускает широкую гамму бурильно-крановых машин на автомобильных и тракторных шасси. Машины могут работать при температуре окружающего воздуха - 40...+ 40 °С.      Бурильно-крановая машина БКМ-1501А    Бурильно-крановая машина БКМ-1501А (рис. 1) с поворотным в плане рабочим оборудованием смонтирована на шасси автомобиля КРАЗ-65101 и предназначена для бурения скважин диаметром 0,63 м на глубину до 15 м в талых мерзлых грунтах. На раме базовой машины 3смонтированы насосная станция выносные гидроуправляемые опоры 13 и опорная стойка 2 мачты. На поворотной платформе 8 с роликовым опорно-поворотным устройством 14 размены бурильно-крановое оборудование, лебедка 5 спускоподъемного механизма, гидравлический механизм 6 подъема-опускания мачты, механизм 7 поворота платформы, указатель 12 центра скважины и кабина оператора 10. Поворотное в плане рабочее оборудование обеспечивает быструю его наводку на точку бурения и возможность бурения нескольких скважин с одной позиции мамы, что существенно повышает ее производительность. Буровое оборудование машины включает шарнирно закрепленную на поворотной платформе мачту 1, на которой смонтированы вращатель 9, штанга со сменным буровым инструментом - шнековым буром 11 и гидравлический механизм подачи бурового инструмента на забой и извлечения его из скважины. Подъем мачты в вертикальное (рабочее) и опускание ее в горизонтальное (транспортное) положения относительно оси поворота производятся двумя гидроцилиндрами 7.        Рис. 1. Бурильно-крановая машина БКМ-1501А    На рис. 2 показана кинематическая схема бурильно-кранового оборудования машины БКМ-1501А. Телескопическая штанга 10, на нижнем конце ко торой крепится сменный шнековый бур 11, пропущена через вращатель и шарнирно соединена с вертлюгом 6. Она служит для направленного перемещения штанги. Вертлюг подвешен на канате, сходящем с барабана 3. Вращатель обеспечивает вращение штанги от двух гидромоторов 5 через двухскоростной одноступенчатый редуктор 9.        Рис. 2. Кинематическая схема бурильно-кранового оборудования машины БКМ-1501А    Принудительная подача бурового инструмента в забой производится гидравлическим механизмом зажима и подачи штанги, основным узлом которого является патрон 8, подвешенный к штокам двух гидроцилиндров 7. В процессе бурения патрон зажимает штангу, а гидроцилиндры подают ее в забой. Скорости подачи и вращения бура меняются с помощью гидравлического привода бесступенчато в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта.             Подъем-опускание штанги с буровым инструментом при бурении скважин и выемке грунта обеспечиваются однобарабанной лебедкой, привод барабана 3 которой осуществляется от высокомоментного гидромотора 1 через одноступенчатый планетарный редуктор 4. Лебедка оснащена ленточным тормозом 2.    Поворот платформы с бурильно-крановым оборудованием в плане обеспечивается механизмом поворота, включающим высокомоментный гидромотор, ленточный тормоз и одноступенчатый зубчатый редуктор, на выходном валу которого закреплена поворотная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного круга.    При бурении скважин машина опирается на выносные опоры, каждая из которых снабжена опорным гидродомкратом и гидроцилиндром поворота опоры.    Гидромоторы лебедки, вращателя и механизма поворота, гидроцилиндры подъема-опускания мачты, механизма подачи бурового инструмента, выносных опор и переключения передач вращателя обслуживаются тремя гидронасосами насосной станции, привод которых осуществляется от раздаточной коробки базовой машины через карданный вал и одноступенчатый редуктор. Включение привода насосной станции осуществляется из кабины автомобиля, а управление процессом бурения и установки машины - из кабины машиниста.    Бурильно-крановые машины БМ-205Б и БМ-305А            Бурильно-крановые машины БМ-205Б и БМ-305А на базе тракторов используются для бурения в талых и сезонно промерзающих грунтах I-IV категорий вертикальных и наклонных скважин и установки свайных фундаментов зданий и сооружений, опор трубопроводов, линий электроснабжения и связи, столбов ограждений и дорожных знаков, а также при посадке деревьев. Они имеют унифицированное бурильно-крановое оборудование и различаются между собой в основном базовым трактором, типом бурильного инструмента, диаметром и глубиной бурения. Бурильно-крановая машина БМ-205Б смонтирована на пневмоколесном тракторе МТЗ-82.1, машина БМ-305А - на гусеничном тракторе ДТ-75. В качестве сменного бурильного инструмента у машины БМ-205Б используются лопастные буры, у машины БМ-305А - короткошнековые буры.             Машина БМ-205Б обеспечивает бурение вертикальных и наклонных скважин диаметром 0,36; 0,5; 0,63 и 0,8 м на глубину до 2 м, машина БМ-305А - диаметром 0,36; 0,5,0,63 и 0,8 м на глубину до 3 м. Обе машины имеют бульдозерное оборудование для выполнения несложных планировочных работ, уборки разбуренного грунта, засыпки ям и траншей. Они способны работать при температуре окружающего воздуха - 40...+ 40 °С.             Бурильно-крановая машина БМ-305А (рис. 1) состоит из базового трактора 2, бульдозерного оборудования 1, рамы 11, опорной стойки 4, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами 12, трансмиссии 7, гидросистемы и электрооборудования.        Рис. 1. Бурильно-крановая машина БМ-305А           Бурильно-крановое оборудование шарнирно крепится к раме 11, присоединенной к раме базового трактора, и может поворачиваться в продольной вертикальной плоскости машины при установке в рабочее и транспортное положения двумя гидроцилиндрами 6. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку 4. Бурильно-крановое оборудование обеспечивает подачу на забой и извлечение из скважины бурильного инструмента и установку опор. Оно включает бурильную мачту 5 с неповоротным гуськом 3 кранового устройства, бурильную штангу, на нижнем конце которой крепится сменный короткошнековый бур 9 с забурником 10 и резцами, гидравлический механизм подачи бура, помещенный внутри бурильной мачты, вращатель 8 штанги с буровым инструментом, червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренные скважины. На барабан лебедки навивается канат грузового полиспаста с крюковой подвеской. Вращатель штанги представляет собой одноступенчатый конический редуктор и приводится в действие от коробки передач трактора с помощью механической трансмиссии 7, в состав которой входят соединительная муфта, карданные валы и раздаточная коробка с фрикционом для включения-выключения привода бурильного инструмента. От раздаточной коробки осуществляется привод выполненной с ней заодно крановой лебедки. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бурового инструмента (1,7; 2,35 и 2,95 с-1) в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта, а также реверс бура и барабана лебедки. При бурении скважин и установке опор машина дополнительно опирается на две выносные опоры с гидродомкратами 12, установленные на раме 11. Неповоротный бульдозерный отвал управляется одним гидроцилиндром. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, бульдозерного оборудования, выносных опор и управления фрикционом обслуживаются двумя гидронасосами гидросистемы базового трактора. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется из кабины трактора. При строительстве зданий и сооружений широко применяются основания и фундаменты из буронабивных свай, при устройстве которых в сложившихся условиях застройки исключается деформация элементов несущих конструкций зданий и сооружений, расположенных поблизости от места производства работ, и шум, возникающий при работе молотов. Фундаменты из набивных свай имеют большую несущую способность, чем фундаменты из забивных свай. Буронабивные сваи изготовляются диаметром 600... 1700 мм при глубине заложения до 40...50 м и способны воспринимать сосредоточенные нагрузки до 300... 1000 т на сваю. Их широко применяют в фундаментах опор мостов и несущих конструкций каркасных зданий и сооружений.         Технологический цикл изготовления буронабивных свай включает операции бурения ствола скважины под будущую сваю, изготовление и установку каркаса сваи, бетонирование ствола скважины. Защиту стенок скважин от возможного обрушения при проходке скважин в неустойчивых фунтах осуществляют обычно с помощью обсадных не извлекаемых или инвентарных извлекаемых труб, а также избыточным давлением глинистого раствора или воды. Наиболее трудоемкой и продолжительной (55...60 % общего времени цикла) технологической операцией является бурение ствола скважины, которое осуществляется с помощью специальных (бурильных) машин или навесного бурильного оборудования, смонтированного на базе одноковшовых экскаваторов с гидравлическим и механическим приводами.      Бурильная машина БМ-2501-1    Бурильная машина БМ-2501-1 (рис. 1) предназначена для бурения вертикальных скважин под защитой обсадных труб диаметром 0,62; 0,75; 0,88; 1,0; 1,18 м и глубиной до 30 м в слабых и обводненных грунтах, а также в не мерзлых устойчивых грунтах I-IV категорий. БМ-2501-1 используется при сооружении буронабивных и буросекущих свай, возводимых в качестве фундаментов и стен в грунте промышленных и транспортных сооружений, в том числе пойменных и русловых опор мостов, несущих подпорных стенок и т. п.    Бурильная машина включает мачту 2, телескопическую штангу 6, лебедку 1, гидромеханический вращатель 8, обеспечивающий две скорости вращения бура (8; 30 мин-1), комплект бурильного инструмента, обсадное оборудование 11, гидроцилиндры подъема-опускания мачты и перемещения вращателя. В комплект бурильного инструмента входит винтовой бур 9, а также бур ковшовый, бур ковшовый скальный, бур винтовой скальный, грейфер штанговый, долото ударное, расширитель, которые значительно увеличивают возможности машины. Ударное долото и грейфер делают возможным преодоление каменистых прослоек.        Рис. 1. Бурильная машина БМ-2501-1               Мачта 2 с оголовком 4 шарнирно крепится в проушинах поворотной платформы и переводится из транспортного положения в рабочее и обратно с помощью гидроцилиндров 10. Положение оголовка с отводными блоками 5 регулируются канатом 3. Подача вращателя с бурильным инструментом на забой осуществляется с помощью длинноходового цилиндра 7 (ход подачи 4,7 м). Усилие подачи бурильного инструмента составляет 250 кН, извлечения - 90 кН. Скорость подъема-опускания бурильного инструмента не менее 40 м/мин. Вращатель можно использовать также для задавливания обсадных труб без использования обсадного стола, при этом усилие погружения и извлечения обсадных труб вращателем достигает 250. ..280 кН, с обсадным столом усилие увеличивается до 640 кН.             Наличие на машине дополнительной лебедки грузоподъемностью 7 т позволяет обходиться без подъемного крана при монтаже-демонтаже обсадных труб, установке арматурных каркасов.    Для облегчения работы обслуживающего персонала на машине используется механизированная разгрузка винтового бура путем обратного ускоренного вращения с частотой 150 мин-1. Перевод машины из транспортного в рабочее положение производится оператором не выходя из кабины.             На БМ-2501 -1 используется система нивелировки мачты в продольной и поперечной плоскостях в пределах ± 5°, что значительно снижает требования к рабочей площадке и исключает необходимость переставлять машину в случае незначительной просадки грунта или плит под ней.             Бурильная машина может эксплуатироваться в районах с умеренным климатом в интервале температур окружающей среды - 40 ...+ 40 °С.

 

 

Вибраторы для уплотнение бетонной смеси  

 

       Задача процесса уплотнения бетонной смеси состоит в предельной упаковке различных по форме и величине частиц, составляющих многокомпонентный конгломерат — бетонную смесь. Плотность бетона по сравнению с бетонной смесью при ее хорошем уплотнении возрастает с 2,2 до 2,4...2,5 т/м3.

Уплотняют бетонную смесь трамбованием, штыкованием и вибрированием.           

 Трамбовки  — ручные или пневматические  — применяют при укладке жестких  смесей в бетонные и малоармирован-ные конструкции, когда нельзя применять вибраторы (например, опасаясь воздействия вибрации на работающее оборудование).           

 Для штыкования (проталкивания кусков щебня, зависающих между стержнями арматуры) при укладке и вибрировании смесей с осадкой конуса 4...8 см в густоармированных конструкциях используют шуровки из арматурной стали. Шуровки применяют также для уплотнения расслаивающихся при виброукладке пластичных смесей с осадкой конуса более 8 см.           

 Вибрирование — основной способ уплотнения бетонных смесей с осадкой конуса от 0 до 9 см. Суть процесса состоит в том, что при помощи вибраторов, устанавливаемых на поверхности или опущенных в укладываемый слой бетонной смеси на некоторую глубину, расположенные вблизи компоненты смеси вовлекаются в колебательные горизонтальные и вертикальные движения, развиваемые вибратором с определенной, присущей ему частотой и амплитудой колебания. Энергия вибрационных колебаний преодолевает силы внутреннего трения между частицами смеси. Жесткая и рыхлая бетонная смесь в зоне действия вибратора становится подвижной и стремится занять наименьший объем.            

Вибрирование — непродолжительный процесс. Через 30... 100 с (в зависимости от условий вибрации) прекращается оседание бетонной смеси и на поверхности уплотняемого бетона появляются цементное молоко и пузырьки воздуха, что свидетельствует об окончании воздействия вибрации.

Дальнейшее  вибрирование может привести к расслоению смеси вследствие опускания крупных  частиц.           

 Вибрирование  пластичных смесей с осадкой  конуса более 9 см неэффективно, поскольку в данном случае  силы трения из-за большой подвижности  смеси невелики, и энергия колебаний  растрачивается на расталкивание  крупных составляющих, которые в  результате оседают, расслаивая  смесь.           

 Виброуплотнение положительно влияет на качество бетона. При его использовании на приготовление жестких смесей расходуется цемента на 10... 15 % меньше, поэтому уменьшаются осадка бетона и выделение тепла во время твердения, что снижает опасность возникновения трещин. Уменьшение содержания воды в бетонной смеси при неизменном расходе цемента увеличивает прочность бетона, его водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление истиранию и скорость твердения, улучшает сцепление бетона с арматурой. Кроме того, сокращаются сроки распалубливания.            

 Степень  уплотнения бетонной смеси зависит  от того, насколько частота, амплитуда  и форма колебаний, длительность  и мощность вибрирования соответствуют  составу бетонной смеси и ее  подвижности.

Частота (количество колебаний в минуту) и амплитуда  колебаний (наибольшее отклонение колеблющейся частицы от положения равновесия, обычно от 0,1 до 1,2 мм) взаимосвязаны. Это  дает возможность применять различные  режимы вибрирования для смесей разного  состава. Смеси с крупными по величине зернами заполнителя вибрируют  при низкой частоте колебаний (от 3000 до 6000 мин""1), но большой амплитуде, а при уплотнении мелкозернистых бетонных смесей применяют вибрацию высокой частоты (до 20 000 мин), но малой  амплитуды.           

 Форма  колебаний может быть направленного  или ненаправленного действия. Вертикально  направленные колебания затухают  быстрее, чем горизонтальные, поэтому  рациональнее помещать вибратор  в толще уплотняемой бетонной  смеси, т. е. применять глубинные  (внутренние) вибраторы и тем самым  использовать лучше энергию вибрации. Поскольку бетонная смесь содержит  заполнители разной крупности,  во многих случаях целесообразно  применять поличастотное вибрирование, при котором зона уплотнения подвергается одновременно вибрации высокой и низкой частоты.           

 В современных  вибраторах, применяемых для уплотнения  бетонной смеси в монолитных  сооружениях, вибрация возбуждается  в результате быстрого вращения  неуравновешенных масс — одного  или нескольких дебалансов, насаженных на ось, или планетарным механизмом, в котором колебания создаются бегунком, обкатывающимся вокруг центрального пальца или внутри втулки, закрепленной в корпусе вибратора. Если применять неуравновешенный относительно своей геометрической оси бегунок, при его вращении получаются сложные колебания двух разных частот.            

 

          Вибратор для бетона приводится в действие при помощи электрического тока или сжатого воздуха Продолжительность работы на участке, куда помещен вибратор, зависит от такого показателя, как пластичность, или подвижность бетонной смеси. Время работы составляет от 30 до 60 секунд. Большинство строительных вибраторов работает от сети с напряжением 220 В.

           Выделяются следующие виды строительных вибраторов: глубинные, поверхностные, внешние, высокочастотные глубинные, портативные ручные и площадочные. Рассмотрим подробнее каждый из них.

       Глубинный вибратор. Наиболее востребованный вид вибратора для бетона. Он погружается в смесь и активно используется для необходимого уплотнения монолитных строительных конструкций, имеющих разную степень армирования. Механизм, который располагается в защищенном герметичном корпусе, вызывает колебания и передает их по определенной траектории. Вибрационные колебания очень качественно уплотняют смесь даже в труднодоступных местах. Частота колебаний вибраторов с дебалансным возбудителем — до 6000 мин, а с планетарным — до 20 000 мин. Вибрацию с большей частотой не применяют, так как при малой амплитуде колебаний снижается эффективность уплотнения.            

 Двухчастотные  планетарные вибраторы выпускаются  с колебаниями высокой частоты  — до 20 000 мин и низкой —  до 3600 мин.

Выбирая тип  и размер глубинного вибратора, учитывают  расстояние между стержнями арматуры. Принято считать густоармированными конструкциями такие, у которых  расстояние между стержнями не более 100 мм; среднеармированными — от 100 до 300; малоармированными — более 300 мм.

При бетонировании  мало- и среднеар-мированных конструкций применяют глубинные вибраторы с встроенным в корпус вибровозбудителем — вибробулавы— — диаметром 76, 114 и 133 мм с частотой от 5700 до 11000 мин           

 Для уплотнения  смеси при бетонировании тонких  и густоармированных конструкций  используют вибраторы с гибким  валом (одно- или двухчастотные)  и пневматические двухчастотные  вибраторы.

Электромеханические вибраторы с гибким валом снабжены вибронаконечниками диаметром 28, 51 и 76 мм. Частота их колебаний — от 10 000 до 20 000 мин"1 при амплитуде 0,4...0,7 и 1,2 мм.            

Пневматические  глубинные поличастотные вибраторы с частотой колебаний 18000/3600 и 14 000/3600 мин имеют вибронаконечники диаметром 34, 50 и 75 мм для бетонирования густо- и среднеармированных конструкций. Радиус действия при вибрировании смесей с осадкой конуса 3 см составляет соответственно 30, 45 и 60 см. Эти вибраторы отличаются простотой конструкции, малой массой, надежностью и удобством в работе и обслуживании.           

 При укладке  бетонной смеси в крупные массивы и фундаменты используют мощные одиночные и пакетные глубинные вибраторы, подвешиваемые на крюке крана.

Вибропакет состоит из 4 или 8 вибраторов; диаметр рабочей части вибраторов — до 194 мм, длина — до 1000 мм. Вибропакет из 15 вибраторов с частотой до 5500 мин"1, применяемый в гидротехническом строительстве, имеет массу до 5500 кг.

Производительность  глубинных вибраторов определяется объемом бетона V, уплотненного с  одной стоянки, и продолжительностью вибрирования этого объема, включая  время перестановки с одного места  на другое

При коэффициенте, учитывающем перекрытие зон действия машины, равном приблизительно 0,65, техническая  производительность, м3/ч,           

 Оптимальное  время вибрирования, при котором  вибромашина имеет наибольшую производительность, принимается обычно равным 30 с.

 

Поверхностный вибратор. Он передает колебания через вибрационные рейки, которые устанавливаются на поверхность только что уложенной бетонной смеси. Поверхностный строительный вибратор идеален в ситуациях, когда требуется обработка бетонных плит. Считается оптимальным при возведении наливных полов.

 

 

 

Внешний вибратор. Этот вид вибратора передает колебания через опалубку, в которую заливают бетонную смесь. Когда необходима обработка формовых изделий, внешний вибратор подходит как нельзя лучше. Наиболее удобен внешний вибратор при строительных работах не в помещении, а на открытой поверхности.

 

 

Портативный, или. Особенность данного вида понятна из его названия. Это – небольшой вибратор, который применяется для небольших, локальных видов работ. Такой вибратор практически бесполезен на больших строительных объектах, поэтому используется при строительстве и ремонте дач и квартир. С его помощью ведут работы по строительству полов, стен, колонн, заборов. Словом, когда нужно уплотнить и разровнять небольшие объемы бетонной смеси

 

 

 

 

       Площадочный вибратор. Его можно сравнить с поверхностным вибратором. Отличие – в масштабах: площадочный вибратор применяют, когда есть большие объемы строительных работ, и нужно обработать значительные площади бетона

 

 

 

 

 

 

Стреловые краны. Шасси автомобиля 

 
Автомобильные краны - это стреловые полноповоротные краны, смонтированные на стандартных шасси грузовых автомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью (до 40 т), высокими транспортными скоростями передвижения (до 70...80 км/ч), хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. В настоящее время автомобильные краны составляют более 80 % от общего парка стреловых самоходных кранов. 
 
При использовании на строительно-монтажных работах автокраны обычно оборудуют сменными удлиненными стрелами различных модификаций, удлиненными стрелами с гуськами, башенно-стреловым оборудованием. 
 
Каждый автокран оснащают четырьмя выносными опорами, устанавливаемыми, как правило, с помощью гидропривода. Для повышения устойчивости кранов во время работы задние мосты автомашин оборудованы гидравлическими стабилизаторами для вывешивания заднего моста при работе на выносных опорах и для блокировки рессор при работе без опор. Автокраны могут перемещаться вместе с грузом со скоростью до 5 км/ч. При движении грузоподъемность автокранов снижается примерно в 3...5 раз. 
 
Основное силовое оборудование автокранов - двигатель автомобиля. При включении трансмиссии крановых механизмов трансмиссия автомобиля отключается. 
 
Привод крановых механизмов может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (дизель-электрическим и гидравлическим), подвеска стрелового оборудования - гибкой (канатной) и жесткой. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины оператора, расположенной на поворотной платформе, управление передвижением крана - из кабины автошасси. 
 
^ Краны с механическим приводом имеют гибкую подвеску стрелового оборудования, краны с гидравлическим приводом - жесткую. 
 
Автомобильные краны второй размерной группы с механическим приводом КС-2561К и КС-2561 К-1 грузоподъемностью 6,3 т монтируют на шасси грузового автомобиля ЗИЛ-431412 или ЗИЛ-433362 (4 х 2). 
 
 
 
Рис. 1. Автомобильный кран КС-2561  К-1: а - общий вид; б - кинематическая схема 
 
Краны состоят из неповоротной и поворотной частей, опорно-поворотного устройства и стрелового оборудования (рис. 1, а). Поворотная и неповоротная части соединены между собой роликовым опорно-поворотным устройством 13. 
 
Неповоротная часть крана включает ходовую раму 12, жестко прикрепленную к раме автошасси 11, коробку отбора мощности, промежуточный конический редуктор, зубчатый венец опорно-поворотного устройства 13, выносные опоры 1 и стабилизирующее устройство. Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы 2, на которой смонтированы решетчатая стрела 7, двуногая стойка 4, противовес, грузовая 5 и стреловая 3 лебедки, реверсивно-распределительный механизм, механизм поворота крана и кабина машиниста 6 с рычагами и педалями управления. Краны оснащаются жесткой решетчатой или выдвижной основной стрелой длиной 8 м в выдвинутом положении. 
 
В комплект сменного оборудования кранов входят: удлиненная выдвижная стрела (длиной 10,4 м в выдвинутом положении) и две решетчатые удлиненные (до 12 м) стрелы - прямая и с гуском длиной 1,5 м. Изменение угла наклона стрелы осуществляется стреловой лебедкой 3 через стреловой полиспаст 8, подъем-опускание крюковой подвески 10 (груза) - грузовой лебедкой 5 через грузовой полиспаст 9. Крановые механизмы приводятся в действие от двигателя (рис. 1, б) шасси автомобиля через коробку отбора мощности 21, промежуточный редуктор 20 и реверсивно-распределительный механизм 15, который обеспечивает распределение крутящего момента между стреловой 3 и грузовой 5 лебедками и поворотным механизмом 16, их независимый раздельный привод и реверсирование. На выходном валу поворотного механизма закреплена поворотная шестерня 18, находящаяся во внутреннем зацеплении с зубчатым венцом 19 опорно-поворотного круга. 
 
Операции подъема-опускания груза и поворота стрелы в плане могут быть совмещены. Регулирование рабочих скоростей крановых механизмов производится за счет изменения частоты вращения вала двигателя автомобиля. Лебедки снабжены индивидуальными ленточными нормально замкнутыми тормозами: автоматическим электропневмоуправлением. Механизм поворота оснащен ленточным постоянно замкнутым тормозом 17. 
 
Краны КС-2561К и КС-2561К-1 оснащают выносными опорами с гидравлическим приводом. Питание гидродомкратов выносных опор и гидроцилиндров блокировки подвески осуществляется гидронасосом 22 с приводом от коробки мощности 21. 
 
Наибольшее распространение в России получили автомобильные краны с гидравлическим приводом исполнительных механизмов, обеспечивающим простоту управления краном, плавное бесступенчатое регулирование в широком диапазоне рабочих скоростей крановых механизмов, малые посадочные скорости грузозахватного рабочего органа, совмещение крановых операций. 
 
Отечественные гидравлические автомобильные краны различных производителей выполнены по единой конструктивной схеме с широкой унификацией узлов и агрегатов как внутри типоразмерного ряда, так и между размерными группами (унифицированы грузовые лебедки, механизмы поворота, кабины оператора, выносные опоры, гидроцилиндры, гидронасосы, гидромоторы, гидроаппараты). 
 
Автомобильные краны с гидравлическим приводом выпускаются 3-5-й размерных групп и оборудуются жестко подвешенными телескопическими стрелами (основное рабочее оборудование), длину которых можно изменять при рабочей нагрузке. В качестве сменного рабочего оборудования кранов применяются удлинители стрел, гуськи и башенно-стреловое оборудование, башней которого служит основная телескопическая стрела. 
 
На краны устанавливают телескопические двухсекционные стрелы с одной выдвижной секцией, трехсекционные стрелы с двумя выдвижными секциями и четырехсекционные стрелы с тремя выдвижными секциями. Перемещение выдвижных секций стрел осуществляется с помощью длинноходовых, последовательно действующих гидроцилиндров двойного действия (ход поршня до 6 м) или с помощью гидроцилиндров и канатного полиспаста. 
 
В качестве источника энергии рабочей жидкости на всех кранах применяют аксиально-поршневые гидронасосы. 
 
 
 
Рис. 2. Типовая гидрокинематическая схема автомобильного крана четвертой размерной группы грузоподъемностью 20 т 
 
На рис. 2 показана типовая гидрокинематическая схема автокрана четвертой размерной группы грузоподъемностью 20 т, смонтированного на шасси КрАЗ-65101 (6x4). 
 
Гидравлический привод рабочего оборудования машины обеспечивает изменение длины телескопической стрелы, подъем и опускание груза, изменение угла наклона стрелы, поворот стрелы (платформы) в плане на 360°. Причем операции подъема-опускания груза или стрелы могут быть совмещены с поворотом платформы или выдвижением - втягиванием телескопической стрелы. С помощью гидропривода производится также управление четырьмя гидродомкратами выносных опор, гидроцилиндрами выдвижения - втягивания выносных опор и двумя гидроцилиндрами механизма блокировки подвески. Кран может работать на опорах без выдвижения опорных балок, что позволяет эксплуатировать его в стесненных условиях. 
 
Телелескопическая стрела крана состоит из трех секций коробчатого сечения - неподвижной наружной (основания), шарнирно прикрепленной к стойкам поворотной платформы, и выдвижных средней и верхней секций. На переднем конце верхней секции установлены неподвижные блоки 3 грузового полиспаста для подъема-опускания крюковой подвески 2. Выдвижение и втягивание секций стрелы производится двумя длинноходовыми гидроцилиндрами 4 двойного  действия и осуществляется в такой последовательности: сначала выдвигается средняя секция, а затем после полного ее выдвижения, верхняя секция. Стрела может выдвигаться с грузом 4 т на длину до 14,7 м, с грузом 2 т - на полную длину (21,7 м). Изменение угла наклона стрелы производится гидроцилиндром 5. Стрела может быть оборудована удлинителем 9 м и гуськом со вспомогательной крюковой подвеской. 
 
Грузовая лебедка крана состоит из регулируемого аксиально-поршневого гидромотора 8, цилиндрического двухступенчатого редуктора 10, барабана 9 и нормально замкнутого ленточного тормоза 7 с гидроразмыкателем, включенным параллельно гидромотору. Регулируемый гидромотор грузовой лебедки позволяет осуществлять ускоренный подъем грузов массой до 6 т со скоростью 18,2 м/мин, вдвое превышающей номинальную. Кран оборудован вспомогательной лебедкой, но конструкции аналогичной грузовой, которая обслуживает крюковую подвеску гуська. 
 
Рабочее оборудование крана смонтировано на поворотной платформе, которая опирается на ходовую раму шасси с помощью стандартного роликового опорно-поворотного устройства. Механизм поворота включает аксиально-поршневой гидромотор 6, двухступенчатый редуктор 13 и нормально замкнутый колодочный тормоз 14 с гидроразмыкателем. На выходном валу редуктора закреплена шестерня 11, входящая в зацепление с зубчатым венцом 12 опорно-поворотного устройства. 
 
Гидравлические двигатели крановых механизмов, гидроцилиндры выносных опор и механизма блокировки рессор питаются от двух аксиально-поршневых насосов 16 и 17, привод которых осуществляется от дизеля 1 базовой машины через коробку передач 18 и раздаточную коробку 15. При выключенных насосах от раздаточной коробки приводится в действие механизм передвижения крана. Рабочая жидкость от насосов поступает по трубопроводам к гидроаппаратуре на поворотной платформе через вращающееся соединение. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста с помощью гидрораспределителей. Рабочие скорости крановых механизмов регулируются изменением частоты вращения вала двигателя автомобиля (и, следовательно, гидронасосов) и дросселированием потоков жидкости, подводимых к гидравлическим двигателям. Рабочее давление жидкости в гидросистеме крана составляет 12…16 МПа. 
 
^ Краны на специальных шасси автомобильного типа. Такие краны выпускаются 5-10-й размерных групп и представляют собой однотипные по конструкции, максимально унифицированные машины. Краны могут работать на выносных опорах и без них и передвигаться по площадке с твердым покрытием с грузом на крюке при стреле, направленной вдоль оси крана назад.  
 
Специальное шасси автомобильного типа включает ходовую раму, двигатель, трансмиссию, ведущие управляемые и неуправляемые мосты и неведущие управляемые оси, кабину водителя, рулевое управление и тормозную систему. Колесная схема шасси определяется формулой А х Б, где А - число полуосей шасси, Б - число ведущих полуосей. Составными частями трансмиссии являются: муфта сцепления, коробка передач, раздаточная коробка и карданные валы. На ходовой раме крепятся выносные гидроуправляемые опоры, зубчатый венец роликового опорно-поворотного устройства, с помощью которого поворотная часть крана соединяется с неповоротной. На кранах грузоподъемностью 25 и 40 т двигатель шасси служит также для привода крановых механизмов. На крюках большей грузоподъемности крановое оборудование и шасси имеют самостоятельные силовые установки. 
 
На поворотной платформе размещены: телескопическая стрела, механизм подъема груза, механизм подъема-опускания стрелы, механизм поворота, кабина машиниста с пультом управления и противовес. 
 
Механизм подъема груза имеет две конструктивно одинаковые грузовые лебедки - главную и вспомогательную. Главная лебедка осуществляет главный подъем, вспомогательная используется для работы с крюковыми подвесками управляемых гуськов, а при башенно-стреловом оборудовании приводит в движение управляемый гусек через полиспаст управления. Привод механизмов подъема груза и поворота осуществляется аксиально-поршневыми насосами; механизмы подъема - опускания стрелы и выдвижения-втягивания ее секций водятся в действие гидроцилиндрами двойного действия. Гидродвигатели кранового оборудования получают питание от аксиально-поршневых насосов с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Насосы развивают давление в гидросистеме до 26 МПа. 
 
 
 
Рис. 2. Гидрокинематическая схема крана шестой размерной группы грузоподъемностью 40 т на специальном шасси автомобильного типа 
 
На рис. 2 показана типовая гидрокинематическая схема крана шестой размерной группы на специальном шасси автомобильного типа. 
 
Стреловое оборудование крана состоит из телескопической трехсекционной стрелы длиной 11...27 м, средняя и верхняя выдвижные секции которой выдвигаются синхронно длинноходовыми гидроцилиндрами двойного действия З и 4. Подъем-опускание стрелы осуществляются двумя синхронно действующими гидроцилиндрами двойного действия 7 и 8, штоки которых в заданном положении фиксируются гидрозамками, установленными на гидроцилиндрах. Механизм подъема груза крана включает одинаковые по конструкции главную и вспомогательную 16 грузовые лебедки, которые различаются между собой длиной барабана. 
 
Основная грузовая лебедка состоит из аксиально-поршневого гидромотора 13,  двухступенчатого редуктора, встроенного в барабан 14 с кольцевой нарезкой, дискового нормально замкнутого тормоза 17 с гидроразмыкателем и канатоукладчика 15. Механизм поворота включает аксиально-поршневой насос 9, четырехступенчатый цилиндрический редуктор 12 и нормально замкнутый дисковый тормоз 10 с гидроразмыкателем. На выходном валу редуктора установлена шестерня 11, входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства. Питание гидравлических двигателей крановых механизмов обеспечивается тремя аксиально-поршневыми насосами, привод которых осуществляется  от двигателя 2 шасси через муфту сцепления 5, коробку передач 6, раздаточную коробку 21 и редуктор 20. Привод переднего ведущего моста 1 с управляемыми колесами и двух ведущих задних мостов 18 и 19 осуществляется от раздаточной коробки через карданные валы.