Дорожно-строительные машины

 

 

Введение

 

В настоящее время  строительное производство немыслимо  без его механизации, то есть без применения специальных машин. Огромный размах строительства в Республике Беларусь повлек за собой и рост производства таких машин. В результате появилась совершенно новая отрасль машиностроения, которая за огромный срок сделала большие успехи. Сейчас создан большой парк дорожных машин, включающий в себя самые разнообразные машины. Эта отрасль машиностроения продолжает развиваться. При этом имеет место тенденция к повышению мощностей машин и к автоматизации связанных с их работой производственных процессов.

Основным видом работ, для которых предназначен автосамосвал, является для перевозки различных сыпучих грузов при строительстве гидротехнических сооружений, дорог, работ в горнорудной промышленности в тяжелых дорожных условиях

Теперь по всем моделям автомобилей-самосвалов достигнута широкая унификация деталей, узлов и агрегатов, что в значительной степени упрощает и облегчает как изготовление, так и эксплуатацию, и ремонт рассматриваемых автомобилей.

Более 20 компаний в наше время занимаются изготовлением  карьерных самосвалов, и эта цифра неуклонно растет. Более 95 процентов всего рынка составляют машины, обладающие грузоподъемностью 40 тонн. Рекорд грузоподъемности для этого вида самосвалов установлен фирмой Liebherr. Ее самосвал T282B  поднимает до 363 тонны груза.

 

 

 

1 Дорожно-строительные машины

 

1.1 Анализ автосамосвала и область его применения

 

Назначение. Автосамосвалы – это самоходные колесные машины, предназначенные для перевозки различных сыпучих грузов при строительстве гидротехнических сооружений, дорог, работ в горнорудной промышленности в тяжелых дорожных условиях.

Автосамосвалы участвуют как в сооружении новых дорог, так и в их реконструкции, содержании и ремонте в качестве специализированных транспортных средств, используются также при строительстве и обслуживании аэродромов, железнодорожного полотна, городских площадей, улиц и др.

Специализированные  транспортные средства применяют в  соответствии с их назначением и видом груза: для перевозки грунта, сыпучих грузов, бетонов и растворов, битума, топлива (автомобили-самосвалы, керамзитовозы, автобетоносмесители, авторастворовозы, автобитумовозы, топливовозы), порошкообразных грузов (автоцементовозы, известково-зы), строительных конструкций (панелевозы, фермовозы, плитовозы, сан-техкабиновозы), длинномерных грузов (трубовозы, плетевозы, металло-возы), строительных грузов в контейнерах (контейнеровозы), технологического оборудования и строительных машин (тяжеловозы).

Специализированные  транспортные средства представляют собой прицепы и полуприцепы к базовым автомобилям и седельным тягачам средней и большой грузоподъемности с разрешенной нагрузкой на одиночную ось 60 и 100 кН (автомобили и тягачи с колесной формулой 6x2 и 6x4). Конструкция таких транспортных средств учитывает особенности перевозки и физические свойства грузов, сохранение их качества, комплексную механизацию погрузки и выгрузки. Главным параметром специализированных транспортных средств принята полная масса транспортного средства с грузом. Использование специализированного транспорта способствует дальнейшему развитию индустриальных методов строительства, снижению себестоимости перевозок, росту производительности транспортных средств.

Классификация. Различают автомобили-самосвалы общего назначения и специальные карьерные самосвалы. Автомобили-самосвалы общего назначения (рис. 1.1) изготовляют на базе серийных грузовых автомобилей (иногда с укороченной базой). Их используют для перевозки грунта из котлованов, нерудных строительных материалов от карьеров, причалов и железнодорожных станций на пред- приятия строительной индустрии и на сооружаемые дороги.

 

Кроме того, автомобили-самосвалы используют для перевозки асфальтобетона, строительного мусора и других навалочных грузов. Загрузка автомобилей-самосвалов производится обычно экскаватором, погрузчиком или из бункера. Кузов 2 самосвалов прямоугольной, трапециевидной или корытообразной формы делается опрокидным с углом наклона до 60°. Различают самосвалы с задней разгрузкой, т. е. опрокидыванием только назад, с боковой разгрузкой на одну или обе стороны и с трехсторонней разгрузкой. Опрокидывание кузова осуществляется с помощью гидравлического подъемника, состоящего из одного или двух гидроцилиндров 3 одностороннего действия, питаемых насосной установкой 4, приводимой от двигателя / через коробку отбора мощности 6 автомобиля карданными валами 5.

 

 

 

Рисунок 1.1 –  Автомобили-самосвалы общего назначения; а – с кузовом ковшовой формы; б – с откидной задней стенкой; 1 – двигатель; 2 – кузов; 3 – гидроцилиндр; 4 – насос; 5 – карданный вал; 6 – коробка отбора мощности.

Управление  опрокидыванием кузова осуществляется из кабины. При этом положения гидрораспределителя обеспечивают принудительный подъем кузова, фиксирование его на любом уровне и плавное опускание под действием собственной массы, при котором происходит слив масла в бак через клапан с определенным проходным сечением. Грузоподъемность серийно выпускаемых отечественной промышленностью самосвалов составляет 10-20 т. Грузоподъемность специальных карьерных самосвалов достигает 300 т, так как они предназначены для работы вне дорог общей дорожной сети и их осевые нагрузки могут превышать действующие весовые ограничения. При перевозке массовых грузов применяют автопоезда. Использование автопоездов вместо одиночных автомобилей-самосвалов позволяет повысить выработку на среднесписочную машину, снизить расход топлива, уменьшить число водителей. Автопоезда создают на базе автомобилей-самосвалов и унифицированных автомобильных прицепов-самосвалов и полуприцепов-самосвалов к седельным тягачам, имеющим общие конструктивные признаки. Гидроцилиндры прицепов действуют от гидравлической системы базового автомобиля. Автомобили-самосвалы, предназначенные для использования в качестве тягачей, оснащаются стандартными буксирными устройствами, а также гидро-, пневмо- и электровыводами для подключения составляющих систем прицепов. Разгрузка кузовав самосвала и промежуточных прицепов ведется на две (боковые), а заднего- на три (боковые и заднюю) стороны. Грузоподъемность автопоезда, выполненного, например, на базе автомобиля 6×4 тина КамАЗ, составляет 11 т (полная масса 19 т), прицепа полной массой 16 т и полуприцепа полной массой 25 т.

Автомобили-самосвалы  предназначены для работы на дорогах с естественным или искусственным твердым основанием, с продольными уклонами 7—8%. На отдельных коротких участках максимальный уклон дороги может достигать 10%.

Масса является одним из главных параметров машин, так как от нее зависят нагрузки на колеса, а, следовательно, тяговое усилие на ведущих колесах, являющееся тем показателем, по которому судят о рабочих возможностях автосамосвалов. Поэтому тяжелые автосамосвалы, имеющие большую массу, способны работать в более тяжелых условиях, чем средние. Как правило, масса автосамосвала распределяется между колесами примерно одинаково. Однако сама по себе масса автосамосвала ничего не дает, если не будут учтены нагрузки от этой массы, приходящиеся именно на ведущие колеса, обеспечивающие тяговые возможности машины, так как нагрузки на неведущие колеса, наоборот, ухудшают ее проходимость.

Для массовой подвозки строительных сыпучих материалов наиболее применимы самосвалы большой грузоподъемности.

Выбор типа и грузоподъемности самосвала должен быть произведен с учетом конкретных условий работы. Эксплуатация самосвалов большой грузоподъемности с недогрузкой при подвозке мелких партий материалов неэкономична. Применение самосвалов большой грузоподъемности при узком фронте погрузочных работ затрудняет их маневрирование и увеличивает простой. В этих условиях более целесообразно применение маневренного самосвала средней грузоподъемности. При экскаваторной или бункерной погрузке желательно применение самосвала, грузоподъемность которого соответствует емкости бункера или кратна ковшу экскаватора.

Подвозка жидкого бетона, асфальта и строительных растворов на строительных и дорожных работах. При ямочном ремонте дорожного полотна следует применять самосвалы малой грузоподъемности. При капитальном ремонте дорожного полотна или строительстве новой дороги целесообразно использовать самосвалы средней грузоподъемности. Для бетонирования мелких фундаментов внутри здания применяются самосвалы малой грузоподъемности. При массовых бетонировочных работах, например, бетонировке плотины, следует применять самосвалы возможно большей грузоподъемности, какую допускают условия погрузки, разгрузки и дорожные условия.

Жидкие строительные материалы можно перевозить в  металлических платформах самосвалов, применяемых для сыпучих грузов, но лучше в специальных, обеспечивающих необходимую герметичность всех соединений. Угол наклона платформы для жидких грузов желательно увеличивать до 70°, а в некоторых случаях даже больше.

 

1.2 Техническая характеристика автосамосвала МаЗ 5516-021

 

Трехосный самосвал с колесной формулой 6х4.

Первый экземпляр сошел  с конвейера Минского автозавода в 1990. Создан на базе МАЗ 6303 (6х4) и предназначен для перевозки сыпучих грузов. Эксплуатируется на стройках и в открытых карьерах. В кузове ковшового типа вместимостью 10,5 м³ самосвал в зависимости от модификации может транспортировать 16,5 - 20,0 тонн груза. При необходимости устанавливается подогрев. Внутренние размеры платформы - 4440 х 2270 х 1050 мм. Кабина располагается над двигателем и по желанию заказчика может оснащаться отопителем; выпускаются модификации со спальным местом и без него. Снаряженная масса автомобиля - 12,7 тонны; полная масса - 28,5 тонны.

 

Таблица 1.2 - Техническая характеристика автосамосвала МаЗ 5516-021

 

Модель	МАЗ-5516-021
Колёсная формула:	6x4
Допустимая  полная масса автомобиля, кг	33 000*
Распределение полной массы:
- на переднюю  ось, кг	7 000*
- на заднюю  ось, кг	26 000*
Масса снаряженного автомобиля, кг	12 700
Допустимая  грузоподъемность, кг	20 000*
Объем платформы, м3	10,5
Двигатель	ЯМЗ-236БЕ (ЕВРО-1)
Мощность двигателя, кВт (л.с.)	184 (250)
Максимальный  крутящий момент, Нм (кгсм)	1030 (105)
Коробка передач	ЯМЗ-238М
Число передач  КП	8
Контрольный расход топлива, л/100 км при V = 60 км/ч	30
Максимальный преодолеваемый подъем, %	25
Передаточное  число ведущего моста	7,14
Максимальная  скорость, км/ч	91
Топливный бак, л	200
Размер шин	12,00R20

 

Легкие модификации  оборудуются V-oбpазным восьмицилиндровым  ЯМЗ-238М2 с турбонаддувом. Рабочий  объем дизеля - 14866 см³, а мощность 240 л.с. при 2100 об./мин. На более тежелые модификации устанавливается дизельный двигатель ЯМЗ-238 Д мощностью 330 л.с. В качестве дополнительной опции предлагается предпусковой подогреватель двигателя ПЖД-30. На 100 км пути при скорости 50 км/ч автомобилем расходуется 30 л. топлива.

Грузовик МАЗ 5516 комплектуется  восьмиступенчатой коробкой передач, а полноприводный вариант МАЗ 5165 - девятиступенчатой коробкой передач, кинематически связанной с раздаточной коробкой. Самосвал оснащается рессорно-балансирной подвеской и дисковыми колесами.

 

1.3 Схема автосамосвала МаЗ 5516-021

 

Схемы транспортной машины автосамосвала МаЗ 5516-021представлены на рис. 1.2 и на рис. 1.3.

Рисунок 1.2 - Схемы транспортной машины автосамосвала МаЗ 5516-021:1-кабина, 2-топливный бак, 3-рама, 4-колеса, 5-кузов

 

 

 

 

Рисунок 1.3 - Автосамосвал МаЗ 5516-021

1.4 Описание и конструкции  дорожных органов дорожной машины.

Самосвал МаЗ 5516-021имеет оригинальную базовую конструктивную схему, отвечающую как нельзя лучше своему прямому назначению: быть способным к перевозкам различных сыпучих грузов при строительстве гидротехнических сооружений, дорог, работ в горнорудной промышленности.

Эта трехосная на пневматических шинах машина, снабженная собственной силовой установкой (дизельным двигателем) для привода ходовой части, управляется одним шофером. Подвеска пневмогидравлическая на современных маслоазотовых амортизаторах.

  Рабочее оборудование самосвала МаЗ 5516-021– это кузов.

Он обладает высокими технологическими возможностями при дорожно-строительных работах и в коммунальном хозяйстве. В кузове ковшового типа вместимостью 10,5 м³ самосвал в зависимости от модификации может транспортировать 16,5 - 20,0 тонн груза. При необходимости устанавливается подогрев. Внутренние размеры платформы - 4440 х 2270 х 1050 мм. Имеет характеристики, позволяющие устанавливать его на самосвалах среднего и полутяжелого класса.

 

1.5 Тяговые расчеты

На транспортные средства во время движения действуют внутренние и внешние силы. Внутренние силы оказывают малое влияние на режим движения самосвала. Режим движения определяют в основном внешние силы, которые могут быть горизонтальными и вертикальными. Внешние силы, которые определяют главным образом горизонтальные и окружные или касательные активные и реактивные силы. Внешние силы, которые определяют характер движения самосвала, это: сила тяги F, сила сопротивления W и масса поезда Q.

В зависимости от отношения  силы тяги F и сил сопротивления W выделяют следующие режимы движения : F>W – ускорение; F=W – равномерный и F<W – замедление.

1.5.1 Движущие силы

 

Источником движущих сил, которые вызывают движение поезда, является вращающий момент, который  передается от двигателя транспортной машины через трансмиссию к колесам. Его величину определяем по формуле: