stroit_mash_Учебник

Формат документа: docx
Размер документа: 3.51 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.




Теги: ISRI Raul Roa Garcia. Добронравов. Строительные машины
  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.


ССДобронравов В.Г.Дронсв
СтЮИТЕЛЬНЫЕ
МАШИНЫ
и основы
АВТОМАТИЗАЦИИ
ВЫСШАЯ ШКОЛА
С.С.Добронравов В.Г.Дронов
Строительныемашиныи основыАВТОМАТИЗАЦИИ
Допущено Министерствомобразования Российской Федерациив качестве учебника для студентовстроительных специальностейвысших учебных заведений

Москва
«Высшая школа» 2001
УДК 69.002.5ББК 38.6-5Д 56
Рецензенты:
кафедра технологии строительного производстваНижегородского государственного архитектурно-строительного университета(зав. кафедрой — д-р техн. наук, проф. А.Ф. Мацкевич)-,вице-президент Главмосстроя, акад. академии проблем качества РФ,проф. Ю.В. Смирнов
Добронравов С.С., Дронов В.Г.
Д 56 Строительные машины и основы автоматизации: Учеб, длястроит, вузов. — М.: Высш. шк., 2001. — 575 с.: ил.
15ВЫ 5-06-003857-2
В учебнике рассмотрены основные строительные машины, применяемые впромышленном, гражданском и коммунальном строительстве. Приведеныописания конструкций и рабочих процессов машин, указаны область их при-менения, технико-экономические и эксплуатационные характеристики, а такжеусловия технической эксплуатации. Описаны основные элементы гидропри-вода строительных машин и системы автоматического управления машинами,в том числе с использованием микропроцессорной техники.
Для студентов строительных специальностей вузов. Может быть полезенстудентам средних специальных учебных заведений.
УДК 69.002.5ББК 38.6-5
18ВИ 5-06-003857-2© ГУП «Издательство «Высшая школа». 2001
Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Выс-шая школа» и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согла-сия издательства запрещается.
В учебнике в сравнительно небольшом объеме даны необходимыесведения по основным группам специальных и общестроительных ма-шин, применяемых в городском строительстве. По каждой группе ма-шин рассматриваются назначение, область применения, классификация,индексация, устройство, рабочие процессы, конструктивные особенно-сти, принципиальные и кинематические схемы, направления перспектив-ного развития, а также технико-экономические и эксплуатационные по-казатели машин, основы их технической эксплуатации с наивысшейэффективностью. Учитывая, что в городском строительстве наиболеетрудоемкими и дорогостоящими являются отделочные работы, которыесоставляют до 30% общих трудовых затрат и до 20% от общей стоимо-сти строительства, в учебнике приведены развернутые сведения о строи-тельно-отделочных и ручных машинах.
В книге рассмотрены методы определения производительностистроительных машин, что необходимо для правильного выбора типораз-меров и числа машин при выполнении определенных технологическихопераций.
Большое значение для повышения производительности и качества,снижения трудоемкости и доли ручного труда при выполнении строи-тельно-монтажных работ имеет внедрение новых эффективных техноло-гических процессов и их комплексная механизация и автоматизация.
В учебник включен раздел, в котором изложены основы автоматиза-ции строительных машин и технологических процессов.
Предисловие, введение написаны проф. С.С. Добронравовым и доц.В.Г. Дроновым совместно, главы 4, 7, 8, 11 — проф. С.С. Добро-нравовым, главы 1, 3, 9, 10 — доц. В.Г. Дроновым, главы 2, 5, 6 —проф. С.С. Добронравовым и канд. техн. наук М.С. Добронравовым со-вместно.
Авторы выражают глубокую благодарность за ценные замечания ирекомендации рецензентам книги — коллективу кафедры технологиистроительного производства Нижегородского государственного архи-тектурно-строительного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук,проф. А.Ф. Мацкевич) и начальнику Управления главного механикаГлавмосстроя проф. Ю.В. Смирнову.
Замечания и пожелания, направленные на улучшение книги, просьбаприсылать в адрес издательства «Высшая школа».
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
Подъем городского строительства на качественно новый уро-вень возможен за счет последовательного проведения курса на даль-нейшую его индустриализацию, существенного сокращения ручноготруда, совершенствования структуры и организации строительногопроизводства.
Одним из ведущих факторов в решении задач сокращения себе-стоимости и сроков строительства, повышения производительноститруда и общей эффективности строительного производства являетсякомплексная механизация строительно-монтажных работ. Широко-му внедрению комплексной механизации и автоматизации в строи-тельное производство способствует насыщение строительства необ-ходимым количеством высокопроизводительных машин, освоениепроизводства ряда новых типов машин, расширение технологиче-ских возможностей средств механизации и совершенствование орга-низации их эффективного использования.
Непрерывный количественный и качественный рост городскогостроительства требует дальнейшего сокращения стоимости, трудо-емкости, сроков строительно-монтажных работ, повышения эффек-тивности капиталовложений и производительности труда, успешноерешение которых может быть обеспечено усовершенствованием тех-нологии и организации работ, внедрением поточных методов про-изводства, повышением эффективности использования существую-щего машинного парка строительства, созданием и внедрениемновых, более совершенных и производительных строительных ма-шин и оборудования, широкой комплексной механизацией и авто-матизацией тяжелых и трудоемких технологических процессов,улучшением условий труда.
Современное городское строительство ведется индустриальны-ми методами и представляет собой комплексно-механизированныйпоточный процесс монтажа зданий и сооружений из сборных эле-ментов, изготовляемых на заводах и домостроительных комбинатах(ДСК) в условиях высокомеханизированного и автоматизированно-
го производства. В настоящее время в городском строительстве ис-пользуется огромный парк строительных машин и оборудования(около 600 тыс. ед.), позволяющий комплексно механизировать ос-новные работы на всех стадиях строительного производства. Ком-плексная механизация строительства на современном этапе разви-тия техники требует внедрения систем машин, базирующихся наприменении основных машин повышенной единичной мощности скомплектацией их средствами механизации всех технологическихпроцессов. Важным фактором повышения производительности тру-да в строительстве является возрастающая оснащенность строитель-но-монтажных организаций ручными машинами, средствами малоймеханизации и нормо-комплектами для кровельных, штукатурных ималярных работ. Для сокращения малоквалифицированного и мо-нотонного труда, а также труда в тяжелых и вредных для здоровьяусловиях, все шире осуществляются мероприятия по внедрениюавтоматических манипуляторов (промышленных роботов) припроизводстве отделочных, землеройно-планировочных и другихработ. Номенклатура строительных машин постоянно расширяетсяи пополняется более совершенными типами и моделями, отве-чающими современным требованиям технологии городского строи-тельства.
При производстве строительных работ в сложившихся город-ских условиях часто возникают дополнительные трудности из-занеобходимости выполнения работ в стесненных условиях и в сжа-тые сроки, поскольку большинство из них связано с нарушениемпешеходного движения, установившегося режима работы транс-порта, наземных и подземных коммуникаций и т.п. Кроме того,зачастую приходится выполнять трудоемкие подготовительныеоперации по разрушению старых строений, фундаментов, дорож-ных покрытий и т.п. Для эффективного выполнения работ встесненных условиях используется широкая номенклатура высо-копроизводительных специальных и универсальных машин мно-гоцелевого назначения, обладающих компактностью, высокимимобильными и транспортными качествами и обеспечивающихполную безопасность работ в данных условиях. Широко исполь-зуются в стесненных условиях средства малой механизации, по-зволяющие практически полностью исключить ручной труд. Рас-тущие из года в год масштабы и современная технология город-ского строительства требуют постоянного увеличения паркастроительных машин и оборудования, расширения номенклату-ры, повышения технического уровня машин, улучшения органи-зации их использования.
Повышение технического уровня основных видов строитель-ных машин и оборудования обеспечивается прежде всего за счетповышения их единичной мощности (энергонасыщенности) и про-изводительности, универсальности и технологических возможно-стей, надежности и долговечности, улучшения удельных показате-лей важнейших рабочих параметров, развития гидрофикацииприводов, широкого использования в конструкциях машин унифи-цированных узлов, агрегатов и деталей, расширения номенклату-ры сменного рабочего оборудования, применения современныхсистем автоматизации управления рабочими процессами машин,повышения приспособляемости машин к техническому обслужива-нию и ремонту, улучшения условий труда машинистов (операто-ров) и т.п.
От инженера-строителя как руководителя и организатора совре-менного высокомеханизированного строительства требуются зна-ния принципов действия и устройства строительных машин и обо-рудования, факторов, влияющих на их производительность икачество выполняемых работ, а также основ рационального выбораи правильной эксплуатации машин.
Глава 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТРЕБОВАНИЯК МАШИНАМКаждая машина состоит из сборочных единиц (элементов), вы-полняющих определенные функции при ее работе: силового обору-дования (одного или нескольких двигателей) для получения механи-ческой энергии; рабочего оборудования для непосредственноговоздействия на перерабатываемый материал и выполнения заданно-го технологического процесса; ходового оборудования (у перенос-ных и стационарных машин оно отсутствует) для передвижения ма-шины и передачи ее веса и рабочих нагрузок на опорнуюповерхность; передаточных механизмов (трансмиссии), связываю-щих рабочее и ходовое (у самоходных машин) оборудование с сило-вым; системы управления для запуска, останова и изменения режи-мов работы силового оборудования, включения, выключения,реверсирования, регулирования скоростей и торможения механиз-мов и рабочего органа машины; несущей рамы для размещения и за-крепления на ней всех узлов и механизмов машины. Сборочные еди-ницы многих строительных машин унифицированы.
Машина представляет собой устройство, совершающее полез-ную работу с преобразованием одного вида энергии в другой. Онасостоит из ряда механизмов различного назначения, объединенныхобщим корпусом, рамой или станиной. Механизмы включают в се-бя узлы в виде законченных сборочных единиц, представляющих со-вместно работающие детали. Деталь является частью машины, изго-товленной в основном из однородного по наименованию и маркематериала без использования сборочных операций. Их подразделя-ют на простые (заклепка, штифт, шпонка), сложные (распредели-тельный вал, корпус редуктора и двигателя), общего (болты, валы,зубчатые колеса) и специального назначения, применяемые в раз-личных видах машин (крюки кранов, корпуса ковшей экскаваторов,поршни насосов).
Основными требованиями, предъявляемыми к деталям, являют-ся простота их форм, экономичность (стоимость материала, затратына изготовление и эксплуатацию) и надежность (способность сохра-нять во времени свою работоспособность). Работоспособность жеопределяют, как по отдельным, так и совместным показателямпрочности, износостойкости, теплостойкости,' жесткости, устойчи-вости и виброустойчивости. Значения необходимых показателей за-висят от условий работы деталей (для крепежных деталей — проч-ность, для ходового винта — износостойкость). Однако главнымпоказателем для большинства деталей является прочность — свой-ство детали сопротивляться изменению формы (разрушению) подвоздействием внешних нагрузок.
Наиболее распространенными способами оценки прочности де-талей являются: 1) сравнение расчетных напряжений от действую-щих нагрузок с допускаемыми напряжениями а < [ст] и т < [т], где а,[<т], и т, [х] — соответственно расчетное и допускаемое нормальноеили касательное напряжения; 2) сравнение действительного коэффи-циента запаса прочности л с допускаемым [л], причем всегда л > [п].
Допускаемые напряжения определяют по формулам [а] = аПред/[л]и [х] = Хпрсд / [л], где Спред и Хпрсд — предельные нормальные и каса-тельные напряжения, при достижении которых нарушается нор-мальная работа детали, т.е. появляются трещины, деформации, раз-рушения.
Допускаемый коэффициент запаса прочности включает в себяряд коэффициентов
[«] = [Л]] [л2] [л3],
где [п\\ — коэффициент учитывающий точность определения дейст-вующих на деталь нагрузок и возникающих в ней напряжений; [л2] —коэффициент, учитывающий однородность физико-механическихсвойств материала детали; [лз] — коэффициент, учитывающий специ-фические требования безопасности работы детали.
Напряжения от действующих на детали нагрузок могут быть по-стоянными и переменными по времени. Переменные напряжений, всвою очередь, делятся на симметричные, асимметричные, знакопо-стоянные, знакопеременные и пульсирующие.
При расчетах деталей машин на прочность при постоянных илипеременных напряжениях в качестве предельного напряжения при-нимают соответствующие пределы прочности и выносливости (прирастяжении, сжатии, изгибе и кручении), а также коэффициенты за-паса прочности по табличным данным. Для определения требуемыхразмеров детали выполняют проектный расчет по допускаемым на-пряжениям, а затем уточненный проверочный расчет по коэффици-ентам запаса прочности.
Надежность деталей зависит от изготовления (точность обра-ботки), и качества используемого материала, а также правильноговыбора видов и режимов работы деталей.
Основными материалами для изготовления деталей машин явля-ются стали, чугуны, цветные металлы и сплавы. Стали применяютуглеродистые (детали машин и металлические конструкции) и леги-рованные (ответственные детали), а чугуны — серые (широкое ис-пользование, в том числе корпуса редукторов), белые (тормозныеколодки, отвалы, наконечники зубьев ковшей экскаваторов) и ков-кие. Цветные металлы, такие как медь, цинк, свинец, олово, алюми-ний и другие, используют в основном в сплавах: бронзах, латунях,баббитах, силуминах и т.д. Основное достоинство этих сплавов —сравнительно небольшая масса, коррозийная стойкость, хорошиеантифрикционные и технологические свойства, электропроводностьи т.п.
Широко используются в строительных машинах и неметалличе-ские материалы: резина (шины, амортизаторы, элементы упругихмуфт, ремни, детали уплотнения), кожа (амортизаторы, манжеты,прокладки, ремни), графит (токосъемные щетки, смазка трущихсяповерхностей), асбест, металлокерамика и различные виды пласт-масс. Последние обладают рядом основных преимуществ перед ме-таллами: легкостью, прочностью, тепло- и электроизоляцией, стой-костью к действию агрессивных сред (щелочей, масел, бензина),фрикционностью и антифрикционностью (в зависимости от назна-чения детали), шумо- и вибропоглощающими свойствами, сравни-тельно небольшой трудоемкостью изготовления деталей, более низ-кой стоимостью и т.д. Из пластмасс изготавливают зубчатыеколеса, шкивы, канатные блоки, вкладыши подшипников, втулки,корпусные детали, элементы электрооборудования и т.п. Однакоеще более широкое применение ограничивается их склонностью к«старению» (изменение механических и линейных характеристик впроцессе эксплуатации).
Определенные требования, наряду с деталями, предъявляются ксборочным единицам и к самим машинам. Основные требования,характеризующие одновременно качество строительных и дорож-ных машин, можно представить рядом показателей: назначения,надежности, стандартизации и унификации, безопасности, техноло-гичности, транспортабельности, а также экологические, эргономи-ческие, эстетические, патентно-правовые и экономические.
Качество — обобщенная способность машины удовлетворятьопределенным потребностям, связанным с их назначением.
1. Назначение характеризуется свойствами машины, определяю-щими основные функции (для выполнения которых она предназна-чена) и обусловливающими область их применения. К этой группеотносят следующие показатели:
классификационные, определяющие один или несколько ос-новных параметров (передаточное число редуктора, вместимостьковша экскаватора, скрепера, грузоподъемность кранов, размерыотвала бульдозера и т.п.);
функциональные и технической эффективности (обеспечениемаксимально возможной производительности при работе в любуюпогоду, любое время суток и года, минимальной стоимости едини-цы продукции при работе в конкретных производственных услови-ях). а также качества выполняемой работы;
конструктивные, определяющие основные проектно-конструк-торские решения машины (габаритные и присоединительные разме-ры; рабочее давление в гидросистеме; мощность привода; усилие нарабочем органе; скорости рабочих органов; ширина, глубина ирадиус действия; тип ходового устройства и привода; наличие эле-ментов автоматики; приспособленность к меняющимся условиямэксплуатации; возможность работать в стесненных условиях; доста-точно высокая маневренность, проходимость, мобильность и устой-чивость; минимальная масса; простота и прочность конструкции,легкость ее технического обслуживания и ремонта).
Маневренность — способность машины передвигаться и разво-рачиваться с минимальным радиусом поворота в стесненных усло-виях стройплощадок и при транспортировании.
Проходимость — способность машины преодолевать различныенеровности местности, небольшие водные преграды, двигаться погрунтам со слабой несущей способностью и снежному покрову. Онахарактеризуется видом ходового оборудования, силой тяги, удель-ным давлением на опорную поверхность (грунт, дорожное покры-тие), величиной дорожного просвета (расстоянием от нижней точкимашины до опорной поверхности), а у колесных машин радиусамипродольной и поперечной проходимости.
Мобильность — способность машины к достаточно быстромуперемещению с объекта на объект с минимальной трудоемкостьюперевода ее из транспортного положения в рабочее и обратно.
Устойчивость — способность машины противостоять действиюсил, стремящихся опрокинуть ее при рабочем процессе и перемеще-ниях на подъемах, спусках и косогорах.
2. Надежность характеризует общее свойство машины сохранятьсвою работоспособность во времени и включает в себя такие поня-тия как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохра-няемость.
Работоспособность — состояние машины, при котором она спо-собна выполнять заданные функции и сохранять значения заданныхпараметров в пределах, установленных нормативно-технической до-кументацией.
Безотказность — свойство машины непрерывно сохранять ра-ботоспособность в течение некоторого времени или некоторой на-работки. Она в свою очередь, характеризуется:
сопротивляемостью элементов конструкции разрушению, из-носу, коррозии и т.п.;
стабильностью физико-механических свойств конструкцион-ных материалов;
стабильностью рабочих процессов в сборочных единицах, аг-регатах и системах.
Для таких причин нарушения работоспособности как коррозия,облучение, действие внешних температурных факторов и т.п., времяработы до отказа оценивается календарной продолжительностью ра-боты машины (месяцы, годы) и называется сроком службы до отказа, арегламентированное время работы машины — сроком службы.
Для большинства машин основное значение имеет продолжи-тельность работы (в отработанных часах) или выполненный объем(число циклов, масса или объем переработанных материалов, про-изводительность и т.п.), поэтому время работы до отказа в этом слу-чае называется наработкой на отказ, а регламентированное времяработы машины — ресурсом.
Отказ — нарушение работоспособности машины. Все виды от-казов делятся на две группы:
А — из-за нарушения элементов (поломки, деформации, износ,обрыв проводов, короткое замыкание и т.п.);
Б — вследствие нарушения качеств функционирования (наруше-ние регулировок, засорение гидросистемы, течь в местах соедине-ния шлангов и т.п.).
Отказы классифицируются:
по частоте — единичные и повторяющиеся;
по взаимосвязям — первичные (независимые) или вторичные(зависимые), вызванные действиями другого отказа;
по условиям возникновения — возникшие при выполнении ос-новных функций или при хранении, транспортировке, на холостомпробеге;
по уровню внешних воздействий — при нормальных или не-нормальных (отклонение от правил техобслуживания и управления,при недопустимых нагрузках и т.п.) условиях работы;
по внешним проявлениям — явные (быстрое обнаружение) искрытые (время обнаружения выше установленных норм);
по виду — легкие (разрушение прокладки), средние (вызываютостановку машины для ремонта), тяжелые (значительные разруше-ния);
по сложности устранения — требуют проведения техническогообслуживания, текущего или капитального ремонта;
по способности к восстановлению — устраняемые в эксплуата-ционных или стационарных условиях;
по возможности прогнозирования — прогнозируемые (диагно-стическими приборами от изменения параметров, наработки, воз-раста) или непрогнозируемые;
по характеру изменения параметров — постепенные (начина-ются сразу после начала работы машины, зависят от длительностиработы и связаны с процессами износа, коррозии, усталости и пол-зучести материалов); внезапные (сочетание неблагоприятных факто-ров и случайных внешних воздействий, превышающих возможностимашины к их восприятию, возникают через некоторые случайныепромежутки времени, не зависят от состояния машины и длительно-сти предыдущей работы, а процесс протекает быстро) и сложные(включают особенности предыдущих отказов, время возникнове-ния — величина случайная, а скорость процесса зависит от сопро-тивляемости элементов машины);
по последствиям — отказы функционирования (связаны с по-вреждениями отдельных элементов машины, которая не может вы-полнять свои функции: выкрошился зуб шестерни, насос не подаетмасло в систему, не заводится двигатель внутреннего сгорания) илипараметрические (машина может выполнять свои функции, но рабо-тает за пределами своих технических требований — характеристик:загазованность воздуха, падение КПД передачи, снижение давленияв рабочей жидкости гидросистемы). Оба вида отказов могут бытькак постепенными, так и внезапными (в последнем случае отказ бу-дет параметрическим, если потеряна точность работы машины илиее элементов, и функциональным, если произошло заклинивание од-ного из механизмов).
Долговечность — свойство машины сохранять работоспособ-ность до наступления предельного состояния при установленнойсистеме технического обслуживания и ремонтов.
Предельное состояние машины возникает при невозможности еедальнейшей эксплуатации.
В строительных машинах различают три группы элементов, от-личающихся характеристиками предельных состояний:
А — невосстанавливаемые элементы после первого отказа (пру-жины, подшипники качения, зубчатые колеса, уплотнения, тормоз-ные накладки);
Б — восстанавливаемые элементы и простые системы, имею-щие в эксплуатации более одного отказа. Их работоспособностьдо предельного состояния поддерживается регулировкой, очист-кой, заменой элементов и т.д. Предельное состояние — отказ, вы-зывающий необходимость в восстановительном или капитальномремонте;
В — сложные системы (машины в целом). Работоспособность ихдо предельного состояния поддерживается в результате проведениямероприятий по техническому обслуживанию и текущему ремонту.Предельное состояние наступает при возникновении необходимостив капитальном ремонте или списании машины.
Ремонтопригодность — приспособленность машины к предупре-ждению, обнаружению и устранению причин повреждений (отказов)1цутем проведения технического обслуживания и ремонтов.
1 Ремонтопригодность машин включает в себя следующие основ-ные понятия:
доступность (удобство осуществления осмотра по регулировкеи замене деталей руками и инструментом с отсутствием работ наощупь и с минимальными объемами дополнительных работ и мини-мальной утомляемостью рабочих);
контролепригодность (возможность контроля технического со-стояния элементов машин при профилактических мероприятиях, атакже поиска отказавшего элемента или причины неисправности спомощью специальных методов и средств, к каковым относятся ди-агностическая аппаратура, индикаторы давления, температуры, за-грязненности фильтров и т.п.);
легкосъемность (замена сборочных единиц или агрегатов с ми-нимальными затратами времени и труда, определяемая массой, га-баритами, системой крепления и конструкций разъемов съемногоузла);
взаимозаменяемость (характеризуется объемами пригоночныхработ при установке однотипных элементов);
блочность и агрегатность (возможность демонтажа и монтажана машину сборочной единицы или агрегата без предварительнойразборки его или смежного с ним узла);
степень унификации (использование однотипных деталей исборочных единиц в разных машинах, особенно на ограниченномпространстве применения последних).
Сохраняемость — свойство машины сохранять исправное со-стояние и работоспособность в течение и после срока хранения илитранспортирования. Она характеризуется сопротивляемостью кон-струкций машины изменению характеристик элементов под воздей-ствием влажности, атмосферного давления, облучения, загрязненно-сти атмосферы, окружающей температуры, собственной массы прихранении и т.п. Высокие показатели сохраняемости достигаются ла-кокрасочным покрытием и герметизацией, применением специаль-ных заглушек и пробок, установкой опорных приспособлений, хра-нением в боксах и др.
Все показатели надежности носят вероятностный статистиче-ский характер.
Стандартизация и унификация характеризуют насыщенностьмашин стандартными, унифицированными и оригинальными дета-лями и сборочными единицами.
Стандартизация предусматривает введение обязательныхнорм — стандартов, которым должны соответствовать определен-ные детали, сборочные единицы и параметры машин при проекти-ровании, изготовлении и эксплуатации. По заводским и отраслевымнормам, государственным (ГОСТ) и международным (ИСО) стан-дартам выпускается большое количество деталей и узлов (крепеж-ные детали, подшипники, редукторы, гидроаппаратура, системы иприборы автоматизации), применяемых в машинах различного на-значения, а также устанавливаются вместимость ковша экскаватора,грузоподъемность трубоукладчика и др.
Конструкцию машин допускается изменять и совершенствовать.В соответствии с этим используется взаимозаменяемость деталей иузлов, позволяющая производить их сборку или замену без предва-рительной подгонки.
Взаимозаменяемость основана на широкой унификации, т.е. нарациональном сокращении номенклатуры однотипных деталей исборочных единиц для применения их в разных машинах, а также ив однотипных машинах.
Наличие стандартов позволяет осуществить массовое изготовле-ние по новейшей технологии деталей и узлов, повышение их качест-ва (ведущее к надежности и долговечности) и снижение затратвремени, труда материалов и средств при проектировании, изготов-лении и эксплуатации машин.
Эргономические требования отражают взаимодействие челове-ка с машиной и делятся на:
гигиенические — соответствие кабины условиям жизнедеятель-ности и работоспособности машиниста (размеры кабины, освещен-ность, вентиляция с фильтрами для очистки воздуха, вибрация, пы-ле- и газонепроницаемость и т.д.);
антропометрические—соответствие рабочего места и его частейформе, в$су и размерам тела машиниста (удобное, регулируемое-повысоте и горизонтали сиденье маши ниста, регулируемые подлокотни-ки, расстояние до рычагов, рукояток и кнопок управления и т.д.);
физиологические и психофизические — соответствие рабочегоместа физиологическим свойствам машиниста и особенностямфункционирования его органов чувств (скоростные и силовые воз-можности машиниста требуют легкое механизированное или авто-матизированное управление; пороги слуха, зрения и т.д.);
психологические — соответствие рабочего места машины воз-можностям восприятия и переработки информации, соответствиезакрепленным и вновь формируемым навыкам человека.
Частично эргономические требования представлены в требова-ниях безопасности.
Эстетические требования характеризуются информационнойвыразительностью (соответствие формы назначению), рационально-стью форм, целостностью композиции, совершенством производст-венного исполнения, соответствием современному стилю, внутрен-ней и внешней отделкой и окраской, согласованностью сокружающей средой, удобством расположения и четкостью испол-нения фирменных знаков, марок, указателей и т.п.
Экологические требования учитывают вопросы, связанные сохраной окружающей среды при эксплуатации машин. К ним отно-сятся выявление возможностей механических (нарушение земнойповерхности и растительности), химических (содержание и вероят-ность выбросов вредных частиц, газов, масел, топлива, излученийне только при эксплуатации, но и при хранении и транспортирова-нии), световых, звуковых, биологических, радиационных (расти-тельный и животный мир) и других воздействий на окружающуюсреду с целью их ограничения до допустимых пределов.
Безопасность должны обеспечивать конструкция машины, ме-ры и средства защиты людей, работающих на машине и рядом с нейпри эксплуатации, монтаже-демонтаже, ремонте, хранении, транс-портировании, в зонах возможной опасности, в том числе в аварий-ных и послеаварийных ситуациях от механических (защита движу-щихся элементов машины кожухами, заносы и устойчивость, наповоротах и при вращении поворотных платформ, в продольном ипоперечном направлениях против опрокидывания), электрических(замыкания в электроцепи), тепловых (разогреваемые строительныематериалы, пар, повышенная температура воды, двигателя, сварка инаплавка) воздействий, ядовитых и взрывчатых паров, шумов, ра-диоактивных излучений и т.п.
Снижение травматизма достигается повышением прочности ижесткости конструкции кабины, использованием на них безоско-лочных стекол, установкой на окнах защитных решеток, а в по-толке — аварийного люка, обеспеченностью звуковой и световойсигнализацией и приборами, предупреждающими о критическихситуациях и при взаимодействии с совместно работающими рабо-чими, автоматическими устройствами безопасности и блокировки.Большое значение имеет обзорность, т.е. хорошая видимость и ос-вещенность рабочих органов и окружающих их участков рабочейсреды, в том числе с круговым обзором для мобильных машин. Намашине должны устанавливаться огнетушители, противоосколоч-ные козырьки, стеклоочистители, омыватели и устройства, исклю-чающие обледенение и запотевание стекол, обогревателей дляхолодного времени года, кондиционеров для жаркого и тропиче-ского климата и т.д.
Технологичность предусматривает оптимальное распределе-ние затрат материалов, средств, труда и времени при подготовкепроизводства, изготовлении деталей, сборке и отделке узлов и ма-шины в целом, эксплуатации и ремонтах (в том числе удобство за-мены узлов и агрегатов), возможность использования прогрессив-ных технологий с автоматизацией процессов путем внедренияманипуляторов и промышленных роботов.
Транспортабельность машин и оборудования должна обеспе-чить их приспособленность к перемещению в пространстве натранспорте (автомобильном, железнодорожном, водном, воздуш-ном), с прицепом, на специальных транспортных средствах и своимходом с минимальными затратами труда и времени на подготови-тельные операции (укладка в тару, упаковывание, частичный демон-таж, погрузка, крепление и т.п. с противоположными операциямипосле перевозки).
Патентно-правовые требования предусматривают патентныечистоту (оригинальные решения в конструкции машин) и защиту(заявки на изобретения в нашей стране, патенты в странах предпо-лагаемого экспорта) машин и являются основным фактором при оп-ределении их конкурентоспособности, для возможной реализациине только в стране, но и на внешнем рынке.
Экономические требования характеризуются ценой и эконо-мическим эффектом, определяемыми на стадиях проектирования,подготовки производства, изготовления, испытаний и эксплуатациипри соответствующем увеличении производительности, снижениимассы машины, стоимости перерабатываемой продукции и улучше-нии качества выполняемых работ.
Все вышеизложенные требования, предъявляемые к строитель-ным машинам и оборудованию, регламентируются соответствую-щими заводскими, отраслевыми, государственными и международ-ными правилами, нормами и стандартами.
Практически все машины состоят из ряда основных сборочныхединиц, к которым можно отнести ходовое, силовое и рабочее обо-рудование, трансмиссии и системы управления, установленные, наобщей раме (неповоротной, поворотной) или станине.
Каждая машина имеет ряд документов, без которых невозможноее изготовление, эксплуатация и ремонт. Основными являются:
чертеж общего вида — документ, определяющий конструкциюмашины, взаимодействие ее основных частей и поясняющий прин-цип действия;
сборочные чертежи и чертежи деталей — документы, изобра-жающие деталь и данные для ее изготовления и контроля (размеры,обработка, допуски, посадки) или сборочную единицу и данные дляее сборки и контроля;
схемы — документы, на которых в виде условных обозначенийпоказаны составные части машины и связи между ними (кинемати-ческая для механического привода, электрическая, гидравлическая,пневматическая и др.);
техническое описание и инструкция по эксплуатации;
инструкция по монтажу, демонтажу и перевозке (по необходи-мости).
КЛАССИФИКАЦИЯ И ИНДЕКСАЦИЯСТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИНКлассификация. В строительстве эксплуатируется значительноеколичество машин, различающихся между собой по назначению, кон-струкции, принципу действия, размерам, параметрам и т.п. Рассмот-рим основы классификации строительных машин и оборудования.
По назначению (технологическому признаку) машины делят натранспортные; транспортирующие; погрузочно-разгрузочные; гру-зоподъемные; для земляных работ; для свайных работ; для перера-ботки и сортировки каменных материалов; для приготовления,транспортировки, укладки и уплотнения бетонных и растворныхсмесей; для уплотнения грунтов; для ремонта и содержания дорог;для отделочных работ; ручные машины. Каждая группа делится наподгруппы (бульдозеры, скреперы, экскаваторы в группе машин дляземляных работ). Внутри подгрупп машины отдельных типов разли-чаются конструкцией узлов пли машин в целом (экскаваторы одно-ковшовые с прямой или обратной лопатой, траншейные роторныеили цепные, шагающие, с поперечным копанием). Каждый тип ма-шин имеет ряд типоразмеров (моделей), близких по конструкции, ноотличающихся отдельными параметрами (вместимость ковша, раз-меры, масса, мощность, производительность). При изготовленшмашин одного типоразмерного ряда широко используются стан-дартные детали и унифицированные сборочные единицы.
По режиму работы (принципу действия) различают машины пе-риодического (цикличного) действия, выполняющие работу путемпериодического многократного повторения одних и тех же чере-дующихся рабочих и холостых операций с цикличной выдачей про-дукции (бульдозеры, скреперы, одноковшовые экскаваторы) и ма-шины непрерывного действия, выдающие или транспортирующиепродукцию непрерывным потоком (многоковшовые экскаваторынепрерывного действия, конвейеры). Машины цикличного действияотличает их универсальность и приспособленность к работе в раз-личных производственных условиях, а машины непрерывного дей-ствия — повышенная производительность. Имеются машины и ком-г
бинированного действия (шагающие экскаваторы, экскаваторыпоперечного копания для формирования откосов каналов и т.п.).
По степени подвижности машины делят на переносные, стацио-нарные и передвижные (в том числе в кузове автотранспорта, при-цепные и полуприцепные к грузовым автомобилям, тракторам, тя-гачам и самоходные).
По типу ходового оборудования различают машины на гусенич-ном, пневмоколесном, рельсовом ходу, шагающие и комбинирован-ные.
По виду силового оборудования машины подразделяют на рабо-тающие от электрических двигателей и двигателей внутреннего сго-рания. Первые обладают большой готовностью к работе, но зависятот наличия электроэнергии, а вторые не зависят от источников энер-гии и являются автономными. Многие строительные машины име-ют комбинированный привод с использованием гидравлических ипневматических двигателей. К таким относят дизель-электрический,дизель-гидравлический (наиболее распространен), дизель-пневмати-ческий, электрогидравлический, электропневматический и т.п.
По количеству двигателей, установленных на машине, различа-ют одномоторные (все механизмы приводятся в действие от однойсиловой установки) и многомоторные (для каждого механизма пре-дусмотрен индивидуальный двигатель).
По системам управления машины делят на механические (руко-ятки и педали, приводящие в действие системы рычагов), гидравли-ческие (безнасосные и насосные, где частично или полностью ис-пользуются гидроустройства), пневматические (с использованиемсжатого воздуха), электрические (с использованием электрообору-дования) и комбинированные (электрогидравлические, пневмоэлек-трические и т.п.).
По степени универсальности машины подразделяют на универ-сальные многоцелевого назначения, снабженные различными вида-ми быстросъемных рабочих органов, приспособлений и оборудова-ния для^ выполнения большого разнообразия технологическихопераций (строительные одноковшовые экскаваторы, погрузчики) испециализированные, имеющие один вид рабочего оборудования ипредназначенные для выполнения только одного технологическогопроцесса (дробильные машины, бетононасосы).
По степени автоматизации различают машины с механизиро-ванным управлением, с автоматизированным управлением и кон-тролем на базе микропроцессорной техники, с автоматизированнымуправлением на расстоянии, с автоматическим управлением на баземикропроцессоров и мини-ЭВМ, строительные манипуляторы и ро-боты, а также роботизированные машины и комплексы.
Более подробная классификация по конкретным машинам иоборудованию будет приведена в соответствующих главах книги.
Индексация строительных машин. На все выпускаемые в нашейстране строительные машины распространяется единая система ин-ексации, в соответствии с которой каждой машине разработчикомприсваивается индекс (марка), содержащий буквенное и цифровоеобозначение. Основные буквы индекса, располагаемые перед циф-рами, обозначают вид машины. Например, буквенная часть индексаодноковшовых строительных экскаваторов содержит буквы ЭО,экскаваторов траншейных роторных — ЭТР, цепных — ЭТЦ, земле-ройно-транспортных машин — ДЗ, машин для подготовительныхработ и разработки мерзлых грунтов — ДП. машин для уплотнениягрунтов и дорожных покрытий — ДУ, кранов стреловых самоход-
НЬ1ХКС, строительных башенных кранов — КБ, оборудования
для погружения свай — СП, бурильных и бурильно-крановых ма-шин — БМ, машин для отделочных работ — СО, лебедок — ТЛ, по-грузчиков многоковшовых — ТМ и одноковшовых — ТО, подъем-ников — ТП, конвейеров и питателей — ТК, машин для уборки иочистки городов — КО, ручных машин электрических — ИЭ, пнев-матических — ИП, вибраторов — ИВ и т.п. Цифровая часть индек-са означает техническую характеристику машины. После цифровойчасти в индекс могут быть включены дополнительные буквы, обо-значающие порядковую модернизацию машины, вид ее специально-го исполнения и т.п.
В нашей стране все строительные машины выпускают в соответ-ствии с Государственными стандартами (ГОСТами). В каждомГОСТе указываются область его распространения, основные^ пара-метры и размеры, технические требования, методы испытаний, мар-кировка, упаковка, транспортирование и хранение машин. Преду-смотренные в Государственных стандартах показатели и^ нормыотражают достигнутый передовой уровень техники в нашей странеи за рубежом.
1.3. ТРАНСМИССИИ
Трансмиссия представляет собой систему механизмов для пере-дачи энергии от двигателя к исполнительным органам машины с из-менением скоростей, крутящих моментов, направления и вида дви-жения. В зависимости от способа передачи энергии их делят намеханические, электрические, гидравлические и пневматические.В рассматриваемых ниже механических передачах наиболее распро-страненными являются передачи вращательного движения, одни изкоторых используют трение (фрикционные и ременные), а другие —зацепление (зубчатые, червячные, цепные и винтовые). В каждой пе-редаче вал, передающий мощность, называется ведущим (входным),а воспринимающий ее — ведомым (выходным).
Основными параметрами передач являются мощность на веду-щем Р\ и на ведомом Р2 валах (в Вт), а также быстроходность, ха-рактеризующаяся угловой скоростью УУ1 или частотой вращения ве-дущего п\ и ведомого н'2 и /12 валов (в рад/с и (г1)- где и’ = ял/30. Таккак при передаче мощности от ведущего вала к ведомому происхо-дят ее потери на трение в движущихся частях, то Р\>Рг. Величинаэтих потерь характеризуется КПД передачи
р = Рг!Р\ < 1.
Общий КПД системы передач определяется как произведениеКПД отдельных передач:
Г|обш-Г|1Г|2ПЗ...Г|н.
Передачи могут выполняться с постоянным и переменным (регу-лируемым) передаточным числом и, определяемым как соотношениечастот вращения одного вала к другому. Различают понижающие(редукторные) передачи, у которых и> 1 и п\>т и повышающие(мультипликаторные), у которых н<1 и п\<П2. В строительных ма-шинах преимущественное распространение получили понижающиепередачи, у которых
и=п\1п2.
Передаточное число системы передач определяется как произве-дение передаточных чисел передач ее составляющих, т.е.
Ыобщ— и\ и.2 из... Ып.
Между различными параметрами передач существуют следую-щие соотношения: мощность Р (Вт) можно выразить через окруж-ное усилие /ДН) элемента передачи и его окружную скорость V (м/с):
Р=Ру при г=ядО;
крутящий момент МкР (Н м) можно выразить через мощностьР (Вт) и частоту вращения л(с->):
МКр-Р1п.
Крутящие моменты на ведущем Мкр\ и ведомом Мкр2 валах пере-дачи связаны зависимостью
Л/кр2—Л/крПС
Фрикционные передачи работают за счет сил трения, возникаю-щих в месте контакта цилиндрических, конических и клиновых кат-ков (рис. 1.1), при их взаимном прижатии друг к другу с усилиемВеличина силы трения между катками Р=0/, где/— коэффициенттрения. Рабочие поверхности фрикционных катков изготовляют из

Рис. 1.1. Фрикционные передачи
различных материалов, применяемых в сочетании сталь по стали,пластмассе, коже, прессованному асбесту или прорезиненной ткани,чугун по коже и т.п. Передаточное число фрикционной передачи безучета проскальзывания катков и*ОгЮ\, где й| и Дз диаметрыкатков. В силовых передачах м<10. Фрикционную передачу с пере-менным передаточным числом называют вариатором. По конструк-ции вариаторы разделяют на лобовые, конусные, шаровые, торо-вые, многодисковые и клиноременные.
Фрикционные передачи просты по конструкции, обеспечиваютплавность и бесшумность работы, безударное включение на ходу,бесступенчатое регулирование передаточного числа и реверсив-ность движения. Основные их недостатки — проскальзывание кат-ков и ограниченный диапазон передаваемых мощностей (до 20 кВт).
Ременные передачи состоят из ведущего и ведомого шкивов(рис. 1.2, а), расположенных на определенном расстоянии друг отдруга и охватываемых между собой одним или несколькими беско-нечными ремнями. Усилие от ведущего шкива к ведомому передает-ся за счет сил трения, возникающих между шкивами и ремнем вслед-ствие натяжения последнего. В соответствии с формой поперечного
сечения ремня различают плоскоременные (рис. 1.2, б), клиноремен-ные (рис. 1.2, в), поликлиновые (рис. 1.2, г) и круглоременные(рис. 1.2, д) передачи. К ременным передачам условно относят пере-дачи с зубчатыми ремнями (рис. 1.2, е), работающие по принципузацепления. Плоский ремень таких передач имеет на внутренней по-верхности зубья трапецеидальной формы, входящие в зацепление совпадинами на шкиве.
По применяемому материалу стандартные плоские ремни быва-ют прорезиненные тканевые, полиамидные, кожаные, хлопчатобу-мажные и шерстяные, круглые — хлопчатобумажные и капроновые,а клиновые — кордтканевые и кордшнуровые. Шкивы передач из-готовляют литыми из чугуна, стали и легких сплавов.
Наибольшее распространение в строительных машинах получи-ли клиноременные передачи, обеспечивающие передачу большихмощностей при сравнительно малых межосевых расстояниях и боль-ших передаточных числах. В таких передачах используют один илинесколько (но не более восьми) ремней. Оптимальное расстояниемежду осями шкивов а составляет для плоскоременных передачЯтт ^ 2ф| + 1Ь), для клиноременных передач атт = 0,55(1)| + ХЬ) + Н,где 1>| и Иг — диаметры шкивов; Н— высота сечения ремня.
Передаточное число ременных передач не является строго посто-янным (за счет проскальзывания ремня) и определяется по формуле
и » ОгЮ\.
Для плоскоременных передач и<5, клиноременных и<10. Окруж-ное (тяговое) усилие передачи
Р=Р2-Р\,
где Р\\1Рг — соответственно натяжения в сбегающей и набегающейветвях ремня,
Р2=Рем,
где е=2,718 — основание натурального логарифма;/ — коэффициенттрения между ремнем и шкивом; а| — угол обхвата ремнем ведущегошкива; а > 150° — для плоскоременных передач и а > 120° — для кли-ноременных.
Необходимое натяжение ремня (ремней) в процессе работы обес-печивается регулируемыми и автоматически действующими натяж-ными устройствами.
Клиновые ремни выпускают семи различных типов (0, А, Б, В, Г,Д, Е), каждый из которых может передавать определенную мощ-ность. Расчет клиноременной передачи сводится к выбору ремня иопределению необходимого их количества в зависимости от переда-ваемой мощности Р (кВт).
2 = Р/Рр,
где р расчетная мощность, передаваемая одним ремнем, кВт;
Р = Рокакр, Ро — мощность, передаваемая одним ремнем (поГОСТу), кВт; ка — коэффициент, учитывающий влияние угла обхва-та ремнем малого шкива, ка = 0,52...1 для ал = 120..Л80°; кркоэф-
фициент, учитывающий режим работы передачи, кр-0,7... 1.
Достоинства ременных передач — простота конструкции и экс-плуатации, небольшая стоимость, плавность и бесшумность рабо-ты предохранение механизмов от перегрузки за счет проскальзы-вания ремня. Основной недостаток — непостоянство передаточно-го числа.
Зубчатые передачи в общем случае состоят из двух зубчатых ко-лес, находящихся в зацеплении. Ведущее, обычно меньшее колесо,называется шестерней, а ведомое большое колесом. По взаимно-му расположению колес зубчатые передачи подразделяют на пере-дачи с внешним (рис. 1.3, а, в—з) и внутренним (рис. 1.3, 6) зацепле-нием.„„ „
По расположению геометрических осей валов, на которых уста-новлены зубчатые колеса, различают передачи: с параллельнымиосями — цилиндрические зубчатые колеса внешнего или внутренне-го зацепления (рис. 1.3, а—г), с пересекающимися осями — кониче-


скис зубчатые колеса (рис. 1.3, д, е), с перекрещивающимися ося-ми — цилиндрические винтовые (рис. 1.3, з). конические гипоидные(рис. 1.3, ж) и червячные (см. рис. 1.6).
По расположению зубьев на колесах передачи бывают прямозу-бые (рис. 1.3, а, б, б), косозубыс (рис. 1.3, в, е), с круговыми зубьями(рис. 1.3, ж) и шевронные (рис. 1.3, г).
В строительных машинах наиболее широко применяют цилиндри-ческие зубчатые передачи. По сравнению с ременными зубчатыепередачи способны передавать большие мощности, обеспечиваютточность, постоянство и большие величины передаточного числа,имеют малые габариты, обладают более высокими КПД. долговеч-ностью, надежностью и простотой в эксплуатации.

Р и с 1.4. Схема зацепленияпрямозубых цилиндрических колес
Рассмотрим геометрию зубчато-го зацепления прямозубых цилинд-рических колес (рис. 1.4). Боковыеэвольвентные профили зубьев колеекасаются в точке Р, называемой по-люсом зацепления. Эта точка делитлинию центров 0\0г в отношении,равном передаточному числу и. Ок-ружности диаметрами с!\ и 62, касаю-щиеся в точке Р. называют делитель-ными и выбирают в качестве базыдля определения основных размеровзубчатых колее. Делительная окруж-ность делит зуб по высоте на двечасти — головку и ножку. Окруж-ность диаметром Л. отсекающую наножке зуба точку, от которой начи-нается построение эвольвентногопрофиля, называют основной. Каса-тельная к основным окружностямшестерни и колеса представляет со-бой геометрическое место точек касания профилей двух соприка-сающихся зубьев и называется линией зацепления. Угол а между ли-нией зацепления и перпендикуляром к линии центров колесназывают углом зацепления.
Геометрические и кинематические параметры зубчатых передачстандартизированы. К основным параметрам прямозубых цилинд-рических передач относят: :ц и — число зубьев шестерни и колеса;и = г:/п — передаточное число; Р, — окружной шаг зубьев (расстоя-ние между одноименными профилями соседних зубьев по дуге дели-тельной окружности), мм; т-Р,1к — модуль зацепления (основнаяхарактеристика размеров зубьев), мм; /и=т — высота головки зу-
ба, мм; 5 — толщина зуба по делительной окружности, мм; й- тъ —диаметр делительной окружности, мм; с1а - й + 2На -+ 2) — диа-
метр окружности выступов, мм; Я/= Я - 2/г/= т(г - 2,5) — диаметрокружности впадин, мм; а» — т(г\ + ъг)12 — межосевое расстояниеколес, мм; Ъ-(6+\0)т — ширина рабочей части колес, мм.

Рис. 1.5. Планетарная передача
Передачи, включающие в себязубчатые цилиндрические колеса сперемещающимися осями, назы-вают планетарными (рис. 1.5). Та-кая передача состоит из централь-ной (солнечной) шестерни а снаружными зубьями, зубчатоговенца Ь с внутренними зубьями иводила Н, на котором укрепленыоси сателлитов (зубчатых колес)
Вращаясь вокруг своих осей ивместе с осью вокруг солнечнойшестерни, сателлиты совершаютпланетарное движение.
В большинстве случаев зубчатый венец Ь выполняется непод-вижным, а водило Н— подвижным; при этом движение может пере-даваться отакЯи наоборот. Передаточное число планетарной пе-редачи: шестерня а — ведущая, иьаН- па1пн - 1 + ?ъ 1га; водило Н —ведущее, иьНа = пн/па - 1 + 2а/гъ. Если в такой передаче все зубчатыеколеса и водила будут подвижными, то такую передачу называютдифференциальной или дифференциалом.
Планетарные передачи все шире применяют в конструкциях со-временных строительных машин благодаря компактности, малоймассе и возможности использования их как редукторов с большимипостоянным и переменным (коробки передач) передаточными чис-лами. Они применяются в ходовых и поворотных устройствах стре-ловых самоходных и башенных кранов, одноковшовых экскавато-ров, приводах ленточных конвейеров и ручных машин.
У косозубых цилиндрических колес (см. рис. 1.3, в) зубья накло-нены к оси вращения под углом Р = 8... 15°. За счет наклона зубьевувеличивается их длина, что позволяет косозубым передачам пере-давать большие мощности при одинаковых габаритах с прямозубы-ми. В отличие от прямых косые зубья входят в зацепление и нагру-жаются не сразу, а постепенно, причем в зацеплении одновременнонаходятся как минимум две пары зубьев. Это способствует повыше-нию плавности работы передачи, снижению динамических нагру-зок, уменьшению шума. Косозубые колеса применяют в основном вбыстроходных передачах. Основным недостатком косозубых пере-дач является возникновение осевой нагрузки, требующей установкиспециальных подшипников для ее воспринятия. В передачах с шев-ронными зубьями (см. рис. 1.3, г) осевые силы взаимно уничтожают-ся. Такие передачи характеризуются высокой нагрузочной способ-ностью.
Конические зубчатые передачи (см. рис. 1.3, д, е, ж) применяютпри необходимости расположения валов под углом (чаще всего 90°).Они сложнее цилиндрических и требуют высокой точности изготов-ления и монтажа. Валы таких передач нагружены значительнымиосевыми, усилиями. Конические передачи выполняют с прямыми,косыми и круговыми зубьями. Последние два типа зубьев обеспечи-вают повышенную плавность работы и нагрузочную способностьпередач.
Червячные передачи (рис. 1.6, а) передают вращение между близ-корасположенными перекрещивающимися (чаще всего под углом90°) валами. Движение в червячных передачах осуществляется попринципу винтовой пары. Винтом является червяк 1, в зацеплении скоторым находится червячное колесо 2, подобное сектору, вырезан-ному из длинной гайки и изогнутому по окружности. Резьба червя-ка может быть однозаходной и многозаходной, правой и левой.Наиболее распространена правая резьба с числом заходов 21 = 1, 2, 4.Число зубьев червячного колеса 22 > 28. Передаточное число червяч-ной пары «=22/21. По форме поверхности, на которой образуетсярезьба, различают цилиндрические (рис. 1.6, б) и глобоидные(рис. 1.6, в) червяки. Форма профиля резьбы червяка может бытьпрямолинейной (трапецеидальной) и криволинейной (эвольвент-ной).
Червячную пару изготовляют из материалов, обладающих анти-фрикционными свойствами и износостойкостью: червяк — из угле-родистых или легированных сталей, венец или червячное колесо —из бронзы или чугуна. Червячные передачи характеризуются высо-кой компактностью, плавностью и бесшумностью работы и позво-ляют получать большие передаточные числа (40... 100 и более). Так

Рис. 1.6. Червячная передача
как вращение не можетпередаваться от колеса кчервяку, а в этом заклю-чается свойство самотор-можения червячной пере-дачи, то их широко при-меняют в стрелоподъем-ных, поворотных и ходо-
вых механизмах строи-тельных машин. К недос-таткам относятся пони-женный КПД, возмож-ность заедания при рабо-
те и необходимость применения дорогих антифрикционных мате-риалов.
Редуктором называется механизм, предназначенный для умень-шения частоты вращения выходного вала по сравнению с входным,увеличения крутящего момента и состоящий из одной или несколь-ких механических передач, помещенных в общем закрытом корпусе.Общее передаточное число редуктора и0ещ = ив/ит, где ив и ит — соот-ветственно частоты вращения быстроходного Б (входного) и тихо-ходного Т (выходного) валов, с-'.
По числу передач, входящих в редуктор, различают одно-, двух-и многоступенчатые редукторы. Одноступенчатые цилиндрическиередукторы (рис. 1.7, а) позволяют получать передаточные числаи <10, двухступенчатые (рис. 1.7, б—г) — н<60, трехступенчатые(рис. 1.7, д) — и > 60, одноступенчатые конические редукторы(рис. 1.7, е) — н<6,3, одноступенчатые червячные (рис. 1.7, ж) —и > 30. Для получения больших передаточных чисел и передачи дви-жения между пересекающимися быстроходным и тихоходным вала-ми применяют комбинированные редукторы, включающие различ-ные виды передач — коническо-цилиндрические (рис. 1.7, з),червячно-зубчатые (рис. 1.7, и), планетарные и др.
В механических трансмиссиях строительных машин широко ис-пользуют зубчатые редукторы с переменным передаточным числом(коробки перемены передач), позволяющие ступенчато изменятьскорость и крутящий момент выходного вала и направление его

-г-Б
1*3*1У1
±гг
Г» Г * 1/1

а)
1«1ЦН-ч
П7Тх ПП
1771 <1 х | 1 1
||' IIIМ
В) -щг-5
■Зт4т, Т
±=Ш:д)
1 н ,..
I-
П -Ь-Г
ш
—|——Ч'— -Ф1 1
Г 1-4-1- 4ТП ПП*7ПГ X | П7Л
нЬ1 \* I VI


вращения. Простейшая ко-робка перемены передачпоказана на рис. 1.8. Изме-нение частоты вращениявыходного (вторичного)ва-ла 4 осуществляется переме-щением сдвоенных шесте-рен 5 и 6 вправо или влево,до зацепления их с шестер-нями 2 или 3 на входном(первичном) валу 1. Попе-ременное включение в ра-
боту двух пар шестерен с различным передаточным числом обеспе-чивает вращение выходного вала с двумя частотами т и /п.
Цепные передачи (рис. 1.9. а) состоят из ведущей 1 и ведомой 3звездочек и охватывающей их цепи 2. По конструкции приводныецепи делятся на роликовые, втулочные и зубчатые. Роликовая цепьсостоит из внутренних пластин 8 (рис. 1.9, о), напресованных навтулки 7. свободно вращающихся на валиках 4. на которых напрес-сованы наружные пластины 6. Относительно валиков свободно по-
н _; г

-И с-
с-ем.
з-
=ЮРис. 1.Х Схема коробки передач

ворачивается ролик 5. через который происходит зацепление цепи сзубом звездочки. Втулочная цепь не имеет роликов. Роликовые ивтулочные цепи применяют при скоростях до 20 м/с. Зубчатая цепь(рис. 1.9, в) состоит из набора шарнирно соединенных между собойпластин двух видов с двумя зубообразными выступами 9, торцевыеповерхности которых зацепляются с зубьями звездочки, и направ-ляющих 10 без зубьев. Зубчатые цепи отличаются плавностью рабо-ты и применяются при скоростях более 20 м/с. Многорядные цепи(рис. 1.9, г) позволяют передавать большие нагрузки. Каждая цепьхарактеризуется шагом р (мм), шириной В (мм) и разрушающей на-грузкой (Я). Оптимальное межцентровое расстояние цепной переда-чи (мм) составляет а - (30...50)/;. Передаточное число цепных пере-дач и = г:/п < 8. в тихоходных передачах допускается г/<15.Скорость цепи (м/с):
\'=п2/?/Ю00.
где т — число зубьев звездочки; п — частота вращения звездочки, с 1.
Со скоростью цепи связаны действующие на нес динамическиенагрузки. Скорость цепных передач, применяемых в строительныхмашинах (грузовые, тяговые и приводные цепи), не превышает10...15 м/с. По сравнению с ременными, цепные передачи способныпередавать значительно большие нагрузки, обеспечивают постоян-ное передаточное число, надежно работают при малых межосевыхрасстояниях, уменьшают нагрузки на валы и опоры. Недостатки —высокая стоимость, шум при работе, небольшая долговечность.
Для преобразования вращательного движения в возвратно-по-ступательное и наоборот применяют реечный, винтовой, кривошип-но-ползунный, эксцентриковый и кулачковый механизмы.
Реечный механизм (рис. 1.10, а) состоит из цилиндрического зуб-чатого колеса и зубчатой рейки, находящихся в зацеплении друг сдругом. Если ведущим элементом является колесо, то вращательноедвижение преобразуется в поступательное, если рейка — поступа-тельное во вращательное. Этот механизм применяется в реечномдомкрате, станках и др.
Винтовой механизм (рис. 1.10. б) состоит из сопряженных винтаи гайки, каждый из которых может получать поступательное движе-ние по трем различным схемам:
вращение неподвижной гайки позволяет поступательно пере-мещаться свободному винту в осевом направлении;
при вращении закрепленного винта внутри лишенной возмож-ности вращения гайки последняя получит поступательное движение;
вращение винта относительно неподвижной гайки дает посту-пательное перемещение винту.
Применяется в винтовых домкратах, станках и др.
и)

б)
г)

д)
в)

Рис. 1.10. Механизмы для преобразования движения
Кривошипно-ползунный механизм (рис. 1.10, г) состоит из криво-шипа 7. шатуна 2, ползуна 3, неподвижной опоры 4 и может преоб-разовывать вращательное движение кривошипа в возвратно-посту-пательное ползуна (поршневой компрессор), а возвратно-поступа-тельное движение ползуна во вращательное движение кривошипа(двигатели внутреннего сгорания).
Эксцентриковый механизм (рис. 1.10, в) является разновидностьюкривошипно-ползунного, но может преобразовывать только враща-тельное движение в возвратно-поступательное. Особенностью этогомеханизма является эксцентрик (диск), у которого ось вращения несовпадает с его геометрической осью, расстояние между этими ося-ми называют эксцентриситетом. Во время работы эксцентрику 7сообщается вращение вокруг неподвижной оси 0\. При этом егогеометрическая ось О описывает дугу окружности, радиус которойравен величине эксцентриситета е. Обойма 2 перемещается относи-тельно эксцентрика и через шатун 3 сообщает ползуну 4 возврат-
но-поступательное движение. Такой механизм применяется в кам-недробилках, прессах и др.
Кулачковый механизм (рис. 1.10, д) в общем случае состоит изопоры 1, штанги 2 с роликом 3 на ее конце для перекатывания повращающемуся (ведущему) кулачку 4. При вращении кулачка штан-га совершает возвратно-поступательное движение и называется тол-кателем I. В случае вращательного движения штангу называют ко-ромыслом II. Эти механизмы используют в двигателях, топливныхнасосах и др.
Оси, валы, подшипники, муфты. Оси и валы представляют собойстержни различных сечений, на которых устанавливаются вращаю-щиеся детали. Их изготовляют из стального проката, поковок иштамповок, а в некоторых случаях из высокопрочного чугуна сдальнейшей обработкой на металлорежущих станках.
Оси предназначены для поддержания деталей и узлов, вра-щающихся вместе с ними или относительно их (ось блока, барабана,ходового колеса) (рис. 1.11, я).
Валы служат для передачи крутящего момента и вращаютсявместе с закрепленными на них деталями (зубчатые колеса, шкивы,звездочки, маховики, барабаны и т.п.). Различают валы прямые(рис. 1.11, б), коленчатые (рис. 1.11, в) и гибкие (рис. 1.11, г). Наи-более распространены прямые валы, которые часто изготовляютзаодно с червяком или зубчатой шестерней, если их диаметрыпримерно равны. Коленчатые валы служат в основном для преоб-

VI
разования возвратно-поступательного движения во вращательноеили наоборот (двигатели и насосы). Гибкие валы применяют дляпередачи вращения между узлами машин, меняющими свое отно-сительное положение в процессе работы (вал вибратора, ручноймашины и т.д.). Их изготовляют из нескольких слоев стальнойпроволоки разного диаметра, плотно намотанных на сердечник.При этом каждый слой имеет противоположное направление на-вивки, а направление навивки наружного слоя противоположновращению вала при работе. Для предохранения вала от поврежде-ний и удержания на нем смазки его закрывают специальным кожу-хом.
Оси и валы выполняют в основном круглыми сплошного иликольцевого поперечного сечения. Прямые валы и оси бывают по-стоянного диаметра по всей длине или ступенчатыми с различны-ми диаметрами на отдельных участках. Ступенчатые валы и осиудобны для установки на них различных деталей, каждая из кото-рых должна свободно перемещаться на свое место. Для соедине-ния с деталями на осях и валах нарезают шпоночные канавки,шлицы, резьбу, а иногда выполняют и профильные сечения (см.
Участки осей и валовназывают опорными (подподшипники), несущимии переходными. Опорныеучастки, воспринимаю-щие радиальные нагруз-ки, называют цапфами,а осевые нагрузки —пятами(рис. 1.12, в). Кон-цевые цапфы называютшипами (рис. 1.12, а), апромежуточные — шей-ками (рис. 1.12, б). Поформе поверхности цап-фы бывают цилиндриче-скими, коническими (рис. 1.12, г) и сферическими (рис. 1.12, д).
Оси и валы при расчете на прочность рассматривают как балкуна двух опорах с приложенными к ней нагрузками.
Оси рассчитывают только на изгиб:
*Ц/10Мн/[<т'н],
где б — диаметр оси, мм; Ми — максимальный изгибающий момент,Н м; [сти] —допускаемое напряжение на изгиб, Па.
При действии на ось нагрузок в различных плоскостях определя-ют результирующий изгибающий момент

где МгиМв — изгибающие моменты в горизонтальной и вертикаль-ной плоскостях.
Валы рассчитывают на совместное действие изгиба и кручения:
^уЮМпр/[а-],
где й — диаметр вала, мм; Мпр — приведенный момент, Н м.

где Мкр — крутящий момент в опасном сечении вала.Для валов, работающих только на кручение,^/5Мкр/[ткр],
где [ткр] — допускаемое напряжение на кручение ([ткр]:=0,5[<Ти]).
Детали, составляющие машину, связаны между собой подвиж-ными и неподвижными связями. Наличие подвижных связей, к ко-торым относятся различного рода шарниры, подшипники изацепления, определяется кинематической схемой машины. Непод-вижные связи позволяют разбирать машину на узлы и детали, уп-ростить изготовление машины, ее сборку, разборку, ремонт,транспортировку и т.д. Неподвижные связи называют соединения-ми и делят на неразъемные и разъемные. Неразъемные соединения(заклепочные, сварные, клеевые и т.п.) при разборке частично илиполностью разрушаются и становятся непригодными для повтор-ного использования. Разъемные соединения (резьбовые, клеммо-вые, клиновые, штифтовые, шпоночные, шлицевые и профильные)разбираются без разрушения скрепляющих элементов. Благодаряэтому соединяющие и соединяемые детали могут применяться не-однократно.
Рассмотрим основные виды разъемных соединений деталей ма-шин.
Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения служат для скреп-ления вращающихся деталей (шкивов, зубчатых колес, барабанов,муфт и т.п.) на осях и валах и для передачи крутящего момента. Ос-новным элементом шпоночного соединения является призматиче-ская, сегментная или клиновая шпонка. Клиновые шпонки удержива-
2 Строительные машиныи основы автоматизации
ют деталь навалу или осисилами тренияи могут бытьврезными (рис.1.13, а), танген-циальными и
а) Укпон 1:100

ттш
б>

Ш фрикционными
(рис. 1.13, б).Широкие граниклиновых шпо-нок работают
ттшгьяж? (РИС. 1.Рис. 1.13. Соединения с клиновыми шпоиками
на смятие. Клиновые шпонки, так же как и пазы ступиц, выполняютс уклоном 1:100. Врезные шпонки размещают в пазу вала и ступицы,фрикционные — только в пазу ступицы. Клиновые шпонки вызыва-ют дополнительные напряжения в соединяемых деталях и имеют ог-раниченное применение. Наиболее распространенные призматиче-ские врезные шпонки разделяют на обыкновенные и высокие(рис. 1.14, а) с плоскими или скругленными концами (предназначе-ны для неподвижного соединения ступиц с валами), направляющие(крепятся к валу винтами, а ступицы могут перемещаться вдоль валапо шпонке) (рис. 1.14, б) и скользящие (соединяются со ступицей вы-ступом и перемещаются вдоль вала вместе со ступицей) (рис. 1.14, в).По высоте эти шпонки расположены примерно поровну в пазу валаи ступицы. Разновидностью призматических шпонок являются сег-ментные шпонки (рис. 1.14, г). Рабочие боковые грани призматиче-ских и сегментных шпонок работают на срез и смятие.
Ширину, высоту и длину шпонок принимают по ГОСТу в зави-симости от диаметра вала. Рабочие напряжения среза и смятия оп-ределяют по формулам:
с -фтшфшг
Ри с. 1.14. Соединения с призматическими шпоиками
где Мкр — крутящий момент; й — диаметр вала; Ь, к, /р — соответст-венно ширина, высота и рабочая длина шпонки.
Если расчет показывает, что шпонка перенапряжена, то устанав-ливают две (под углом 180°) или три (под углом 120°) шпонки.
В зубчатых (шлицевых) соединениях (рис. 1.15) наружные зубья,выполненные заодно с валом, входят в пазы между внутреннимизубьями отверстия ступицы. Форма зубьев может быть прямобочной(рис. 1.15, а), эвольвентной (рис. 1.15, б) и треугольной (рис. 1.15, в).Зубчатые соединения бывают неподвижными и подвижными, позво-ляющими установленной детали перемещаться вдоль оси вала. Посравнению со шпоночными эти соединения способны передаватьбольший крутящий момент и обеспечивают более точное центриро-вание ступицы детали на валу. Число шлиц и их размеры принима-ют в зависимости отдиаметра вала по ГОСТу.
Шлицевые соединенияпроверяют расчетомшлиц на смятие (по типушпоночных соединений).
Р и с. 1.15. Зубчатые соединения
Профильные соедине-ния обеспечивают соеди-нение деталей посредст-вом взаимного контактапо некруглой поверхно-сти, которая может распо-лагаться как параллельнооси вала (квадрат, тре-угольник и т.п.), так и на-клонно к ней (конуснаяповерхность)
Эти соединения надежны, но сложны в изготовлении.
Подшипники являются опорами валов и вращающихсяосей. По виду трения их делят на подшипники качения и сколь-жения.
Подшипники качения состоят из внутренних и наружных опор-ных колец с дорожками качения, по которым перекатываются ша-рики или ролики различной формы. Для обеспечения нормальнойработы подшипников шарики или ролики равномерно перемещают-ся по дорожкам качения в сепараторах. В некоторых подшипникахсепаратор отсутствует. Подшипники качения характеризуются не-значительными моментами сил трения, нагревом, расходом смазоч-ных материалов, габаритами, а также удобством и простотой обслу-живания.
По конструкции колец подшипники делят на закрытые(рис. 1.16, б) и открытые. Роликоподшипники изготовляют с цилин-

Рис. 1.16. Подшипники качения
дрическими короткими (рис. 1.16, д, ж, з), длинными, витыми, боч-кообразными (рис. 1.16, ж), коническими (рис. 1.16, е) и игольчаты-ми (длинными малого диаметра) роликами. По числу дорожеккачения подшипники разделяют на однорядные, двухрядные(рис. 1.16, г, ж) и многорядные (рис. 1.16. з). В последних шарикиили ролики располагаются в шахматном порядке со смещением их врядах относительно друг друга.
По направлению воспринимаемой нагрузки подшипники делятна радиальные, радиально-упорные (рис. 1.16, б, е) и упорные(рис. 1.16, в). Наиболее распространены радиальные несамоуста-навливающиеся однорядные (рис. 1.16, а, д) и самоустанавливаю-щиеся многорядные (рис. 1.16, г, ж, з) шариковые и роликовыеподшипники, которые воспринимают радиальные и небольшиеосевые нагрузки. Радиально-упорные и упорно-радиальные неса-моустанавливающиеся (рис. 1.16, б, ё) шариковые и роликовые од-норядные подшипники воспринимают радиальную и односторон-нюю осевую нагрузки. Упорные несамоустанавливающиеся под-шипники (рис. 1.16, в) воспринимают только осевую нагрузку. Рас-чет этих подшипников ведется на долговечность по динамическойгрузоподъемности.
Подшипники скольжения (рис. 1.17) в общем случае состоят изкорпуса 2 и установленных в нем вкладышей 1, на которые опира-ются цапфы осей или валов. Форма рабочих поверхностей подшип-ников соответствует форме цапф вала. Корпус подшипников выпол-няют из чугуна, реже из стали. Вкладыши изготовляют изантифрикционных материалов (баббитов, свинцовистых бронз, чу-гунов, металлокерамики, пластмасс и др.), которые заливают илинаплавляют на стальную, чугунную или бронзовую основу.
По направлению действия нагрузок подшипники делят на ради-альные, радиально-упорные и упорные. При вращении оси или валав подшипнике цапфа скользит по его внутренней поверхности. Что-бы уменьшить трение, износ, нагрев и повысить КПД, трущиеся по-верхности смазывают. По конструкции подшипники скольженияразделяют на неразъемные и разъемные. В первом случае вкладышиизготовляют в виде втулок (рис. 1.17, а), которые запрессовываютили крепят с помощью винтов к неразъемным корпусам. В разъем-ных подшипниках (рис. 1.17, 6} устанавливают обычно два вкла-дыша.
Расчет подшипников скольжения ведется по среднему давлению,создаваемому между цапфой и вкладышем.
Подшипники скольжения применяют в быстроходных валах,валах большого диаметра и сложной конфигурации, при установ-ке которых они должны разъединяться; при ударных и вибраци-онных нагрузках, в воде, агрессивных средах и при большомзагрязнении.
Муфты представляют собой устройства, соединяющие валы,оси, стержни, трубы, канаты и т.д. Рассмотрим муфты для соедине-ния валов. Они различаются между собой по конструкции, назначе-нию, принципу действия и управления.

Рис. 1.17. Подшипники скольжения
По назначению муфты служат для:
соединения двух валов, расположенных на одной геометриче-ской оси или под углом друг к другу;
соединения вала с зубчатым колесом, шкивом ременной пере-дачи и другими деталями;
компенсации несоосности валов, что вызвано неточностью из-готовления или монтажа;
включения и выключения одного из валов при постоянномвращении другого;
предохранения узла или машины от перегрузки;
уменьшения динамических нагрузок;
обеспечения возможности одному из валов перемещатьсявдоль оси и т.д.
По принципу действия муфты делят на механические(основные муфты в строительных машинах), электрические и гид-равлические.
По виду управлени я механические муфты подразделяютна неуправляемые (постоянно действующие), управляемые (сцеп-ные), автоматические и специальные. Наиболее распространенныенеуправляемые муфты делят на жесткие, компенсирующие самоус-танавливающиеся и упругие.
Жесткие муфты предназначены для жесткого соединения соос-ных валов и выполняются неразъемными (втулочные) и разъемными(фланцевые с плоскостью разъема, расположенной параллельно илиперпендикулярно оси вала). Втулочная муфта состоит из втулки, за-крепляемой на концах валов с помощью штифтов (рис. 1.18, а),шпонок (рис. 1.18, б) и шлиц. Они просты в изготовлении, но требу-ют точного совмещения осей валов и осевого перемещения одногоили обоих валов при сборке или разборке. Фланцевые муфты(рис. 1.18, в) состоят из двух полумуфт, соединенных болтами.В муфтах, где болты ставятся с зазором (вариант I), крутящий мо-мент передается под воздействием момента трения, создаваемого за-тяжкой болтов, работающих на растяжение. Муфты, в которых бол-ты ставятся без зазора и работают на срез (вариант II), способныпередавать большие моменты и применяются для соединения валовдиаметром до 200 мм.
Компенсирующие самоустинивливиющиеся муфты применяютдля соединения валов, имеющих некоторые неточности взаимногорасположения геометрических осей, вызванные погрешностямиизготовления, монтажа, а также упругими деформациями валов.К ним относят зубчатые муфты (рис. 1.18, г), состоящие из двух по-лумуфт с наружными зубьями и наружной обоймы с внутреннимизубьями. Полумуфты устанавливают на концах валов, а их зубьясцепляют с зубьями обоймы. Зубчатые муфты за счет смещения со-

Рис. 1.18. Жесткие и компенсирующие муфты
пряженных зубьев компенсируют осевые, радиальные и угловыесмещения валов. Эти же функции выполняют и цепные муфты(рис. 1.18, ж), состоящие из двух полумуфт в виде одинаковых цеп-ных звездочек, которые одновременно охватывает однорядная,двухрядная роликовая или зубчатая цепь. Широкое применениеимеют кулачково-дисковые, крестовые муфты, состоящие из двух по-лумуфт с прямоугольными пазами и среднего (плавающего) диска скрестообразно расположенными выступами (рис. 1.18, д), а такжемуфты со скользящим вкладышем (рис. 1.18, е). К недостаткамкрестовых муфт относятся ограниченная скорость вращения и быст-рый износ пазов полумуфт. Для соединения валов, наклоненныхдруг к другу под углом 45°, служат шарнирные муфты. Они разделя-ются на одинарные, состоящие из двух полумуфт-вилок, соединен-ных с помощью двух взаимно перпендикулярных шарниров (рис.1.18, з), и сдвоенные, позволяющие передавать вращение между па-раллельными и наклонными валами (рис. 1.18, и). При необходимо-сти осевого смещения валов во время работы их соединяют шарнир-ной сдвоенной муфтой с телескопическим промежуточным валом.
Упругие муфты предназначены для уменьшения динамическихнагрузок, передаваемых через соединяемые ими валы, а также для

компенсации неточности расположения соединяемых валов. Разли-чают муфты с неметаллическими (резина) и металлическими (сталь-ные витые и пластинчатые пружины, пакеты пластин и пружин) уп-ругими элементами. К первым относятся втулочно-пальцевая муфта(подобна по конструкции жесткой фланцевой муфте с установкой наболтах одной из полумуфт резиновых втулок) (рис. 1.19, а), муфта срезиновой звездочкой (рис. 1.19, б), муфта с упругой торообразнойоболочкой (рис. 1.19, в) и т.п. Муфты с металлическими упругимиэлементами применяют для передачи больших крутящих моментов,они имеют незначительные габариты, долговечны, но сложны и до-роги в изготовлении.
Управляемые или сцепные муфты служат для соединения и разъе-динения валов в процессе работы машины с помощью механическо-го, электрического, пневматического или гидравлического механиз-ма управления. Различают муфты, в которых для передачидвижения используется зацепление (кулачковые и зубчатые) и тре-ние (фрикционные). Кулачковые и зубчатые муфты применяют длясцепления валов с практически равными угловыми скоростями. Ку-лачковая муфта (рис. 1.20, а) состоит из двух полумуфт — непод-вижной, жестко закрепляемой на одном валу, и подвижной, имею-щей возможность перемещаться по направляющим шпонкам илишлицам вдоль оси другого вала при включении или выключении.На торцовых поверхностях полумуфт расположены кулачки тре-угольного. трапецеидального или прямоугольного профиля, входя-щие в зацепление в рабочем положении. При несимметричном про-

Рис. 1.20. Сцепные муфты
филе кулачков муфта является нереверсивной. Зубчатая сцепнаямуфта подобна по конструкции зубчатой компенсирующей муфте,но у нее наружная обойма выполняется подвижной.
Фрикционные муфты служат для осуществления плавного со-единения и разъединения нагруженных валов, которые могут вра-щаться с различными угловыми скоростями. В зависимости отформы рабочих поверхностей эти муфты разделяют на дисковые(одно- и многодисковые) (рис. 1.20, б), конусные (с одинарным илидвойным конусом, рис. 1.20, в) и цилиндрические (колодочные,ленточные, пневмокамерные и др.) (рис. 1.20, г). Соединение валовобеспечивается силой трения между рабочими поверхностями не-подвижных 1 и подвижных 2 полумуфт. При перегрузках междуполумуфтами возможна пробуксовка, что позволяет использоватьих как предохранительное устройство. Сцепляющиеся поверхностимуфт изготовляют из закаленной стали, чугуна, текстолита и ме-таллокерамики. Муфты могут работать со смазкой, котораяуменьшает износ рабочих поверхностей и улучшает их разъедине-ние под нагрузкой. При работе без смазки рабочую поверхностьодной из полумуфт покрывают заменяемыми после изнашиванияфрикционными накладками из металлокерамики или на асбесто-вой основе, имеющими высокий коэффициент трения (/=0,3...0,4).К фрикционным также относят электромагнитные дисковые и по-рошковые муфты с пневматическим и гидравлическим управле-нием.
Для включения различных механизмов строительных машинприменяют специальные ленточные и пневмокамерные фрикцион-ные муфты.
Ленточные муфты ис-пользуют для включениябарабанов лебедок. Основ-ным элементом таких муфтявляется стальная лента ск нейнакладка-внут-
Ленточная муфта
прикрепленными
тг-У-л фрикционнымиМасло
ми. расположенными
ри или снаружи фрикцион-ного шкива. В ленточноймуфте наружного типа(рис. 1.21 У шкив 7. жесткосоединенный с барабаном 8лебедки, охватывается сна-ружи лентой 3 с фрикцион-ными накладками. Барабан свободно вращается на валу 9, получаю-щим вращение от двигателя. Один конец ленты шарнирно соединенс крестовиной 2. жестко закрепленной на валу, а другой — с дву-плечим рычагом 4, поворот которого относительно крестовины осу-ществляется гидравлическим или пневматическим цилиндром 6 од-ностороннего действия. При подаче сжатого воздуха или масла потрубопроводу 1 в цилиндр, поворачиваемый его штоком рычаг за-тягивает ленту относительно шкива, и под действием сил трениявместе с крестовиной начинает вращаться барабан лебедки. Муфтавыключается при снятом давлении в цилиндре возвратной пружи-ной 5, возвращающей рычаг в исходное положение.
Пневмокамерные фрикционные муфты применяют для управле-ния лебедками подъема ковша (груза), стрелы и механизмов реверсаодноковшовых строительных экскаваторов и стреловых самоход-ных кранов, для включения привода рабочего органа траншейныхэкскаваторов и т.п. Основным элементом пневмокамерной муфты
(рис. 1.22) является пневмокамс-ра 7, выполненная из резины и уп-рочняющих тканевых прокладок.Пневмокамера помещена внутрижелоба обоймы 6, ступица 9 кото-рой жестко закреплена на валу К).На этом же валу свободно враща-ется барабан 1 лебедки, с которымвыполнен заодно шкив 2 муфты.Пневмокамера связана с компрес-сором через воздуховод 8 и вра-щающееся соединение, располо-женное на валу. При подачесжатого воздуха под давлением
0,5...0,7 МПа пневмокамера расширяется и прижимает колодки 5 сфрикционными накладками } к внутренней поверхности шкива, пе-редавая крутящий момент барабану лебедки. При выключении муф-ты колодки возвращаются в исходное положение под воздействиемпластинчатых пружин 4.
К достоинствам таких муфт относятся плавность включения иотсутствие необходимости их регулировки. Недостатком являетсянедолговечность камер.
Автоматические самоуправляемые муфты делят на центробеж-ные, обгонные и предохранительные.
Центробежные муфты используют для автоматического соеди-нения или разъединения валов при достижении ведущим валом за-данной частоты вращения. Они представляют собой фрикционныемуфты, сцепляющиеся и расцепляющиеся под действием центробеж-ных сил.

Р и с. 1.23. Автоматические муфты
Обгонные муфты служат для передачи крутящего момента толь-ко в одном направлении и соединяют вал в том случае, когда ско-рость ведущего вала превысит скорость ведомого. Ведомый вал мо-жет свободно обгонять ведущий. Различают храповые ифрикционные обгонные муфты. Храповые муфты применяют редков связи с резкими ударами при включении. Поэтому чаще использу-ют бесшумные фрикционные шариковые или роликовые муфты. Та-кие муфты (рис. 1.23, а) состоят из звездочки специальной конструк-ции 1 и обоймы (или шестерни) 2, представляющих собой двеполумуфты, и шариков или роликов 3, которые расположены в па-зах звездочки. Шарики (ролики) удерживаются в постоянном кон-такте с обоймой пружиной 5 с толкателем 4. Если ведущей являетсязвездочка, соединение валов происходит только при вращении ее почасовой стрелке, а если ведущей является обойма (или шестерня), —против часовой стрелки. При обгоне звездочкой обоймы она сдви-гается относительно обоймы по часовой стрелке, при этом шарикиустремляются в сужаю-щуюся часть паза и за-клиниваются между по-лумуфтами. В случаепротивоположного вра-щения одной из ведущихполумуфт шарики пере-мещаются в широкуючасть пазов и происхо-дит разъединение валов.
Предохранительныемуфты применяют длязащиты машины от пере-грузок. Различают муф-
ты с разрушаемыми и неразрушаемыми элементами. Наиболее рас-пространенной является муфта с одним или двумя срезнымиштифтами, передающими крутящий момент от одной полумуфты кдругой. При перегрузке штифты срезаются, разъединяя полумуфты.Муфты с неразрушаемыми элементами подразделяют на кулачко-вые (рис. 1.23, б), шариковые и фрикционные (рис. 1.23, в). Одна по-лумуфта таких муфт соединена с валом жестко, а другая являетсяподвижной и прижимается к первой пружинами. При перегрузкахпроисходит разъединение полумуфт за счет сжатия пружин. Этимуфты не имеют механизма управления и применяются при неболь-ших скоростях и моментах, но частых у( кратковременных перегруз-ках. Функции предохранительных муфт выполняют также управляе-мые фрикционные муфты, отрегулированные на передачупредельного момента.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ УЗЛЫ И ДЕТАЛИСТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИНКАНАТЫ, БЛОКИ, БАРАБАНЫ, ПОЛИСПАСТЫ
Канаты представляют собой гибкие грузовые и тяговые органы,предназначенные для передачи усилий при подъеме и перемещениигрузов. Различают стальные проволочные и пеньковые канаты.В строительных машинах наибольшее распространение получилистальные канаты, обладающие высокой прочностью и надежностьюв работе. По назначению стальные канаты делят на грузолюдские(ГЛ) и грузовые (Г). Их изготовляют из высокопрочной светлой илиоцинкованной (группы С, Ж, ОЖ) проволоки диаметром 0,2...3 ммвысшей (В), первой (I), второй (II) марок, предел прочности кото-рых при растяжении составляет 1200...2600 МПа. Канаты бываютодинарной (рис. 1.24, а), двойной (рис. 1.24, б) и тройной свивки.Канаты одинарной свивки изготовляют из отдельных проволок, сви-тых по спирали в пряди. Эти канаты применяют для расчалок и от-тяжек. Канаты двойной свивки получают навивкой на органический

(о.с.) или металлический (м.с.) сердечник предварительно свитыхпроволочных прядей. В канатах тройной свивки в качестве прядейиспользуют канаты двойной свивки малого диаметра. Органическиесердечники канатов изготовляют из пеньки, реже из синтетическихматериалов. Канаты с органическим сердечником отличаются гиб-костью и лучше удерживают смазку. Канаты со стальным сердечни-ком используют при резко меняющейся нагрузке, в условиях высо-ких температур и при многослойной навивке каната на барабан(под воздействием нагрузки от вышележащих витков канат не под-вергается сплющиванию). Количество проволок в пряди и прядей вканате, так же как число проволок в слое и число слоев (от одногодо трех), может быть различным.
Направление свивки проволок в прядях и прядей в канате быва-ет левое (Л) и правое (не обозначается). Если проволоки в пряди ипряди в канате имеют одно направление свивки, то такая конструк-ция называется канатом односторонней свивки (0) (рис. 1.24, б). Этиканаты более гибкие, меньше изнашиваются, но под нагрузкой мо-гут раскручиваться. Проволоки в пряди и в соседних прядях касают-ся других проволок по линиям, поэтому их называют канатами с ли-нейными касаниями (ЛК), которые могут иметь одинаковый диаметрпроволок по слоям пряди (ЛК-О), проволоки двух разных диамет-ров в верхнем слое пряди (ЛК-Р), проволоки разного и одинаковогодиаметров в отдельных слоях пряди (ЛК-РО) и заполняющие прово-локи меньшего диаметра, располагаемые между двумя слоями про-волок (ЛК-3).
Если проволоки в пряди свиты противоположно направлениюсвивки прядей в канате, конструкцию называют канатом крестовойсвивки (не обозначается) (рис. 1.24, в). Эти канаты имеют пряди, свитыеиз проволок одинакового диаметра, которые имеют между собой то-чечное касание (ТК). Они более прочны, меньше раскручиваются поднагрузкой и чаще применяются при подвеске груза на одной ветви ка-ната (в стропах и траверсах). В случае, если грузозахватный орган под-вешен на двух и более ветвях каната, используют канаты двойнойодносторонней свивки типа ЛК с шестью прядями, каждая из которыхимеет 19...37 проволок. В канатах комбинированной свивки с точеч-но-линейным касанием проволок (ТЛК) одна часть проволок имеетлинейное касание, другая—точечное. Конструкция канатов имеет ин-декс, включающий буквенные и цифровые обозначения. Так, индекс6х19(1+6+6/6)+1 о.с. показывает, что канат имеет 6 прядей по ^про-волок в каждой и 1 органический сердечник. Цифры в скобках обозна-чают, что в центре каждой пряди размещена 1 проволока, вокругкоторой во втором слое расположены 6 проволок, а в наружном слое6 проволок одного и 6 другого диаметров (6/6). Условное обозначениеканатов строительных машин записывается в паспорте машины. Е1а-пример, грузовой канат башенного крана четвертой размерной груп-
Таблица 1.1. Значения диаметров Лк стальных канатовв зависимости от предела прочности а» проволок
<7К. мм Значения стн. МПа
<7К, ММ Значения а,, МПа
1570 1670 1770 1570 1670 1770
Разрывное усилие Гр, кН Разрывное усилие Гр. кН
8,6 44,95 47,9 48,85 19,5 224,0 238,5 242,5
10,5 66,15 70,45 71,8 21.0 267,5 284,0 289.5
13,0 100,0 106,5 108,5 23,0 315,0 334,5 341,0
14,5 120,5 128,0 130,0 25,0 366,0 389,0 396,0
16,0 152,0 162,0 165,0 26,5 410,0 436,0 444,0
17,5 181.5 193,0 196,0 28,0 467,0 497,0 506,5
пы обозначен: 24,О-Г-1-Л-О-Н-1764(180) (ГОСТ 2688-80). Это значит,что канат имеет наружный диаметр 24 мм, грузовой, первой маркииз светлой проволоки (не обозначается), левой односторонней свив-ки, нераскручивающийся, с временным сопротивлением разрыву1764 МПа (180 кгс/мм2).
Тип и диаметр каната <7К выбирают по ГОСТу по разрывномуусилию каната Рр, которое зависит от максимального натяжения ка-ната Г’тах и коэффициента запаса его прочности К (табл. 1.1):
Рр>РтмК.
Коэффициент запаса прочности каната принимается в соответст-вии с требованиями Госгортехнадзора в зависимости от назначе-ния каната, привода машины и режима работы механизма. Грузо-вые и стреловые канаты для механизмов с ручным приводом имеютК—А, для машинного привода К=5\ 5,5 и 6 соответственно при лег-ком среднем и тяжелом режимах работы, канаты грузозахватныхприспособлений имеют К-в, а канаты, предназначенные для подъе-ма людей, — К-9.
При эксплуатации стальных канатов требуется постоянное на-блюдение за их состоянием. Не следует допускать образования рез-ких переломов (петель, узлов) и сплющивания каната, трения его,


Рис. 1.25. Схемы крепления концов стальных канатов
особенно об острые ребра конструкций, и соприкосновения с элек-тросварочными проводами. Для предотвращения канатов от дейст-вия коррозии и снижения износа проволок они регулярно смазыва-ются специальными мазями или маслами. Выбраковка стальныхканатов производится в соответствии с «Правилами устройства ибезопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» по количествуобрывов проволок на шаге свивки, т.е. на расстоянии между двумясоседними витками одной пряди (рис. 1.24, г). Внутри этих витковрасполагается столько прядей, сколько их имеется в сечении каната(в данной конструкции каната шесть прядей).
Если помимо обрывов проволок Имеет место поверхностный ихизнос или коррозия, то число обрывов, при котором бракуют канат,снижается. Канаты, предназначенные для подъема людей, бракуютпри числе обрывов проволок на одном шаге свивки вдвое меньшем,чем все остальные канаты. При износе или коррозии в 40% и болееот первоначального диаметра проволок канат заменяют.
Канаты из пеньки и синтетических материалов имеют малуюпрочность и применяются в качестве грузовых сеток, стропов, тяго-вых органов полиспастов с ручным приводом для подъема легкихгрузов, а также в качестве оттяжек на монтажных работах. Пенько-вые канаты состоят обычно из трех прядей, свитых между собой в

Р и с. 1.26. Крюки и петлК
противоположных направлениях и пропитанных смолой. Канаты изкапрона, перлона и других синтетических материалов более проч-ны, не портятся от воды, но не выдерживают действия масла, бензи-на, растворителей и длительного действия прямых солнечных лучей.Эти канаты рассчитывают аналогично стальным, а коэффициент за-паса прочности принимают равным 8.
Стальные канаты соединяют с узлами машин и поднимаемымгрузом различными способами. Основным видом соединения канатас элементами грузозахватных приспособлений являются петли, об-разуемые на концах каната. Размеры петель зависят от назначенияканатов или строп. Чтобы предохранить канат от резких перегибови перетирания, внутри петли устанавливают металлический коуш 1(рис. 1.25, а), размеры которого стандартизированы. По виду креп-ления петли делят на разъемные (рис. 1.25, а, б), которые крепятсязажимами 2 различной конструкции (рис. 1.25, б), и неразъемные,выполненные с помощью обжимной гильзы 3 (рис. 1.25, в), заливкирасплетенного конца каната легкоплавким металлом в коническойгильзе 4 (рис. 1.25, г) или заплетай.
Для подвешивания штучных грузов и специальных захватныхприспособлений к канатам служат однорогие (рис. 1.26, а, в) и дву-рогие (рис. 1.26, б) крюки и грузовые петли (рис. 1.26, г), изготовлен-ные ковкой или штамповкой из мягкой стали. Крюки и петли долж-ны иметь клеймо завода-изготовителя и паспорт, в которомприводится их полная техническая характеристика.
Для подвешивания грузов к крюкам и петлям применяют ка-натные стропы. Стропы разделяют на кольцевые универсальные(рис. 1.27, а), прямые облегченные, имеющие с двух сторон петлиили с одной стороны петлю, а с другой — крюк или кольцо(рис. 1.27, б, в), и многоветвевые, имеющие 2...8 одинарных стропов(рис. 1.27, г), которые устанавливают на серьгах с разъемной план-кой. Последние предназначены для подъема тяжелых грузов с мно-готочечным подвесом.
От угла наклона а ветвей стропов к вертикали зависит воспри-нимаемая ими нагрузка
где С — вес поднимаемого груза; п — число ветвей стропа. Угол а ре-комендуется выбирать не более 60°.
Длина ветвей строп может быть различной. Широко применяе-мые в городском строительстве кольцевые стропы имеют длину до10 м, облегченные прямые — 2,5...5 м и многоветвевые — от 2,6до 8 м.
Для подъема и перемещения крупногабаритных и длинномерныхгрузов используют траверсы, предохраняющие конструкции и обо-рудование от сжимающих усилий, которые возникают в них приприменении многоветвевых (наклонных) стропов. Траверсы разде-ляют на простые, у которых крюки или стропы закреплены на
а)И и
6)

Рис. 1.27. Стропы и траверсы

металлической балке трубчатой или коробчатой конструкции(рис. 1.27, ж), а также балансирные и универсальные (рис. 1.27, д,е), где канат может перемещаться по блокам, шарнирно соединен-ным с балкой. Грузозахватным органом стропов являются крюки,карабины, полуавтоматические замки и захваты различных конст-рукций. Переходными элементами стропов специального назначе-ния служат круглые, треугольные и овальные кольца из металлакруглого сечения, серьги, а также скобы и грузовые петли. Для об-вязки грузов при их подъеме и соединения канатов разработанобольшое разнообразие канатных узлов.
К специальным захватам относятся клещевые, эксцентриковые ивакуумные захваты, электромагниты, одно- и двухканатные грейфе-ры и т.п.
Блочные обоймы применяют как самостоятельные грузоподъем-ные устройства на монтажных и такелажных работах, а также в кон-струкциях строительных машин с гибкой подвеской рабочего обо-рудования, канатно-блочной системой управления рабочимиорганами и др. Основным элементом каждой блочной обоймы слу-жит один (рис. 1.28, а) или несколько (рис. 1.28, о) чугунных илистальных блоков (роликов) 4 с профильными канавками (ручьями)на ободах для каната определенного диаметра. Блок (блоки) враща-ется на подшипниках качения или скольжения относительно оси 3.жестко закрепленной между двух щек 1. Щеки соединяются междусобой болтами, осью 2 с кольцом для крепления каната и траверсой5, в которой на сферической шайбе или упорном шарикоподшипни-ке установлены крюк или петля 6. Для повышения долговечности

Рис. 1.29. Барабаны
каната используют блоки с ручьем, футерованным алюминием, ре-зиной или пластмассами. В настоящее время проведены исследова-ния и внедряются канатные блоки, изготовленные из полиамидаПА-6.
Обоймы с одним блоком применяют обычно как отводные, из-меняющие направление движения каната, а также для подъема илиперемещения легких грузов, многоблочные — для тяжелых грузов.Наибольшее распространение на монтажных работах получили од-но-, двух-, трех-, четырех- и пятиблочные обоймы грузоподъемно-стью от 0,5 до 30 т. Крюковые подвески, применяемые в кранах, рас-сматриваются в гл. 4.
Барабаны предназначены для однослойной и многослойнойнавивки и укладки канатов. При однослойной навивке канатаприменяют барабаны (рис. 1.29, а) с нарезными винтовыми ка-навками, которые увеличивают поверхность контакта с бараба-ном, правильно располагают канат на барабане и устраняюттрение между соседними витками (увеличение долговечности).Барабаны для многослойной навивки каната имеют гладкую по-верхность (рис. 1.29, б), ограниченную с обеих сторон бортами(ребордами). По правилам Госгортехнадзора реборда должна вы-
ступать над последним слоем уложенного каната не менее чем надва его диаметра.
Барабаны изготовляют литыми из чугуна и стали или сварнымииз листовой стали. Они вращаются на подшипниках качения илискольжения вокруг неподвижной оси или вмрсте с валом. Канат кбарабану крепят прижимными планками на болтах (рис. 1.29, в) иликлиновыми зажимами (рис. 1.29, г). По правилам Госгортехнадзорадля уменьшения нагрузки на детали крепления каната на барабанедолжно оставаться не менее полутора витков при сматывании кана-та (нижнем положении крюка).
Усилие, действующее на закрепленный конец каната (Н):
Р0-Р1е^а,
где Р— усилие в канате, навиваемом на барабан, Н; ц = 0,12...0,15 —коэффициент трения каната о барабан; а — угол обхвата запаснымивитками барабана, рад (при 1,5 витках а = Зл * 9,42; е»а = 2,5); е - 2,7.
Для правильной укладки каната на барабан служат канатоук-ладчики, предохраняющие канат от смещения и запутывания приослаблении его натяжения. Долговечность каната зависит также иот диаметров блоков и барабана лебедки, которые он огибает приработе. Наименьший допускаемый диаметр (мм) блоков и бараба-нов, измеренный по дну канавки:
Пб > с!к{е-\),
где <7к — диаметр каната; е — коэффициент, зависящий от типа и ре-жима работы грузоподъемной машины.
По правилам Госгортехнадзора для лебедок с механическимприводом для подъема грузов е = 20 и людей е = 25; для грузовых истрелоподъемных лебедок стреловых кранов в - 16; 18; 20 соответ-

ственно для легкого, среднего и тяжелого режимов работы; для ос-тальных типов грузоподъемных машин е — 20; 25; 30, для электрота-лей е = 22.
Полиспаст представляет собой систему подвижных (перемещаю-щихся в пространстве) и неподвижных одно- и многорольных блоч-ных обойм, огибаемых по определенной системе одним общим ка-натом. Подвижная обойма имеет крюк или петлю для захвата груза,неподвижная крепится к элементу конструкции. Полиспасты приме-няют для выигрыша в силе (редукторные полиспасты) или в скоро-сти (мультипликаторные полиспасты). В строительных машинахнаибольшее применение получили редукторные полиспасты, умень-шающие натяжение каната, грузовой момент и передаточное числомеханизма привода при соответствующем проигрыше в скоростиподъема груза (рис. 1.30, а, б). Свободный конец каната крепится набарабане лебедки 1, а другой — на подвижной 3 или неподвижной 2блочной обойме (в зависимости от принятой схемы запасовки кана-та). Эти полиспасты используют при монтажных работах как са-мостоятельные грузоподъемные устройства, но в основном они при-меняются в грузовых и стрелоподъемных механизмах кранов,подъемников, экскаваторов и т.п. Мультипликаторные полиспастыиспользуют реже, в основном в гидравлических подъемниках, по-грузчиках, механизмах выдвижения телескопических стрел кранов,экскаваторов и других случаях, когда при малых скоростях привод-ного механизма необходимо получить повышенные скорости пере-мещения груза или элементов машины (рис. 1.30, в). В этом случаеиспользуют гидравлические цилиндры 4.
По количеству ветвей каната, навиваемых на барабан и опреде-ляющих тип полиспаста, различают одинарные (рис. 1.30, а) и сдво-енные (рис. 1.30, б) послиспасты. Одинарные полиспасты использу-ют практически во всех строительных машинах с применениемотклоняющих блоков, которые позволяют передать движение рабо-чему органу в требуемом направлении. При навивке на барабан ка-нат перемещается вместе с грузом вдоль оси, создавая неравномер-ные нагрузки на подшипники барабана.
Сдвоенные полиспасты состоят из двух одинарных полиспа-стов и обеспечивают строго вертикальное перемещение груза приего подъеме или опускании, а также равномерную нагрузку на ба-рабан и его опоры. Такие полиспасты применяют в основном вмостовых и козловых кранах. В тяжелых башенных кранах сдвоен-ные полиспасты применяют для того, чтобы использовать двестандартные грузовые лебедки вместо одной крупногабаритнойбольшой мощности, а также для получения двух или трех скоро-стей подъема груза.
Основной характеристикой полиспаста является его кратностьип. Ее определяют как отношение числа ветвей каната, на которых
подвешен груз, к числу ветвей каната, наматываемых на барабан.Так, на рис. 1.30, а ип\ - 2, иа2 = 3, а на рис. 1.30, б ип - 3.Максимальное натяжение каната, навиваемого на барабан:
Тгпах-Сгр"*"С:к/(яИпГ|кс),
где Сгр — вес поднимаемого груза; Ск — вес подвижной блочнойобоймы с грузозахватным органом (крюком, петлей, грейфером,электромагнитом и т.п.) и грузозахватного приспособления (стропы,траверсы, захваты и т.п.); а — тип полиспаста; г|кс — КПД канатнойсистемы, г|кс = ЛпГ)дл, где г)п — КПД полиспаста; Лбл — КПД откло-няющих блоков; /г — количество отклоняющих блоков.
Так как КПД неподвижных блоков ниже КПД подвижных, тоКПД полиспаста
Г)п - 1 + Г)бл + Лбл + Лбл + ••• + Лбл 1/мп.
КПД сдвоенного полиспаста равно произведению КПД двух одинар-ных полиспастов.
Длина каната Ь одинарного полиспаста, наматываемого на ба-рабан, при высоте подъема груза к и кратности полиспаста иа со-ставляет Ь=иак. В сдвоенном полиспасте под длиной Ь понимаютдлину каната, наматываемого на одну половину барабана. Ско-рость навивки каната гк и скорость подъема груза г,Р (м/с) связанымежду собой соотношением гк = ИпУгр, а гк = пИоПб, где 250 — диа-метр барабана по центру наматываемого каната, т — частота вра-щения барабана, с-1.
Необходимое передаточное число ир редуктора между двигате-лем и барабаном:
Ир = Пав/Пб,
где пдв — частота вращения двигателя, с*1.
Потребная мощность двигателя Р (кВт) при подъеме номиналь-ного груза С(кН) со скоростью ггр (м/с):
Р — СУгр/робщ,
где Лобщ — общий КПД всей системы; г)0бщ = ЛксЛрЛб; Лр — КПД редук-тора; Лб — КПД барабана.
Фактическая скорость подъема груза (м/с)
Гф.гр — 7гОо77дв/Ир77п-
Применение силовых полиспастов позволяет уменьшить диа-метр каната, а следовательно, и диаметры блоков и барабанов, сни-зить передаточное число редуктора, уменьшить габариты и массу

Рис. 1.31. Остановы и тормоза
машины. Однако при этом увеличивается длина каната, канатоем-кость барабана и потери мощности на трение.
ОСТАНОВЫ И ТОРМОЗА
Механизмы строительных машин оборудуют остановами и тор-мозами. Остановы применяются в лебедках, талях и домкратах ипредназначены для стопорения и надежного фиксирования поднято-го груза в заданном положении, позволяя валу или барабану лебед-ки вращаться в одном направлении, и препятствуя вращению в об-ратную сторону. Остановы подразделяют:
по конструктивному исполнению — храповые с внешним(рис. 1.31, а) и внутренним (рис. 1.31, 6) зацеплением и фрикцион-ные — роликовые и клиновые;
по назначению — спускные и стопорные;
по способу действия — нормально закрытые и нормально откры-тые;
по типу управления — автоматические и управляемые.
Каждый храповый останов состоит из храпового зубчатого ко-леса 1 с зубьями специальной формы, жестко закрепленного на валуили барабане, и собачки 2, свободно сидящей на неподвижной оси.Собачка вводится в зацепление с зубьями храпового колеса прину-дительно (с помощью пружины 3, груза и др.), препятствуя его по-вороту при опускании груза. При подъеме груза собачка свободнопроскальзывает по зубьям колеса, не препятствуя его вращению.Для смягчения ударов при включении останова применяют 2...3 со-бачки. Конструкция и принцип действия автоматических фрикцион-ных роликовых остановов такие же, как рассмотренных выше об-гонных фрикционных роликовых муфт. Клиновые фрикционныеостановы в строительных машинах практически не применяются.
Тормоза уравновешивают целиком или частично крутящий мо-мент на барабане или валу механизма тормозным моментом, возни-кающим от сил трения между контактирующими подвижными и не-подвижными элементами тормоза. Подвижный элемент тормоза(шкив, диск) жестко соединен с затормаживаемым валом, а непод-вижный (лента, колодка, диск) соединен с корпусом машины. Тор-моза подразделяют:
по назначению — стопорные для остановки механизмов, отклю-ченных от двигателя, или удержания груза на весу и спускные — длярегулирования скорости опускания груза;
по характеру действия приводного усилия — нормально замкну-тые (постоянно замкнуты в рабочем состоянии усилием пружиныили весом груза, размыкаются одновременно с включением меха-низма в работу), нормально разомкнутые (постоянно разомкнуты изамыкаются при необходимости торможения) и комбинированные(в нормальных условиях работают как нормально разомкнутые, а ваварийных — как нормально замкнутые);
по принципу действия — автоматические (с электромагнитным,электрогидравлическим и электромеханическим приводом), замы-каемые одновременно с отключением двигателя механизма, в томчисле при перегрузке, и управляемые (замыкаемые или размыкае-мые оператором).
Последние позволяют плавно регулировать снижение скорости.По правилам Госгортехнадзора механизмы подъема груза и измене-ния вылета стрелы строительных машин оборудуют только нор-мально закрытыми тормозами.
По конструктивному исполнению контактирующих рабочих эле-ментов тормоза подразделяют на колодочные, ленточные, дисковыеи конусные.
Местом установки тормоза в кинематической цепи механизма(двигатель—редуктор—исполнительный орган машины) обычно яв-ляется быстроходный вал с наименьшим крутящим моментом.Шкив тормоза, обычно выполняемый заодно с полумуфтой соеди-нительной муфты, устанавливают на валу редуктора, а другую по-лумуфту — на валу двигателя. В особо ответственных механизмах,связанных с подъемом людей, монтируют два тормоза — на быстро-ходном и тихоходном валах.
Тормозной момент (Н м), развиваемый тормозом, всегда долженбыть больше фактического момента на валу тормозного шкива сучетом коэффициента запаса к:
Л/т — [С/)оГ|общ/2ЦрИп]/:.
По нормам Госгортехнадзора для грузоподъемных машин прилегком режиме работы к =1,5; среднем — 1,75; тяжелом — 2 и весь-ма тяжелом — 2,5.
Ленточный тормоз состоит из упругой стальной ленты сфрикционными накладками, охватывающей тормозной шкив и свя-занной с системой управления. На рис. 1.31, г показан нормальнозамкнутый автоматический ленточный тормоз, лента 5 которого за-мыкается относительно шкива 4 пружиной 10 и размыкается элек-тромагнитом. При пуске электродвигателя механизма питаемая то-ком катушка 8 электромагнита втягивает якорь 7, который черезтолкатель 6 воздействует на рычаг 9, связанный со сбегающей вет-вью ленты. При повороте рычага в сторону шкива прекращаетсяконтакт между накладками ленты и рабочей поверхностью шкива,т.е. происходит размыкание тормоза.
Различают простые, дифференциальные и суммирующие ленточ-ные тормоза, которые отличаются друг от друга способом закрепле-ния набегающего конца тормозной ленты. Простые и дифференци-альные тормоза являются тормозами одностороннего действия ипредназначены для торможения шкивов, вращающихся постоянно водном направлении. По сравнению с простыми дифференциальныетормоза имеют значительно меньшее усилие включения. Суммирую-щие тормоза — двухстороннего действия и устанавливаются при ре-версивной работе шкива.
Колодочные тормоза (рис. 1.31, в, д) выполняют обыч-но с двумя тормозными колодками И, зажимающими тормознойшкив с диаметрально противоположных сторон. К колодкам при-креплена стальная вальцованная лента, обладающая повышеннымифрикционными качествами. Двухколодочные тормоза — стопор-ные, автоматические, нормально замкнутые, двустороннего дейст-вия. Замыкание двухколодочных тормозов осуществляется усилиемсжатой пружины 10, размыкание — специальными тормознымиэлектромагнитами, электромеханическими или электрогидравличе-скими толкателями 12, включаемыми параллельно приводному дви-гателю механизма. Размыкание тормоза происходит одновременнос включением двигателя.
Усилие прижатия тормозных колодок к шкиву (Н)
Уг = МТ1(ВТ/),
где Л/т — тормозной момент, Н м; Вт — диаметр тормозного шкива,м;/— коэффициент трения между колодкой и шкивом.
Правильность выбора тормоза проверяют по допускаемому дав-лению \р] (Па):
р = Лгт 1Ы < \р],
где Ь — ширина колодки, м; / — длина колодки по дуге обхвата, м.Для вальцованной ленты по чугуну и стали \р] - 0.5...0,6 МПа.Дисковые и конусные тормоза по конструкции и принципу дей-ствия аналогичны дисковым и конусным муфтам сцепления.
СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕВ качестве основного силового оборудования строительных ма-шин применяют электродвигатели переменного и постоянного токас питанием от внешней силовой сети и двигатели внутреннего сгора-ния, не зависящие от внешних источников энергии. Электро-двигатели приводят в действие переносные (ручные) передвиж-ные и стационарные машины, длительное время работающие на од-ном месте (башенные, козловые и мостовые краны, смесительныеустановки, конвейеры, насосные установки, и т.п.). Электродвигате-ли преобразуют электрическую энергию в механическую. Они ха-рактеризуются постоянной готовностью к работе, простотой пуска,управления и реверсирования, сравнительно небольшими габарита-ми и массой, экономичностью, простотой эксплуатации и надежно-стью в работе, способностью выдерживать кратковременные пере-грузки, пригодностью для индивидуального привода механизмовмашин. Основной их недостаток — зависимость от внешнего источ-ника энергии.
Двигатели внутреннего сгорания применяют в ос-новном в самоходных строительных машинах. Их достоинствамиявляются автономность от внешних источников энергии, высокаяэкономичность, небольшой вес, приходящийся на единицу мощно-сти, постоянная готовность к работе. В двигателях внутреннего сго-рания тепловая энергия сжигаемого в смеси с воздухом топлива пре-образуется в механическую энергию вращающегося коленчатоговала. При сгорании сжатой движущимся поршнем топливовоздуш-ной смеси в цилиндре двигателя продукты сгорания (газы) расширя-ются, давят на поршень, который через шатун передает усилие наколенчатый вал, заставляя его вращаться. Вал двигателя соединяет-ся с трансмиссией машины гидравлической или фрикционной муф-той.
По виду потребляемого топлива и способу его воспламененияразличают карбюраторные двигатели, работающие на бензине илигазе с воспламенением топливовоздушной смеси, приготовленной вкарбюраторе, электрической искрой, и дизели, работающие на ди-зельном топливе с воспламенением топливовоздушной смеси в ре-зультате ее нагрева при сжатии в цилиндрах. Дизели получили пре-имущественное распространение благодаря большей (в 1,3...1,5раза) экономичности, более высокому (на 30...40%) КПД и способ-ности работать на более дешевом топливе.
К недостаткам двигателей внутреннего сгорания относятся: не-возможность реверсирования (изменения направления вращения ва-ла) и пуска под нагрузкой, сравнительно небольшой диапазон непо-средственного регулирования скорости и крутящего момента,большая чувствительность к перегрузкам, сложность пуска при низ-ких температурах, сравнительно малый срок службы (3000...4000 ч),высокая стоимость эксплуатации.
Различают одно- и многомоторные приводы. При одномотор-ном приводе движение механизмам и рабочему органу машины пе-редается от основного двигателя (дизеля) через механическуютрансмиссию. При многомоторном приводе каждый механизм и ра-бочий орган машины приводится в действие индивидуальным дви-гателем. Многомоторный привод применяется в машинах с боль-шим количеством механизмов и может быть электрическим припитании индивидуальных электродвигателей от внешней сети икомбинированным автономным, при котором основной двигатель(дизель) приводит в действие генератор, питающий током индиви-дуальные электродвигатели (дизель-электрический привод), гидрав-лические насосы, нагнетающие рабочую жидкость в гидравлическиедвигатели (дизель-гидравлический привод), компрессор, питающийсжатым воздухом пневматические двигатели (дизель-пневматиче-ский привод) и т.п. Многомоторный привод упрощает кинематикумашин (отсутствуют сложные и громоздкие механические трансмис-сии), обеспечивает в широком диапазоне плавное бесступенчатоерегулирование скоростей механизмов и рабочего органа, позволяетавтоматизировать управление машинами.
Гидравлический привод применяется в большинстве современ-ных строительных машин (экскаваторов, кранов, подъемников, по-грузчиков, бульдозеров, скреперов и др.) для передачи мощности отосновного двигателя к рабочему органу и исполнительным механиз-мам, а также в системах управления машин. В гидроприводе, на-зываемом объемным или статическим, используется энергия прак-тически несжимаемой рабочей жидкости (минеральное масло),нагнетаемой гидравлическими насосами. Основными достоинства-ми гидравлического привода являются: высокий КПД, экономич-ность, удобство управления и реверсирования, способность обеспе-чивать большие передаточные числа, бесступенчатое независимоерегулирование в широком диапазоне скоростей исполнительных ме-

ханизмов, простота преобразования вращательного движения впоступательное, предохранение двигателя и механизмов от перегру-зок, компактность конструкции и надежность в работе. Гидро-привод включает следующие основные элементы: насосы, баки срабочей жидкостью, гидравлические двигатели поступательного(гидравлические цилиндры) и вращательного (гидромоторы) дейст-вия, гидравлические распределители, распределяющие потоки рабо-чей жидкости от насосов к гидроцилиндрам или гидромоторам,фильтры и соединительные трубопроводы и регулирующие устрой-ства. В гидродвигателях давление рабочей жидкости, создаваемоегидронасосом, преобразуется в поступательное движение поршня соштоком или во вращательное движение ротора, связанных с рабо-чим органом.
На рис. 1.32 показана принципиальная схема объемного гидро-привода отвала бульдозера. Рабочая жидкость всасывается из бака2 через фильтр 1 гидронасосом 3, которым нагнетается через рас-пределительное устройство 5 в одну из полостей гидравлическихдвигателей — гидроцилиндров 8. Под давлением жидкости начина-ют перемещаться поршни гидроцилиндров со штоками и шарнирносвязанный с ними бульдозерный отвал 9. При этом рабочая жид-кость из противоположных полостей гидроцилиндров вытесняетсяпоршнями в сливную магистраль 12, соединенную через распредели-тель с баком. На напорной магистрали 4 установлен предохрани-тельный клапан 11, отрегулированный на определенное давление исбрасывающий избыток жидкости в сливную магистраль при давле-нии превышающем установленное. Привод насоса осуществляетсяот основного двигателя машины.
В гидроприводах строительных машин широко применяют шес-теренные и роторно-поршневые насосы и гидромоторы. Насосыпреобразуют механическую энергию привода в энергию потока ра-бочей жидкости и характеризуются развиваемым давлением и пода-чей (производительностью). Гидромоторы преобразуют энер-гию потока рабочей жидкости в механическую, вращая приводныевалы механизмов, и характеризуются развиваемым крутящим мо-ментом и частотой вращения вала.
Р и с.
.33. Шестеренный односекционныйнасос
Шестеренные насосывыполняют с внешним ивнутренним зацеплениемпар шестерен, составляю-щих одну, две или три сек-ции насоса. Наиболее рас-пространены односекцион-ные насосы типа НШ(рис. 1.33) с внешним зацеп-лением шестерен, имеющихот 6 до 12 зубьев. Ведущая 4и ведомая 5 шестерни вы-полняются заодно с вала-ми 1, установленными на
подшипниках скольжения 3 в корпусе 2 со всасывающей и нагнета-тельной полостями. При вращении шестерен рабочая жидкость избака засасывается во всасывающую полость, заполняет пространст-во между зубьями и переносится в нагнетательную полость, откудавыдавливается в напорную магистраль зубьями шестерен, вступаю-щими в зацепление. Насосы типа НШ развивают давление до15 МПа. Они просты по конструкции, малогабаритны и имеют не-высокую стоимость. Основные недостатки — сравнительно малыйКПД (0,6...0,75) и небольшой срок службы при работе с высокимдавлением. Эти насосы развивают подачу порядка 400...500 л/минпри частоте вращения вала 2000 мин-'.
В шестеренных гидромоторах энергия рабочей жидкости, подво-димой к шестерням от насоса, преобразуется в крутящий моментвыходного вала.
Роторно-поршневые насосы и гидромоторы разделяют на акси-ально-поршневые и радиально-поршневые. Аксиально-поршневыенасосы (рис. 1.34, а) и гидромоторы имеют одинаковую конструк-цию и состоят из вращающегося цилиндрового блока 5, поршней3 со штоками 2, приводного вала 1 и неподвижного распредели-тельного диска 6. По окружности блока расположены восемь ци-линдров 4. При вращении блока, наклоненного к оси приводноговала под угдом а = 15+30°, поршни вращаются вместе с блоком иодновременно движутся возвратно-поступательно в его цилиндрах,попеременно засасывая рабочую жидкость из гидробака и' вытал-кивая ее в напорную магистраль. Жидкость засасывается и нагне-тается поршнями через дуговые окна 8 в распределительном диске6. Перемычки между окнами отделяют полость всасывания от по-лости нагнетания. При вращении блока отверстия 7 цилиндровсоединяются либо со всасывающей, либо с напорной магистраля-ми. Угол наклона а качающего блока определяет ход поршней иподачу насоса.
Различают нерегулируемые (постоянной подачи) насосы, у кото-рых угол а постоянный, и регулируемые (переменной подачи) насо-сы. у которых угол а можно плавно изменять в процессе работы.При изменении угла а будут обратно пропорционально изменятьсяподача () (или производительность насоса) и давление р, развивае-мое насосом, при неизменной мощности насоса Р, так как Р = р().Причем, если этот угол изменить на противоположный, то насос из-менит направление подачи жидкости также на противоположное.Регулируемые аксиально-поршневые насосы, снабженные устройст-вами для поворота оси блока в зависимости от давления в системе,используют для автоматического регулирования усилия и скоростирабочего органа или исполнительного механизма машины при ко-лебаниях внешней нагрузки. В гидроприводах одноковшовых экска-ваторов и стреловых самоходных кранов применяют сдвоенные ак-сиально-поршневые насосы, установленные в одном корпусе. Такиенасосы нагнетают рабочую жидкость обычно в две напорные маги-страли. Современные аксиально-поршневые насосы унифицирова-

Р и с 1.34. Принципиальные схемы поршневых насосов

ны, имеют высокий КПД (0,96...0,98) и развивают рабочее давлениедо 35 Мпа; производительность их достигает 1000 л/мин, а частотавращения — до 3000 мин-1.
При использовании аксиально-поршневого насоса в качествегидромотора по его напорной магистрали от насоса нагнетаетсярабочая жидкость, и ее давление на поршни преобразуется во вра-щение приводного вала. Отработанная жидкость отводится от гид-ромотора по сливному трубопроводу. Для реверсирования гидро-мотора меняют местами нагнетательный и сливной трубопроводыили изменяют направление потоков жидкости в них на противопо-ложное.

Рис. 1.35. Радиально-поршневойгидромотор
Основными элементами радиально-поршневых насосов и гид-ромоторов являются неподвижный статор и несоосный с ним вра-щающийся ротор с цилиндрами, в которых движутся поршни. Напринципиальной схеме радиально-поршневого насоса (рис. 1.34, б)условно показаны один цилиндр и поршень. Ось Ог ротора 10 сме-щена относительно оси 0\статора 11 на величину экс-центриситета е, благодаря че-му при вращении роторапоршень 12 движется возврат-но-поступательно в цилиндре13. При движении поршня отточки В к точке А и одновре-менно от оси Ог происходитвсасывание рабочей жидкостииз гидробака через всасываю-щий канал 9, а при дальней-шем движении поршня отточки А к точке Дик осиОг — нагнетание жидкости внапорный канал 15. Необхо-димое плотное прижатиепоршня к статору обеспечива-ется пружиной 14 или напо-ром - жидкости, подводимойпод поршень. Подачу насоса регулируют изменением эксцентриси-тета е. Реверсирование насоса осуществляется изменением положе-ния эксцентриситета путем перемещения статора, в результате чегодействия полостей всасывания и нагнетания меняются на обрат-ные. Радиально-поршневые насосы имеют 7...9 поршней, развива-ют рабочее давление до 25 МПа и V обеспечивают подачу
.500 л/мин при частоте вращения ротора 25... 100 с-'.
Радиально-поршневые гидромоторы аналогичны по устройствунасосам. Высокомоментные радиально-поршневые гидромоторы


Рис. 1.36. Гидравлические цилиндры
(Мкр > 1000 Н м, п < 16 с 1) способны осуществлять привод рабочегооргана или механизма машины непосредственно без промежуточ-ных механических передач. Такие гидромоторы применяют дляпривода рабочих органов траншейных экскаваторов, в механизмахповорота и передвижения гидравлических экскаваторов и кранови т.п. Составные части радиально-поршневого гидромотора(рис. 1.35): статор 3 с профильными кольцами 2, ротор 5 с цилинд-рами и поршнями У, соединенными через траверсы 7 с роликами 6, ираспределительное устройство. Ролики прокатываются по профиль-ным кольцам статора. При подаче рабочей жидкости от насоса че-рез распределитель и каналы в валу 4 под поршни, последние начи-нают выдвигаться и оказывать давление через траверсы и ролики напрофильные кольца 2. Тангенциальные составляющие этого давле-ния заставляют ротор вращаться в направлении, указанном стрел-кой. Подпоршневые полости поршней, движущихся к центру вала,соединяются со сливной линией.
Гидроцилиндры приводят в действие элементы рабочс] ооборудования машин с помощью подвижного звена в виде цилинд-ра 3 (рис. 1.36. а) или поршня 6 со штоком 10. Различают гпдропи-линдры одностороннего и двустороннего действия. У первых прину-дительное движение звена осуществляется под давлением жидкосштолько в одном направлении (рабочий ход), а возврал в исходное
положение — под действием пружины 12 (рис. 1.36, б) или веса пере-мещаемого элемента. У вторых, наиболее распространенных, под-вижное звено перемещается принудительно нагнетаемой жидкостьюв противоположных направлениях (рис. 1.36, в—е). Гидроцилиндрыдвустороннего действия бывают с односторонним (рис. 1.36, в) идвусторонним штоком (рис. 1.36, д, е). При необходимости переме-щения подвижного звена на значительные расстояния (до 2,5...3 м)применяют телескопические гидроцилиндры (рис. 1.36, Д). Полостьцилиндра, в которой расположен шток, называется штоковой, про-тивоположная — поршневой. Рабочая жидкость в поршневую иштоковую полости поступает соответственно через угловые штуце-ра 11 и 8. Герметичное разделение штоковой и поршневой полостейобеспечивается уплотнениями (манжетами) 5 поршня. Утечке рабо-чей жидкости из штоковой полости препятствует уплотнение (ман-жета) 9. Хвостовые части 1 цилиндров и головки штоков имеют сфе-рические подшипники 2 для шарнирного крепления к элементаммашин. Для смягчения ударов в конце хода поршня служит демпфи-рующий клапан 4. При обратном ходе поршня демпфером являетсяупор 7. Основные параметры гидроцилиндров — внутренний диа-метр цилиндра, диаметр штока, ход поршня и номинальное дав-ление.
Усилие (МПа), развиваемое гидроцилиндром при подаче в по-лости:
поршневую
ри=р™%1*>
штоковую
Гш=рп(с11-с12ш)/4,
гд ер —давление рабочей жидкости, МПа; с!„, и с1ш — соответствен-но диаметры поршня, цилиндра и штока, см.
Скорость движения (м/с) поршня (цилиндра) зависит от расходарабочей жидкости ()
у = 40/(7^г|0б)>
где роб = 0,8...0,95 — объемный КПД.
Гидрораспределители управляют потоком жидкости,подаваемой в гидравлические двигатели, последовательностью ихработы и обеспечивают отвод отработавшей жидкости из слив-ных полостей в бак. Кроме того, распределители раверсируютгидродвигатели и регулируют их скорость. Различают золотнико-вые, клапанные и крановые распределители. Наиболее распро-странены золотниковые распределители, управляющие потокомжидкости с помощью движущихся возвратно-поступательно зо-
3 Строительные машиныи основы автоматизации
потников. По числу присоединенных каналов золотниковые рас-пределители делят на двух-, трех- и четырехходовые, Для управ-ления гидродвигателями двустороннего действия применяют,как правило, четырехходовые распределители с четырьмя канала-ми (напор, слив и два рабочих отвода). По числу фиксированныхположений золотника — рабочих позиций — различают трех- ичетырехпозиционные распределители. Положения золотникатрехпозиционного распределителя — два рабочих и одно ней-тральное, четырехпозиционного — два рабочих, одно нейтраль-ное и одно плавающее.
На рис 1.32 показано, как трехпозиционный четырехканальныйраспределитель 5 управляет подачей рабочей жидкости в гидроци-линдры 8 подъема отвала. С его помощью можно соединять напор-ную 4 и сливную 12 линии либо с трубопроводом 7 (см. рис. 1.32, б,рабочее положение Р\ рукоятки управления 6), либо с трубопрово-дом 10 (см. рис. 1.32, в, положение Рг), реверсируя работу гидроци-линдров. В нейтральном положении золотника (положение Н)можно останавливать штоки гидроцилиндров 8 и связанный с ни-ми отвал 9 в любом положении, перекрывая оба трубопровода 7 и10. При этом через клапан 11 соединяются напорная 4 и сливная 12линии и непрерывно разгружается работающий насос.
Четырехсекционный распределитель обеспечивает четвертое —плавающее положение, при котором штоковая и поршневая полос-ти соединены со сливной линией, а подвижное звено (шток или ци-линдр) может свободно перемещаться под действием внешней на-грузки.
К регулирующим устройствам относятся клапаныразличного назначения и дроссели. Давление в системе регулируютпредохранительными и редукционными клапанами. Предохрани-тельные клапаны ограничивают максимальное давление, развивае-мое насосом, и срабатывают (открывающие) при давлении, превы-шающем номинальное на 10...15%, перепуская жидкость в сливнуюмагистраль. Они защищают элементы гидропривода от перегрузок.Редукционные клапаны понижают давление подаваемой в системужидкости до определенной величины независимо от давления, раз-виваемого насосом. Обратные клапаны пропускают поток жидко-сти только в одном направлении. Дроссели регулируют подачу жид-кости в гидродвигатели с целью изменения скорости подвижныхзвеньев гидроцилиндров или частоты вращения гидромоторов. Онипредставляют собой местные гидравлические сопротивления, уста-навливаются на трубопроводе, соединяющем сливную и напорнуюлинии, и отводят часть потока в сливную линию, уменьшая подачужидкости в гидродвигатель.
Гидродинамические передачи представляют собойгидромуфту или гидротрансформатор, которые устанавливаютсямежду основным двигателем и трансмиссией машины. Принципдействия таких передач основан на гидродинамической (т.е. черезжидкость) связи между их ведущими и ведомыми элементами.

Рис. 1.37. Гидродинамические передачи
Гидромуфта (рис. 1.37, а) включает ведущее насосное 2 и ведомоетурбинное колеса 3 со спиральными лопастями, установленные соот-ветственно на ведущем 1 иведомом 4 валах и разде-ленные между собой не-большим зазором. Колесазаключены в кожух 5, за-полненный маловязкиммаслом. При вращении ве-дущего вала лопасти на-сосного колеса сбрасыва-ют рабочую жидкость налопасти турбинного коле-са, заставляя его вращать-ся в том же направлении.
С лопаток турбинного колеса жидкость возвращается в насосное коле-со, образуя замкнутый поток. Гидромуфты характеризуются пример-ным равенством крутящих моментов на ведущем и ведомом валах и на-дежно предохраняют двигатель машины от перегрузок.
Гидротрансформатор (рис. 1.37, б) помимо насосного 2 и тур-бинного 3 колес имеет промежуточное направляющее неподвижноеколесо (реактор) 6. Реактор воспринимает разность крутящих мо-ментов насосного и турбинного колес и обеспечивает получение ре-активного момента, воздействующего на турбинное колесо. Такимобразом, на выходной вал 4 гидротрансформатора действуют двамомента — крутящий момент приводного вала, передаваемый черезпоток жидкости, и реактивный момент, в сумме превышающие мо-мент на приводном валу. При уменьшении частоты вращения тур-бинного колеса с увеличением внешней нагрузки автоматически по-вышается реактивный и, следовательно, суммарный крутящиймомент на выходном валу. Отношение максимального крутящегомомента к моменту двигателя, называемое коэффициентом транс-формации, составляет 2,5...3,5. Применение гидротрансформаторовпозволяет предохранять двигатели и трансмиссии машин от пере-грузок, улучшить эксплуатационные качества машин, автоматизи-ровать их работу и повысить производительность.
Пневматический привод использует энергию сжатого в компрес-сорах до 0,5...0,8 МПа воздуха и применяется в пневматических моло-тах, ручных пневмомашинах и вибраторах, для питания различнойаппаратуры при отделочных работах, а также в системах управлениямашин для плавного включения механизмов в работу и их торможе-ния. Основными частями такого привода являются: компрессор сприводным двигателем и воздухосборником (ресивером), пневмати-ческие двигатели вращательного и возвратно-поступательного дейст-вия, соединительные воздухопроводы, регуляторы давления и предо-хранительные клапаны, воздушные фильтры и масловодоотделители.Отработанный воздух из пневмодвигателей выбрасывается непосред-ственно в атмосферу. Компрессоры приводятся в действие от элек-тродвигателей и двигателей внутреннего сгорания. Компрессор сприводом и вспомогательной аппаратурой составляют компрессор-ную установку, которая может быть переносной и передвижной. Пе-редвижные установки, смонтированные на одноосных и двуосных те-лежках, прицепах, шасси грузовых автомобилей (самоходныеустановки), широко используют на строительно-монтажных работах.Переносные установки применяют в основном при выполнении отде-лочных (окрасочных) работ небольших объемов. Компрессоры попринципу действия разделяют на поршневые, ротационные, турбин-ные, диафрагмовые и винтовые. Поршневые компрессоры, получив-шие в городском строительстве наибольшее распространение, быва-ют одно- и двухступенчатого сжатия.
В компрессоре одноступенчатого сжатия (рис. 1.38, а) внутри ци-линдра 4 движется возвратно-поступательно поршень 3, шарнирносоединенный шатуном 2 с приводным коленчатым валом 1. Накрышке цилиндра установлены подпружиненные автоматическидействующие клапаны — всасывающий 5 и нагнетательный 7. Придвижении поршня вниз в цилиндре создается разряжение, при кото-ром поступающий через фильтр 6 атмосферный воздух открываетклапан 5 и заполняет цилиндр. При движении поршня вверх клапан5 автоматически закрывается, и воздух в цилиндре начинает сжи-маться. Под давлением сжатого воздуха, достигшем определеннойвеличины, открывается клапан 7, и сжатый воздух по воздуховодупоступает в воздухосборник 8, откуда через раздаточные краны порезиновым шлангам подводится к потребителям.
В компрессоре двухступенчатого сжатия (рис. 1.38, о) воздух сна-чала сжимается до 0,2...0,25 МПа в цилиндре 9 низкого давления, за-

тем, пройдя через холодильник (водяной или воздушный) 10, посту-пает в цилиндр 11 высокого давления, сжимается там до 0,8 МПа иподается в воздухосборник. В воздухосборнике создается запас сжа-того воздуха для равномерной (без пульсации) подачи сжатого возду-ха к потребителю, а также обеспечивается охлаждение и очистка воз-духа от воды и масла. Предохранительный клапан воздухосборникасрабатывает при избыточном давлении и выпускает часть воздуха ватмосферу. Давление контролируется манометрами. Производитель-ность передвижных компрессорных установок 2... 20 м3/мин.
ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕХодовое оборудование предназначено для передачи на опорнуюповерхность (грунт, дорожное покрытие, рельсы) веса машины ивнешних нагрузок, действующих на нее при работе, передвижения ма-шины на рабочих (при выполнении рабочего процесса) и транспорт-ных скоростях, а также стопорения машины при работе. Ходовоеоборудование включает гусеничное, пневмоколесное, гусенично-ко-лесное или рельсовое ходовое устройство и механизмы для его приво-да. Каждое ходовое устройство состоит из движителя и подвески.Движитель находится в постоянном контакте (сцеплении) с опорнойповерхностью и обеспечивает поступательное движение машины.Подвеска соединяет движитель с опорной рамой машины и выполня-ется жесткой у тихоходных машин, полужесткой и упругой — у быст-роходных. Самоходные строительные машины монтируют на базесерийных грузовых автомобилей, колесных и гусеничных тракторов,пневмоколесных тягачей и специальных гусеничных и пневмоколес-ных шасси с приводом от общей трансмиссии машины или от индиви-дуальных электрических и гидравлических двигателей. Специальныешасси современных строительных машин унифицированы.
Пневмоколесное ходовое оборудование обеспечивает машинам ма-невренность, мобильность, высокие скорости (до 60...70 км/ч) и плав-ность передвижения. Пневмоколесный движитель состоит из ведомых иведущих (приводных) колес, вращательное движение которых преобра-зуется в поступательное движение машины. У большинства строитель-ных машин все колеса — ведущие. Количество колес зависит отдопускаемой на каждое колесо нагрузки, условий и режимов работымашины, требуемых скоростей ее движения. Ходовые устройствастроительных машин имеют обычно от 4 до 8 одинаковых взаимозаме-няемых колес. Основным элементом каждого пневмоколеса являетсянакачанная воздухом упругая резиновая шина, смонтированная на о бо-де. Шины могут быть камерными и бескамерными. В камерных шинах(рис. 1.39, а) воздух накачивается в камеру 3, в бескамерных (рис.1.39 б) — между герметично соединенными покрышкой 2 и ободом 4.

Р и с. 1.39. Типы шин
Взаимодействующий с дорогой протектор 1 шин может иметь мелкийрисунок для дорог с твердым покрытием и крупный — для грунтовыхдорог (рис. 1.39, в). Для повышения проходимости машин, работающихи передвигающихся по грунтам с пониженной несущей способностью,применяют шины с большой опорной поверхностью — широкопро-фильные и арочные (рис. 1.39, г). Такие шины имеют высокие грунтоза-цепы, их удельное давление на грунт не превышает 0,05...0,14 МПа.Многие машины оборудуют устройствами для регулирования давле-ния в шинах из кабины машиниста (каждой в отдельности или всех вме-сте) в зависимости от условий работы и передвижения машины.С уменьшением давления в шинах до 0,05...0,08 МПа увеличиваетсяплощадь контакта их с грунтом и соответственно уменьшается удель-ное давление на грунт и повышается проходимость машины; наряду сэтим растут сопротивление движению машины и интенсивность износашин. При движении в хороших дорожных условиях давление в шинахповышают до 0,5...0,7 МПа.
На пневмоколеса опираются приводные (ведущие) и непривод-ные мосты, соединяемые с рамой машины жесткой, балансирнойили упругой подвеской. Общее количество мостов обычно не пре-вышает трех. Наиболее нагруженные мосты имеют сдвоенные пнев-моколеса. Направление движения машины меняется путем поворотауправляемых колес, поворотом мостов с колесами в плане, обеспе-чением различной скорости движения правых и левых колес и т.п.Привод ведущих колес может быть общим от механической транс-миссии машины, от самостоятельного ходового электродвигателяили низкомоментного гидромотора через систему передач и валов, атакже индивидуальным от приводных ступичных блоков, встроен-ных в ступицу каждого колеса (мотор-колеса) и включающих элек-тродвигатель или гидромотор, планетарный редуктор и тормоз.Скорость машины с мотор-колесами можно плавно регулировать вшироком диапазоне в зависимости от дорожных условий и дейст-вующих на нее нагрузок. Каждое мотор-колесо может быть пово-ротным, за счет чего улучшается маневренность машины. Для раз-грузки ходовых устройств строительных экскаваторов, стреловыхсамоходных кранов, бурильных и других машин при работе приме-няют выносные опоры-аутригеры. Масса пневмоколесных ходовыхустройств составляет 10... 12% общей массы машины.
Гусеничное ходовое оборудование характеризуется хоро-шим сцеплением с грунтом, высокой тяговой способностью, боль-шой опорной поверхностью, низким удельным давлением на грунт(0,04...0,1 МПа), определяющими в комплексе его высокую прохо-димость, и применяется в машинах, передвигающихся в условияхплохих дорог и бездорожья. Недостатки гусеничного оборудова-ния — тихоходность (не более 10...12 км/ч), сравнительно большаямасса (30...40% от массы машины), сложность конструкции. Гусе-ничные машины обычно обслуживают объекты с большими объема-ми работ. Для транспортирования их с одного объекта на другойприменяют пневмоколесные прицепы-тяжеловозы (трайлеры). В го-родском строительстве используют машины с двухгусеничным хо-довым оборудованием. Гусеничный движитель (рис. 1.40, а) состоитиз гусеничной ленты (цепи 2 в виде шарнирно соединенных междусобой звеньев (пластин, траков), огибающей приводное 1 и направ-ляющее (натяжное) 9 колеса. Последние установлены на концах ра-мы 7. Нагрузки от машины передаются на нижнюю ветвь гусенич-ной ленты через движущиеся по ней опорные катки 6. Холостуюверхнюю ветвь гусеницы поддерживают и предохраняют от прови-сания ролики 3. Натяжение гусеничной ленты регулируют винто-вым натяжным устройством 8, перемещающим натяжное колесо 9.Для машин, работающих и передвигающихся на слабых, переувлаж-ненных и заболоченных грунтах, применяют уширенно-удлиненныедвижители с увеличенной опорной поверхностью гусениц и удель-ным давлением на грунт 0,02...0,03 МПа.
По приспособляемости к неровностям опорной поверхностиразличают мягкие и полужесткие движители. У жестких движите-лей опорные катки соединяются непосредственно с рамой (см.рис. 1.40, а), у мягких — через пружины и рессоры. При полужесткойподвеске жесткие движители крепятся к раме машины шарнирно од-ним концом и через упругие элементы — другим. Скорость движениямашин с жесткой подвеской 5...8 км/ч. Рамы жестких движителейстроительных экскаваторов, стреловых самоходных кранов, погруз-

чиков и других машин жестко соединены между собой поперечнымибалками, на которые опирается ходовая рама 5, несущая опорно-по-воротный круг 4 и воспринимающая вес и внешние нагрузки маши-ны. Привод ведущего колеса каждой гусеницы может быть общим(рис. 1.40, б, в) от электродвигателя или двигателя внутреннего сгора-ния через систему передач, а также раздельным (индивидуальным) —от электродвигателя (рис. 1.40, г) или низкомоментного гидромоторачерез редуктор. Автоматические и управляемые тормоза привода гу-сениц обеспечивают торможение, остановку и маневрирование ма-шины. Движение по кривой достигается притормаживанием одной изгусениц, а разворот — движением гусениц в противоположные еп>роны или полным торможением одной из гусениц.
Рельсовое ходовое оборудование имеет башенные, козло-вые, мостовые и специальные стреловые самоходные краны, элск-тротали — тельферы, сваебойные .установки и др. (рис. 1.41). Онохарактеризуется простотой конструкции, небольшими сопротивле-ниями передвижению, а также малыми маневренностью и скоро-стью передвижения. Основными элементами рельсового ходовогоустройства являются размещаемые на рельсах стальные колеса сгладким ободом с одной или двумя ребордами. Привод ведущих ко-лес может быть общим от электродвигателя или двигателя внутрен-него сгорания через систему валов и передач и индивидуальногоэлектродвигателя через редуктор. Приводы оборудуют управляемы-ми и автоматическими тормозами. Одно или несколько колес с об-

Рис. 1.41. Рельсовое ходовое оборудование
щей рамой, двигателем, редуктором и тормозом образуют привод-ную ходовую тележку. Количество колес в тележке определяетсядействующей нагрузкой. Приводные и неприводные (без привода)ходовые тележки кранов шарнирно соединяются с опорной рамой иоборудуются противоугонными клещевыми захватами.
Многие строительные машины (стреловые краны, строительныеэкскаваторы, погрузчики и др.) имеют поворотное в плане рабочееоборудование, установленное, как правило, на поворотной платфор-ме. Платформа опирается на раму ходового устройства через о п о р-н о-п оворотный круг (ОПК) и поворачивается в плане пово-ротным механизмом. Широко применяются унифицированные роли-ковые ОПК. Их составными частями являются (рис. 1.42, а): наружныеподвижные кольца 2 и 3, скрепленные болтами, ролики 1, используе-мые в качестве тел качения, и внутреннее неподвижное кольцо 5 с зуб-чатым венцом 6. Кольца 2 и 3 жестко крепятся к поворотнойплатформе, а кольцо 5 — к раме ходового устройства. Расположенныемежду кольцами ролики имеют взаимно перпендикулярные оси (рис.1.42, б) и наклонены к вертикали под углом 30 или 60°, в результате че-го половина их, катящаяся по дорожкам В, воспринимает опорные на-грузки, а другая половина, катящаяся по дорожкам Г, — отрывные,удерживая поворотную платформу от опрокидывания.

Рис. 1.42. Роликовый опорно-поворотный круг
Роликовые ОПК выпускают одно- и двухрядными, с внутренними наружным зубчатым венцом. В постоянном зацеплении с зуб-чатым венцом ОПК находится ведущая (обегающая) шестерня по-воротного механизма, которая обегает венец, поворачивая плат-форму. Поворотный механизм располагается на поворотнойплатформе. У машин с электрическим, гидравлическим и комбини-рованным приводом поворотный механизм включает зубчатый иличервячный редуктор с обегающей шестерней на выходном валу, ин-дивидуальный приводной электродвигатель или низкомоментныйгидромотор и тормозное устройство. При использовании высоко-моментного гидромотора редуктор отсутствует, а обегающая шес-терня крепится непосредственно на валу гидромотора. У машин смеханическим приводом поворотный механизм (редуктор с обегаю-щей шестерней и тормозом) приводится в действие от общей транс-миссии машины. Тормоза поворотных механизмов могут бытьуправляемыми и автоматическими.
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯСистемы управления строительных машин по конструктивнымпризнакам разделяют на механические, гидравлические, пневмати-ческие, электрические и смешанные (комбинированные).
Механическая система обеспечивает связь руки или ногимашиниста с муфтами и тормозами через рычаги и тяги. Такая кон-струкция надежна в эксплуатации и имеет высокую чувствитель-ность управления. Основные ее недостатки — необходимость при-ложения значительных мускульных усилий машиниста к рычагам ипедалям, быстрая утомляемость машиниста, ведущая к снижениюпроизводительности машины, необходимость частых смазок и регу-лировок быстроизнашивающихся шарнирных соединений тяг и ры-чагов. Обычно механическая система используется как вспомога-тельная — для управления механизмами, не принимающимиучастия в выполнении рабочего процесса.
Поворот колес машины в этом случае осуществляется с помощьюрулевого управления посредством приложения усилия машиниста крулевому колесу 4 и через механическую передачу 3 (цилиндрическуюили червячную пару), сектор 2, взаимодействующий с винтовым уст-ройством, перемещает поперечные тяги 1, соединенные с управляе-мыми колесами (рис. 1.43, а). Для облегчения труда машиниста в пе-редаточный механизм рулевого управления включают усилители ввиде гидравлического или пневматического цилиндра с поршнем.Действие усилителя основано на том, что при повороте рулевого ко-леса 4 и наличии нагрузки на тяге рулевой трапеции 9 червяк 6 пере-мещается в осевом направлении и золотник распределителя 5 откры-вает доступ жидкости или воздуху в цилиндр усилителя 7, штоккоторого, взаимодействуя с рейкой 8, передает усилие на тягу 9, со-единенную с рулевой трапецией (рис. 1.43, б).
В гидравлической системе управления рычаги полно-стью или частично заменены исполнительными гидроцилиндрамиодно- и двустороннего действия, создающими необходимое усилиевключения муфт, тормозов и других механизмов. Различают насос-ную и безнасосную системы управления. В насосной системе рабо-чая жидкость подается под давлением в исполнительный гидроци-линдр от насоса через распределитель, которым управляет маши-нист, т.е. так же, как в силовом гидроприводе (см. рис. 1.32).

Р и с. 1.44. Схема гидравлическогобезиасосного управления
б)
Рис. 1.43. Рулевое управление
Вбезнасосной системе (рис. 1.44) давление рабочей жидкостив исполнительном гидроцилиндре одностороннего действия 2 созда-ется перемещением поршня гидроцилиндра-преобразователя (датчи-ка) 5, на который через рычаг или педаль 3 воздействует машинист.При снятии усилия с педали поршень датчика возвращается в исход-ное положение пружиной 4, поршень исполнительного гидроцилинд-ра—пружиной 1. Безнасосная система проста по конструкции, надеж-на в эксплуатации, но таккак для ее привода требуетсямускульная сила, имеет ог-раниченное применение.
Преимущественное распро-странение получила насос-ная система управления.
Пневматическаясистема управления отлича-ется от гидравлической на-сосной тем, что в ней вместожидкости используется сжа-тый до 0,7...0,8 МПа в ком-прессоре воздух. Исполни-тельными органами такойсистемы (рис. 1.45) являются пнев-моцилиндры 4 и пневмокамеры 5одностороннего действия, подвиж-ные элементы которых — поршеньили диафрагма со штоком — пере-дают усилие включаемому механиз-му. Возврат штока в исходное поло-жение обеспечивается пружинойпри снятом давлении. Работойпневмоцилиндров и камер управля-ют с помощью регулируемых и не-регулируемых пневмоаппаратов 3. Нерегулируемый крановый пнев-моаппарат соединяет ресивер 2 компрессора 1 с рабочей полостьюпневмоцилйндра (камеры) без изменения давления сжатого воздуха.Регулируемый пневмоаппарат позволяет изменять давление воздуха висполнительном органе, обеспечивая повышенную плавность вклю-чения механизма. По сравнению с гидравлической пневматическаясистема управления обеспечивает более высокую плавность включе-ния. Основные ее недостатки — сравнительно большие размеры ис-полнительных органов из-за низкого давления в системе и возмож-ность замерзания конденсата, содержащегося в сжатом воздухе.

Рис. 1.45. Схема пневматическогоуправления
Электрическая система управления применяется в маши-нах с индивидуальным электрическим приводом механизмов и обес-печивает пуск и останов электродвигателей, регулирование частотыи вращения, реверсирование, безопасную работу и т.п. В состав та-кой системы входят магнитные пускатели, контроллеры, реле раз-личных типов, автоматические выключатели, кнопки управления«Пуск» и «Стоп», блокирующие устройства, тормозные электромаг-ниты и т.п. Электрические системы управления надежны, просты иудобны в эксплуатации, обеспечивают дистанционное управлениемеханизмами и всей машиной в целом, создают возможность авто-матизации работы машин.
С целью частичной или полной автоматизации управления маши-нами применяют комбинированные системы — гидропневма-тические, гидроэлектрические, гидропневмоэлектрические и т.п.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕПОКАЗАТЕЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИНПри выборе машин для производства строительных работ опре-деленного вида и объема за основу принимают их технико-эксплуа-тационные и технико-экономические показатели, при сопоставле-нии которых находят оптимальные типоразмеры и количествомашин для выполнения требуемых технологических операций.
Основным технико-эксплуатационным показателем строитель-ных машин является их производительность. Производительностьопределяется количеством продукции, выраженной в определенныхединицах измерения (т, м3, м2, м длины и т.д.), которую машина вы-рабатывает (перерабатывает) или перемещает за единицу време-ни — час, смену, месяц или год.
Различают три категории производительности машин: конструк-тивную, техническую и эксплуатационную.
Конструктивная производительность Пк — максимально воз-можная производительность машины, полученная за 1 ч непрерыв-ной при расчетных условиях работы, скоростях рабочих движений,нагрузках на рабочий орган с учетом конструктивных свойств ма-шины и высокой квалификации машиниста.
Для машин периодического действия
Пк = или Пк = дпр,
где <7 — расчетное количество материала, вырабатываемого машинойза один цикл работы, м3 или т; п — расчетное число циклов работымашины в час, п - З600/Тц; Тц — расчетная продолжительность цик-ла, с; р — плотность материала, т/м3.
Для машин непрерывного действия при перемещении насыпныхматериалов сплошным непрерывным потоком
Пк = 3600Ах или Пк = ЗбООЛгр,
где А — расчетная площадь поперечного сечения потока материала,неизменная на всем пути перемещения, м2, у — расчетная скоростьдвижения потока; м/с.
При перемещении штучных грузов и материалов отдельнымипорциями
Пк = ЗбООтх’П или Пк = ЗбОО^пгр//,
где т — масса груза, т; ^п — количество (объем) материала в однойпорции, м3; I—среднее расстояние между центрами грузов (порций).
При расчете конструктивной производительности не учитыва-ются условия производства работ и перерывы (простои) в работемашины — технологические (связанные с технологией производстваработ), организационные (связанные с организацией работ), по ме-теорологическим условиям и случайные. Конструктивную произво-дительность используют в основном для предварительного сравне-ния вариантов проектируемых машин, предназначенных длявыполнения одного и того же технологического процесса. Эта про-изводительность является исходной для расчета производительно-сти машин в реальных условиях эксплуатации.
Техническая производительность Пт — максимально возможнаяпроизводительность машины, которая может быть достигнута вконкретных производственных условиях данным типом машины сучетом конструктивных свойств и технического состояния машины,высокой квалификации машиниста и наиболее совершенной орга-низации выполняемого машиной технологического процесса за 1 чнепрерывной работы:
Пт = ПкКу,
где Ку — коэффициент, учитывающий конкретные условия работымашины.
Так, конкретными условиями работы одноковшовых экскавато-ров являются категория разрабатываемого грунта, высота (глубина)забоя, требуемый угол поворота рабочего оборудования в плане, ус-ловия разгрузки ковша (в отвал или в транспортные средства). Ча-совая техническая производительность указывается в техническойдокументации машины — паспорте, инструкции по техническойэксплуатации.
Экстуатационная производительность определяется реальнымиусловиями использования машины с учетом неизбежных перерывовв ее работе, квалификации машиниста и может быть часовой, смен-ной, месячной и годовой.
Часовая эксплуатационная производительность
Пэч = ПтК, ,СМ Км,
где .Кв.см — коэффициент использования машины по времени в тече-ние смены, учитывающий перерывы на техническое обслуживание иремонт машины, смену рабочего оборудования, передвижку машиныпо территории объекта, потери времени по метеорологическим усло-виям, отдых машиниста и др.;
К
( Тсм—X Г)/Гс.
Гем — продолжительность смены, ч; Х?п — суммарное время переры-вов в работе машины за смену, ч; Км = 0,85...0,95 — коэффициент,учитывающий квалификацию машиниста и качество управления.Сменная эксплуатационная производительность
Пэ.см ГсмПэ.Ч,
где Гм — количество часов в смене.
При расчете месячной и годовой производительности учитывают-ся простои в работе машины за соответствующий период времени.Годовая эксплуатационная производительность
Пэ.год — 365 П Э.СМ -Кв.год Кем,
где Кв.год — коэффициент использования машины по времени в тече-ние года;
Кв.год — ГгОд/365 — (365 — 1в — ?рСМ — Гпр)/365,
где Ггод — количество дней работы машины в году; и — количествовыходных и праздничных дней; грСм — количество дней, необходимоедля выполнения текущего, среднего и капитального ремонтов; гпр —продолжительность простоев организационных и по метеорологиче-ским причинам; Кы — коэффициент сменности.
Эксплуатационная производительность является главным рабо-чим параметром, по которому подбирают комплекты машин длякомплексной механизации технологически связанных трудоемкихпроцессов в строительстве. В комплект машин входят согласованноработающие основная (ведущая) и вспомогательные машины, взаим-но увязанные по производительности, основным конструктивным па-раметрам и обеспечивающие заданный темп производства работ.
Эксплуатационная производительность основной машины Пэ.0должна быть равной или несколько меньшей (на 10... 15%) эксплуа-тационной производительности вспомогательных машин Пэв-
Среднегодовая потребность в машинах для выполнения задан-ного объема определенного вида работ
М = 2общУ/(Ю0 Пэ.год),
где ()0бщ — общий объем соответствующего вида работ (в физическихизмерениях), подлежащих выполнению в течение года; У — доля (в %)объема работ, выполняемая данным видом машин, в общем объемесоответствующего вида работ.
Экономическая эффективность от использования в строительст-ве новой машины определяется как разность приведенных затрат навыработку единицы продукции по сравниваемым эталонному ипринятому вариантам. При сравнении вариантов в качестве эталонарассматривают лучшие отечественные строительные машины (се-рийно выпускаемые или рекомендованные к серийному производст-ву), а также лучшие образцы зарубежной техники, эксплуатируемойв нашей стране. В общем виде приведенные затраты, руб.
Зп — Сгод + ЕнК,
где Сгод — расчетная себестоимость годового объема продукции ма-шины, руб; К — единовременные капитальные вложения на созданиемашины; руб; Ен — нормативный коэффициент эффективности капи-тальных вложений, устанавливаемый соответствующими методиками.
Эффективность новой машины оценивается также по сроку ееокупаемости:
То = К/Эг,
где Эг — годовая экономия от внедрения новой машины.
Основными технико-экономическими показателями, позволяю-щими сравнивать качество различных машин одного назначения,являются удельные металлоемкость и энергоемкость, стоимость еди-ницы продукции и выработка на одного рабочего.
Удельные металлоемкость и энергоемкость машины представляютсобой соответственно отношение массы машины и мощности Установ-
ленных на ней двигателей (двигателя) к единице часовой техническойпроизводительности или к ее главному параметру (вместимости рабо-чего органа, грузоподъемности, грузовому моменту и т.п.).
Стоимость единицы продукции определяется как отношениестоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производи-тельности машины.
Выработка продукции на одного рабочего
Вуд — Пэ.см/Лр,
где пр — количество рабочих, обслуживающих машину.
Степень механизации строительно-монтажных работ оценивает-ся уровнем комплексной механизации, механовооруженностью иэнерговооруженностью строительства.
Уровень комплексной механизации характеризуется процентнымотношением объема строительно-монтажных работ, осуществлен-ных комплексно-механизированным способом, к общему объемустроительно-монтажных работ в натуральном выражении, выпол-ненных на строительной площадке:
Ук.м = (Рк.м/Ро)Ю0,
где Рк.м — объем работ, выполненный средствами комплексной меха-низации; Р0 — общий объем выполненных работ.
Механовооруженность строительства — отношение стоимостимашинного парка строительной организации к стоимости строи-тельно-монтажных работ (%), выполняемых в течение года:
Мс = (См/Со)100,
где См — балансовая стоимость средств механизации, тыс. руб; С0 —годовой объем строительно-монтажных работ, тыс. руб.
Механовооруженность труда определяют отношением балансо-вой стоимости средств механизации к среднесписочному числу ра-бочих, занятых на данном строительстве:
Мт -- См/Ир.сп,
где пр .сп среднесписочное число рабочих.
Энерговооруженность строительства — отношение суммарноймощности двигателей машинного парка строительства к среднеспи-сочному числу рабочих:
Эс = ХРдв/и р.сп,
где ХРдв — суммарная мощность двигателей машин, кВт.
Глава 2
ТРАНСПОРТНЫЕ, ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ,ПНЕВМОКОЛЕСНЫЕ ТЯГАЧИОдним из основных этапов технологического процесса совре-менного индустриального городского строительства является дос-тавка к месту производства работ строительных материалов, изде-лий, конструкций и оборудования, осуществляемая транспортнымимашинами — грузовыми автомобилями и колесными тягачами, при-цепными и полуприцепными специализированными или общего на-значения транспортными средствами. Выбор типа транспортныхсредств определяется характером и количеством перемещаемых гру-зов, дальностью перевозок, состоянием дорог и временем, отведен-ным на их доставку. Кроме грузоперевозок автомобили, тракторы итягачи используют как тяговые средства прицепных и полуприцеп-ных строительных машин, а также в качестве унифицированной ба-зы навесных строительных машин — экскаваторов, кранов, погруз-чиков, бульдозеров, скреперов, бурильных и сваебойных установоки т. п. Отдельные узлы автомобилей, тракторов и тягачей использу-ют в строительных машинах.
Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоро-стью передвижения (до 80 км/ч), маневренностью, малым радиусомповорота, могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски,приспособлены для работы с прицепами, полуприцепами общего испециального назначения, а также могут быть оснащены погрузоч-но-разгрузочными механизмами. Различают автомобили общего на-значения и специализированные. К автомобилям общего назначе-ния относят машины с кузовом в виде открытой сверху платформыс бортами, бортовые автомобили повышенной проходимости совсеми ведущими колесами и увеличенным количеством осей, а так-же автомобили-тягачи, оборудованные сцепными устройствами дляработы с прицепами, полуприцепами и роспусками.
Грузовые автомобили массового производства имеют единуюконструктивную схему и состоят из трех основных частей
(рис. 2.1, а, б): двигателя /,шасси 3 и кузова 2 для гру-за. Кузова бортовых авто-мобилей представляют со-бой деревянную или метал-лическую платформу с от-кидными бортами и пред-назначаются для перевозкипреимущественно штучныхгрузов. Вместе с одноосны-ми прицепами бортовыеавтомобили применяют дляперевозки длинномерныхгрузов — труб, свай, бре-вен, проката металлов ит. п. Грузоподъемность оте-чественных бортовых авто-мобилей 0,8... 14 т.
а)
б)
/22%///////№у/5Рис. 2.1. Грузовые автомобили общего
назначения
На базе стандартныхшасси с укороченнымибазой и задним свесом ра-мы промышленностью вы-пускаются автомобильныетягачи седельного типа(рис. 2.1, в), работающие всцепе с одно- и двухоснымиполуприцепами. На рамешасси такого тягача кре-пится опорная плита и седельно-сцепное устройство 4, восприни-мающее силу тяжести груженого полуприцепа и служащее для пере-дачи ему тягового усилия, развиваемого автомобилем. Применениеавтомобильных тягачей седельного типа с полуприцепами позволя-ет лучше использовать мощность двигателя и значительно увели-чить грузоподъемность автомобиля. Седельные автотягачи способ-ны работать с гружеными полуприцепами массой 4...25 т.
На грузовых автомобилях применяют двигатели внутреннегосгорания — карбюраторные и дизели (наиболее распростране-ны). Шасси состоит из гидромеханической или механическойтрансмиссии (силовой передачи), ходовой части и механизмовуправления машиной. Мощность двигателя автомобилей 50220 кВт.
Трансмиссия (рис. 2.2) передает крутящий момент от вала дви-гателя 1 к ведущим колесам 8, а также приводит в действие раз-личное оборудование, установленное на автомобиле. В него вхо-дят:
Рис. 2.2. Схемы механических трансмиссий грузовых автомобилей
постоянно замкнутая дисковая фрикционная муфта (сцепле-ние) 2 для плавного соединения и быстрого разъединения работаю-щего двигателя с трансмиссией;
ступенчатая коробка передач 3 с переменным передаточнымчислом для изменения величины крутящего момента, подводимогок ведущим колесам в зависимости от условий движения, обеспече-ния движения автомобиля задним ходом и разъединения работаю-щего двигателя с трансмиссией при длительных остановках ма-шины;
карданный вал 4, передающий крутящий момент под меняю-щимся углом от коробки передач к подрессоренному заднемумосту;
главная передача 5 (одинарная или двойная), передающая дви-жение под прямым углом к полуосям 7 и увеличивающая тяговуюсилу на ведущих колесах;
дифференциал 6 для распределения крутящего момента междуведущими колесами, обеспечивающий их вращение с различнымиугловыми скоростями при движении автомобиля на поворотах и понеровной поверхности;
полуоси (валы) 7, передающие крутящий момент к закреплен-ным на них ведущим колесам 8.
Главную передачу, дифференциал и полуоси, заключенные в ко-жух, называют ведущим мостом.
Грузовые автомобили обозначают колесной формулой АхБ, гдеА — общее количество колес, Б — число ведущих колес, причемсдвоенные скаты задних мостов считают за одно колесо. Отечест-венная промышленность выпускает бортовые автомобили и седель-ные тягачи: двухосные с колесной формулой 4x2 и 4x4, трехосные сколесной формулой 6x4, 6x6. Автомобили с колесной формулой 4x2и 6x4 относят к машинам ограниченной (дорожной) проходимостии предназначены для эксплуатации по усовершенствованным игрунтовым дорогам. Автомобили с колесной формулой 4x4 и 6x6относят к машинам повышенной и высокой проходимости и могутэксплуатироваться в условиях пересеченной местности и бездоро-жья. На рис. 2.2, а показана схема механической трансмиссии авто-мобиля с колесной формулой 4x2, на рис. 2.2, б — с колесной фор-мулой 6x4. У автомобиля с колесной формулой 6x6 (рис. 2.2, в)передний ведущий мост 12 с управляемыми колесами и задние веду-щие мосты 10 приводятся в действие от раздаточной коробки 11 че-рез карданные валы 4.
Составными частями дифференциала (рис. 2.2, г) являются по-луосевые шестерни 15, закрепленные на полуосях 7, сателлиты 13и коробка 14, на которой закреплена ведомая шестерня главнойпередачи 5. При прямолинейном движении автомобиля по ров-ной дороге полуоси 7 с шестернями 15 вращаются с одинаковойскоростью, равной скорости вращения коробки 14, а сателлитыостаются неподвижными относительно своих осей. Если одно изведущих колес будет испытывать большее сопротивление дороги,сателлиты начнут перекатываться по замедлившей свое вращениеполуосевой шестерне, при этом вторая полуосевая шестерня засчет вращения сателлитов относительно своих осей начнет вра-щаться быстрее.
В трансмиссии автомобилей, работающих с автономным погру-зочно-разгрузочным оборудованием, самосвальными прицепами иполуприцепами, а также используемых в качестве базы строитель-ных машин, дополнительно включена коробка отбора мощностидля привода насосов гидросистемы подъемных механизмов и навес-ного рабочего оборудования. Ходовая часть автомобиля состоит изнесущей рамы, на которой монтируются все агрегаты, кузов и каби-на водителя, переднего и заднего мостов с пневмоколесами и упру-гой подвески, соединяющей несущую раму с мостами. Колеса авто-мобилей нормальной проходимости имеют пневматические шинывысокого (0,5...0,7 МПа) давления, а автомобилей повышенной про-ходимости — шины низкого (0,17...0,49 МПа) давления с увеличен-ной опорной поверхностью. Механизмы управления объединены вдве независимые системы: рулевую — для изменения направлениядвижения автомобиля посредством поворота передних управляемыхколес 1 и тормозную — для снижения скорости и быстрой останов-ки машины.
Тракторы применяют для транспортирования на прицепахстроительных грузов и оборудования по грунтовым и временнымдорогам, вне дорог, в стесненных условиях, а также передвижения иработы навесных и прицепных строительных машин. Они делятсяна сельскохозяйственные, промышленные и специальные (для гор-ных, подводных, подземных и других специальных работ). По кон-струкции ходового оборудования различают гусеничные и колесныетракторы. Главным параметром тракторов является максимальноетяговое усилие на крюке, по величине которого (в тс) их относят кразличным классам тяги. В строительстве используют тракторысельскохозяйственного типа классов тяги 1,4; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 15 и 25(по сельскохозяйственной классификации) и промышленного типаклассов тяги 10; 15; 25; 35; 50 и 75 (по промышленной классифика-ции). Тракторы промышленного типа по своим конструктивно-экс-плуатационным параметрам наиболее полно соответствуют требо-ваниям, предъявляемым к тяговым средствам и базовым машинам встроительстве. Класс тяги по промышленной классификации озна-чает максимальную силу тяги без догрузки навесным оборудовани-ем на передаче со скоростью 2,5...3 км/ч для гусеничных и
.3.5 км/ч для колесных тракторов, обеспечивающей эффективнуюработу с землеройным оборудованием.
Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно боль-шими (до 40 км/ч) скоростями передвижения, высокой мобильно-стью и маневренностью. Их используют как транспортные машиныи как базу для установки различного навесного оборудования (по-грузочного, кранового, бульдозерного и землеройного), применяе-мого при производстве землеройных и строительно-монтажных ра-бот небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболееэффективно пневмоколесные тракторы используют на дорогах ствердым покрытием. Сравнительно высокое удельное давление нагрунт (0,2...0,4 МПа) снижает проходимость машин. Мощность ихдвигателей 47...220 кВт.
Гусеничные тракторы характеризуются значительным тяго-вым усилием на крюке (не менее 30 кН), надежным сцеплением гусе-ничного хода с грунтом, малым удельным давлением на грунт(0,02...0,06 МПа) и высокой проходимостью. Их скорость не превы-шает 12 км/ч. Мощность двигателей гусеничных тракторов
.600 кВт.
Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов — дви-гатель, силовая передача (трансмиссия), остов (рама), ходовое уст-ройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудо-вание. Рабочее оборудование предназначено для использованияполезной мощности двигателя при работе трактора с навесными иприцепными машинами.К рабочему оборудова-нию относят прицепноеустройство, валы отборамощности, приводныешкивы и гидравличес-кую навесную систему.
Р и с. 2.3. Гусеничные тракторыГусеничные трактО-
ры оснащают дизелями,механическими, гидромеханическими и электромеханическимитрансмиссиями. Расположение двигателя может быть передним(рис. 2.3, д), средним и задним (рис. 2.3, б). Наибольшее распростра-нение получили гусеничные тракторы с передним расположениемдвигателя и механическими трансмиссиями. Трансмиссия служитдля передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим звез-дочкам гусеничных лент (гусениц), плавного трогания и остановкимашины, изменения тягового усилия трактора в соответствии с ус-ловиями движения, изменения скорости и направления его движе-ния, а также привода рабочего оборудования.

Рис. 2.4. Схемы механических трансмиссий
В состав механической трансмиссии (рис. 2.4) входят: фрикционнаядисковая муфта сцепления 2, коробка передач 3, соединительные валы5, главная передача 6, механизм поворота с тормозами и бортовые ре-дукторы 9, соединенные с ведущими звездочками 10 гусениц 4. Муфтасцепления и коробка передач выполняют те же функции, что и одно-именные узлы автомобиля. Главная передача (аналогичная автомо-бильной) и бортовые редукторы увеличивают крутящий момент,подводимый от двигателя 1 к ведущим звездочкам гусениц.
На поперечном валу трансмиссии между главной передачей ибортовыми редукторами установлен фрикционный йТш планетар-ный механизм поворота, предназначенный для изменения направле-ния движения трактора. Наиболее распространенный фрикционныймеханизм поворота (рис. 2.4, а) выполнен в виде двух постояннозамкнутых многодисковых фрикционных муфт (бортовых фрикцио-нов) 7. При обоих включенных фрикционах ведущие звездочки 10гусениц вращаются синхронно, что обеспечивает прямолинейноедвижение машины. Частичным или полным включением одного изфрикционов уменьшают скорость движения соответствующей гусе-ницы, в результате чего происходит поворот трактора в сторону от-стающей гусеницы. На наружные (ведомые) барабаны фрикционовдействуют ленточные тормоза 8, осуществляющие торможение от-ключенной от трансмиссии гусеницы для более крутого поворотатрактора, а также торможение обеих гусениц при движении тракто-ра на уклонах и затормаживание его на месте.
Прямолинейное движение трактора с планетарным механизмомповорота (рис. 2.4*6) обеспечивается при затянутых тормозах 13 дополной остановки солнечных шестерен 12. При этом водила 14 и вал11 будут вращаться с одинаковой скоростью. Для поворота тракто-ра необходимо отпустить правый или левый тормоза 13, в результа-те чего один из планетарных механизмов полностью или частичнопрекратит передавать крутящий момент ведущей звездочке 10 гусе-ницы. Включением тормоза 8 достигается уменьшение радиуса по-ворота трактора. При одновременном включении обоих тормозов 8обеспечивается снижение скорости или полная остановка машины.Планетарный механизм поворота одновременно выполняет функ-ции редуктора.
Механические трансмиссии серийных гусеничных тракторов, ис-пользуемых в качестве базы строительных машин, передвигающих-ся при работе на пониженных (до 1 км/ч) рабочих скоростях, дообо-рудуются гидромеханическими ходоуменьшителями, состоящими изаксиально-поршневого гидромотора и зубчатого редуктора. Гидро-механические ходоуменыпители позволяют плавно (бесступенчато)регулировать скорость движения машины в зависимости от меняю-щейся внешней нагрузки.
В гидромеханической трансмиссии используется механическаяступенчатая коробка передач и гидротрансформатор, заменяющиймуфту сцепления. Гидротрансформатор обеспечивает автоматиче-ское бесступенчатое изменение крутящего момента, а также скоро-сти движения трактора в пределах каждой передачи коробки в зави-симости от общего сопротивления движению машины. Это позволя-ет снизить число переключений передач, повысить долговечностьдвигателя и трансмиссии, уменьшить вероятность остановки двига-теля при резком увеличении нагрузки.
В электромеханической трансмиссии крутящий момент дизеляпередается через постоянно замкнутую фрикционную муфту, кар-данный вал и ускоряющий редуктор силовому генератору, питаю-щему постоянным током тяговый электродвигатель. Крутящиймомент якоря тягового электродвигателя передается главной ко-нической передачей планетарным механизмам поворота, борто-вым редукторам и ведущим звездочкам гусеничных лент.Электромеханическая трансмиссия по сравнению с механическойи гидромеханической имеет простую кинематику (отсутствуетступенчатая коробка передач) и обеспечивает высокие тяговыекачества трактора за счет плавного бесступенчатого регулирова-ния скоростей движения машины в зависимости от нагрузки.Основные недостатки такой трансмиссии — сложность конструк-ции, сравнительно большие габаритные размеры и масса, высо-кая стоимость.
Р и с. 2.5. Пневмоколесные тракторы
Пне вмоколесные тракторы оснащаются дизелями, меха-ническими и гидромеханическими трансмиссиями. По типу системыповорота различают тракторы с передними управляемыми колеса-ми (рис. 2.5, а), со всемиуправляемыми колесами ис шарнирно сочлененнойрамой (рис, 2.5, б). Наибо-лее распространены пнев-моколссные тракторы сдизелями, механическойтрансмиссией и передни-ми управляемыми коле-сами.
Размещение, назначение и устройство основных узлов пневмоко-лесного трактора с механической трансмиссией и передними управ-ляемыми колесами примерно такие же (за исключением рабочегооборудования), как у рассмотренного выше автомобиля. Пнсвмоко-лесные тракторы с шарнирно сочлененной («ломающейся» в плане)рамой обладают высокой маневренностью, малым радиусом пово-рота и применяются для работы в стесненных условиях. Рама такоготрактора (см. рис. 2.5, в) состоит из двух полурам — передней 1 изадней 2, соединенных между собой универсальным шарниром 3.Маневрирование машины производится путем поворота переднейполурамы относительно задней вокруг вертикальной оси шарнирана угол до 40° в плане от продольной оси машины с помощью двухгидроцилиндров двустороннего действия. Каждая из полурам опи-рается на ведущий мост с управляемыми колесами. Трансмиссиятракторов с шарнирно сочлененной рамой — механическая и гидро-механическая.
Пневмоколесные тягачи предназначены для работы с различны-ми видами сменного навесного и прицепного строительного обору-дования. По сравнению с гусеничными тракторами они болеепросты по конструкции, имеют меньшую массу, большую долговеч-ность, дешевле в изготовлении и эксплуатации. Большие скороститягачей (до 50 км/ч) и хорошая маневренность в значительной мереспособствуют повышению производительности агрегатированных сними строительных машин.
Различают одно- и двухосные тягачи, на которых применяют ди-зели, и два вида трансмиссий — механическую и гидромеханиче-скую. Наиболее распространены тягачи с гидромеханической транс-миссией.
Одноосный пневмоколесный тягач состоит из двигателя,трансмиссии и двух ведущих управляемых колес. Самостоятельнопередвигаться или стоять на двух колесах без полуприцепного рабо-чего оборудования одноосный тягач не может. В сочетании с по-луприцепным рабочим оборудованием такой тягач составляет са-моходную строительную машину с передней ведущей осью.Управление сцепом тягач-полуприцеп осуществляется путем пово-рота на 90° вправо-влево относительно полуприцепа с помощьюгидроцилиндров двустороннего действия.
Двухосный тягач в отличие от одноосного имеет возмож-ность самостоятельно перемещаться без прицепа, работать в агрега-те с двухосными прицепами при незначительных затратах временина их смену. Двухосные четырехколесные тягачи имеют один илидва ведущих моста и шарнирно сочлененную раму. Схема поворотаполурам такая же, как и у пневмоколесного трактора (см.рис. 2.5, в). Гидромеханическая трансмиссия одно- или двухосныхтягачей имеет раздаточную коробку, от которой основной крутя-щий момент через гидротрансформатор, коробку передач и соеди-нительные валы сообщается ведущему мосту (или двум мостам).Часть мощности, отдаваемой двигателем через раздаточную короб-ку и карданный вал, может передаваться к исполнительным орга-нам управления рабочим оборудованием. Все агрегаты привода,отбора мощности и трансмиссии ходовой части тягачей унифициро-ваны и могут быть использованы для различных модификаций ма-шин той же или смежной мощности. Мощность дизеля тягача со-ставляет до 880 кВт.
В конструкциях двухосных тягачей применяют гидро- и электро-механические трансмиссии с мотор-колесами.
На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочееоборудование, возможно создание многих строительных и дорож-ных машин (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Различные виды сменного оборудования одноосных и двухосных тягачей:
1 — скрепер; 2 — землевозная тележка; 2 — кран; 4 — цистерна для цемента или жидкостей;
5 — трайлер; 6 — кран-трубоукладчнк; 7 — траншеекопатель; 8 — корчеватель; 9 — бульдозер;
10 — рыхлитель; 11 — погрузчик
Тяговые расчеты. При движении автомобиля, трактора или тяга-ча возникает общее сопротивление движению машины (Н):
Ж = Ж> + Ж,
где Жо — основное сопротивление движению на прямом горизон-тальном участке пути, представляющее собой сумму сопротивленийкачению колес (гусениц) и трения в трансмиссии, Н; Ж — дополни-
тельное сопротивление движению на подъеме (со знаком плюс) илина уклоне (со знаком минус), Н.
Такие виды сопротивлений, как сопротивление воздуха, сопро-тивление при движении на криволинейных участках пути и сопро-тивление ускорения при тяговых расчетах средств горизонтальноготранспорта, используемых на строительстве, обычно не учитывают-ся. При выполнении тяговых расчетов, как правило, пользуются ве-личинами удельных сопротивлений движению и\ Значения основно-го удельного сопротивления движению н’0 автомобилей, тракторов,тягачей и прицепов приводятся в справочниках. Значение дополни-тельного удельного сопротивления н’, на подъеме принимают рав-ным величине уклона пути / (в тысячных долях).
Полное сопротивление движению автомобиля, перевозящегогруз (Н):
Ж = (С, + С,) (но ± и'/),
где 0-л и Сг — соответственно вес автомобиля и груза, Н.
Для тракторов и пневмоколесных тягачей, буксирующих при-цепы:
Ж = Ст« ± И',) + «Сп(< ± И’/),
где От — собственный вес трактора или тягача, Н; Сп — вес прицепа сгрузом, Н; п — число прицепов; — основное удельное сопротивле-ние движению трактора или тягача; и>" — то же, прицепа.
Для движения автомобиля, трактора или тягача необходимыследующие условия:
Рт> Ж И Ет < (тсцф,
где рт — сила тяги на ведущих колесах (гусеницах), возникающая в ре-зультате работы двигателя и взаимодействия колес (гусениц) с доро-гой, Н; Ссц — сцепной вес, т. е. вес машины с грузом, приходящийся наведущие колеса (гусеницы), Н; Ф — коэффициент сцепления колес (гу-сениц) с поверхностью дороги, равный 0,3...0,6 для пневмоколесных и0,5...0,9 для гусеничных машин. Если последнее условие не соблюда-ется, то возникает пробуксовывание колес (гусениц).
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВАТакие транспортные средства приспособлены для перевозки од-ного или нескольких однородных грузов, отличающихся специфиче-скими условиями их транспортировки, и оборудованы различнымиприспособлениями и устройствами, которые обеспечивают сохран-ность и качество доставляемых на строительные объекты грузов икомплексную механизацию погрузочно-разгрузочных работ. При-менение специализированного транспорта способствует повыше-нию эффективности и качества строительства, позволяет снизить се-бестоимость перевозок, свести к минимуму потери строительныхматериалов и полуфабрикатов, а такте повреждение строительныхизделий и конструкций, которые весьма значительны при использо-вании транспортных средств общего назначения. В настоящее времябез применения специализированного транспорта практически не-возможна доставка многих грузов на объекты строительства. Боль-шинство специализированных транспортных средств представляютсобой сменные прицепы и полуприцепы к грузовым автомобилям,пневмоколесным тягачам и тракторам, что позволяет более эффек-тивно использовать базовую машину.
В условиях городского строительства широко применяется авто-мобильный специализированный транспорт. Современные специа-лизированные транспортные средства для строительства выпуска-ются в соответствии с утвержденным Госстроем «Типажомспециализированных автотранспортных средств для строительства»и предназначены для перевозки грунта, сыпучих и глыбообразныхгрузов (самосвалы), жидких и полужидких (битумовозы, известко-возы, бетоно- и растворовозы), порошкообразных (цементовозы),мелкоштучных и тарных грузов (контейнеровозы), длинномерныхгрузов (трубовозы, металловозы, лесовозы), железобетонных конст-рукций (панелевозы, фермовозы, плитовозы, балковозы, блоковозы,сантехкабиновозы), технологического оборудования и строитель-ных машин (тяжеловозы).
Автомобили-самосвалы перевозят строительные грузы в метал-лических кузовах с корытообразной, трапециевидной и прямоуголь-ной формой поперечного сечения, принудительно наклоняемых приразгрузке с помощью подъемного (опрокидного) механизма назад,на боковые (одну или две) стороны, на стороны и назад. По назна-чению различают специальные карьерные и универсальные обще-строительные самосвалы. В условиях городского строительстваприменяют универсальные самосвалы (рис. 2.7) грузоподъемностью
. 12 т, предназначенные для перевозки грунта, гравия, щебня, пес-ка, асфальта, бетонной смеси, строительного раствора и т. п. Совре-менные универсальные самосвалы выпускают на шасси грузовыхбортовых автомобилей общего назначения (иногда с укороченнойбазой) и оборудуют однотипными гидравлическими системами,обеспечивающими быстрый подъем и опускание кузова, высокуюнадежность и безопасность работы.
Основными узлами таких систем является масляный бак, гидрав-лический насос с приводом от коробки отбора мощности автомоби-ля, один или несколько (в зависимости от грузоподъемности) теле-скопических гидроцилиндров одностороннего действия, непосред-ственно воздействующих на кузов, распределитель или кран управ-ления, соединительные трубопро-воды и предохранительные уст-ройства. Гидроцилиндры подъем-ных механизмов могут иметь го-ризонтальное, наклонное и верти-кальное расположение и устанав-ливаются на раме автомобиля подпередней частью кузова или на пе-реднем его борту (рис. 2.7, а). Раз-делитель или кран управления на-правляет поток рабочей жидкостиот насоса к гидроцилиндру (илисинхронно работающим гидроци-линдрам) при опрокидывании ку-зова, соединяет полости гидроци-линдров со сливным баком приопускании кузова, ограничиваетдавление в системе и обеспечиваетфиксацию кузова в определенныхположениях (крайних или проме-жуточных).
Наиболее распространены встроительстве самосвальные авто-поезда в составе автомобиля-само-свала и прицепа-самосвала или седельного тягача и полуприцепа-са-мосвала (рис. 2.7, 6). Автомобиль-самосвал разгружается настороны, а прицеп-самосвал — на стороны и назад. Прицепы-само-свалы могут иметь разъемные (сдвоенные) кузова, передний из кото-рых разгружается на две (боковые), а задний — на три (боковые иназад) стороны. Современные автомобили-самосвалы и самосваль-ные прицепы имеют унифицированные кузова, ходовую часть,подъемные механизмы и оборудуются системой автоматическогооткрывания и закрывания бортов с управлением из кабины води-теля.
Для перевозки керамзита и других сыпучих материалов с не-большой плотностью применяют специализированные прицепы иполуприцепы — керамзитовозы грузоподъемностью до 12 т, т. е. са-мосвалы с увеличенной вместимостью кузова.
При перевозках на строительные объекты мелкоштучных и тар-ных грузов (санитарно-технической и вентиляционной аппаратуры,отделочных, изоляционных и кровельных материалов, кирпича,оконных и дверных блоков, небольших по массе и размерам сбор-ных железобетонных конструкций и т. п.) все шире используют кон-тейнеризацию и пакетирование. Для доставки контейнеров и паке-тов применяют бортовые автомобили, прицепы и полуприцепыобщего назначения и специализированные транспортные средст-ва — автомобили-самопогрузчики и контейнеровозы.
Автомобили-самопогрузчики наряду с выполнением транспорт-ных функций могут осуществлять погрузку и разгрузку перевози-мых тарных грузов, перегружать грузы на рядом расположенныеавтомобили и прицепы с помощью гидравлических погрузочно-раз-грузочных устройств, установленных на самом автомобиле. Авто-мобили-самопогрузчики оборудуют бортовыми манипуляторами,качающимися порталами, грузоподъемными бортами и навеснымигрузоподъемными устройствами.


Рис. 2.8. Автомобили-самопогрузчики и контейнеровозы
Автомобили-самопогрузчики с качающимся порталом (боково-го или заднего расположения, рис. 2.8, а) предназначены для пере-возки, погрузки и разгрузки контейнеров массой до 5 т. Рабочий ор-ган — качающийся портал 1 шарнирно соединен с платформой дляустановки контейнеров и может поворачиваться в вертикальнойплоскости на угол до 120° двумя синхронно действующими длинно-ходовыми гидроцилиндрами 2 двустороннего действия. Качающие-ся порталы используют также для погрузки-разгрузки сменныхкузовов-контейнеров. Для перевозки, погрузки и разгрузки контей-неров большой грузоподъемности (20 т и более) применяют полу-прицепы, оборудованные боковыми гидравлическими перегружате-лями (рис. 2.8, б).
Автомобили-самопогрузчики и контейнеровозы оборудуют вы-движными и откидными гидравлическими опорами 3, действующи-ми при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и обеспечи-вающими устойчивость машины и разгрузку ее ходовой части.
Автомобили-самопогрузчики с бортовыми гидравлическимиманипуляторами осуществляют самопогрузку и саморазгрузку ба-зового автомобиля и прицепа, погрузку-разгрузку других располо-женных рядом транспортных средств, а также могут бытьиспользованы на строительно-монтажных работах небольшогообъема.
Манипулятор грузоподъемностью 2,5 т состоит (рис. 2.9) из по-воротной колонки, шарнирно сочлененного стрелового оборудова-ния, двух выносных гидравлических опор 6, механизма поворотастрелы в плане, двух пультов управления 4 и комплекта сменногорабочего оборудования.


Стреловое оборудование смонтировано на поворотной колонке
установленной на опорной раме 5 шасси, и состоит из рукояти
рычага 13, телескопической стрелы 14 с основной 17 и выдвиж-ной 18 секциями, гидроцилиндров 12, 15 и 16 управления, крюковойподвески 19 или ротатора 20. Ротатор обеспечивает манипулирова-ние грузом в горизонтальной плоскости через реечную передачу игидроцилиндр 21 двустороннего действия, штоком которого являй-ся рейка 22 ротатора, входящая в зацепление с шестерней 23.
В комплект сменного рабочего оборудования манипулятора вхо-дят удлинитель стрелы, выдвигаемый вручную, вилочный подхват,клещевой захват для пакетированных грузов и захват для контейне-ров. Поворот стрелового оборудования в плане на угол 400° обеспе-чивается реечным поворотным механизмом, включающим два попе-ременно работающих гидроцилиндра, рейку 7 и шестерню 8, жесткозакрепленную на валу 9 поворотной колонки. Привод аксиаль-но-поршневого насоса 3 гидросистемы манипулятора осуществляет-ся от двигателя 1 автомобиля через коробку отбора мощности 2.Управление манипулятором может осуществляться с любого из двухпультов управления 4, расположенных по обеим сторонам автомо-биля.
Конструкции отечественных бортовых манипуляторов выполне-ны по единой принципиальной схеме и различаются между собойгрузовым моментом, грузоподъемностью, высотой подъема и опус-кания крюка, массой, габаритными размерами. Компоновочныесхемы размещения бортовых манипуляторов на автотранспортныхсредствах показаны на рис. 2.10.
Для перевозки жидких вяжущих материалов (битум, гудрон,эмульсии) в разогретом состоянии от предприятий-изготовителей кместам производства дорожных, кровельных и изоляционных ра-бот применяют битумовозы и автогудронаторы. Они представляютсобой цистерны эллиптической формы, смонтированные на шассиавтомобилей или на полуприцепах к седельным тягачам, и осна-щаются системами подогрева (для поддержания температуры пере-возимого материала не ниже 200°С) и выдачи мастики.Вместимость цистерн гудронаторов 3500...7000 л, битумовозов —
6)в)


Рис. 2.10. Размещение бортовых манипуляторов на автотранспортных
средствах
. 15000 л.
Для перевозки труб длиной 6... 12 м диаметром до 1420 мм исварных секций из труб (плетей) длиной 24...36 м применяют специ-альные автопоезда — трубовозы и плетевозы. В состав трубовозавходят автотягач, одноосный прицеп-роспуск с жестким дышломили полуприцеп. Тяговое усилие на груженый прицеп-роспуск пере-дается у трубовозов через тягово-сцепное устройство и дышло, уплетевозов — непосредственно трубами (плетями), закрепленнымина тягаче и двухосном прицепе-роспуске. Количество одновременноперевозимых труб устанавливается, исходя из грузоподъемности ав-топоезда. При многорядной укладке трубы увязывают предохрани-тельным канатом. Для перевозки изолированных труб в городскихусловиях обычно применяют специализированные полуприце-пы-трубовозы о гидравлическими разгрузочными механизмами,обеспечивающими сохранность изолирующего слоя и подготовлен-ных для сварки торцов труб при транспортировке, погрузке и раз-грузке.

4 Строительные машиныи основы автоматтацин

Рис. 2.11. Автопоезд для перевозки труб
На рис. 2.11, а показан седельный тягач 1 с полуприцепом-тру-бовозом 5 грузоподъемностью 7 т, оборудованным двумя (передними задним) гидравлическими разгрузочными механизмами 2. Рамаполуприцепа выполнена раздвижной и на передней и задней ее час-тях имеются деревянные опорные плоскости и боковые стойки. По-
луприцеп оборудован передним и задним металлическими предо-хранительными щитами 5, предотвращающими осевое перемещениетруб 4 при перевозке. Разгрузочный механизм состоит из телескопи-ческой стрелы 9 (рис. 2.11, в), раздвигаемой встроенным гидроци-линдром, и двух телескопических гидроцилиндров 7 для поворотастрелы с грузовым захватом 8 для труб в вертикальной плоскости.На рис. 2.11, б, в показаны положения стрелы соответственно передразгрузкой и в конце разгрузки. Устойчивость автопоезда обеспечи-вается откидными опорами 6. Пульт управления разгрузочными ме-ханизмами расположен в передней части полуприцепа. Трубовозы иплетевозы оборудуют габаритными сигналами. Грузоподъемностьавтомобильных трубовозов 9...12 т, плетевозов — 6...19 т.
Для перевозки крупноразмерных железобетонных конструкцийи деталей с заводов-изготовителей на строительные площадки при-меняют специализированные прицепы и полуприцепы: панелевозы,фермовозы, балковозы, плитовозы, блоковозы и сантехкабиновозы.Выбор типа транспортного средства определяется габаритами, мас-сой и условиями перевозки изделий.
Панелевозы (рис. 2.12, а) выполнены в виде полуприцепов к се-дельным автотягачам и предназначены для перевозки в вертикаль-ном или крутонаклонном положении стеновых панелей, перекры-тий, перегородок, плит, лестничных маршей и т. п. Различаютферменные и рамные полуприцепы-панелевозы. Несущий металли-ческий каркас ферменных панелевозов выполняют в виде простран-ственной фермы («хребта») трапециевидного (рис. 2.12, б) или пря-моугольного сечения или в виде двух плоских продольных ферм,соединенных между собой передней и задней опорными площадка-ми и горизонтальными связями (рис, 2.12, в). Хребтовая ферма рас-полагается по продольной оси симметрии полуприцепа, а перевози-мые панели ■— в кассетах по обеим сторонам от нее под углом 8... 12°к вертикали. Передняя и задняя площадки фермы имеют поручнидля такелажников. У панелевозов с плоскими несущими фермамипанели располагаются в несколько рядов вертикально в кассете ме-жду фермами. Некоторые конструкции панелевозов имеют такжедополнительные боковые наклонные кассеты для перевозки укоро-ченных панелей в один ряд (рис. 2.12, г), что позволяет лучше ис-пользовать грузоподъемность автопоезда. Для крепления панелейиспользуют винтовые зажимы, прижимные планки и канаты, затя-гиваемые с помощью ручной лебедки.
Рамные прицепы-панелевозы (рис. 2.12, д) имеют раму, несущуюкассету и воспринимающую основную нагрузку. Панели устанавли-ваются внутри кассеты на деревянный настил и удерживаются отбокового перемещения зажимными винтами. Передняя часть полу-прицепов-панелевозов опирается на седельно-сцепное устройствотягача, а задняя — на одноосную или двухосную тележку с управ-
1-1:
Рис. 2.12. Панелевозы
ш
Мщляемыми или неуправляемыми колесами. В стесненных условиях го-родской застройки обычно применяют панелевозы с управляемымизадними тележками, улучшающими маневренность автопоезда. Со-временные полуприцепы-панелевозы оборудуются раздельно управ-ляемыми гидравлическими опорами с гидроцилиндрами двусторон-него действия, работающими от гидросистемы автомобиля, и имеютавтоматическую сцепку с тягачом, что позволяет вести монтаж не-посредственно с панелевозов (монтаж с «колес»), более эффективно
использовать базовый автомобиль, который может обслуживать не-сколько сменных полуприцепов (челночный метод работы) и осуще-ствлять погрузку-разгрузку панелевоза на неровных площадках.Грузоподъемность полуприцепов-панелевозов 9...22 т.
Ферменные и рамные панелевозы можно переоборудовать в по-луприцепы платформенного типа и использовать для перевозкиплит, балок, фундаментных блоков и других грузов. Это повышаетих универсальность и коэффициент использования пробега за счетвозможности загрузки машины при движении в обратном направле-нии.
Длиннобазовые полуприцепы-фермовозы предназначены дляперевозки ферм длиной 12...30 м, установленных и закрепленныхв положении, близком к рабочему. Полуприцепы-фермовозы име-ют ферменную или балочную конструкцию с кассетной платфор-мой и двухосной со сдвоенными колесами управляемой инеуправляемой тележками. В условиях стесненных строительныхплощадок применяют полуприцепы-фермовозы с гидравлическимуправлением тележки, у которой каждое колесо поворачиваетсяна соответствующий угол в зависимости от угла «складывания»автопоезда.
На рис. 2.13 показан автопоезд-фермовоз для перевозки фермлюбой конструкции длиной до 24 м и высотой до 2,5 м. Рама 2 по-луприцепа кассетного типа ферменной конструкции передней ча-стью опирается на седельно-сцепное устройство тягача, а задней —на седельно-опорное устройство двухосной задней управляемой те-лежки 4. Колеса тележки управляются автоматически с помощьюследящей системы с гидравлическим приводом. Переднюю пере-движную опору 5 полуприцепа устанавливают вдоль рамы в зависи-мости от длины перевозимых ферм и передвигают с помощью руч-ной лебедки 1. Ферма 3 опирается на грузовые площадки рамы изакрепляется в верхнем ее поясе прижимными винтами. Грузоподъ-емность полуприцепов-фермовозов 10...22 т.
Полуприцепы-сантехкабиновозы и блоковозы предназначеныдля перевозки объемных элементов жилых и промышленных зданий(унифицированных санитарно-технических кабин, блок-комнат,маршей), технологического оборудования (секций лифтов, транс-форматоров, котлов, бункеров, баков и др.) и контейнеров. По кон-струкции они имеют много общего с панелевозами рамного типа и


Рис. 2.14. Сантехкабиновоз
отличаются низким расположением грузовой площадки и отсутст-вием специальных средств крепления.
Полуприцеп-сантехкабиновоз (рис. 2.14) представляет собойсварной из гнутых и прокатных профилем каркас кассетного типа,передняя часть которого опирается на седельно-сцепное устройствоавтомобиля-тягача, а задняя — на одно- или двухосную тележку суправляемыми или неуправляемыми колесами. Оборудуются онимеханическими или управляемыми гидравлическими опорными уст-ройствами. Грузоподъемность 4...30 т.
Полуприцепы-плитовозы применяют для перевозки плит пере-крытий и покрытий в горизонтальном положении, а также балок,колонн, ригелей, пиломатериалов и др. Несущей частью грузовойплощадки плитовоза является хребтовая рама с консолями для на-стила и выдвижными боковыми стойками. Полуприцепы имеют од-ноосную или двухосную заднюю тележку. Некоторые конструкцииплитовозов выполняют с раздвижной телескопической рамой. Гру-зоподъемность плитовозов до 22 т.
Для перевозки тяжеловесного крупногабаритного оборудованияи строительных машин применяют трех-, четырех- и шестиосныемногоколесные прицепы и полуприцепы-тяжеловозы грузоподъем-ностью 20..Л20 т с низкорасположенной платформой. Прицепытранспортируют балластными автомобильными тягачами, а полу-прицепы — седельными. Прицепы и полуприцепы большой грузо-подъемности оборудуют гидравлическими подъемными механизма-ми для опускания платформы при погрузке и подъеме ее притранспортировке грузов. Для погрузки и выгрузки грузов на тягачеустанавливают лебедку с приводом от коробки отбора мощностиавтомобиля.
Основными направлениями развития специализированныхтранспортных средств являются: расширение их серийного произ-водства и номенклатуры с одновременным снижением количестватипоразмеров, создание транспортных средств многоцелевого на-значения, совершенствование механизмов крепления грузов, опор-ных, зажимных и погрузочно-разгрузочных устройств, повышениеединичной грузоподъемности и широкая унификация машин.
Техническая производительность средств безрельсового транс-порта (т/ч)
Пт — 3600О,кгкПр1(ку^,1,211V + г3 + гр + гм),
где (2 — грузоподъемность, т; кг — коэффициент использования погрузоподъемности, кпр — то же, по пробегу; ку — коэффициент, учи-тывающий затраты времени на разгон и торможение; / — дальностьтранспортирования в одну сторону, м; V — скорость движения, км/ч;г3, гр, гм — соответственно время загрузки, разгрузки и маневрирова-ния, с.
ЛЕНТОЧНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Ленточные конвейеры предназначены для перемещения непре-рывным потоком в горизонтальном или наклонном (под углом до20°) направлениях сыпучих (песка, земли, цемента), мелкокусковых(щебня, гравия и др.) и мелкоштучных (кирпича, блоков, плитки идр.) материалов, а также растворов, бетонной смеси при температу-ре окружающего воздуха -40...+40°С и температуре Транспортируе-мых материалов не выше +60°С. Тяговым и грузонесущим органомленточных конвейеров служит прорезиненная гладкая бесконечнаялента, огибающая два концевых барабана — приводной и натяж-ной. Расчетную длину конвейеров измеряют по центрам концевыхбарабанов. Строительные конвейеры выполняют передвижнымидлиной 5...14 м и звеньевыми сборно-разборными длиной 40...80 м.Ширина ленты передвижных конвейеров 400...500 мм, звеньевых —650 мм.
Основой ленты служит хлопчатобумажная или капроноваяткань, образующая прокладки ленты, которые связаны между собойи покрыты снаружи вулканизированной резиной. Концы ленты приее монтаже склеивают с последующей вулканизацией места стыка.Лента приводится в движение силой трения, возникающей междуней и поверхностью приводного барабана. Необходимое давлениеленты на барабан обеспечивается ее натяжением при перемещениинеприводного (натяжного) барабана винтовым натяжным устройст-вом. Рабочая (груженая) ветвь ленты конвейера поддерживается спомощью опор (двухроликовых у передвижных конвейеров, трехро-ликовых у стационарных), крайние ролики которых установленыпод углом а = 20...30° и придают ленте желобчатую форму. Такаяформа обеспечивает возможность транспортирования сыпучих гру-зов, исключая их ссыпание, и способствует повышению производи-тельности конвейера. Холостую ветвь ленты поддерживают прямыеоднороликовые опоры.
Передвижные ленточные конвейеры имеют пневмоколесное шас-си и применяются на рассредоточенных объектах с малыми объема-ми работ.
Они выполнены по единой конструктивной схеме, максимальноунифицированы и состоят (рис. 2.15) из следующих основных узлов:несущей рамы 8, установленной на шасси с двумя ходовыми пневмо-колесами 16, транспортирующей прорезиненной гладкой ленты 7,электроприводного мотор-барабана 12, натяжного барабана 2 с

Рис. 2.15. Передвижной ленточный конвейер:а — общий вид; 6 — кинематическая схема; « — расположение леиты на роликоопорах;г — кинематическая схема электроприводного мотор-барабана
винтовым натяжным устройством 3, верхних желобчатых 10 и ниж-них плоских 14 роликоопор, поддерживающих соответственно рабо-чую (груженую) и холостую ветви ленты, загрузочной воронки 4,механизма изменения высоты выгрузки, очистных скребков 13, ко-жухов 11 и 19, электрооборудования и переносного пульта управле-ния 18.
Материал подается на ленту конвейера с уровня земли через за-грузочную воронку, а выгружается при огибании лентой приводно-го барабана. Загрузка конвейера может осуществляться вручнуюили механизированным способом с помощью питателя, обеспечи-вающего равномерную и непрерывную подачу сыпучих материаловна ленту. Лента очищается от налипшего материала двумя скребка-ми 13, расположенными в верхней и нижней частях конвейера.
Бесконечная лента приводится в движение электроприводныммотор-барабаном с наружным диаметром 320 мм, установленным вверхней части рамы конвейера. Положение барабана регулируетсяболтами, расположенными с обеих сторон рамы. Движение бараба-ну сообщается от встроенного в его внутреннюю полость электро-двигателя 23 через зубчатую пару 25, промежуточный вал 26 и вы-ходную шестерню 27, приводящую во вращение зубчатый обод 21,жестко соединенный с основанием барабана 22. Барабан через под-шипники опирается на цапфу 20 редуктора и кабельную втулку 24.Натяжное устройство, предназначенное для натяжения ленты с це-лью обеспечения надежного сцепления ее с барабанами, расположе-но в нижней части рамы и состоит из натяжного барабана 12 (см.рис. 2.15), ползунов и регулировочных винтов 3 с гайками. Увеличе-ние и уменьшение высоты разгрузки конвейера осуществляются приизменении расстояния между верхними частями подвижной 15 и не-подвижной 17 опор шасси с помощью ручной червячной лебедки 6через канатный полиспаст 9.
Управление приводом конвейеров ручное кнопочное и осуще-ствляется с помощью переносного пульта 18. Безопасность работыконвейеров обеспечивается аварийными кнопками, установленны-ми^ на концах рамы и экстренно отключающими привод в ава-рийных ситуациях, и конечным выключателем 5, блокирующимнижний кожух с приводом и исключающим его включение приснятии кожуха.
Рабочие поверхности лент передвижных ленточных конвейероввыполняют гладкими и рифлеными — с шевронными выступами.Конвейеры с рифлеными лентами имеют повышенные (до 35°) углынаклона и большую высоту выгрузки. Скорость движения лент
. 1,7 м/с. Высота разгрузки передвижных конвейеров с гладкойлентой (наименьшая — наибольшая) длиной 6 м составляет
.2.6 м, длиной Юм — 1,8...3,9 м, длиной 14 м — 2,2...5,1 м. Про-изводительность конвейеров 100... 112 т/ч.
В пределах строительной площадки передвижные конвейеры пе-ремещают обычно вручную, а с объекта на объект транспортируютбез разборки с опущенной на минимальную высоту рамой на букси-ре к любому транспортному средству. К тягачу конвейер подсоеди-няют с помощью дышла 1. Наибольшая скорость буксирования кон-вейеров 15 км/ч.
Стационарные ленточные конвейеры применяют на объектах сбольшими объемами работ. Такие конвейеры состоят из тех же уз-лов, что и передвижные машины (за исключением отсутствующихмеханизмов передвижения и изменения высоты разгрузки), полно-стью унифицированы и отличаются друг от друга длиной и мощно-стью привода. Рамы стационарных конвейеров собирают из типо-вых взаимозаменяемых секций — звеньев длиной 2,5 м. Загрузкаматериала на ленту производится через загрузочную воронку, раз-грузка — с приводного барабана или на любом участке ленты с по-мощью разгрузочных устройств. Высота разгрузки горизонтальныхконвейеров составляет 0,72 м, наклонных (максимальный угол на-клона 10°) — 7 м при длине 40 м и 15 м при длине 80 м.
Конструктивная производительность ленточного конвейера приперемещении насыпных материалов (м3/ч)
Пк = 36005т,
где 5 — площадь поперечного сечения насыпного материала на лен-те, м (при средних значениях угла наклона конвейера с гладкой лен-той 5 = 0,05/>2 и с желобчатой лентой 5 = 0,11 Ь2 на трехроликовыхопорах; Ь — ширина ленты, м); г — скорость движения ленты, м/с.
Производительность конвейера, транспортирующего штучныегрузы (т/ч)
Пк = 3,6/т/1,
где т — масса отдельного груза, кг; / — расстояние между центрамигрузов, м.
ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫСтроительные погрузчики представляют собой самоходные уни-версальные машины, предназначенные для выполнения погрузоч-но-разгрузочных работ с различными видами грузов (сыпучими,кусковыми, штучными, пакетированными, длинномерными и т.п.),перемещения грузов на сравнительно небольшие расстояния, земле-ройно-погрузочных, монтажных и вспомогательных работ. Универ-сальность погрузчиков обеспечивается наличием широкой номенк-латуры быстросъемных сменных рабочих органов — ковшейразличных типов и вместимости, вилочных, челюстных и монтаж-ных захватов, крановых безблочных стрел, навесных рыхлителей,буров и др.
Различают погрузчики периодического действия — одноковшо-вые и вилочные и непрерывного действия — многоковшовые. Одно-ковшовые и вилочные погрузчики выполняют циклично повторяе-мые операции по загрузке рабочего органа, транспортированию иразгрузке груза раздельно и последовательно. У многоковшовыхпогрузчиков наполнение и разгрузка рабочего органа осуществляет-ся непрерывно и одновременно.
Одноковшовые погрузчики применяют в основном для погруз-ки-разгрузки, перемещения и складирования насыпных, мелкокус-ковых материалов и штучных грузов, а также для экскавации и по-грузки в автосамосвалы (или отсыпки в отвал) неслежавшихсягрунтов I и II категории и естественного грунта III категории. Ос-новным рабочим органом таких погрузчиков является ковш. Одно-ковшовые погрузчики классифицируют:
по типу ходового устройства — гусеничные (на базе тракторов),пневмоколесные (на базе специальных шасси и тягачей) и полугусе-ничные;
по расположению рабочего органа относительно двигателя — спередним (наиболее распространены) и задним расположением;
по способу разгрузки рабочего органа — с полуповоротным, ком-бинированным, перекидным и фронтальным погрузочным оборудо-ванием.
В городском строительстве наиболее распространены фронталь-ные универсальные погрузчики на пневмоходу.
Фронтальные погрузчики базируются на гусеничных, ко-лесных шасси и тракторах и обеспечивают разгрузку ковша вперед(со стороны разработки материала) на любой отметке в пределах за-данной высоты. Ходовое оборудование колесных погрузчиков име-ют обычно все (четыре) ведущие колеса, а их опорная рама можетбыть жесткой и шарнирно сочлененной. Погрузчики с шарнирно со-члененной рамой обладают высокими мобильностью, маневренно-стью и наиболее эффективно используются в стесненных условиях.
Погрузчик (рис. 2.16) базируется на самоходном пневмоколес-ном двухосном шасси с шарнирно сочлененной рамой 5, состоящейиз двух полурам, угол поворота в плане которых может составлять± 40°. На передней полураме смонтировано погрузочное оборудова-ние и жестко закрепленный передний мост. На задней полураме ус-тановлены: силовая установка 2, гидромеханическая трансмиссия,задний мост на балансирной раме и кабина оператора 7. Задниймост может качаться относительно продольной оси погрузчика, чтообеспечивает высокие тягово-сцепные качества машины. Рабочееоборудование погрузчика включает: ковш 8, рычажную систему, со-стоящую из стрелы 7, коромысла 9 и тяг 77, и гидросистему приво-
87
УЖЖЖЖ.
Рис. 2.16. Фронтальный погрузчик

да. Основной ковш вместимостью 1,0 м3 имеет прямую режущуюкромку со съемными зубьями. Поверхности режущих кромок и зубь-ев покрыты износостойким сплавом. Вместо основного ковшаможет быть установлен любой из семи видов сменных рабочих ор-ганов: ковши уменьшенной и увеличенной вместимости, двухчелю-стной ковш, грузовые вилы, челюстной захват, крановая безблочнаястрела.
Гидромеханическая трансмиссия базового шасси погрузчикавключает: гидротрансформатор, гидромеханическую коробку пере-дач, редуктор отбора мощности 3, карданные валы, передний и зад-ний унифицированные ведущие мосты 4. Редуктор отбора мощно-сти обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя ккоробке передач и независимый привод гидронасосов рабочего по-грузочного оборудования и гидравлического рулевого управления.Рулевое управление погрузчика со следящей гидравлической обрат-ной связью включает гидравлический руль и два вспомогательныхгидроцилиндра, с помощью которых происходит поворот полурамотносительно друг друга. Гидросистема погрузочного оборудова-ния обеспечивает управление стрелой и ковшом при выполнении ра-бочих операций и включает в себя: два шестеренных насоса, распре-делитель, гидроцилиндр 10 поворота ковша, два гидроцилиндра 6подъема и опускания стрелы. Управление погрузчиком ведется из
кабины машиниста, в которой сосредоточены пульт управления сприборами контроля, рулевая колонка и педали.
Все современные погрузчики оборудуются аварийно-предупре-дительной световой и звуковой сигнализацией с электронными уст-ройствами отображения информации (УСИ) о предельном состоя-нии контролируемых параметров двигателя, трансмиссии, электри-ческой, гидравлической, тормозной и других систем.
Сменные рабочие органы и навесное оборудование одноков-шовых строительных пнсвмоколесных погрузчиков показаны нарис. 2.17.

Р и с. 2.17. Сменное рабочее и навесное оборудование одноковшовых погрузчиков:1 - ковш для скальных пород с зубьями; 2 — ковш без зубьев с прямолинейной режущейкромкой: 3 — то же, с У-образной режущей кромкой; 4 — скелетный ковш; 5 — грузовыевилы: 6 — бульдозерный отвал: 7 — плужный снегоочиститель; 8 — захват для столбов и свай;9 — ковш с принудительной разгрузкой; 10 — двухчелюстной ковш: 11 — захват длядлиномеров; 12 — ковш для распределения бетона; Н — захват для пакетов; 14 — кран;
18 — зкекаватор: 16 — рыхлитель; 17 — роторный снегоочиститель; 18 — кусторез;
19 — корчеватель-собиратель; 20 — асфальтовзламыватель
Малогабаритные универсальные погрузчики монтируются насамоходных шасси с бортовым поворотом и предназначены длявыполнения в особо стесненных условиях строительства трудоем-ких малообъемных земляных, погрузочно-разгрузочных, подгото-вительных, вспомогательных и специальных работ. Моделивысокоманевренных многофункциональных малогабаритных по-грузчиков имеют мало различий и кроме основного погрузочногоковша используют следующие виды быстросъемного сменногорабочего оборудования: экскаваторный ковш — обратная лопа-та, зачистной ковш, грузовые вилы, грузовая стрела, гидравличе-ский молот, гидравлический бур, плужный и роторныйснегоочистители, траншеекопатель, дорожная щетка, пескораз-брасыватель, подметально-уборочное оборудование, бульдозер-ный отвал и т. п.
Погрузчики имеют четырехколесный движитель со всеми веду-щими колесами и объемную гидравлическую трансмиссию, обеспе-чивающую независимый привод каждого борта машины и бессту-пенчатое регулирование скорости движения до 10... 12,6 км/ч.Наиболее эффективно погрузчики применяются на рассредоточен-ных объектах для комплексной механизации строительно-монтаж-ных работ небольших объемов. Многоцелевое сменное рабочее обо-рудование погрузчиков позволяет практически полностьюмеханизировать ручной труд. Для быстрой смены одного вида обо-рудования на другой каждый погрузчик оборудован специальнымустройством — гидроуправляемым суппортом, шарнирно соединен-ным со стрелой.
Малогабаритные погрузчики способны совершать бортовойразворот на месте на 180° с загруженным ковшом при ширине рабо-чей зоны до 4 м. Возможность выезда погрузчика с загруженнымковшом из стесненной зоны задним ходом позволяет использоватьэти машины при ширине проезда не более 2 м. Максимальная про-изводительность погрузчиков (20...35 м3/ч) достигается при наи-большей дальности транспортировки до 25...30 м.
При оснащении гидромолотом погрузчики способны разрушатьасфальтобетонные и бетонные покрытия дорог, площадок, полови т. п., а также мерзлые грунты на глубину до 0,6 м. При бортовомразвороте на месте можно производить несколько ударов молотом вопределенном секторе с одной стоянки погрузчика.
Рабочее оборудование погрузчика (рис. 2.18) шарнирно крепит-ся к полупорталам 7 и состоит из суппорта 1, стрелы 2, двух гид-роцилиндров 3 поворота суппорта с рабочим органом, рычагов 4 стягами 5 и двух гидроцилиндров 6 подъема — опускания стрелы.Экскаваторное оборудование, закрепленное на суппорте погрузчи-ка, имеет возможность в процессе работы поворачиваться на угол90° влево или вправо от продольной оси машины. Стрела погруз-

Рис. 2.18. Малогабаритный универсальный погрузчик
чика во время работы с экскаваторным оборудованием поднимает-ся и закрепляется в верхнем положении. Возможно смещениеэкскаваторного оборудования погрузчика вправо и влево от осикопания на 350...500 мм, что позволяет выполнять работы пообкапыванию существующих конструкций и коммуникаций, встре-чающихся при разработке грунта ниже уровня стоянки погрузчи-ка, вести разработку грунта вблизи стен, ограждений и другихсооружений.
Гидравлическая система погрузчика состоит из двух гидросис-тем: привода ходовой части и привода рабочего оборудования.Привод колес ходовой части осуществляется двумя автономнымибортовыми передачами с приводом от индивидуальных гидромото-ров. Каждая бортовая передача состоит из редуктора привода, сту-пичного редуктора, задней оси и постоянно замкнутого дисковоготормоза с гидравлическим управлением. Питание гидромоторовходовой части осуществляется от двух реверсивных регулируемыхгидронасосов. Питание гидравлических двигателей рабочего обору-дования осуществляется от нерегулируемого гидронасоса. Гидрона-сосы ходовой части и рабочего оборудования приводятся в действиеот дизеля погрузчика. Подсоединение к гидросистеме машины гид-роцилиндров или гидромоторов дополнительных сменных рабочихорганов активного действия осуществляется через быстросоединяю-щую муфту и рукав высокого давления без потерь рабочей жидко-сти (рис. 2.19).
Малогабаритные погрузчики имеют вместимость основного по-грузочного ковша 0,24...0,3 м3, экскаваторного ковша 0,04...0,063 м3,грузоподъемность грузовой стрелы 0,5 т.
Эксплуатационная производительность одноковшовых погруз-чиков (м3/ч):
при работе с сыпучимии кусковыми грузами

5
Рис. 2.19. Сменные рабочие органымалогабаритных погрузчиков:
— грузовые вилы; 2 — грузовая безблочиая стрела;3 — обратная лопата экскаватора; 4 -- гидробур;
5 — дорожная щетка; 6 — гидромолот
Пэ = 3600^А:нА:в//ц,
где <7 — вместимость ковша,м3; кн — коэффициент напол-нения ковша (А:н = 0,5...1,25);кв — средний коэффициентиспользования погрузчикапо времени; /ц — продолжи-тельность полного цикла, с;
при работе со штучны-ми грузами (т/ч)
Пэ = 3,6ткМ(ц,
где т — масса поднимаемо- фго груза, кг; кТ — коэффици- ^ент использования погруз-чика по грузоподъемности
(кг - 0,6...0,8).
Производительность со- 1временных отечественныходноковшовых погрузчи-ков 90...235 м3/ч при средней продолжительности цикла 30...60 с,грузоподъемность 1,25...5 т, вместимость ковшей 0,4...3 м3.
Вилочные универсальные погрузчики (автопогрузчики) применя-ют для погрузочно-разгрузочных работ, транспортирования на не-большие расстояния и штабелировайия штучных и пакетированныхгрузов на открытых площадках и дорогах с твердым покрытием. Ихизготовляют с использованием узлов серийных автомобилей. Ониимеют единую конструктивную схему, унифицированы и оснащают-ся комплектом сменных рабочих органов: вилами и специальнымизахватами для погрузки-разгрузки, перемещения и складированиявсевозможных штучных, тарных и длинномерных грузов (труб, бре-вен, контейнеров, строительных блоков и др.), ковшами для насып-ных и кусковых грузов; грузовыми стрелами (блочными и безблоч-ными) для подъема грузов на небольшую высоту и монтажаразличных строительных конструкций и оборудования. Сменныерабочие органы навешиваются на гидравлический вертикальныйгрузоподъемник, расположение которого может быть передним(фронтальным) и боковым.
Автопогрузчик (рис. 2.20, а) состоит из пневмоколесного ходо-вого устройства с передними ведущими двухскатными колесами 2 изадними управляемыми односкатными колесами б, фронтальногогидравлического грузоподъемника 3 со сменным рабочим орга-

Рис. 2.20. Автопогрузчик:а — общий вид; б — схема грузоподъемника
ном 7, противовеса 5, двигателя внутреннего сгорания 4, механиче-ской автомобильной трансмиссии механизма передвижения, гидро-системы грузоподъемника и системы управления. Противовесобеспечивает собственную и грузовую устойчивость движущегосяпогрузчика. Основным рабочим органом автопогрузчиков являетсявилочный подхват в виде двух-трех изогнутых под прямым угломстальных брусьев, которые подводятся под груз, размещенный наподкладках. Вилочный подхват подвешивается шарнирно к подъем-ной каретке 13 грузоподъемника (рис. 2.20, б).
Грузоподъемник имеет основную раму 9, шарнирно прикреплен-ную к раме машины. Внутри основной рамы на катках перемещает-ся выдвижная рама 72, вдоль направляющих которой на роликах пе-ремещается грузовая каретка 13 с прикрепленным к ней рабочиморганом 1. Каретка подвешена на двух грузовых цепях 7, которыеогибают звездочки 8 на выдвижной раме 72, закрепляются на основ-ной раме 9 и образуют двукратный полиспаст для выигрыша в ско-рости. При перемещении выдвижной рамы гидроцилиндром 77вверх каретка и груз поднимаются со скоростью вдвое большей ско-рости штока гидроцилиндра. Основная рама грузоподъемника мо-жет отклоняться от вертикали двумя гидроцилиндрами 10 двусто-роннего действия: вперед «от себя» на угол до 3...5° для облегчениязахвата и разгрузки груза и назад «на себя» для обеспечения устой-чивого положения груза при транспортировке.
Для погрузочно-разгрузочных работ со штучными, пакетиро-ванными, длинномерными грузами и контейнерами применяют ав-топогрузчики с грузовой платформой и боковым выдвижным грузо-подъемником, оборудованным вилочным захватом или грузовойконсольной стрелой с грузовым крюком. Грузоподъемник переме-щается в проеме грузовой платформы по направляющим двумя гид-роцилиндрами двустороннего действия. Подхваченный валами иликрюком груз поднимается до уровня грузовой платформы и послевозвращения грузоподъемника в исходное положение укладываетсяна платформу. Гидравлические системы автопогрузчиков обслужи-ваются аксиально-поршневыми или шестеренными насосами с при-водом от основной силовой установки.
Автопогрузчики с передним расположением грузоподъемникаимеют грузоподъемность 2...12 т и обеспечивают подъем груза соскоростью до 8... 15 м/мин на высоту 4... 6 м при оборудовании вила-ми и ковшом и на высоту до 5,1...7,2 м при оборудовании безблоч-ной стрелой. Максимальная скорость движения автопогрузчиков сгрузом 6... 15 км/ч, без груза — до 45 км/ч.
Многоковшовые строительные погрузчики применяются для ме-ханической погрузки в транспортные средства сыпучих и мелко-кусковых материалов (песка, гравия, щебня, шлака), а также длязасыпки траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом,для обвалования площадок и т. д. Они имеют пневмоколесныйили гусеничный ход и разрабатывают материал ротором, подгре-бающими дисками или лапами, многоковшовым конвейером сподгребающими шнеками. Главным параметром многоковшовыхпогрузчиков является техническая производительность (в м3/ч).В строительстве наиболее распространены пневмоколесные погруз-чики с ковшовым конвейером и подгребающими шнеками(рис. 2.21). Погрузочноеоборудование смонтиро-вано на специальном са-моходном пневмоколес-ном шасси 1 с обоими ве-дущими мостами и вклю-чает в себя наклонныйцепной ковшовый кон-вейер 4 с подгребающимвинтовым (шнековым)питателем 3 с правым илевым направлением вит-ков, поворотный в двухплоскостях ленточный Рис. 2-21- Погрузчик непрерывного действия
разгрузочный конвейер 5
с приемным устройством. Для зачистки площадки и лучшей пода-чи материала к питателю позади шнеков установлен отвал 2. Ма-териал захватывается отвалом и винтовым питателем подается внепрерывно движущиеся ковши конвейера, которые разгружаютсянаверху в приемное устройство ленточного конвейера, транспорти-рующего материал к месту погрузки. Скорость поступательногодвижения погрузчика устанавливается в зависимости от высоты за-боя (штабеля) и необходимой производительности погрузки.
Перевод ковшового конвейера из транспортного положения врабочее и обратно, а также подъем и опускание ленточного конвей-ера в вертикальной плоскости и поворот его в плане на 90° в обе
стороны от продольной оси машины производятся с помощьюгидроцилиндров двустороннего действия, работающих от гидросис-темы тягача. Производительность многоковшовых погрузчиков
.250 м3/ч, высота погрузки 2,4...4,2 м.
Основными направлениями развития строительных погрузчиковявляются:
улучшение технико-экономических и эргономических показа-телей;
повышение энергонасыщенности, тягово-сцепных качеств и на-порных усилий, маневренности, надежности ходового и погрузочно-го оборудования;
расширение номенклатуры сменных рабочих органов;
увеличение параметров рабочего оборудования;
дальнейшее совершенствование систем гидропривода.
Глава 3
ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫВ городском строительстве широко применяют грузоподъемныемашины, предназначенные для подъема груза, удержания его натребуемой высоте, плавного опускания, а также для перемещениягруза на относительно небольшие расстояния.
По характеру рабочих движений грузоподъемные машины раз-деляют на три основные группы. Первая группа машин сообщаетгрузу только вертикальное, горизонтальное или наклонное прямо-линейное движение (домкраты, лебедки, подъемники с жестким гру-зонесущим органом); вторая группа кроме вертикального подъема иопускания перемещает груз по монорельсу (электротали, подъемни-ки с выдвижным грузонесущим органом); третья группа обеспечива-ет подъем (опускание) и перемещение груза в любую точку обслужи-ваемой площади (краны).
ДОМКРАТЫ, ТАЛИ И ЛЕБЕДКИ
Домкраты представляют собой переносные грузоподъемные ме-ханизмы незначительных размеров и веса. Они служат для подъемагруза на высоту 200...500 мм, перемещения его по горизонтали и длявыверки конструкций при их установке. Домкраты применяются встроительстве на монтажных и ремонтных работах, в установкахдля бестраншейной прокладки коммуникаций, в строительных ма-шинах (выносные опоры кранов, подъемников) и т. д. По конструк-ции домкраты делятся на реечные, винтовые и гидравлические, сручным и электрическим, гидравлическим и пневматическим приво-дом.
Винтовой домкрат (рис. 3.1, а) состоит из литого илисварного корпуса 7 с запрессованной в нем бронзовой или чугуннойгайкой 4, составляющей винтовую пару со стальным винтом 3. Наверхнем торце винта установлена грузовая с рифленой поверхно-стью головка 1, которая при вращении винта остается неподвиж-ной, так как упирается в поднимаемый груз. Подъем груза произво-дится путем поворота винта возвратно-поступательным движениемрукоятки 2. При этом зуб двусторонней собачки 6, установленной

Рис. 3.1. Домкраты:
а — винтовой; 6 — реечный; в — гидравлический
на рукоятке, входит в зацепление с храповым колесом 5, закреплен-ным на винте, и поворачивает его вместе с винтом. Фиксация собач-ки в одном из крайних положений (на подъем или опускание)осуществляется пружинным стопором, размещенным в полости ру-коятки. Винтовая пара домкратов, имеющая трапецеидальную илипрямоугольную резьбу, обладает свойством самоторможения, таккак угол подъема резьбы р принимается меньше угла трения в резь-бе р. Это исключает возможность перемещения винта под действиемнагрузки, но существенно влияет на КПД домкрата (г| = 0,3-ь0,4).
Усилие Г(Н) на рукоятке длиной I (мм), необходимое для подъе-ма груза весом (9 (Н):
Р = №§(р + р)/(20,(3.1)
где с1ср — средний диаметр резьбы винта, мм. Грузоподъемность вин-товых домкратов достигает 50 т, высота подъема — до 0,5 м. Электро-механические винтовые подъемники, применяемые для подъемаперекрытий строящихся зданий, имеют грузоподъемность до 100 т.
Реечный домкрат (рис. 3.1, б) состоит из металлическогокорпуса 14, в направляющих которого перемещается односторонняязубчатая рейка 9. В верхней части рейки расположена грузовая по-воротная головка 8, а внизу — лапа 15 для подъема низкорасполо-женных грузов.
Движение рейке сообщается от безопасной рукоятки 13 с гру-зоупорным тормозом через зубчатую передачу 10 с одной или дву-мя парами шестерен. Передаточное число одной зубчатой пары
.6, а число зубьев малых (ведущих) шестерен не превышает 4...5.Для удержания поднятого груза служат храповое колесо 12 с со-бачкой 11.
Усилие Г(Н) на рукоятке длиной / (мм), необходимое для подъе-ма груза весом <2 (Н):
Р = (М„/(2/нг|),(3.2)
где <1Ш — диаметр начальной окружности шестерни, находящейся взацеплении с рейкой, мм; и — передаточное число зубчатой передачи;г) = 0,65-ь0,85 — КПД передачи.
Грузоподъемность реечных домкратов достигает 10 т, высотаподъема — до 0,4 м.
Гидравлический домкрат по сравнению с реечным ивинтовым обладают большей грузоподъемностью и более высокимКПД. На рис. 3.1, в показана принципиальная схема гидравлическо-го домкрата с ручным приводом. Подъем груза осуществляетсяплунжерным насосом, состоящим из цилиндра 20 и плунжера 21 суплотняющей манжетой. С помощью приводной рукоятки 22 сооб-щается возвратно-поступательное движение плунжеру насоса, кото-рый перекачивает жидкость из бака 23 через всасывающий 24 и на-гнетательный 19 клапаны в рабочий цилиндр 17. Возникшее внижней части цилиндра давление жидкости перемещает вверх пор-шень 16 вместе с грузом. Опускание поршня происходит за счет сли-вания жидкости из рабочего цилиндра в бак через сливной кран 18.Рабочей жидкостью служат индустриальные масла и незамерзаю-щие жидкости.
Усилие Р (Н) на рукоятке длиной / (мм), необходимое для подъе-ма груза весом <2 (Н):
Р =(3.3)
где й — диаметр плунжера насоса, мм; Г) — диаметр поршня домкра-та, мм; /1 и /: — плечи рукоятки, мм; г) = 0,8н-0,9 — КПД домкрата.
Грузоподъемность гидравлических домкратов с ручным приво-дом достигает 200 т, высота подъема — до 0,2 м. Для подъема сбор-ных этажей зданий, пролетов мостов применяют домкраты, соеди-ненные в общую батарею и питаемые жидкостью от одного насоса сэлектроприводом. Применяемая при этом аппаратура позволяет ре-гулировать скорость подъема и опускания любого домкрата в бата-рее. Грузоподъемность этих домкратов до 3103 т. Для подъема гру-зов на высоту, превышающую ход домкрата, используюттелескопические и реверсивные (двойного действия) домкраты.
Тали представляют собой компактные грузоподъемные устрой-ства, подвешиваемые на опорах. Они применяются при выполнениимонтажных, ремонтных и такелажных работ. По типу привода раз-личают ручные и электрические тали.
Ручные тали по конструкции делятся на шестеренные и чер-вячные с ручным приводом от рычажно-храпового механизма илиот бесконечной цепи. Червячная таль (рис. 3.2, а) подвешивается кнесущим элементам на крюке 7, шарнирно соединенном с корпусомб. В корпусе расположен червяк 9, входящий в зацепление с червяч-ным колесом 5, которое вместес грузовой звездочкой 4 жест-ко закреплено на валу. Грузо-вая (обычно пластинчатая)цепь 2 огибает грузовую звез-дочку 4, звездочку 10 подвиж-ной крюковой обоймы 1 и кре-пится к корпусу тали, образуядвукратный полиспаст. Привращении тяговой звездочки 8бесконечной цепью 11 движе-ние через червячную передачусообщается звездочке 4, кото-рая, перемещая грузовую цепь,осуществляет подъем илиопускание крюка. Поднятыйгруз удерживается на высотедисковым грузоупорным тор-мозом 3 с храповым остано-вом, установленным на валучервяка.
Рис. 3.2. Ручная червячная таль
Усилие Р (Н) в тяговой це-пи, необходимое для подъемагруза весом <2 (Н):
Р - ()г1(ипичК.г\),(3.4)
где г — радиус грузовой звез-дочки, мм; Нп — кратность по-лиспаста; ич — передаточноечисло червячной передачи;К — радиус тяговой звездочки,мм; г) = 0,55^-0,75 — КПД тали.
При необходимости гори-зонтального перемещения под-нятого груза тали подвешива-ют к ходовым тележкам, передвигающимся по двутавровой балке —монорельсу. Тележки талей грузоподъемностью 0,5... 1 т обычно неимеют механизма передвижения и перемещаются за счет усилия ра-бочего, а у тележек талей грузоподъемностью 1...5 т устанавливает-ся механизм передвижения с ручным приводом (рис. 3.2, б). Грузо-подъемность ручных талей составляет от 0,5 до Ют, а высотаподъема груза — до 3 м.
Электрические тали применяют для перемещения грузасамостоятельно или в качестве грузоподъемных механизмов кранов(поворотные и неповоротные на колонне краны, кран-балки, козло-вые краны и т. д.). Они могутбыть неподвижными и передвиж-ными с ручным и электропривод-ным механизмом передвижения. Впоследнем случае таль называетсятельфером (рис. 3.3), который со-стоит из одной или двух ходовыхтележек /, электродвигателя 11,барабана 10, редуктора 7, элек-тромагнитного дискового (иликолодочного) тормоза 4, крюко-вой обоймы 8. Крутящий моментот двигателя через редуктор пере-дается на грузовой нарезной бара-бан, на который навивается канат9. При включении тельфера на подъем или опускании груза электро-магниты 6, включенные в цепь электродвигателя, разъединяют дис-ки тормоза и позволяют быстроходному валу 3 свободно вращать-ся. При отключении электродвигателя катушки электромагнитовобесточиваются, пружина 5 прижимает подвижные диски тормоза кнеподвижным, в результате чего груз удерживается на высоте. Огра-ничитель высоты подъема груза автоматически отключает электро-двигатель при достижении крюковой обоймой предельной высоты.Передвижение тельфера по монорельсу 2 осуществляется от индиви-дуального электродвигателя с редуктором. Управление электрота-лями ведется с пола через гибкий кабель, снабженный пультом спусковыми кнопками. Грузоподъемность электроталей — 0,2... 10 т,высота подъема груза — до 35 м, скорость подъема — 0,13 м/с, пере-движения тележки — 0,33...0,5 м/с.
Строительные лебедки представляют собой грузоподъемные ме-ханизмы, предназначенные для подъема или перемещения грузов настроительно-монтажных, ремонтных и погрузочно-разгрузочныхработах с помощью каната, навиваемого на барабан или протяги-ваемого через рычажный механизм. Их подразделяют:
по виду привода — на ручные (с ручным приводом) и привод-ные (с механическим приводом);
по назначению — на подъемные (для подъема груза), тяговые(только для перемещения груза по горизонтальной или наклоннойповерхности);
по числу барабанов — на одно-, двухбарабанные и без бараба-на (с канатоведущим шкивом) и рычажные.
Главным параметром лебедок является тяговое усилие каната(кН).
Ручные лебедки приводятся в действие мускульной силойрабочего и могут быть однобарабанными или рычажными (без ба-рабана).
Лебедки в рабочем положении крепятся на горизонтальной пло-щадке и могут работать на открытом воздухе при температуре окру-жающей среды от - 40 до +40 °С.
Все лебедки имеют единую конструктивную схему, выполненыдвухскоростными, оборудованы автоматически действующими гру-зоупорными дисковыми тормозами и различаются между собой тя-говым усилием, канатоемкостью барабана, числом валов, габарита-ми и т. п.
а'
Рис 3 4. Конструктивная схема ручной лебедки
Каждая лебедка (рис. 3.4) состоит из двух боковин 8, соединенныхстяжными болтами 15, ведущего (рабочего) вала 1 с двумя приводны-ми рукоятками 12, одного или двух промежуточных валов 4, блок-шес-терни 13, зубчатых колес 5, 6, 9, 11, грузоупорного тормоза, оси 7 сгладким барабаном 74для навивки каната. Валы передач вращаются вподшипниках скольжения боковин. Ось барабана жестко закреплена вбоковинах. Автоматический грузоупорный тормоз состоит из храпо-вого останова (храпового колеса 2 с собачкой 3), дискового тормоза 10и обеспечивает торможение барабана при опускании груза и мгновен-ную остановку его, если рабочий отпустит приводную рукоятку.Подъем или перемещение груза осуществляется вращением привод-ных рукояток; при этом собачка скользит по зубьям храпового колеса.Опускают груз вращением приводных рукояток в обратном направле-нии, причем собачка находится в зацеплении с храповым колесом.Изменение скорости подъема, опускания или перемещения груза про-изводятся передвижением шестерни 11 вдоль оси промежуточного ва-ла и вводом ее в зацепление с блок-шестерней.
Лебедки обеспечивают наибольшее тяговое усилие каната
.50 кН, канатоемкость барабана 50...75 м.
Крутящий момент на валу рукоятки (Н-м)
Мр = ГР1Р,(3.5)
где Гр — усилие на рукоятку, принимаемое для одного рабочего рав-ным 100... 120 Н в зависимости от продолжительности работы;/р = 0,4 м — длина рукоятки.
Скорость навивки каната на барабан лебедки (м/мин)
гк = тр2)б/(2/рм),(3.6)
где гр < 40 м/мин — средняя окружная скорость движения при враще-нии рукоятки рабочим; Вв — диаметр барабана, м; и — передаточноечисло зубчатых передач.
Приводные лебедки приводятся в действие, как правило,от электродвигателей, подключаемых к сети переменного тока на-пряжением 220/380 В. По числу барабанов лебедки могут быть одно-и двухбарабанными, а по виду кинематической связи между двигате-лем и барабаном — реверсивными, маневровыми и зубчато-фрикци-онными.
У реверсивных однобарабанных лебедок — жесткая неразмыкае-мая кинематическая связь между электродвигателем и барабаном;подъем и опускание груза осуществляются реверсируемым электро-двигателем. Маневровые двухбарабанные лебедки имеют размыкае-мую жесткую кинематическую связь между электродвигателем,главным и вспомогательным барабанами, что позволяет подклю-чать к двигателю с помощью кулачковых муфт попеременно одиниз барабанов.
У зубчато-фрикционных лебедок между двигателем и барабаномс помощью конусной или ленточной фрикционной муфты обеспечи-вается плавно размыкаемая в процессе работы кинематическаясвязь. Подъем груза осуществляется двигателем при включенноймуфте, опускание груза — за счет собственной силы тяжести привыключенной муфте. Однобарабанные реверсивные лебедки выпол-нены по единой конструктивной схеме, имеют П-образную компо-новку и рассчитаны на легкий режим работы. Они могут использо-ваться как самостоятельно действующие подъемно-транспортныемеханизмы, а также входить в комплект строительных подъемникови других подъемных устройств, не предназначенных для подъемалюдей.
Каждая реверсивная лебедка состоит (рис. 3.5) из рамы, на кото-рой смонтированы электродвигатель 4, пусковая аппаратура, ци-линдрический двухступенчатый зубчатый редуктор 5 и гладкий ба-рабан 1, установленный на тихоходном валу редуктора. Валэлектродвигателя соединен с быстро-ходным валом редуктора упругой вту-лочно-пальцевой муфтой 3, внешняяцилиндрическая поверхность которойслужит одновременно шкивом авто-матического постоянно замкнутогодвухколодочного тормоза 2 с электро-гидравлическим толкателем, предна-значенным для размыкания колодоктормоза. Толкатель представляет со-бой механизм, преобразующий враща-тельное движение ротора двигателя ввозвратно-поступательное движениештока, размыкающего колодки. Ба-рабаны лебедок могут крепиться навалу редуктора консольно и не имеют выносной опоры. Вал бараба-на опирается на выносную опору 7 через подшипник. Барабан ле-бедки соединяется с выходным валом редуктора с помощью зубча-той муфты 6.

Рис. 3.5. Кинематическая схемареверсивной лебедки
Пусковая аппаратура лебедок включает реверсивный магнитныйпускатель и кнопочный пост управления, с помощью которого осу-ществляется отключение работающего двигателя, его полный оста-нов и включение на обратное направление вращения.
Управляют лебедкой с помощью электромагнитных пускателейкулачкового контроллера и кнопок управления. Дистанционноеуправление лебедкой осуществляется путем отсоединения шкафа сэлектроаппаратурой от лебедки, его переноса и крепления в необхо-димом для работы месте.
Реверсивные лебедки обеспечивают тяговое усилие каната
.50 кН, имеют диаметр барабана 200...250 мм, канатоемкость ба-рабана 80...250 м.
Длина каната (м), наматываемого на барабан,
Ь - Нип + (с, + гк)л(1)б + А),(3-7)
где Я — высота подъема груза (крюка), м; г3 = 1,5...2 — число запас-ных витков, предусматриваемых правилами Госгортехнадзора, дляуменьшения нагрузки на заделку конца каната на барабане;2К = 2...2,5 — число витков, занятых креплением конца каната на ба-рабане.
Рабочая длина к барабанов (м):
при однослойной навивке каната на нарезной барабан
к = Гт/[л(Яб + А)],(3.8)
где 1-йк + (2...3) мм — шаг навивки;
при многослойной навивке
/б = Ьс1к1[пт(Вь + тс1к)],(3.9)
где т — число слоев навивки; Вв + тй^ — средний диаметр навив-ки, м.
Скорость навивки каната на барабан (м/с):при однослойной навивке
Ук — УгИп,(3.10)
где уг — скорость подъема груза, м/с;при многослойной навивке
Ук = ппб[Вб + (2/и—1)о?к],(3-11)
где /1б — необходимая частота вращения барабана по первому слоюнавивки, с-1
«б = Ук/[л(1)б + т/к) ].(3.12)
Необходимая мощность на барабане лебедки (кВт)
Рб = ^бУк/г|л,(3-13)
где г|л = Пп; Пл — КПД лебедки; г|р = 0,94...0,96 — КПД редуктора;г|б = 0,97...0,98 — КПД барабана на подшипниках качения.
По расчетному значению Ръ подбирают электродвигатель с про-должительностью включения (ПВ %), соответствующей режиму ра-боты лебедки. Для лебедок, работающих по легкому и среднему ре-жимам, упрощенно ПА = 25 %, по тяжелому ПВ = 40 %.Необходимо, чтобы
Лв > Рб,(3.14)
где Рдв — мощность электродвигателя, кВт.
Передаточное число редуктора
Ир — 71дв/Т1б,(3.15)
где 71дВ — частота вращения электродвигателя, с-1.
Редуктор подбирают по передаточному числу, режиму работы,синхронной частоте вращения и мощности электродвигателя.
Колодочный тормоз выбирают по тормозному моменту МТ(кН-м) на приводном валу:
МТ = КтРб(Вб + /77<7к)г|л/(2ир),(3-16)
где КТ — коэффициент запаса торможения, зависящий от режима ра-боты лебедки; соответственно для легкого, среднего и тяжелого режи-мов работы /(Гт = 1,5; 1,75 и 2.
Диаметр тормозного шкива Г>ш (мм) принимают равным наруж-ному диаметру соединительной упругой муфты.
Выбранный тормоз проверяют на допустимое удельное давлениетормозных колодок [р].
СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПОДЪЕМНИКИ
Строительные подъемники предназначены для подъема (опуска-ния) в грузонесущих органах строительных грузов и людей на этажии крыши зданий и сооружений при выполнении строительно-мон-тажных, отделочных и ремонтных работ. Грузонесущие органыстроительных подъемников (клеть, кабина, платформа, ковш, крюк,бункер, бадья, захваты и т. д.) движутся, как правило, по вертикаль-ным жестким направляющим.
Строительные подъемники классифицируют по назначению,способу установки, конструкции направляющих, типу грузонесуще-го органа и механизма подъема, способу монтажа и степени мобиль-ности. Подъемники различают:
по назначению — грузовые, предназначенные только длятранспортирования грузов, и грузопассажирские — для транспорти-рования грузов и людей;
по способу установки — передвижные (самоходные инесамоходные), способные перемещаться относительно здания впроцессе работы, и стационарные, которые могут быть приставны-ми, прикрепляемыми к зданию, и свободностоящими — без крепле-ния к зданию. Передвижные подъемники на рельсовом или пневмо-колесном ходу используют сравнительно редко.
По конструкции направляющих грузонесу-щего органа — с подвесными (гибкими) и жесткими направ-ляющими.
Подъемники с жесткими направляющими бывают мачтовыми,скиповыми и шахтными. Тип грузонесущего органа подъемника оп-ределяется его назначением. Грузопассажирские подъемники обору-дуются кабинами, грузовые — выдвижными и невыдвижными, по-воротными и неповоротными платформами, выдвижными рамами,выкатными консолями, монорельсами и направляющими с подвес-ной клетью, а также саморазгружающимися ковшами. Механизмыподъема подъемников разделяют на канатные и бесканатные. В ка-натных механизмах подъема используются канатно-блочная систе-ма и лебедка, в бесканатных — зубчато-реечные или цевочно-рееч-ные механизмы модульного типа.
По способу монтажа подъемники делят на мобильные,перевозимые с объекта на объект в собранном виде, и немобильные.
разбираемые при демонтаже на секции и перевозимые в таком видек месту монтажа.
Подъемники не имеют единой системы индексации.
Главным параметром подъемников является грузоподъем-ность — максимально допустимая масса груза, поднимаемая подъ-емником. К основным параметрам относятся: наибольшая высотаподъема груза (расстояние по вертикали от уровня земли до нижне-го уровня груза, находящегося в крайнем верхнем положении); ско-рость подъема и опускания груза; величина перемещения груза погоризонтали (максимальное расстояние от оси мачты подъемникадо конца платформы, введенной в оконный проем, или до оси крю-ка, на котором подвешен груз); величина вертикального перемеще-ния груза, введенного в здание (максимальное расстояние по верти-кали между крайними верхним и нижним положениями груза);скорость подачи груза (скорость горизонтального перемещения гру-за); для передвижных подъемников колея (расстояние между осямирельсов или между колесами, расположенными на одной оси) и база(расстояние между осями крайних ходовых колес, расположенныхна одном рельсе или одной стороне подъемника); установленнаямощность; конструктивная и общая масса подъемника; шаг настен-ных опор (расстояние, по вертикали между соседними креплениямиподъемника к стене здания или сооружения); производительностьи т. д.
Грузовые подъемники выпускают мачтовыми и шахтными.Шахтные подъемники применяют при возведении кирпичных трубвысотой до 120 м.
Мачтовые подъемники наиболее распространены в городскомстроительстве и предназначены для подъема и поэтажной подачичерез оконные и дверные проемы зданий различных строительныхматериалов и деталей при санитарно-технических, отделочных, ре-монтных и других работах. Различают грузовые и грузопассажир-ские мачтовые подъемники. Последние применяют для подъема нетолько грузов, но и людей при строительстве многоэтажных зданий.Мачтовый подъемник состоит из опорной рамы, вертикальной на-правляющей мачты, подъемной грузовой платформы (у грузовых)или кабины (у грузопассажирских), механизма подъема платформы(кабины), органов управления и предохранительных устройств.В механизмах подъема используются реверсивные лебедки с элек-троприводом. По конструкции мачты различают подъемники с од-ной направляющей мачтой (одностоечные) и с двумя направляющи-ми мачтами (двухстоечные). Одностоечные и двухстоечныеподъемники оснащаются жесткими и выдвижными грузонесущимиорганами. Подъемники с жестким грузонесущим органом имеют од-но рабочее движение — подъем груза, с выдвижным два рабочих
движения — подъем груза и горизонтальное его перемещениевнутрь здания через проем.

Рис. 3.6. Мачтовые строительные подъемники:а — грузовой; б — грузопассажирский
Грузовой мачтовый подъемник (рис. 3.6, а) состоит из опорнойрамы 3, реверсивной грузовой лебедки 4, канатно-блочной системы,вертикальной мачты 7, в направляющих которой перемещается грузо-несущий орган (стрела, платформа, монорельс) 7, системы управленияи предохранительных устройств. В мобильных подъемниках, перево-зимых в прицепе к автомобилю, предусмотрены колеса на пневмоши-нах 5, которые во время работы подъемника вывешиваютсявинтовыми опорами (аутригерами) 6. Мобильные свободностоящиеподъемники имеют неразборную на отдельные секции мачту высотойдо 12 м, жесткую платформу и применяются на строительстве зданий

Рис. 3.7. Схемы устройств для выдвижения грузонесущих органов мачтовых
подъемников
малой этажности. Монтаж—демонтаж подъемника осуществляется спомощью грузовой лебедки в течение 10... 15 мин. Грузоподъемностьмобильных грузовых подъемников — 320 кг.
Приставные грузовые подъемники имеют секционно-разборнуюмачту и выдвижной грузонесущий орган. Подача груза внутрь зданияпосле подъема осуществляется выдвижением платформы 7 с грузомвдоль жесткой подъемной рамы 2 (рис. 3.7, я), изменением угла накло-на и перемещением шарнирно-сочлененной стрелы 3 с гуськом 4(рис. 3.7, б) или перемещением монорельса 5 с грузом относительномачты (рис. 3.7, в). Наличие таких органов обеспечивает высокуюбезопасность работы, так как отпадает необходимость выхода рабо-чего на грузовую платформу подъемника для ее разгрузки.
Мачты подъемников представляют собой решетчатые конструк-ции прямоугольного и треугольного сечения с одной или двумя на-правляющими для роликов грузонесущего органа. Мачты крепят кзданию настенными опорами. Мачты подъемников для многоэтаж-ного строительства выпускают разборными, состоящими из взаимо-заменяемых секций длиной 1,5...3 м. Вдоль мачты с помощью канат-но-блочной системы или реечного зацепления перемещаютсяжесткие или подвижные в пространстве грузонесущие органы. К же-стким органам относят вертикально перемещаемые платформы.
В грузовых подъемниках с канатным механизмом подъема(рис. 3.8, а) грузовая платформа 4 перемещается по вертикали с по-мощью прикрепленного к ней каната 2, сходящего с барабана 1 иогибающего нижний 5 и верхний 3 направляющие блоки мачты.
В конструкциях подъемников с канатными механизмами подъе-ма груза используют одно- (рис. 3.9, а) или двухбарабанные(рис. 3.9, б) реверсивные лебедки, состоящие из электродвигателя 7,соединительных муфт 6, тормозов 2, цилиндрического 3 или червяч-ного 5 редуктора и барабанов 4. В двухбарабанной лебедке имеетсяоткрытая зубчатая передача 7, приводящая в действие поочередно
Р и с. 3.8. Схемы запасовок грузовых канатов мачтовых подъемников
(по необходимости) грузовой или монтажный барабаны. Управле-ние включением осуществляется рычагом 10 через кулачковые муф-ты 9. Чтобы предотвратить вращение барабанов в момент переклю-чения, в конструкции имеются подпружиненные фиксаторы 8.
В последнее время все большее распространение получают гру-зовые мачтовые подъемники с бесканатным механизмом подъема.Бесканатный реечный механизм подъема монтируется непосредст-венно на грузонесущем органе и включает электродвигатель, тормози редуктор, на выходном валу которого закреплена шестерня, вхо-дящая в зацепление с зубчатой или цевочной рейкой, установленнойпо всей длине мачты. При своем вращении шестерня перемещаетсяпоступательно вдоль рейки, увлекая за собой платформу. Реечныеподъемные механизмы включают один или два подъемных модуля.

Рис. 3.9. Кинематические схемы грузовых лебедок мачтовых подъемников
По сравнению с подъемниками с канатным механизмом подъе-ма, подъемники с реечным механизмом более надежны и безопасныв эксплуатации и имеют более высокие технико-эксплуатационныепоказатели.
Подъемники устанавливают параллельно или перпендикулярностене здания или сооружения. При этом, когда ось платформы па-раллельна зданию, в проем подаются малогабаритные грузы, а приперпендикулярном положении платформы могут подаваться и длин-номерные грузы.
Управление подъемниками осуществляется машинистом с пуль-та управления (или переносного пульта на этаже адресования) илинепосредственно из кабины с автоматическими остановками на эта-жах по адресованным вызовам.
Грузоподъемность приставных грузовых мачтовых подъемниковс канатным механизмом подъема — 500 кг, с реечным механиз-мом — 600...800 кг, высота подъема груза подъемников с канатнымподъемным механизмом до 75 м (скорость подъема груза 0,4...0,5 м/с) с реечным механизмом до 150 м (скорость подъема груза0,55...0,6 м/с).
Грузопассажирские подъемники представляют собой приставныенемобильные (разбираемые при демонтаже) машины, которые поконструкции жестких направляющих разделяют на шахтные и мач-товые. Шахтные подъемники имеют ограниченное применение и ис-пользуются для строительства кирпичных и монолитных железобе-тонных дымовых труб. Мачтовые грузопассажирские подъемникишироко применяют в строительном производстве. Составными час-тями каждого грузопассажирского мачтового подъемника являютсярешетчатая мачта прямоугольного или треугольного сечения, опор-ная рама, грузонесущий орган — кабина для размещения грузов илюдей, противовес и механизм подъема. Мачты подъемников кре-пят к зданию настенными опорами. На мачтовых грузопассажир-ских подъемниках применяют подъемные механизмы двух типов —канатные и бесканатные (реечные). В канатных механизмах подъемаиспользуют реверсивные барабанные лебедки (рис. 3.9, а) и лебедкис канатоведущим шкивом (рис. 3.9, в).
В механизмах подъема с барабанными лебедками кабина 8 со-единена с балансирной подвеской 7, к которой крепятся два каната2, сходящие с одного барабана 1 и огибающие отводные блоки 3,расположенные на головке 6 мачты. Подвеска служит для выравни-вания неравномерного натяжения канатов. На барабане канаты рас-полагаются в винтовых канавках на его поверхности, имеющих ле-вую и правую нарезку. В зависимости от направления вращениябарабана канаты попарно навиваются на него или разматываются.При использовании лебедки с канатоведущим шкивом кабина под-вешивается на трех канатах.
Грузопассажирский подъемник (см. рис. 3.6. о) грузоподъемно-стью 1000 кг с канатным механизмом подъема состоит из решетча-той мачты 7, установленной на опорной раме 3, кабины 7, противо-веса 8, машинного отделения 4 с механизмом подъема и
5 Строительные машиныи основы автоматизации

ограждением 11. Через отводные блоки головки 9 мачты запасова-ны три грузовых каната, на одних концах которых через балансир-ную подвеску подвешена кабина, а на других — противовес с тремярезервными барабанами для сматывания излишков каната при ма-лой высоте мачты. Кабина по мачте перемещается на ходовых роли-ках и снабжена входной и выходной дверями и откидным трапом 2для высадки пассажиров на этажах. Мачта крепится к зданию 13 на-стенными опорами 12. Механизм подъема включает канатно-блоч-ную систему (рис. 3.8, в) и лебедку 9 с канатоведущим шкивом. Отдвухскоростного электродвигателя 1 (рис. 3.9, в) лебедки через гло-боидный редуктор 5 приводятся во вращение монтажный барабан 4и канатоведущий шкив 11, которые сидят на валу свободно и вклю-чаются с помощью водила и фиксирующих болтов. Выходной валредуктора соединен с валом шкива и барабана зубчатой муфтой 6.Лебедка снабжена автоматическим колодочным тормозом 2.
Канатоведущий шкив с тремя кольцевыми ручьями на поверхно-сти огибают три грузовых каната, располагаемые в ручьях. Канатыприжимаются к поверхности ручьев за счет натяжения, создаваемо-го весом кабины и противовеса. Тяговое усилие каждому канату со-общается за счет трения между контактирующими поверхностямиканата и ручья шкива.
Монтаж подъемника осуществляют методом наращивания сверхусекции с помощью монтажного барабана лебедки, монтажного кана-та и самоподъемной монтажной головки с наклоняющейся стрелой 10(см. рис. 3.6, 6) и собственным механизмом перемещения головки помачте. Подъемник можно монтировать также с помощью башенногокрана, монтажного блока, каната и вспомогательной лебедки.
При наращивании мачты во время монтажа грузовые канаты,запасованные на максимальную высоту подъема кабины, постепен-но сматываются с резервных барабанов.
Подъемником управляет один машинист. Безопасность работыподъемника обеспечивается ограничителем скорости, установлен-ным на каретке, и ловителями, срабатывающими при ослаблениинатяжения или обрыве подъемного каната. ■
Максимальная высота подъема — 150 м, скорость подъема —0,7 м/с.
Грузопассажирские подъемники с бесканатным механизмомподъема используют на строительстве зданий высотой 70... 150 м. Ихгрузоподъемность составляет 580... 1000 кг.
Возвратно-поступательное движение кабины обеспечивается ре-ечным приводным устройством, состоящим из двух унифицирован-ных моноблочных приводных модулей закрытого типа. Каждый мо-дуль включает (рис. 3.10) электродвигатель 4 со встроеннымдисковым тормозом 3 и червячный редуктор 5 на выходном валу ко-торого закреплена ведущая шестерня 2, входящая в зацепление срейкой 1 мачты. Модули смонти-рованы в кабине, роликовые баш-маки которой охватывают на-правляющие стойки мачты с трехсторон. Кабина снабжена центро-бежным фрикционно-дисковымузлом безопасности с постояннымусилием торможения. Узел безо-пасности растормаживается принеработающем механизме подъе-ма вручную за 20...30 с с помощьюручного привода. Уравновешива-ние кабины обеспечивается про-тивовесом, подвешенным на канатах, огибающих блоки оголовкамачты. Скорость подъема составляет 0,5...0,65 м/с.

Рис. 3.10. Кинематическая схемареечного приводного устройства
Вид А
Г
Обеспечение безопасной эксплуатации мачтовых подъемниковосуществляется автоматически действующими клиновыми и эксцен-триковыми ловителями, останавливающими и удерживающимиплатформу или кабину в случае превышения номинальной скоростиее опускания (при обрыве, ослаблении грузового каната или при вы-ходе из строя механизма подъема бесканатного типа — реечного за-цепления), а также концевыми выключателями, звуковыми и свето-выми сигнализаторами, блокировочными выключателями замковна двери нижнего ограждения и входной двери кабины, блокиро-вочными выключателями слабины канатов противовеса и перепус-ка, путевыми выключателями точной остановки и т. п.
Эксплуатационная производительность строительных подъем-ников (т/ч)
Л, = и0М:в,(3.17)
где 2 — номинальная грузоподъемность, т; кг - 0,6-Н),8 — коэффици-ент использования подъемника по грузоподъемности; кв - 0,5-ь0,9 —коэффициент использования подъемника по времени; п — число цик-лов в час; п - 3600/гц, гц — продолжительность одного цикла, с:
Гц = Гм + Гр,(3.18)
где гм — машинное время, затрачиваемое на вертикальное и горизон-тальное перемещение грузонесущего органа, с; гр — время, затрачи-ваемое на ручные операции, включающие погрузку и разгрузку, с.
Для подъемников с жестким грузонесущим органом
гм = 2И1\>,(3.19)
с выдвижным
гм = (2 Ыу) + (21/уг),(3.20)
где Л и г — высота (м) и скорость (м/с) подъема и опускания груза; Ь иг,— длина пути (м) и скорость (м/с) перемещения груза в проем.
Самоподъемные вышки, люльки и подмости широко применяютв городском строительстве на монтажных, отделочных и ремонтныхработах с незначительными объемами. Они предназначены дляподъема одного или нескольких рабочих с инструментом и неболь-шим количеством материалов на определенную высоту.
В вышках люлька или площадка, установленная в верхней частителескопических (рис. 3.11, а) или рычажных (рис. 3.11, б) подъемни-ков. перемещается только по вертикали, а в рычажно-шарнирных(рис. 3.11, в), телескопических шарнирных (рис. 3.11, г) и телескопи-ческих рычажно-шарнирных (рис. 3.11, д) автогидроподъемникахони могут перемещаться в пространстве (и по вертикали и по гори-зонтали). а также ниже уровня стоянки машины, охватывая значи-тельную зону обслуживания.

Р и с. 3.11. Принципиальные схемы телескопических вышеки гидравлических подъемников
Автомобильный подъемник (рис. 3.12, а) состоит из базового ав-томобиля 7, коленчатой стрелы 3, шарнирно установленных однойили двух люлек 4, опорной стойки 2, поддерживающей стрелу приперебазировках, пульта управления 5, поворотной платформы 6,гидроцилиндра подъема стрелы 7 и выносных гидравлических опор8, используемых при работе. Зона, обслуживаемая подъемником,показана на рис. 3.12, б. Перемещение телескопических секцийвышек и секций стрелы подъемников осуществляется с помощьюгидроцилиндров, с использованием канатно-блочных систем (поли-спастов) и комбинированным способом. Стрелы автогидроподъем-ников состоят из двух-трех шарнирно соединенных между собойуправляемых секций, а телескопические вышки имеют до пяти сек-ций в мачте. Известны комбинированные конструкции, состоящиеиз двухколенной стрелы с нижним трехсекционным телескопиче-ским коленом и верхним, перемещаемым в пространстве. Перемеще-ние стрелы в пространстве осуществляется с помощью поворотного

Вылет крюка, м
Рис. 3.12. Автомобильный гидравлический подъемник
устройства, шарниров и телескопических устройств, управлениеподъемниками — с пульта управления, расположенного на поворот-ной раме и сдублированного с пультом в люльке. Для связи междурабочими, расположенными на высоте и на земле, устанавливаетсядвустороннее переговорное устройство. Рабочие площадки имеютразличную конструкцию и состоят из рифленого металлическогопола, сплошного бокового ограждения по высоте не менее 100 ммдля предотвращения падения инструмента и материалов, а такжебезопасного ограждения для рабочего. Горизонтальное ориентиро-вание пола площадок осуществляется рычажными и канатно-блоч-ными следящими системами.
Телескопические вышки имеют высоту подъема 12...26 м пригрузоподъемности люльки 0,15...0,35 т, а автомобильные подъемни-ки — высоту подъема до 37 м при грузоподъемности до 0,4 т. Неко-торые подъемники можно использовать как стреловые краны, таккак на оголовке нижнего колена стрелы предусмотрена установкакрюка грузоподъемностью 1 т.
23
Рис. 3.13. Самоподъемная подвесная люлька
В период строительства многоэтажных зданий высотой более16 этажей, а также при их эксплуатации возникает необходимостьвыполнения работ, включающих в себя уплотнение и заделку швови трещин, очистку стекол и стен, окраску фасадов и т. д. Для выпол-нения этих работ применяют самоподъемные подвесные на канатахлюльки (рис. 3.13), состоящие из огороженной площадки 4 с установ-ленными на ней ручными или реверсивными электролебедками 2.ловителями 1 и электрооборудованием 3. Люльки обычно подвеши-вают на двух предохранительных и двух грузовых канатах. Грузо-вые канаты наматываются на один или два синхронно работающихбарабана, поднимающих люльку с помощью блоков, установленныхна рычагах, которые закреплены на крыше здания. Ловители надеж-но удерживают люльку от падения при возможном внезапном обры-ве грузового каната. Эти люльки, имея длину платформы до 3,5 м,легко перемещаются на колесах вдоль фасада здания на новый уча-сток работы. Грузоподъемность люлек до 300 кг при высоте подъе-ма до 100 м и мощности электродвигателя до 1 кВт.
Однако рычаги и балласт противовеса приходится переноситьвдоль крыши и с объекта на объект. Поэтому на зданиях большойвысоты устанавливают передвижные подъемники (рис. 3.14), наопорной раме которых монтируют стрелу 1, грузовую и стрелоподъ-емную лебедки. На стреле подвешена люлька 2, рассчитанная на
Рис. 3.14. Передвижнойподъемник
Рис. 3.15. Передвижныесамоподъемные подмости

подъем и работу в ней двух человек. Перемещение лебедки по пло-ской крыше осуществляется с помощью механизма передвижения порельсам или на пневмоколесах. Изменение вылета позволяет регули-ровать расстояние от люльки до фасада при возможных углублени-ях и выступах на здании. Управление лебедками осуществляется излюльки через пульт управления. После окончания работы люлькаподнимается на максимальную высоту и устанавливается за счет по-воротного устройства или поворотных блоков на конце стрелы накрышу здания.
Подмости представляют собой открытую, установленную на оп-ределенной высоте или вертикально перемещающуюся площадкудля производства отделочных и монтажных работ в основном вовнутренних помещениях общественных, производственных и другихзданий. Их изготовляют в виде сборно-разборной или неразборнойконструкции. Они могут быть неподвижными и выдвижными, ста-ционарными и передвижными (самоходными и несамоходными).Передвижные самоподъемные подмости (рис. 3.15) состоят из опор-ной рамы 1, на которой установлен гидропривод 2 (электродвига-тель, гидронасос, масляный бак и т. п ), рычажного устройства 4 ирабочей площадки 6. Подъем на высоту до 8 м и опускание площад-ки осуществляются телескопическими гидроцилиндрами 5. Устой-чивость подмостей обеспечивается винтовыми опорами 3. Грузо-подъемность составляет 300 кг.
БАШЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КРАНЫСтроительные башенные краны являются ведущими грузоподъ-емными машинами в строительстве и предназначены для механиза-ции строительно-монтажных работ при возведении жилых, граж-данских и промышленных зданий и сооружений, а также длявыполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на складах,полигонах и перегрузочных площадках. Они обеспечивают верти-кальное и горизонтальное транспортирование строительных конст-рукций, элементов зданий и строительных материалов непосредст-венно к рабочему месту в любой точке строящегося объекта. Темпстроительства определяется производительностью башенного кра-на, существенно зависящей от скоростей рабочих движений.
Рабочими движениями башенных кранов являются подъем иопускание груза, изменение вылета стрелы (крюка) с грузом, пово-рот стрелы в плане на 360°, передвижение самоходного крана. От-дельные движения могут быть совмещены, например подъем груза споворотом стрелы в плане. Все башенные краны снабжены много-двигательным электроприводом с питанием от сети переменного то-ка напряжением 220/380 В. В общем случае каждый башенныйкран — это поворотный кран с подъемной (рис. 3.16, а) или балоч-ной (рис. 3.16, б) стрелой, шарнирно закрепленной в верхней частивертикально расположенной башни.
Классификация. Башенные краны классифицируют по назначе-нию, конструкции башен, типу стрел, способу установки и типу хо-дового устройства.
По назначению различают краны для строительно-мон-тажных работ в жилищном, гражданском и промышленном строи-тельстве, для обслуживания складов и полигонов заводов железобе-тонных изделий и конструкций, для подачи бетона на гидротехниче-ском строительстве.
По конструкции башен различают краны с поворотной инеповоротной башнями. Башни кранов могут быть постоянной дли-ны и раздвижными (телескопическими).
У кранов с поворотной башней (рис. 3.16, а) опорно-поворотноеустройство 7, на которое опирается поворотная часть крана, распо-ложено внизу на ходовой раме крана или на портале. Поворотная
6)
а)
16
9
12 15
Рис. 3.16. Типы и параметры башенных кранов:и — с поворотной башней; б — с поворотным оголовком
часть кранов включает (за исключением кранов 8-й размерной груп-пы) поворотную платформу 2, на которой размещены грузовая 12 истреловая 3 лебедки, механизм поворота, противовес 4, башня 11 соголовком 7, распоркой 6 и стрелой 9. У кранов с неповоротнойбашней (рис. 3.16, 6) опорно-поворотное устройство 1 расположенов верхней части башни. Поворотная часть таких кранов включаетповоротный оголовок 7, механизм поворота, стрелу 9 и противовес-ную консоль 15, на которой размещены лебедки и противовес 4, слу-жащий для уменьшения изгибающего момента, действующего набашню крана. На ходовой раме 13, кранов с неповоротной башнейуложены плиты балласта 19, а с боковой стороны башни располо-жены монтажная стойка 18 с лебедкой и полиспастом, предназна-ченная для поднятия и опускания верхней части крана при его мон-таже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки14, которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановымпутям.
По типу стрел различают краны с подъемной (маневро-вой), балочной и шарнирно сочлененной стрелами. У кранов с подъ-емной стрелой (см. рис. 3.16, а), к головным блокам которой подве-шена крюковая подвеска 10 (грузозахватный орган крана), вылетизменяется поворотом стрелы в вертикальной плоскости относи-тельно опорного шарнира с помощью стреловой лебедки 3, стрело-вого полиспаста 5 и стрелового расчала 8. У кранов с балочнойстрелой (см. рис. 3.16, 6) вылет изменяется при перемещении по ниж-ним ездовым поясам стрелы грузовой тележки 17 с подвешеннойкрюковой подвеской. Перемещение грузовой тележки осуществляет-ся с помощью тележечной лебедки 16 и каната. У кранов с шарнир-но сочлененной стрелой стрела состоит из шарнирно соединенныхосновной и головной (гуська) частей, которые могут быть в видеподъемной или балочной стрелы. В первом случае вылет изменяетсяповоротом (подъемом) всей шарнирно сочлененной стрелы с крюко-вой подвеской, подвешенной на головных блоках, во втором — со-четанием подъема всей стрелы с последующим перемещением грузо-вой тележки по балкам головной секции стрелы. Подъем иопускание груза осуществляются с помощью грузовой лебедки 12,грузового каната и крюковой подвески.
По способу установки краны разделяют на передвиж-ные (рис. 3.17, в), стационарные (рис. 3.17, а) и самоподъемные(рис. 3.17, б). Передвижные башенные краны по типу ходового уст-ройства подразделяют на рельсовые, автомобильные, на специаль-ном шасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусеничные.Рельсовые краны наиболее распространены. Стационарные краныне имеют ходового устройства и устанавливаются вблизи строяще-гося здания или сооружения на фундаменте. При возведении зданийбольшой высоты передвижные и стационарные краны для повыше-ния их прочности и устойчивости прикрепляют к возводимому зда-нию. Прикрепляемые к зданию стационарные краны называютприставными; прикрепляемые к зданию передвижные краны, рабо-тающие как приставные, называют универсальными. Самоподъем-ные краны применяют, в основном, на строительстве зданий и со-оружений большой высоты, имеющих металлический или мощныйжелезобетонный монолитный каркас, который служит их опорой.Перемещение самоподъемных кранов вверх осуществляется с помо-щью собственных механизмов по мере возведения здания.
Основные параметры базовых моделей передвижных на рельсо-вом ходу и приставных кранов регламентируются ГОСТ 13556—85.К основным параметрам относятся (см. рис. 3.16):
вылет Ь — расстояние по горизонтали от оси вращения поворот-ной части крана до вертикальной оси крюковой подвески;
грузоподъемность <2 — наибольшая допустимая дЛя соответст-вующего вылета масса груза, на подъем которого рассчитан кран;
грузовой момент М — произведение грузоподъемности ^ насоответствующий вылет Ь (часто используется в качестве главногообобщающего параметра крана);
высота подъема Н и глубина опускания /г — соответственно рас-стояние по вертикали от уровня стоянки крана (головки рельса длярельсовых кранов, нижней опоры самоподъемного крана, пути пе-

ремещения пневмоколесных и гусеничных кранов) до центра зевакрюка, находящегося в верхнем или нижнем крайнем рабочем поло-жении;
диапазон подъема й — сумма высоты подъема Н и глубиныопускания И\
колея К — расстояние между продольными осями, проходящимичерез середину опорных поверхностей ходового устройства крана,измеряемое по осям рельсов у рельсовых кранов и по продольнымосям пневмоколес или гусениц у автомобильных, пневмоколесных игусеничных кранов;
база В — расстояние между вертикальными осями передних изадних колес (у пневмоколесных и автомобильных кранов), ведущи-ми и ведомыми звездочками гусениц (у гусеничных кранов) или хо-довых тележек, установленных на одном рельсе (у рельсовых кра-нов);
/ — задний габарит — наибольший радиус поворотной части(поворотной платформы или противовесной консоли) со стороныпротивоположной стреле;
скорость уп подъема и опускания груза, равного максимальнойгрузоподъемности крана (при установке на кране многоскоростныхлебедок указываются все скорости и массы грузов, соответствующиекаждой скорости подъема и опускания);
скорость посадки груза ум — наименьшая скорость плавной по-садки груза при его наводке и монтаже;
частота вращения п поворотной части крана при максимальномвылете с грузом на крюке;
скорость передвижения крана уд — рабочая скорость передвиже-ния с грузом по горизонтальному пути;
скорость передвижения грузовой тележки ут с наибольшим рабо-чим грузом по балочной стреле;
скорость изменения вылета уг стрелы (у кранов с подъемнойстрелой) от наибольшего до наименьшего;
установленная мощность Ру (суммарная мощность одновремен-но включаемых механизмов крана);
наименьший радиус закругления К оси внутреннего рельса накриволинейном участке подкранового пути;
радиус поворота Кп — наименьший радиус окружности, описы-ваемой внешним передним колесом автомобильных или пневмоко-лесных кранов при изменении направления движения;
конструктивная масса тк — масса крана без балласта, противо-веса и съемных устройств в незаправленном состоянии;общая (полная) масса крана т0 в рабочем состоянии;нагрузка на колесо Гк — наибольшая вертикальная нагрузка находовое колесо при работе крана в наиболее неблагоприятном егоположении;
допустимая скорость ветра ув, на высоте 10 м от земли для рабо-чего и нерабочего состояний, при которой кран сохраняет проч-ность и устойчивость в процессе эксплуатации.
Система индексации строительных башенных кранов представ-лена на рис. 3.18.
В индекс крана входят буквенные и цифровые обозначения. Бу-квы перед цифрами обозначают: КБ — кран башенный, КБМ —кран башенный модульной системы, КБР — кран башенный дляремонта зданий, КБГ — кран башенный для гидротехническогостроительства. Цифры индекса последовательно обозначают: пер-вая цифра — номер размерной группы, в том числе соответствую-щий номинальному грузовому моменту (1-я — до 30 т м, 2-я — 75,
Порядковый М* базовоймодели кранов:
1 до 30
2 до 75
2
с
&
а
и 3 2 до 125
4 1 до 175
1 5 ■5
8 до 300
1 6 до 550
к 7 Ё
и до 800
8 до 1200
9 болм 1200
Назначение
Г.Р.М
Г л
01 ... 60 — с поворотной71 ... 99 — с неловоротнойбашнями
Если не быломодернизации
1
Порядковый И* Очередная исполнения: модернизация: 0...9 А.Б.В ... Климатическое
исполнение:
ХЛ,Т,ТВ
Рис. 3.18. Система индексации башенных кранов
и
я — 125, 4-я — 175, 5-я — 300, 6-я — 550, 7-я — 800, 8-я — 1200,9-я — более 1200 тм), последующие две цифры — порядковый но-мер базовой модели (01...69 для кранов с поворотной и 71...99 — снеповоротной башнями). После точки указывается порядковый но-мер исполнения крана (0—9), который может отличаться от базо-вой модели длиной стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью.В обозначении базовых моделей номер исполнения «0» обычно неставится. Буквы (А, Б, В, ...), стоящие в индексе после цифр, обо-значают очередную модернизацию (изменение конструкции без из-менения основных параметров) и климатическое исполнение крана(ХЛ — для холодного, Т — тропического и ТВ — тропическоговлажного климата; для умеренного климата соответствующего бу-квенного обозначения нет).
Например, индекс крана КБ-405.1 А расшифровывается так: кранбашенный, четвертой размерной группы, с поворотной башней,первое исполнение, первая модернизация, для умеренного климата.
Краны, выпущенные заводами Минстройдормаша до внедрениядействующей индексации, а также краны, выпускаемые другими за-водами, не имеют единой системы индексации. Например, индекскрана МСК-10-20 расшифровывается так: мобильный складываю-щийся кран грузоподъемностью Юти вылетом 20 м.
Параметры основных моделей башенных кранов регламентиро-ваны ГОСТ 13556—89. Этим ГОСТом предусмотрена возможностьнаряду с изготовлением базовых моделей кранов серии КБ выпускразличных их исполнений, позволяющих существенно расширитьобласть применения кранов. Исполнения кранов отличаются от ба-зовой модели технической характеристикой (высотой подъема, дли-ной стрелы, максимальной грузоподъемностью, возможностью ис-пользования в различных ветровых районах и т. п.) и могут бытьполучены на основе базовой модели изменением количества секцийбашни, секций стрелы, оснащением различными крюковыми под-весками, грузовыми тележками и т. п. Краны серии КБ имеют еди-ную конструктивную схему, комплектуются ограниченным числомунифицированных узлов и деталей, что облегчает их серийное про-изводство, техническую эксплуатацию и ремонт. Краны серии КБявляются наиболее массовыми в нашей стране. Объем их производ-ства превышает 80 % всего выпуска башенных кранов. Характерны-ми конструктивными достоинствами кранов типового ряда явля-ются:
использование электрического многомоторного привода пере-менного тока с питанием от электросети напряжением 220/380 В;
максимальное использование унифицированных узлов и меха-низмов;
применение устройств для плавной посадки грузов с малойскоростью, плавного пуска и торможения механизмов;
схема запасовки канатов, обеспечивающая горизонтальное пе-ремещение груза при изменении вылета подъемной стрелы;
дистанционное управление из кабины изменением кратностиполиспаста;
возможность передвижения крана по криволинейным участкамподкрановых путей;
высокая мобильность.
Все краны серии КБ (кроме приставных) выполнены передвиж-ными преимущественно на рельсовом ходу. Передвижные кранывыпускают с поворотной и неповоротной башней, нижним и верх-ним расположением противовеса с подъемной и балочной стрелой.К унифицированным узлам и механизмам кранов относятся грузо-вые и стреловые лебедки, механизмы поворота и передвижения,опорно-поворотные устройства кабины, крюковые подвески и элек-трооборудование. Металлоконструкции башен и стрел кранов се-рии КБ выполняют сплошными трубчатыми или решетчатыми.
В настоящее время промышленность серийно выпускает башен-ные строительные краны серии КБ 3...6-Й размерных групп с грузо-вым моментом от 100 до 400 т м.
Краны 3-й размерной группы максимальной грузоподъемностью8 т снабжены подъемной и балочной с грузовой тележкой стреламии применяются при возведении жилых, административных и про-мышленных зданий высотой до 9 этажей.
Краны 4-й размерной группы максимальной грузоподъемно-стью 8... 10 т оборудованы подъемными стрелами (прямыми и сгуськом), балочными стрелами с грузовой тележкой и предназна-
чены для выполнения строительно-монтажных работ на строитель-стве жилых, гражданских и промышленных зданий высотой до
. 16 этажей.
Краны 5-й размерной группы грузоподъемностью 10 т предна-значены для механизации строительства крупнопанельных жилыхзданий, а также уникальных зданий культурно-бытового назначе-ния высотой до 75 м. Они оборудуются балочной стрелой, устанав-ливаемой горизонтально и под углом 30°.
Краны 6-й размерной группы оборудуются балочной стрелой сгрузовой тележкой и предназначены для возведения жилых, общест-венных и промышленных зданий и сооружений высотой от 12 до 40м из объемных и тяжелых элементов массой от 2,5 до 25 т.
Рассмотрим назначение и устройство основных узлов и механиз-мов башенных кранов.
Стрела — основной рабочий орган крана. В зависимости отконструкции может быть выполнена подъемной — маневровой(рис. 3.19, а), у которой вылет изменяется путем перемещения самойстрелы с подвешенным к ее концу грузом на допускаемый угол, ли-бо балочной горизонтальной (рис. 3.19, б), по которой перемещает-ся грузовая тележка, несущая грузовой полиспаст с крюковой под-веской.
Балочные стрелы являются в основном жестко закрепленными иудерживаются в рабочем состоянии одной или несколькими подвес-ками, состоящими из канатов большого диаметра или металличе-ских тяг, соединенными с верхним поясом стрелы в одной или не-скольких точках. Однако имеются также конструктивные решениябалочной стрелы, которая при необходимости может устанавли-

ваться под углом до 30° к горизонту. При этом в одних случаях гру-зовая тележка закрепляется на конце стрелы, а в других имеет воз-можность перемещаться с грузом вдоль наклонной стрелы.Поперечные сечения подъемных и балочных стрел могут быть тре-угольными, прямоугольными и квадратными. Балочные стрелы раз-личаются между собой также местом установки грузовой тележки,которая может перемещаться по двутавровой балке, закрепленнойвдоль оси нижнего пояса стрелы, либо по направляющим, располо-женным по сторонам нижней грани стрелы, или по двум верхнимпоясам стрелы прямоугольного сечения.
Краны с подъемной стрелой при одних и тех же параметрах (вы-лете, высоте подъема, грузоподъемности) на 15...20 % легче кранов,оборудованных балочной стрелой, а также имеют более высокуюгрузоподъемность, возможность увеличения высоты подъема грузапри уменьшении его вылета, хорошую маневренность в стесненныхусловиях строительной площадки, более технологичны в изготовле-нии, удобнее в монтаже и перевозке.
В отличие от кранов с балочными стрелами подъемные стрелыимеют и недостатки: отсутствие строго горизонтального перемеще-ния груза при изменении вылета крюка (с применением при этомспециальной запасовки канатов и дополнительных устройств); не-значительная и неравномерная горизонтальная скорость перемеще-ния груза при изменении вылета; незначительная зона обслужива-ния с одной стоянки, так как груз не может подводиться близко кбашне крана (а грузовая тележка может перемещаться по всей длинебалочной стрелы).
Подъемные и балочные стрелы применяют в кранах 3-й и 4-йразмерных групп с поворотной башней. Краны 5-й и 6-й размерныхгрупп оборудуются только балочными стрелами. У кранов 5-й раз-мерной группы балочная стрела может устанавливаться горизон-тально и под углом 30° к горизонту, а у кранов 6-й размерной груп-пы — только горизонтально.
Для увеличения высоты подъема груза применяют различныевиды комбинированных стрел (рис. 3.19, в) ломаной формы. Наподъемных стрелах устанавливают дополнительные стрелы различ-ной длины, так называемые «гуськи». В балочных стрелах головнаясекция по отношению к корневой может быть установлена во времяработы горизонтально или наклонно под углом до 45°, а грузоваятележка может перемещаться по ним с грузом. Применение шарнир-но сочлененных стрел позволяет крану работать в больших диапазо-нах по вылету и высоте подъема крюка.
Башни кранов в зависимости от места расположения опорно-по-воротного устройства подразделяют на поворотные и неповорот-ные. Оба типа башен могут быть выполнены сплошностенчатыми,изготовленными из металлического листа или из труб, и решетчаты-ми из уголков, труб малого диаметра, гнутых профилей и комбини-рованными из разных профилей металла. Различают башни с посто-янным и переменным сечением по высоте, при этом последние могутбыть с жестким и подвижным (телескопическим) соединением. Наи-более распространены решетчатые из труб башни с квадратным се-чением.
По виду крепления различают башни с жестким креплением копорной части и с шарнирным (когда удержание башни в верти-кальном положении осуществляется подкосами).
Краны как с поворотной, так и с неповоротной башней выпуска-ют с постоянной и изменяемой высотой башни. Так как это тесносвязано со способом монтажа крана, то следует отметить, что краныс постоянной высотой башни (независимо от того, разбирается илине разбирается башня крана при его перевозке с объекта на объект)монтируют сразу на полную высоту собственными лебедками или спомощью монтажной мачты и лебедок со стягивающими полиспа-стами (рис. 3.20, а). Краны с изменяемой высотой башни подразде-ляют, в свою очередь, на крайы со складывающейся башней мето-дом «на себя» в сторону (рис. 3.20, б), и телескопической,выдвигаемой одна из другой (рис. 3.20, в). Однако у большинствасовременных кранов увеличение высоты башни осуществляется ме-тодом подращивания снизу (рис. 3.20, г) или наращиванием ее свер-ху (рис. 3.20, д). Увеличение высоты башни в этих случаях осуществ-ляется в основном на одну секцию, длина которой в разных кранахсоставляет от 2,5 до 7,5 м.
При подращивании снизу добавляемая объемная секция соеди-няется с нижним концом башни, а затем вся башня со стрелой и про-тивовесной консолью и распоркой выдвигается из опорной части изакрепляется в ней. Выдвижение башни в кранах как с поворотной,так и с неповоротной башней осуществляется с помощью системканатных полиспастов, гидравлических и реечных механизмов.
Наращивание башни методом сверху ведется в основном в кра-нах со значительной высотой подъема крюка (80... 150 м) и с непово-

ротной башней. При этом методе выдвигается только верхняя частькрана с оголовком, стрелой и противовесной консолью, а вся ранеевыставленная башня остается неподвижной. В образовавшийся про-ем вводятся отдельные, сдвоенные и строенные (рис. 3.20, е) плоскиепанели башни с последующим соединением их между собой илиобъемные секции. Затем монтируемую секцию соединяют с башнейи с верхней частью крана, опуская ее вниз. В некоторых кранах мон-таж ведут путем установки дополнительных секций на верхнюючасть башни крана с помощью собственной стрелы (рис. 3.20, ж).Возможность периодического посекционного увеличения высотыбашни крана создает определенные удобства, так как высота кранаможет увеличиваться по мере возведения зданий или сооружений, акабина машиниста будет всегда расположена в незначительном уда-лении от места монтажа.
В верхней части башен кранов расположены пирамидальныеоголовки различных видов, служащие опорой для расчалов стрелыи противовесной консоли, а также для отклоняющих блоков кана-тов грузовых и стреловых полиспастов.
Опорная часть башенных кранов имеет различные конструктив-ные решения, реализуемые в зависимости от типа башни (поворот-ная или неповоротная), от вида ходового устройства (на рельсовомили другом ходу) и от возможности перемещения крана относитель-но строящегося здания (стационарные и самоподъемные). Опорнаячасть строительных башенных кранов на рельсовом ходу восприни-мает все действующие на кран нагрузки и передает их через ходовыеколеса на подкрановые пути. По количеству точек опирания нарельс опорные части делятся на трех- и четырехопорные. По конст-рукции их выполняют в виде различной формы плоских рам, а так-же в виде портала шатровой или прямоугольной формы. По воз-можности изменения конструкции в плане опорные частиподразделяют на неизменяемые, а также с выдвижными или пово-ротными кронштейнами.
Опорные части стационарных кранов, представляющие собойрамную конструкцию, крепятся к анкерным болтам монолитногоили сборного железобетонного фундамента и пригружаются балла-стом. Самоподъемные краны в рабочем положении также опирают-ся на плоскую раму, установленную на межэтажном перекрытии, идополнительно крепятся в одном или двух ярусах между этажамистроящегося здания.
Опорно-поворотные устройства (ОПУ) башенных кранов пред-назначены для соединения и обеспечения вращения поворотной час-ти крана относительно неповоротной. В кранах с большим грузо-вым моментом используются однорядные и двухрядные роликовыеи шариковые круги, а также комбинированные шарико-роликовыекруги.
Поворотная платформа, расположенная в нижней части башен-ного крана, через опорно-поворотное устройство соединяется с ра-мой ходовой части крана. На поворотной платформе устанавлива-ются башня и стойка, к которым крепятся удерживающие башнюподкосы, механизмы крана, электроаппаратура и противовес.
Противовес обычно состоит из маркированных по массе железо-бетонных плит, которые укладывают на поворотную платформу изакрепляют на ней. Поворотная платформа, расположенная в верх-ней части современных кранов с неповоротной башней, представля-ет собой плоскую раму, соединенную через опорно-поворотноеустройство с башней. На платформе установлен оголовок, удержи-вающий на тягах стрелу и противовесную консоль, которые шар-нирно закреплены по двум противоположным сторонам поворот-ной платформы.
Противовесные консоли и распорки, предназначенные для сниже-ния изгибающих нагрузок на башню, выполняют в виде плоской ра-мы или фермы в кранах с балочной стрелой и неповоротной баш-ней. Пространственные противовесные консоли по конструкциианалогичны стрелам. Консоли одной стороной крепятся на шарни-рах к нижней части поворотного оголовка с противоположной отстрелы стороны, а верхняя их часть с помощью тяг подвешена к ого-ловку. На конце консоли расположены грузовая и, если необходимопо конструкции, стреловая лебедка, а также бетонные блоки проти-вовеса, которые могут устанавливаться на консоль сверху, крепить-ся на торце или подвешиваться снизу. Для уравновешивания кранапри изменении длины стрелы (за счет стандартных секций) изменя-ется и длина консоли. Противовес может выполняться подвижным,по типу грузовой тележки на стреле. В этом случае на консоли уста-навливается и механизм передвижения противовеса.
Для горизонтального перемещения груза в кранах с балочнымистрелами применяют грузовые тележки, представляющие собойсварную раму 7, в нижней части которой расположены два блока 2для грузового каната, а в верхней — опорные катки 3. Передвиже-ние тележки по стреле осуществляется лебедкой, с барабана которойсходят два конца каната, закрепленные на передней и задней сторо-нах тележки. В тележках с жесткими катками (рис. 3.21, а) блокирасположены на разных осях в одной плоскости и грузовой канат 4последовательно огибает их по внутренней стороне. В тележках сбалансирными катками (рис. 3.21, о) блоки смещены один относи-тельно другого в поперечном направлении, а грузовой канат 4 оги-бает блоки с внешней стороны.
Для строповки груза служит грузозахватный орган, представляю-щий собой крюковые подвески различных конструкций. Они состоят издвух щек 2, между которыми закреплены одна или несколько осей с ус-тановленными на них одним или несколькими блоками 3 и траверса 4 с

Рис. 3.21. Грузовые тележки башенных кранов:и — с жесткими катками; О — с балансирными катками
и=4

и=4
Шй
3
и=8

и=6
закрепленным на ней крюком 1 (рис. 3.22, а) с предохранительнымзамком 5. Грузовой крюк за счет его установки в траверсе на упорномшарикоподшипнике имеет возможность достаточно легко поворачи-ваться, предохраняя грузовой канат от закручивания при поворотахгруза. Конструкция крюковой подвески выполнена таким образом,что сход каната из ручьев блоков невозможен. Грузовые полиспастыбашенных кранов могут иметь постоянную (рис. 3.22, б) и переменнуюкратность нп. Неизменяемые двукратные полиспасты используют восновном в мобильных кранах.
В кранах с повышенной высотой подъема груза применяют крю-ковые подвески с разнесенными на две оси блоками (а следователь-но, и разнесенными ветвями грузового полиспаста), что позволяетпредохранить канат от закручивания. В тяжелых кранах использу-ются грузовые полиспасты кратностью от 4 до 8. Для предотвраще-ния подвески от закручивания в этих кранах применяют специаль-ные приспособления. В последнее время на кранах устанавливаютмногоблочные крюковые подвески с изменяемой кратностью поли-спаста (от 2 до 6), осуществляемой ручным, полуавтоматическимили автоматическим способом. Для мп = 2...4 — (рис. 3.22, в), а длямп = 2...4...6 — (рис. 3.22, г). Это дает возможность повысить грузо-подъемность кранов без увеличения мощности привода грузовой ле-бедки. Помимо традиционного типа крюковых подвесок известныжесткие подвески и подвески с управляемым из кабины крюком спомощью установленного на нем механизма поворота.
Схемы запасовок грузовых канатов показаны на рис. 3.23. Дляподъема легких грузов подъемными стрелами применяют самуюпростую запасовку грузового каната, когда крюк подвешиваетсяна одной нитке каната 2, проходящего через блоки гуська, стрелы,распорки и наматываемого на барабан 1 грузовой лебедки(рис. 3.23, а). Однако с изменением вылета при такой запасовке грузподнимается (опускается) вместе со стрелой. В современных кранах

с подъемной стрелой этот недостаток устранен и груз за счет приме-нения системы соединенных полиспастов перемещается горизон-тально при изменении угла наклона стрелы. При такой системе однаветвь грузового каната 2, проходя через отводные блоки 5, крепитсяна барабане грузовой лебедки 1, а другая — на барабане стреловойлебедки 4 (рис. 3.23, <5, в). При подъеме стрелы стреловой канат 3 на-матывается на барабан 4, а грузовой канат одновременно сматыва-ется с него, обеспечивая постоянное положение груза по высоте.В кранах с переменной кратностью грузового полиспаста применя-ют более сложные схемы запасовок (рис. 3.23, в). Грузовой канат,сходя с блоков 5, охватывает блочную обойму 6 и через дополни-тельный блок 7 направляется к грузовой лебедке 1. Если для подъе-ма тяжелых грузов необходима четырехкратная запасовка канатов,то обойма 6 крепится с помощью серьги 8 к крюковой подвеске. Дляработы с легкими грузами крюковую подвеску опускают на землю,снимают серьгу, и освобожденная обойма поднимается вверх, где засчет массы крюковой подвески прижимается к головке стрелы(пунктир). При этом обойма 6 не участвует в работе полученноготаким образом двукратного полиспаста, с помощью которого грузподнимается уже с удвоенной скоростью.
В кранах с балочными стрелами схемы запасовок грузового ка-ната (рис. 3.23, г, ()) значительно проще. Один конец каната 2 сходитс барабана 1, огибает блоки на оголовке и конце стрелы, проходитчерез блоки 9, 10 тележки и крюковой подвески, а другой конец кре-пится к башне или корню стрелы. В этом случае при движении те-лежки по горизонтальной стреле грузовой канат перекатывается посвоим блокам и груз перемещается строго по горизонтали.
Используемая на балочных стрелах система изменения кратно-сти полиспаста в общем случае аналогична ранее рассмотреннойдля маневровой стрелы.
Стреловые канаты служат для изменения вылета и удержаниястрелы в требуемом положении, а также для разгрузки башни (вкранах с поворотной платформой) от изгибающего момента, дейст-вующего во время работы крана. Они имеют сложные схемы запасо-вок. Стреловые полиспасты на кранах с поворотными оголовками(рис. 3.24, а) устанавливают наклонно над стрелой. Неподвижнаяобойма 3 стрелового полиспаста крепится к оголовку крана, а под-вижная соединена со стрелой. Подъем стрелы осуществляется засчет стягивания полиспаста при навивке каната на барабан стрело-вой лебедки 1. В кранах с поворотной башней и нижним расположе-нием поворотной платформы стреловые полиспасты располагаютсяпараллельно башне с противоположной от стрелы стороны. В такихкранах с балочной стрелой, имеющей установочное изменение выле-та (рис. 3.24, в), стрела перемещается с помощью монтажного кана-та 9. соединенного с барабаном малого диаметра грузовой лебед-
б)
Рис. 3.24. Схемы запасовок стреловых канатов

ки 14. Закрепление стрелы осуществляется с помощью канатных тяграсчала 11 и переустановки регулировочных серег 12 относительнодвуплечих рычагов 13, установленных на поворотной платформекрана. Распорка 7 удерживается в проектном положении не толькооттяжкой, соединенной с верхом оголовка, но и канатными тягами10, также соединенными с двуплечими рычагами. В кранах с манев-ровой стрелой применяют различные схемы запасовок стреловыхканатов.
На рис. 3.24 б, г показаны схемы запасовок, в которых стреловойрасчал 6 связан с подвижной обоймой 5 стрелового полиспаста 4.Для увеличения суммарной вертикальной нагрузки, действующейснизу на распорку, стреловой канат пропускается через неподвиж-


Р н с. 3.25. Схемы запасовок тележечных канатов
ные блоки на распорке 7 и образует дополнительный разгрузочныйполиспаст 8. В кранах с изменяемой высотой башни длина канатовстреловых полиспастов рассчитана с учетом максимально возмож-ной высоты подъема крюка при его наибольшем вылете.
Перемещение грузовой тележки по стреле (рис. 3.25) осуществля-ется тележечной лебедкой, с барабана 1 которой сходят канаты 2и 3, запасованные на барабане в разные стороны. Вторые концы ка-натов закреплены с двух сторон по ходу грузовой тележки 4. Привключении лебедки один канат наматывается на барабан, а дру-гой — сматывается с него, передвигая грузовую тележку. Лебедкаможет устанавливаться на противовесной консоли (рис. 3.25, а), укорня стрелы (рис. 3.25, в) на ее нижней ферме или на верхнем поясев середине стрелы (рис. 3.25, г, о). Для улучшения намотки каната набарабан и предупреждения провисания каната в конструкции введе-ны отклоняющие валик 5 или блоки 6. Таким же образом осуществ-ляется и перемещение контргруза, привод которого располагаетсяна противовесной консоли.
Для выдвижения телескопических башен, при наращивании иподращивании башен в кранах применяют разнообразные схемы за-пасовок полиспастов выдвижения, а также схемы винтовых меха-низмов с электрогидравлическим управлением.
Рабочие движения башенных кранов выполняются с помощьюгрузовых и стреловых лебедок, механизмов изменения вылета, пово-рота и передвижения.
Грузовые лебедки башенных кранов в большинстве случаев вы-полнены с электрическим приводом, реже с гидравлическим. Почислу рабочих скоростей лебедки делят на одно- и многоскорост-ные. Регулирование их скорости может быть ступенчатое, бессту-пенчатое и комбинированное. Изменение скорости осуществляетсяза счет применения нескольких двигателей, изменения передаточно-го числа редуктора и частоты вращения вала двигателя. Использо-вание нескольких двигателей переменного тока с различной часто-той вращения валов дает возможность получить несколькоскоростей подъема груза. Изменение частоты вращения при посто-янном токе осуществляется с помощью тиристорного управленияили системы «генератор—двигатель», а при переменном токе за счетмногоскоростного двигателя, электрорегулирования или изменениярасхода масла (в гидродвигателе). Большинство башенных крановработает на переменном токе и имеет односкоростные лебедки. Ис-пользование двигателей постоянного тока усложняет и удорожаетсистему управления и регулирования, но дает возможность бессту-пенчатого регулирования скорости в широких пределах (например,от 0 до 4 м/с). На схемах показаны простые односкоростные(рис. 3.26, а) и многоскоростные лебедки с коробкой передач(рис. 3.26, 6). Многоскоростные лебедки, работающие на перемен-ном токе, имеют две основные и одну посадочную скорости.

Рис 3.26. Кинематические схемы грузовых лебедок:
Посадочные скорости имеют большое значение на монтажныхработах, так как позволяют осуществлять плавную посадку грузаи плавность отрыва его от земли. Скорости от 2,5-10 2 м/с дости-гаются применением в грузовых лебедках тормозных генерато-ров.
1 — электродвигатель; 2 — тормоз; 3 — редуктор; 4 — барабан; 5 — коробка передач;6 — механизм переключения скоростей; 7 — привод механизма переключения
Стреловые лебедки современных башенных кранов с подъемнойстрелой выполнены аналогично односкоростным грузовым лебед-кам. Различие только в конструкции барабана. В кранах с запасов-кой по схеме соединенных полиспастов барабан разделен перего-родкой на две секции разных диаметров: для наматываниястрелового каната — цилиндрическая и для наматывания грузовогоканата — цилиндрическая или коническая.
Тележечные лебедки, предназначенные для перемещения грузо-вой тележки по балочной стреле или контргруза по противовеснойконсоли, изготовляют по схеме, подобно обычной стреловой лебед-ке с применением цилиндрического или червячного редуктора.

///////////,
а)
Рис. 3.27. Кинематические схемымеханизмов поворота:
а — с цилиндрическим редуктором;б — с планетарным редуктором
В механизмах поворотабашенных кранов используютв основном двигатели с верти-кальным расположением валаи цилиндрическими (рис. 3.27,а), червячными или планетар-ными (рис. 3.27, 6) редуктора-ми, на выходных валах кото-рых установлены шестерни,находящиеся в зацеплении с3 зубчатым венцом опорно-по-воротного устройства. Тормо-жение механизма поворотаосуществляется с помощью од-ноступенчатого (автоматиче-5 ски при отключении электро-двигателя), двухступенчатого(поочередное прижатие коло-док к шкиву) или управляемо-го (педального) тормозов.
Механизмы передвижениябашенных кранов имеют раз-личные исполнения в зависи-мости от конструкции ходово-го оборудования. Опирание кранов на рельсы осуществляется черезходовые колеса, число которых может быть от 4 до 32 в кранах сразличными параметрами. Для того чтобы нагрузка воспринима-лась всеми колесами в современных, особенно тяжелых, кранах хо-довые колеса объединяют в балансирные тележки (по два, три, че-тыре колеса). Приводные колеса могут располагаться на одном и наразных рельсах. При наличии в кране балансирных тележек две изних являются приводными (ведущими) и две — ведомыми. Для бо-лее плавного движения крана приводные тележки устанавливают наразных рельсах (одна напротив другой или по диагонали). При ра-боте крана на путях с за-круглениями обе ведущиетележки располагают навнешнем рельсе, обеспечи-вая тем самым плавностьдвижения крана. Привод втележках с разным числомколес может осуществлять-ся как на одно, так и на дваколеса. При этом в кранахсерии КБ привод состоитиз червячного редуктора совстроенным двигателем иоткрытой цилиндрическойпередачи (рис. 3.28) или до-полнительным цилиндри-ческим редуктором в тяже-лых кранах.

Р н с. 3.28. Двухколесный механизмпередвижения крана:
а — кинематическая схема; б — ходовая тележка
Кабины, из которых ве-дется управление башенны-ми кранами, делят навстроенные (обычно внут-ри верхней части башни) ивыносные (расположенныеснаружи башни на порталеили в верхней части крана).
В кранах с поворотнойбашней их подвешиваютпод стрелой на правой отнее боковой поверхностибашни, а в кранах с поворотным оголовом устанавливают на пово-ротную раму или подвешивают к ней. Кабина может быть подвеше-на и к нижнему поясу балочной стрелы у места ее крепления, а так-же переставляться по высоте башни. Для кранов серии КБвыпускают унифицированные навесные кабины, разработанные сучетом максимальных удобств для машинистов во время работы.Управление работой крана может осуществляться по силовому илислаботочному кабелю, с выносного пульта или по радио. При рабо-те самоподъемных, стационарных и приставных кранов на строи-тельстве высоких зданий и сооружений используют лингафонную,телефонную и радиосвязь машиниста с такелажниками и монтажни-ками.
Подкрановые пути, по которым перемещаются башенные краны,состоят из балластного слоя, элементов подкрановых путей (рельсы,рельсовые крепления и опорные элементы — шпалы, рамы или бал-ки), а также отключающих линеек ограничителя передвижения кра-на, тупиковых упоров, устанавливаемых по обеим сторонам двухни-точного пути и элементов заземления.
Наибольшее распространение получили инвентарные подкрано-вые пути с деревянными полушпалами, деревометаллические сек-ции, а также секции с железобетонными лежнями и балками длиной6,25 м. При специфических условиях эксплуатации пути сооружают-ся в соответствии с инструкцией по эксплуатации кранов и по спе-циальным проектам. К достоинствам инвентарных подкрановых
путей относится удобство пе-
Нг
Рис 3.29. Кран КБ 4-й размерной группыс поворотной башней и подъемнойстрелой
ревозки на автотранспорте содноосным полуприцепом ивозможность быстрой уклад-ки. Для обеспечения безопас-ного обслуживания крановподкрановые пути заземляют.
Монтаж современных мо-бильных, а также тяжелых ивысотных кранов осуществля-ется собственными механизма-ми с участием одного и иногдадвух стреловых самоходныхкранов необходимой грузо-подъемности.
На рис. 3.29 показан кран
й размерной группы с подъ-емной стрелой. Краны этойгруппы максимально унифи-цированы и оборудованыподъемными и балочнымистрелами. Они имеют одно-типную конструкцию и пред-ставляют собой мобильные са-моходные полноповоротныемашины на рельсовом ходу споворотной телескопическойбашней и нижним расположе-нием противовеса.
Составными частями кранаявляются: ходовая кольцеваярама 1 коробчатого сечения,однорядное роликовое опор-но-поворотное устройство 15с внутренним зубчатым зацеп-лением, поворотная платфор-ма 2, портал 14, башня 13, головка 7, стрела 9, грузовой 6 и стрело-вой 5 канаты, расчал 8, крюковая подвеска 10, монтажноеустройство, унифицированная кабина машиниста 12 и рабочие ме-ханизмы, противовес 3, электрооборудование, приборы безопасно-сти и кабельный барабан. Четыре поворотных флюгера соединены сходовой рамой шарнирно и располагаются по диагоналям с помо-щью трубчатых подкосов. Каждый флюгер опирается на унифици-рованную балансирную двухколесную тележку 16 грузоподъемно-стью 60...72 т. В комплект тележек входят две ведущие и двеведомые ходовые тележки, причем ведущие тележки располагаютсяна одном рельсе. При закруглении пути радиусом внутреннего рель-са 7...10 м ведущие ходовые тележки располагаются на наружномрельсе, при радиусе внутреннего рельса более 10 м — на любомрельсе. Тележки опираются на подкрановые рельсы типа Р50. Колеяи база кранов 4-й размерной группы по 6 м каждая. На ходовую ра-му через опорно-поворотное устройство опирается поворотнаяплатформа, на которой установлены грузовая и стреловая лебедки,механизм поворота, шкафы электрооборудования, плиты противо-веса. В передней части поворотной платформы с помощью крон-штейнов шарнирно крепится портал башни.
Решетчатые башни кранов состоят из оголовка, верхней секции,промежуточных секций, портала и подвижной обоймы. Башни подра-щиваются снизу промежуточными секциями по мере возведения зда-ния. Для подращивания промежуточных секций башни служит рычаж-ный механизм выдвижения обоймы (монтажный параллелограмм),смонтированный в передней части платформы. В вертикальном поло-жении башни удерживаются двумя телескопическими подкосами 4.Портал представляет собой две трехгранные фермы, соединенные вдвух ярусах коробчатыми балками. На поясах портала смонтированынаправляющие ролики, удерживающие башню в вертикальном поло-жении при ее выдвижении. В верхнем ярусе на балках установлены че-тыре замка, предназначенные для посадки на них башни после ее вы-движения. Неподвижные блоки верхнего яруса портала совместно сблоками подвижной обоймы и монтажным канатом образуют мон-тажный полиспаст выдвижения башни крана. При выдвижении башниодин конец монтажного каната крепится к верхней обвязке портала,другой закрепляется на барабане грузовой лебедки, с которого снятгрузовой канат. Оголовок башни состоит из металлоконструкции, рас-порки с канатной оттяжкой и монтажной стойки с оттяжкой для подъ-ема стрелы в рабочее положение. Сверху на оголовке установлено дваблока стрелового расчала и блоки грузового каната.
Подъемная стрела 9 крана решетчатая трехгранного сечения,выполненная из труб, подъем и опускание которой при изменениивылета осуществляется стреловой лебедкой через стрелоподъемныйполиспаст 8. В корневой секции стрелы подвешена снизу распорка с
канатными 11 тягами, которая предохраняет стрелу от запрокиды-вания при обрыве каната на минимальных вылетах.
К унифицированным механизмам кранов относятся стреловая,грузовая и тележечная лебедки, опорно-поворотное устройство имеханизм передвижения.
Краны оборудуют одно- и двухдвигательными грузовыми лебедка-ми. Основной электродвигатель двухдвигательной лебедки предназна-чен для подъема (опускания) грузов наибольшей массы, вспомогатель-ный электродвигатель — для подъема (опускания) грузов наименьшеймассы, крюковой подвески и обеспечения посадочной скорости.
Стреловые лебедки отличаются от грузовых отсутствием вспо-могательного двигателя. Тележечная лебедка состоит из электро-двигателя, колодочного тормоза, редуктора, включающего цилинд-рическую и глобоидную передачи, и нарезного барабана.Отключение привода лебедки в крайних положениях тележки осу-ществляется конечным выключателем.
Механизм поворота состоит из вертикального трехступенчатогоредуктора, фланцевого электродвигателя и специального колодоч-ного тормоза. Торможение осуществляется в три этапа: в режимесвободного торможения; в режиме динамического торможения;окончательное затормаживание механизма поворота.
На рис. 3.30 показана базовая модель кранов 6-й размернойгруппы. Эти краны имеют более десятка исполнений, отличающих-ся грузоподъемностью, высотой подъема крюка и вылетом. Базовыйкран и его исполнения выполнены полноповоротными с неповорот-ной башней, поворотной головкой и горизонтальной балочнойстрелой с грузовой тележкой.
Краны и их исполнения состоят из ходовой рамы 14 с ходовымитележками 15, башни 10 д подкосами 12, поворотного оголовка 4,опорно-поворотного устройства 17, стрелы 7, грузовой тележки 8 скрюковой подвеской 9, противовесной консоли 2 с противовесом 1,оттяжек 3 и 6 консоли и стрелы, кабины управления 5, подъемника11 для машиниста, монтажной стойки 16, приспособления для за-водки секций, приспособления 18 для монтажа и демонтажа настен-ных опор, унифицированных механизмов, электрооборудования икабельного барабана. Ходовая рама кранов опирается на четыресдвоенные унифицированные ходовые приводные тележки. Две те-лежки. расположенные по диагонали, имеют по два привода, дведругие — по одному. Тележки могут поворачиваться на 90° при пе-реводе крана на перпендикулярные пути. На раму с одной стороныасимметрично укладываются плиты 13 балласта, с другой — кре-пится на четырех фланцах неповоротная башня. Количество плитбалласта меняется в зависимости от исполнения крана. Башни кра-нов опираются непосредственно на ходовую раму и смещены на2,5 м от оси крана в сторону здания. Башни имеют квадратное сече-

Рис. 3.30. Кран КБ 6-й размерной группы с неповоротной башнейи горизонтальной балочной стрелой:
а — схема крана; схемы запасовки канатов: б — перемещения противовеса; в — перемещениекаретки; г — подъема груза при четырехкратном полиспасте; д — то же, при двукратномполиспасте; е — график грузоподъемности
ние, выполнены решетчатыми из труб и состоят из основания в видепространственной фермы, шарнирной рамы, короткой нижней сек-ции, промежуточных рядовых секций, верхней секции, неповорот-ной и поворотной кольцевых рам, шарикового опорно-поворотногокруга, двух механизмов поворота и оголовка. Количество рядовыхсекций, имеющих длину 6 м, зависит от исполнения крана по высо-те. Неповоротная рама крепится к верхней секции башни и черезопорно-поворотный круг соединяется с поворотной рамой и ого-ловком башни с подвешенными на них стрелой и противовеснойконсолью. На поворотной раме установлены два одинаковых меха-низма поворота, выходные шестерни которых находятся в зацепле-нии с цевочным венцом опорно-поворотного круга, снабженногоограничителем поворота. Механизм поворота состоит из вертикаль-ного планетарного трехступенчатого редуктора и фланцевого элек-тродвигателя со встроенным в его корпус дисковым тормозом.
Внутри башни смонтирован подъемник машиниста, включаю-щий лебедку, размещенную в верхней секции, кабину, движущуюсяно направляющим вдоль башни, устройство для укладки кабеля,верхнюю и нижнюю посадочные площадки с дверьми.
С боку башни расположена передвижная монтажная стойка трех-гранного сечения, используемая при монтаже и демонтаже крана.
Стрелы кранов — балочные, треугольного сечения с основани-ем, опущенным вниз, состоят из корневой, головной и рядовых про-межуточных секций, грузовой тележки, передвигающейся по ниж-ним поясам стрелы, и тяговой тележечной лебедки, размещеннойвнутри стрелы. На основной секции стрелы смонтированы отвод-ные блоки грузового и тягового канатов.
Исполнения стрелы отличаются применением тележек различ-ной грузоподъемности и длиной за счет изменения количества рядо-вых секций.
В зависимости от исполнения кранов применяются грузовые те-лежки различной грузоподъемности (12,5 и 25 т) и стрелы различ-ной длины (35, 50 и 66 м). Грузовые тележки грузоподъемностью12,5 т имеют два грузовых блока и четыре одиночных ходовых кат-ка. Тележки грузоподъемностью 25 т опираются на восемь катков,соединенных попарно на балансирных подвесках, и имеют три гру-зовых блока. У тележки грузоподъемностью 25 т кратность поли-спаста изменяют присоединением дополнительного блока либо кгрузовой тележке, либо к крюковой подвеске. Для автоматическогоуменьшения скорости грузовых тележек при подходе к крайним по-ложениям, а также ограничения передвижения тележек служат дваконцевых выключателя.
Противовесные консоли представляют собой фермы треугольно-го сечения и по конструкции аналогичны стрелам. По нижним поя-сам консоли перемещаются тележки с плитами противовеса. Тележ-ки соединяются между собой тягами. Количество тележек и плитустанавливается в зависимости от исполнения крана. На консолиразмещаются грузовая лебедка и лебедка передвижения тележекпротивовеса и установлены три конечных выключателя, два из ко-торых ограничивают в крайних положениях передвижение тележекпротивовеса, а третий фиксирует их рабочее положение.
К унифицированным механизмам кранов относятся механизмыповорота и передвижения крана, лебедки — грузовая, передвижениягрузовой тележки, передвижения тележек противовеса, монтажная испециального подъемника.
Приводы грузовой лебедки, механизма поворота и лебедки пере-движения грузовой тележки обеспечивают регулирование скоростейэтих механизмов в широком диапазоне.
Монтаж и демонтаж кранов осуществляются собственными ме-ханизмами и стреловым самоходным краном грузоподъемностью25 т. Для подъема и опускания верхней части крана при монтаже идемонтаже секций башни служит монтажная стойка, состоящая изсобственно стойки, лебедки, площадок, обойм полиспаста, блока икатушки. При монтаже или демонтаже стойка крепится на секцияхбашни в специальных кронштейнах. Стойка состоит их трехграннойфермы, имеющей внизу портал, в котором располагается монтаж-ная лебедка.
В настоящее время готовится выпуск башенных кранов новогопоколения — кранов модульной системы КЕМ с грузовым момен-том от 100 до 400 т-м и числом исполнений от 21 до 47.
Н6М- 301100 Т-М

пип - 401

НБМ- 5712 00 Т-м
НБМ- 501
Рис. 3.31. Краны модульной системы КБМ
6 Строительные машиныи основы автоматизации
Краны модульной системы (рис. 3.31) имеют базовые унифици-рованные узлы-модули (механизмы, кабину, опорно-поворотноеустройство, секции башен и стрел). При этом механизмы, кабина,
опорно-поворотное устройство унифицированы по всему типораз-мерному ряду, а металлоконструкции кранов — по всем исполнени-ям внутри данного типоразмера. Варьируя число модулей секцийбашен и стрел, можно из одинаковых узлов-модулей получать раз-личные исполнения крана, отличающиеся грузовыми, скоростнымии высотными характеристиками, вылетом и типом стрелы.
Внедрение кранов модульной системы позволит:
снизить трудоемкость проектирования (в том числе ускоритьпроведение трудоемких расчетов за счет применения разработанныхпрограмм на ЭВМ);
снизить стоимость изготовления (за счет значительного уве-личения выпуска изделий одного типоразмера при уменьшениипотребности в производственных площадях и применяемом обо-рудовании) и эксплуатации (за счет уменьшения числа типораз-меров кранов, более широкого использования агрегатногоремонта, сокращения поставок неиспользуемых секций башен истрел и т. п.);
обеспечить строительство любых объектов высокопроизводи-тельными кранами.
Самоподъемные башенные краны. В последнее время все большевнимания в городском строительстве уделяется возведению зданийповышенной этажности с использованием самоподъемных башен-ных кранов, опирающихся на элементы возводимых зданий, что по-зволяет значительно повысить эффективность строительно-монтаж-ных работ, снизить стоимость строительства. При возведениимонолитных зданий самоподъемные краны опираются на специаль-но предусмотренные окна в стенах лифтовой шахты и по мере ростаздания самоподнимаются по ней. В сборных зданиях с металличе-ским или железобетонным каркасами для опирания самоподъемно-го крана используют ячейки каркаса.
Применение самоподъемных кранов позволяет возводить зданияв стесненных условиях и на косогорах, обеспечивать одним краномстроительство зданий со сложной конфигурацией в плане, повыситьбезопасность эксплуатации кранов, снизить эксплуатационные рас-ходы, улучшить условия труда строителей-монтажников. Само-подъемные краны изготавливают с широким использованием уни-фицированных узлов серийно выпускаемых башенных кранов.
На рис 3.32 показан самоподъемный башенный кран четвертойразмерной группы с балочной стрелой и грузовым моментом160 т м. Кран оборудован гидравлическим механизмом выдвиженияи применяется на строительстве монолитных зданий.
Башня 4 крана опирается на нижнюю секцию с элементами 1опирания крана в окнах лифтовой шахты 17. В верхней части башнисмонтировано опорно-поворотное устройство 5, состоящее из непо-воротной рамы, поворотной платформы, роликового опорно-пово-

ротного круга и механизма поворота. К поворотной платформешарнирно крепятся протизовесная консоль 8 балочного типа и од-ноподвесная балочная стрела 14 трехгранной (в сечении) формы.Консоль и стрела подвешены соответственно на расчалах 9 и 13. Наконсоли 8 смонтированы грузовая лебедка 7 и плиты противовеса 6.В корневой части стрелы установлена лебедка 12 передвижения гру-зовой тележки 15 с крюковой подвеской 16. К верхней части пово-ротной платформы крепится оголовок 10 с проушинами для крепле-ния расчалов стрелы и консоли противовеса. К поворотнойплатформе крепится кабина управления 11.
Выдвижная обойма 2 представляет собой решетчатую трубча-тую металлоконструкцию квадратного сечения. К верхней частиобоймы присоединены штоки четырех гидроцилиндров 3, служа-щих для выдвижения башни относительно обоймы, а также движе-ния обоймы относительно башни. В нижней части обоймыустановлены фланцы для опирания на торец лифтовой шахты.Кран опирается в окнах лифтовой шахты на двух уровнях на рас-стоянии двух этажей. Башня крана свободно перемещается внутрилифтовой шахты. Две нижние секции башни имеют в основаниинаправляющие для упоров, выдвигаемых в окна лифтовой шахты.На поясах башни по диагоналям приварены упоры для самоподъе-ма и опускания (при демонтаже). Каждый упор представляетсобой поршень, задвигаемый вручную в направляющую трубу.
Поршень фиксируется в направляющей трубе башни специальнымстержнем.
Процесс подъема крана в шахте лифта состоит из следующих по-следовательно выполняемых операций: опирание обоймы на лифто-вую шахту, подъем крана в рабочее положение, закрепление крана вшахте лифта.
Гидрооборудование крана обеспечивает вертикальное переме-щение башни (подъем и опускание) внутри лифтовой шахты. Гидро-система включает насосную станцию с электроприводом, четырегидроцилиндра и дистанционный (выносной) пульт управления.
Гидроцилиндры установлены рядом с вертикальными поясамибашни и соединены с ней попарно по диагонали. Для безопасностиработы каждый гидроцилиндр снабжен гидрозамком и управляе-мым обратным клапаном.
Монтаж самоподъемного крана осуществляется стреловым са-моходным краном грузоподъемностью не менее 25 т. Затем само-подъемный кран монтирует вокруг себя полутюбинги лифтовойшахты или сооружает монолитную лифтовую шахту, после чего воз-водит первый этаж. Далее самоподъемный кран возводит второй,третий и четвертый этажи с расклиниванием зазоров между лифто-вой шахтой и перекрытиями.
После возведения четырех этажей здания и сооружения лифто-вой шахты 5-го этажа выдвижная обойма с помощью гидроцилинд-ров опускается на торец лифтовой шахты 5-го этажа; включениемдвух диагонально расположенных гидроцилиндров нагрузка снима-ется с нижней секции башни и передается на торец лифтовой шахты.Затем отстыковывается башня от нижней секции, закрепленной наанкерных болтах, теми же двумя гидроцилиндрами кран приподни-мается вдоль ствола лифтовой шахты до совпадения выдвижныхопорных балок с окнами лифтовой шахты на 1-м и 3-м этажах.Опорные балки выдвигаются в окна лифтовой шахты и надежно за-крепляются в них. Таким образом кран устанавливается в шести ок-нах шахты на каждом этапе (в данном случае на 1-м,и 3-м этажах).Затем выдвижная обойма с помощью гидроцилиндрой поднимаетсявверх по башне до оголовка, и кран может продолжать сооружение
го этажа, стоя на опорных балках. После возведения 5-го этажа илифтовой шахты 6-го этажа выдвижная обойма снова опускается наторец лифтовой шахты 6-го этажа. С помощью гидрбцилиндра кранвывешивается, выдвижные опорные балки задвигаются в башню, икран выдвигается на один этаж вверх до совпадения опорных балокс окнами в лифтовой шахте 2-го и 4-го этажей.
Кран опирается балками на окна и далее операции повторяютсядо возведения последнего этажа здания.
Нижняя секция башни на дне шахты по окончании демонтажа кра-на разбирается и так же демонтируется, как и самоподъемный кран.
Самоподъемный кран демонтируется с помощью приставногокрана, установленного на легком инвентарном фундаменте или спомощью стрелового самоходного крана грузоподъемностью 25 тсо стрелой длиной не менее 30 м, оборудованной гуськом.
Грузоподъемность при максимальном вылете стрелы (32 м) со-ставляет 5 т, максимальная грузоподъемность (при вылете 16 м) —10 т, высота подъема максимальная — 100 м.
Предусмотрено производство самоподъемных башенных крановс грузовым моментом 200, 250, 300 т м и вылетом стрелы до 60 м.
Перевозка башенных кранов в зависимости от их конструкций ипараметров осуществляется автотягачами на подкатных пневмоосяхв сложенном виде (мобильные краны), без промежуточных секцийбашни (перевозятся отдельно), с разборкой на отдельные узлы (подрегламентированные габариты автотранспорта).
Работа свободностоящих, передвижных и стационарных крановвозможна до определенной высоты. Для сохранения устойчивостикрана при увеличении высоты подъема его башню крепят к конст-рукциям возводимого здания или сооружения одним, двумя, а ино-гда тремя креплениями, устанавливаемыми на различной высотекрана по мере его наращивания. В современных высотных кранахсерии КБ на расчетной высоте между промежуточными секциямибашни закладывают вставки с проушинами, к которым крепятсяподкосы, образующие рамы крепления.
Все башенные краны оборудуются приборами безопасности.К ним относятся ограничители крайних положений всех видов дви-жения, расположенные перед упорами: передвижения крана, грузо-1 вой и контргрузовой тележек, угла наклона стрелы, поворота, высо-ты подъема, выдвижения башни и т. д. Для защиты кранов от'перегрузки при подъеме груза на определенных вылетах применяютограничители грузоподъемности. Краны также оснащают тормоза-ми на всех механизмах рабочих движений, нулевой и концевой элек-трозащитой, аварийными кнопками и рубильниками, анемометра-ми с автоматическим определением опасных порывов ветра иподачей звуковых и световых сигналов для предупреждения маши-ниста об опасности, рельсовыми захватами на ходовых тележках,указателями вылета крюка и грузоподъемности на данном вылетепри соответствующей высоте подъема груза и т. п. Для прохода ма-шиниста в кабину и к удаленным узлам для проведения техническо-го обслуживания и ремонта на кранах устанавливают лестницы,площадки и настилы, имеющие необходимое ограждение.
Эксплуатация башенных кранов в соответствии с правиламиГосгортехнадзора разрешается только после регистрации в органахтехнадзора, а также после технического освидетельствования (вклю-чающего в себя осмотр крана, статическое и динамическое испыта-ния) и разрешения на пуск в работу.
СТРЕЛОВЫЕ САМОХОДНЫЕ КРАНЫСтреловые самоходные краны представляют собой стреловое илибашенно-стреловое крановое оборудование, смонтированное на са-моходном гусеничном или пневмоколесном шасси. Такие краны яв-ляются основными грузоподъемными машинами на строительныхплощадках и трассах строительства различных коммуникаций. Ши-рокое распространение стреловых самоходных кранов обеспечили:автономность привода, большая грузоподъемность (до 250 т), спо-собность передвигаться вместе с грузом, высокие маневренность имобильность, широкий диапазон параметров, легкость перебазиров-ки с одного объекта на другой, возможность работы с различнымивидами сменного рабочего оборудования (универсальность) и т. п.
Различают стреловые самоходные краны общего назначения длястроительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ широко-го профиля и специальные для выполнения технологических опера-ций определенного вида (краны-трубоукладчики, железнодорожныеи плавучие краны и т. п.).
Классификация. Стреловые самоходные краны общего назначе-ния классифицируют:
по грузоподъемности — легкие (грузоподъемностью до10 т), средние (грузоподъемностью 10...25 т) и тяжелые (грузоподъ-емностью от 25 т и более);
по типу ходового устройства — автомобильные (настандартных шасси грузовых автомобилей), тракторные (навесныена серийные тракторы), на шасси автомобильного типа, пневмоко-лесные и гусеничные, имеющие специальные шасси;
по количеству и расположению силовых ус-тановок — с одной силовой установкой на ходовом устройстве(шасси), с одной силовой установкой на поворотной части и с двумясиловыми установками;
по количеству приводных двигателей меха-низмов — с одно- и многомоторным приводами;
по типу привода — с механическим, электрическим и гид-равлическим приводами;
по количеству и расположению кабин управ-ления — с кабинами, только на шасси, только на поворотнойплатформе, на шасси и на поворотной платформе;
по конструкции стрелы — со стрелой неизменяемойдлины, с выдвижной и телескопической стрелами;
по способу подвески стрелы — с гибкой (на канат-ных полиспастах) и жесткой (с помощью гидроцилиндров) подвес-кой.
Основные типоразмеры и параметры современных стреловых са-моходных кранов, а также технические требования к ним регламен-тированы ГОСТ 22827—85 «Краны стреловые самоходные общегоназначения. Технические условия». В соответствии с этим стандар-том предусмотрен выпуск десяти размерных групп стреловых само-ходных кранов грузоподъемностью 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160и 250 т. Указанные грузоподъемности кранов — это максимальнодопустимая масса груза, которую может поднять кран данной раз-мерной группы при минимальном вылете основной стрелы.
Индексация. Всем моделям стреловых самоходных кранов обще-го назначения, выпускаемым заводами, присваивается индекс,структурная схема которого показана на рис. 3.33. Первые две бук-вы индекса КС обозначают кран стреловой самоходный; четыре ос-новные цифры индекса последовательно обозначают: размернуюгруппу (грузоподъемность в т) крана, тип ходового устройства, спо-соб подвески стрелового оборудования и порядковый номер данноймодели крана.
Десять размерных групп кранов обозначаются соответственноцифрами с 1 по 10. Тип ходового устройства указывается цифрами с1 по 9, причем цифра 1 обозначает гусеничное устройство (Г), 2 —гусеничное уширенное (ГУ), 3 — пневмоколесное (П), 4 — специаль-ное шасси автомобильного типа (Ш), 5 — шасси стандартного гру-зового автомобиля (А), 6 — шасси серийного трактора (Тр), 7 —прицепное ходовое устройство (Пр), 8,9 — резерв. Способ подвескистрелового оборудования указывается цифрами 6 или 7, обозначаю-щими соответственно гибкую или жесткую подвеску. Последняяцифра индекса (цифра с 1 по 9) обозначает порядковый номер моде-

Р и с. 3.33. Система индексации стреловых самоходных кранов

ли крана. Следующая после цифрового индекса дополнительная бу-ква (А, Б, В и т. д.) обозначает порядковую модернизацию данногокрана, последующие буквы (ХЛ, Т или ТВ) — вид специальногоклиматического исполнения машины: ХЛ — северное, Т — тропиче-ское, ТВ — для работы во влажных тропиках. Например, индексКС-4561 АХ Л обозначает: кран стреловой самоходный, 4-й размер-ной группы (грузоподъемностью 16 т), на стандартном шасси грузо-вого автомобиля, с гибкой подвеской стрелового оборудования,первая модель, прошедшая первую модернизацию, в северном ис-

Рис. 3.34. Основные параметрыстреловых самоходных кранов
Каждый стреловой самоход-ный кран (рис. 3.34) состоит изследующих основных частей: хо-дового устройства 1, поворотнойплатформы 3 (с размещенными наней силовой установкой, узламипривода, механизмами и кабиноймашиниста с пультом управле-ния), опорно-поворотного устрой-ства 2 и сменного рабочего обору-дования 5. Исполнительными ме-ханизмами кранов являются: ме-ханизм подъема груза, изменениявылета стрелы (крюка) 4, враще-ния поворотной платформы и пе-редвижения крана.
Стреловые самоходные кранымогут осуществлять следующиерабочие операции: подъем и опус-кание груза; изменение угла на-клона стрелы при изменении вы-лета; поворот стрелы в плане на360°; выдвижение телескопиче-ской стрелы с грузом; передвижение крана с грузом. Отдельные опе-рации могут быть совмещены (например, подъем груза или стрелы споворотом стрелы в плане).
Шасси кранов с пневмоколесным ходовым устройством обору-дуют выносными опорами-аутригерами в виде поворотных (откид-ных) или выдвижных кронштейнов с опорными винтовыми или гид-равлическими домкратами на концах. Аутригеры снижают нагрузкина пневмоколеса, увеличивают опорную базу и устойчивость крана.При работе без выносных опор грузоподъемность крана резко сни-жается и составляет 20...30% от номинальной.
На кранах устанавливают стреловое и башенно-стреловое обо-рудование. Основными видами стрелового оборудования являютсяневыдвижная (жесткая) и выдвижная решетчатые стрелы (рис. 3.35),телескопическая стрела с одной или несколькими выдвижными сек-циями для изменения их длины. Длину выдвижных стрел можно из-менять только в нерабочем состоянии крана, телескопических —

Р и с. 3.35. Сменное рабочее оборудование стреловых самоходных кранов
при действующей рабочей нагрузке. Основное стреловое оборудова-ние обеспечивает наибольшую грузоподъемность крана при требуе-мых ГОСТом вылете от ребра опрокидывания и высоте подъемакрюка. Наибольшая грузоподъемность соответствует наименьшемувылету стрелы. С увеличением вылета грузоподъемность уменьша-ется. Зависимость грузоподъемности и высоты подъема груза от вы-лета стрелы называется грузовой характеристикой крана и изобра-жается графически в виде кривых, которые даются в паспортахкранов. Пользуясь графиками, можно определить грузоподъем-ность и высоту подъема крюка для любого вылета основной стрелыи сменного рабочего оборудования. К сменному рабочему оборудо-ванию относят удлиненные дополнительными вставками (секциями)жесткие и выдвижные стрелы, с применением которых увеличивает-ся зона, обслуживаемая краном, но соответственно снижается грузо-подъемность.
В комплект стрелового оборудования входят также стреловойполиспаст или гидроцилиндры для изменения угла наклона стрелыи крюковая подвеска с грузовым полиспастом для подъема и опус-кания груза. Для увеличения вылета и полезного подстреловогопространства основные и удлиненные сменные стрелы оснащаютдополнительными устройствами — управляемыми и неуправляе-мыми гуськами, которые могут иметь второй (вспомогательный)крюк, подвешиваемый на полиспасте малой кратности и предна-значенный для подъема с большей скоростью небольших по массегрузов.
У некоторых моделей кранов на основных жестких стрелах вза-мен крюка может навешиваться двухчелюстной грейферный ковш(грейфер) с канатным управлением для погрузки-разгрузки сыпучихи мелкокусковых материалов. Подъем основного груза или замыка-ние челюстей грейферного ковша производится главной грузовойлебедкой. Подъем-опускание крюковой подвески, гуська и грейфераосуществляется вспомогательной грузовой лебедкой.
Башенно-стреловое оборудование кранов состоит из башни,управляемого гуська или маневровой стрелы, стрелового полиспа-ста и грузового полиспаста с крюковой подвеской. Такое оборудо-вание по сравнению со стреловым обеспечивает увеличение обслу-живаемой зоны в плане примерно в 2 раза.
Стреловое и башенно-стреловое оборудование вместе с главнойгрузовой, вспомогательной и стреловой лебедками, механизмомвращения поворотной части крана, узлами их привода и управле-ния монтируют на поворотной платформе. Для уравновешиваниякрана во время работы на поворотной платформе устанавливаютпротивовес. У кранов с гибкой подвеской стрелового оборудова-ния на поворотной платформе смонтирована двуногая опорнаястойка, несущая стреловой полиспаст. Краны с жесткой подвескойстрелового оборудования не имеют двуногую стойку, стрелоподъ-емные — лебедку и полиспаст; подъем — опускание стрелы у та-ких машин осуществляется одним или двумя гидроцилиндрами.Поворотная платформа соединена с рамой ходового устройстваунифицированным опорно-поворотным кругом, который обеспе-чивает возможность вращения платформы с рабочим оборудова-нием в плане.
Привод исполнительных механизмов кранов с одномоторным(механическим) приводом осуществляется от дизельного или элек-трического двигателя через механическую трансмиссию. Эти краныимеют сложную кинематическую схему с большим количеством зуб-чатых передач, муфт и тормозов. Для изменения направления рабо-чих движений в кинематическую цепь одномоторных кранов вклю-чен реверсивный механизм.
Основными недостатками кранов с механическим приводом яв-ляются невозможность бесступенчатого и плавного регулированияскоростей исполнительных механизмов, отсутствие низких «поса-дочных» скоростей опускания груза, необходимых при ведении мон-тажных работ. Выпуск кранов с одномоторным приводом постоян-но сокращается, они будут заменены машинами с многомоторнымприводом.
Многомоторный привод обеспечивает независимую работу ис-полнительных механизмов, бесступенчатое регулирование их ско-ростей в широком диапазоне, получение монтажных скоростейперемещения груза, упрощает кинематику кранов, улучшает техни-ко-эксплуатационные показатели машин и т. п. У кранов с многомо-торным приводом исполнительные механизмы приводятся индиви-дуальными электрическими или гидравлическими двигателями.Питание электродвигателей механизмов может осуществляться отвнешней силовой сети переменного тока напряжением 380 В, часто-той 50 Гц или от генераторной установки машины. Питание инди-видуальных гидравлических двигателей механизмов обеспечиваетсягидронасосами через распределительную систему. Привод генерато-ра и гидронасосов осуществляется обычно от основного двигателямашины — дизеля.
Грузоподъемность ^ — главный параметр стреловых самоход-ных кранов. К основным параметрам этих кранов относятся (см.рис. 3.34):
вылет Ь — расстояние от оси вращения поворотной части крана00 до центра зева крюка;
вылет от ребра опрокидывания — расстояние от ребра опроки-дывания до центра зева крюка: А \ — при работе без выносных опор,Аг — на выносных опорах;
высота подъема крюка Н — расстояние от уровня стоянки кранадо центра зева крюка, находящегося в крайнем верхнем положении;
глубина опускания крюка 1г — расстояние от уровня стоянкикрана до центра зева крюка, находящегося в крайнем нижнем рабо-чем положении;
скорость подъема и опускания груза тгр;
скорость посадки груза уп — минимальная скорость опусканиягруза при монтаже и укладке конструкций, а также при работе спредельными по массе для данной модели крана грузами;частота вращения поворотной части крана ип;скорость изменения вылета ув — скорость перемещения крюкапо горизонтали при изменении его вылета; время изменения вылета;
1Я — продолжительность перемещения крюка от одного предель-ного положения стрелы до другого;
скорость телескопирования ут — скорость движения секций вы-движных или телескопических стрел относительно основной (невы-движной) секции при изменении длины стрел;
рабочая скорость передвижения ур — скорость передвижениякрана с грузом на крюке;
транспортная скорость крана утр — скорость передвижения кра-на, стреловое оборудование которого находится в транспортномположении;
колея крана К — расстояние между вертикальными осями, про-ходящими через середины опорных поверхностей ходового устрой-ства;
база крана Б — расстояние между вертикальными осями перед-них и задних ходовых тележек или колес;
минимальный радиус поворота крана Кк — расстояние от цен-тра поворота до наиболее удаленной точки крана при минимальномрадиусе поворота шасси крана;
размеры опорного контура выносных опор (поперек и вдоль);преодолеваемый уклон пути а — наибольший угол подъема,преодолеваемый краном, движущимся с постоянной скоростью;установленная мощность Ру,
конструктивная /ик и эксплуатационная тэ массы крана.Автомобильные краны (автокраны) — стреловые полнопово-ротные краны, смонтированные на стандартных шасси грузовыхавтомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокра-ны обладают довольно большой грузоподъемностью (до 40 т), вы-сокими транспортными скоростями передвижения (до 70...80 км/ч),хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их примене-ние наиболее целесообразно при значительных расстояниях междуобъектами с небольшими объемами строительно-монтажных и по-грузочно-разгрузочных работ. В настоящее время автомобильныекраны составляют более 80% от общего парка стреловых самоход-ных кранов.
При использовании на строительно-монтажных работах авто-краны обычно оборудуют сменными удлиненными решетчатымистрелами различных модификаций, удлиненными стрелами с гуська-ми и башенно-стреловым оборудованием. При оснащении специаль-ным оборудованием (грейфером) автокраны применяют для пере-грузки сыпучих и мелкокусковых материалов, экскавации легкихгрунтов, копания ям, очистки траншей и котлованов от обрушивше-гося грунта и снега.
Автокраны могут производить следующие рабочие операции:подъем и опускание груза; изменение угла наклона стрелы; поворотстрелы на 360° в плане; изменение длины телескопической стрелы;передвижение с грузом.
Каждый автокран оборудуют четырьмя выносными опорами,устанавливаемыми вручную или с помощью гидропривода. Для по-вышения устойчивости кранов во время работы задние мосты авто-машин оборудованы гидравлическими стабилизаторами для выве-шивания заднего моста при работе на выносных опорах и дляблокировки рессор при работе без опор. Автокраны могут переме-щаться вместе с грузом со скоростью до 5 км/ч. При передвижениигрузоподъемность автокранов снижается примерно в 3...5 раз. Ос-новное силовое оборудование автокранов — двигатель автомобиля.При включении трансмиссии крановых механизмов трансмиссия ав-томобиля отключается. Привод крановых механизмов может бытьодномоторным (механическим) и многомоторным (дизель-электри-ческим и гидравлическим), подвеска стрелового оборудования —гибкой (канатной) и жесткой. Управление крановыми механизмамиосуществляется из кабины машиниста, расположенной на поворот-ной платформе, управление передвижением крана — из кабины ав-тошасси.
Промышленность выпускает автомобильные краны 2...4-й раз-мерных групп грузоподъемностью 6.3...20 т, имеющие механиче-ский, электрический и гидравлический приводы крановых механиз-мов. Краны с механическим и электрическим приводами имеютгибкую подвеску стрелового оборудования, с гидравлическим при-водом — жесткую.
Каждый автокран состоит из базового автомобиля крановой мо-дификации, стрелового оборудования, поворотной и неповоротнойЧастей, соединенных между собой роликовым опорно-поворотнымустройством.
Автокраны с механическим приводом имеют грузо-подъемность 6,3 т. Неповоротная часть крана (рис. 3.36, а) включаетХодовую раму, жестко прикрепленную к раме автошасси, коробкуотбора мощности, промежуточный конический редуктор, зубчатыйвенец опорно-поворотного устройства, выносные опоры и стабили-зирующее устройство. Поворотная часть крана состоит из поворот-

Рис. 3.36. Автокран с механическим приводом:и — общий вид; о — кинематическая схема
ной платформы, на которой смонтированы решетчатая стрела,двуногая стойка, противовес, грузовая и стреловая лебедки, ревер-сивно-распределительный механизм, механизм поворота крана и ка-бина машиниста с рычагами и педалями управления. Краны осна-щают жесткой решетчатой или выдвижной основной стрелойдлиной 8 м в выдвинутом положении.
В комплект сменного оборудования кранов входят: удлиненнаявыдвижная стрела (длиной 10,4 м в выдвинутом положении) и дверешетчатые удлиненные (до 12 м) стрелы — прямая и с гуськом дли-ной 1,5 м. Изменение угла наклона стрелы осуществляется стрело-вой лебедкой через стреловой полиспаст, подъем — опускание крю-ковой подвески (груза) — грузовой лебедкой через грузовойполиспаст. Крановые механизмы приводятся в действие от двигате-ля (рис. 3.36, б) шасси автомобиля через коробку отбора мощности2, промежуточный редуктор 3 и реверсивно-распределительный ме-ханизм 7, который обеспечивает распределение крутящего моментамежду стреловой 10 и грузовой 8 лебедками и поворотным механиз-мом 6, их независимый раздельный привод и реверсирование. Навыходном валу поворотного механизма закреплена поворотнаяшестерня 5, находящаяся во внутреннем зацеплении с зубчатым вен-цом 4 опорно-поворотного круга.
Операции подъема-опускания груза и поворота стрелы в планемогут быть совмещены. Регулирование рабочих скоростей крано-вых механизмов производится за счет изменения частоты вращениявала двигателя автомобиля. Лебедки снабжены индивидуальнымиленточными нормально замкнутыми тормозами 9 с автоматическимэлектропневмоуправлением. Механизм поворота оснащен ленточ-ным постоянно замкнутым тормозом. Питание гидродомкратов вы-носных опор и гидроцилиндров блокировки подвески осуществля-ется гидронасосом 1 с приводом от коробки отбора мощности 2.
Дизель-электрические краны имеют грузоподъемность 16 т. Онисостоят из тех же частей (за исключением трансмиссии), что и краныс механическим приводом, и оборудованы гидроуправляемыми вы-носными опорами. Дизель-электрический кран комплектуется ос-новной жесткой решетчатой стрелой длиной 10 м, которая с помо-щью вставок может быть удлинена до 14, 18 и 22 м. Удлиненныестрелы могут быть оборудованы неуправляемым гуськом длиной5 м со вспомогательной крюковой подвеской для работы с крупно-габаритными грузами массой до 2 т и для монтажных работ. Дляподъема-опускания крюковой подвески гуська в конструкцию кранавключена грузовая лебедка вспомогательного подъема.
Питание индивидуальных трехфазных электродвигателей крано-вых механизмов электрическим током производится от синхронногогенератора 3 (рис. 3.37) трехфазного тока 3 мощностью 30 кВт, при-вод которого осуществляется от дизеля автомобиля через коробкупередач 1, коробку отбора мощности 2 и карданные валы. Электро-двигатели приводят в действие исполнительные органы крановыхмеханизмов через редукторы. Возможно питание приводных элек-тродвигателей также от внешней сети трехфазного тока напряжени-ем 380 В, частотой 50 Гц. Электродвигатели грузовых лебедок глав-ного и вспомогательного подъемов и поворотного механизмаимеют фазный ротор, электродвигатель стреловой лебедки — ко-роткозамкнутый. Частота вращения генератора регулируется двига-телем базового автошасси и варьированием передаточных чисел ко-робки передач автомобиля. Ток на поворотную часть кранапередается через кольцевые токосъемники.


Рис. 3.37. Кинематическая схема автокрана с дизель-электрическим приводом:
1 — коробка передач; 2 — коробка отбора мощности; 3 — генератор; 4 — колодочныетормоза; 5 — редукторы; 6 — поворотная шестерня; 7— зубчатый венец опорно-поворотногоустройства; 8 — барабаны лебедок
Управление двигателями (плавный пуск, регулирование скоро-сти, реверс, останов) крановых механизмов, за исключением стрело-вой лебедки, осуществляется с помощью контроллеров, размещен-ных в кабине машиниста. Пуск и останов двигателя стреловойлебедки производятся реверсивными магнитными пускателями,управляемыми кнопками. Лебедки и механизм вращения поворот-ной платформы снабжены колодочными тормозами с электрогид-равлическими толкателями.
Автомобильные краны с гидравлическим приводом выпускают2—4-й размерных групп и оборудуют жестко подвешенными теле-скопическими стрелами (основное рабочее оборудование), длинукоторых можно изменять при рабочей нагрузке. В качестве сменно-го рабочего оборудования кранов применяют удлинители стрел,гуськи и башенно-стреловое оборудование, башней которого слу-жит основная телескопическая стрела.
На кранах 3-й размерной группы устанавливают двухсекцион-ные стрелы с одной подвижной секцией, на кранах 4-й размернойгруппы — трехсекционные с двумя выдвижными секциями. Переме-щение выдвижных секций стрелы осуществляется с помощью длин-ноходовых гидроцилиндров двойного действия. Все автокраны сгидравлическим приводом однотипны по конструкции, максималь-но унифицированы и различаются между собой базовыми автошас-си, грузоподъемностью, размерами узлов и агрегатов.
Рассмотрим в качестве примера конструкцию крана грузоподъ-емностью 16 т (рис. 3.38), смонтированного на шасси автомобиляКрАЗ. Гидравлический привод рабочего оборудования машиныобеспечивает изменение длины телескопической стрелы, подъем иопускание груза, изменение угла наклона стрелы, поворот стрелы(платформы) в плане на 360°. Причем операции подъема-опусканиягруза или стрелы могут быть совмещены с поворотом платформыили выдвижением — втягиванием телескопической стрелы. С помо-щью гидропривода производится также управление четырьмя гид-родомкратами выносных опор, гидроцилиндрами выдвижения —втягивания выносных опор и двумя гидроцилиндрами механизмаблокировки подвески. Кран может работать на опорах без выдвиже-ния опорных балок, что позволяет эксплуатировать его в стеснен-ных условиях.
Телескопическая стрела крана состоит из трех секций коробча-того сечения — неподвижной наружной (основания), шарнирноприкрепленной к стойкам поворотной платформы, и выдвижныхсредней и верхней секций. На переднем конце верхней секции уста-новлены неподвижные блоки 3 грузового полиспаста для подъ-

сма-опускания крюковой подвески 2. Выдвижение и втягивание сек-ций стрелы производится двумя длинноходовыми гидроцилиндрами4 двойного действия и осуществляется в такой последовательности:сначала выдвигается средняя секция, а затем после полного ее вы-движения выдвигается верхняя секция. Стрела может выдвигаться сгрузом 4 т на длину до 14,7 м, с грузом 2 т — на полную длину(21,7 м). Изменение угла наклона стрелы производится гидроцилин-дром 5. Стрела может быть оборудована 9-метровым удлинителем игуськом со вспомогательной крюковой подвеской.
Грузовая лебедка крана состоит из регулируемого аксиаль-но-поршневого гидромотора 8, цилиндрического двухступенчатогоредуктора 10, барабана 9, и нормально замкнутого ленточного тор-моза 7 с гидроразмыкателем, включенным параллельно гидромото-ру. Регулируемый гидромотор грузовой лебедки позволяет осущест-влять ускоренный подъем грузов массой до 6 т со скоростью18,2 м/мин, вдвое превышающей номинальную. Кран оборудованвспомогательной лебедкой, по конструкции аналогичной грузовой,которая обслуживает крюковую подвеску гуська.
Рабочее оборудование крана смонтировано на поворотной плат-форме, которая опирается на ходовую раму шасси с помощью стан-дартного роликового опорно-поворотного устройства. Механизмповорота включает аксиально-поршневой гидромотор 6, двухсту-пенчатый редуктор 13 и нормально замкнутый колодочный тормоз14 с гидроразмыкателем. На выходном валу редуктора закрепленашестерня 11, входящая в зацепление с зубчатым венцом 12 опор-но-поворотного устройства.
Гидравлические двигатели крановых механизмов, гидроцилинд-ры выносных опор и механизма блокировки рессор питаются отдвух аксиально-поршневых насосов 16 и 17, привод которых осуще-ствляется от дизеля 1 базовой машины через коробку передач 18 ираздаточную коробку 15. При выключенных насосах от раздаточ-ной коробки приводится в действие механизм передвижения крана.Рабочая жидкость от насосов поступает по трубопроводам к гидро-аппаратуре на поворотной платформе через вращающееся соедине-ние. Управление крановыми механизмами осуществляется из каби-ны машиниста с помощью гидрораспределителей. Рабочие скоростикрановых механизмов регулируются изменением частоты вращениявала двигателя автомобиля (и, следовательно, гидронасосов) и дрос-селированием потоков жидкости, подводимых к гидравлическимдвигателям. Рабочее давление жидкости в гидросистеме крана со-ставляет 12... 16 МПа.
В настоящее время у нас в стране начато производство гидрав-лических автомобильных кранов с телескопическими стрелами гру-зоподъемностью 25 и 40 т. Гидравлические крановые установки, по-ставляемые этими фирмами, монтируются на переоборудованныхшасси серийных отечественных автомобилей КрАЗ и КамАЗ с повы-шенной несущей способностью.
Кран грузоподъемностью 40 т выполнен на базе автомобиляКрАЗ, шасси которого оснащено дополнительной осью. В составкаждой крановой установки входят: телескопическая стрела, гидро-цилиндры подъема стрелы и ее телескопирования, механизм враще-ния поворотной части и две одинаковые лебедки — основная ивспомогательная. На стрелы могут устанавливаться удлинители игуськи различной длины.
Все автомобильные краны оснащены системой устройств и при-боров, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию. В эту системувходят: ограничители грузоподъемности, подъема и опускания крю-ка, подъема стрелы, указатели вылета крюка и грузоподъемности,устройства, предотвращающие запрокидывание стрел, креномеры,сигнализаторы крена, границы рабочей зоны, опасного напряже-ния, нижнего рабочего положения стрелы, а также звуковой сигнали приборы освещения.
Некоторые модели современных кранов оборудованы автомати-ческими ограничителями, управляемыми микропроцессорами.
Гидравлические стреловые краны на специальных шасси оснаще-ны телескопическими, жестко подвешенными стрелами, имеютиндивидуальный гидравлический привод каждого механизма исмонтированы на специальных шасси автомобильного типа и ко-роткобазовых шасси, приспособленных для специфических крано-вых режимов работы. Выдвижение и втягивание телескопическойстрелы могут выполняться с грузом на крюке. Сменное рабочее обо-рудование кранов — удлинители, неуправляемые гуськи, неуправ-ляемые гуськи с удлинителями, управляемые гуськи (башенно-стре-ловое оборудование). Шасси автомобильного типа изготовляютмногоосными (от 3 до 8 осей в зависимости от грузоподъемности) сиспользованием сборочных единиц серийных грузовых автомоби-лей. Краны на таких шасси обладают высокими мобильностью искоростями передвижения (до 50...70 км/ч) и благодаря относитель-но небольшим нагрузкам на оси и колеса имеют высокую проходи-мость. Обычно они обслуживают удаленные друг от друга рассредо-точенные строительные объекты с небольшими объемами крановыхработ.
Краны на шасси автомобильного типа выпускают 5... 10-й размер-ных групп и представляют собой однотипные по конструкции, мак-симально унифицированные машины. Краны могут работать на вы-носных опорах и без них и передвигаться по площадке с твердымпокрытием с грузом на крюке при стреле, направленной вдоль осикрана назад.
Специальное шасси автомобильного типа (рис. 3.39) включаетходовую раму, двигатель, трансмиссию, ведущие управляемые и не-

Р и с. 3.39. Кран на шасси автомобильного типа
управляемые мосты и неведущие управляемые оси, кабину водителя,рулевое управление и тормозную систему. Колесная схема шасси оп-ределяется формулой АхБ, где А — число полуосей шасси, Б — чис-ло ведущих полуосей. Составными частями трансмиссии являются:муфта сцепления, коробка передач, раздаточная коробка и кардан-ные валы. На ходовой раме крепятся выносные гидроуправляемыеопоры, зубчатый венец роликового опорно-поворотного устройст-ва, с помощью которого поворотная часть крана соединяется с не-поворотной. На кранах грузоподъемностью 25 и 40 т двигатель шас-си служит также для привода крановых механизмов. На кранахбольшей грузоподъемности крановое оборудование и шасси имеютсамостоятельные силовые установки.
На поворотной платформе размещены: телескопическая стрела,механизм подъема груза, механизм подъема-опускания стрелы, ме-ханизм поворота, кабина машиниста с пультом управления и проти-вовес. Механизм подъема груза имеет две конструктивно одинако-вые грузовые лебедки — главную и вспомогательную. Главнаялебедка осуществляет главный подъем, вспомогательная использу-ется для работы с крюковыми подвесками неуправляемых гуськов, апри башенно-стреловом оборудовании приводит в движение управ-ляемый гусек через полиспаст управления. Привод механизмовподъема груза и поворота осуществляется аксиально-поршневыминасосами; механизмы подъема-опускания стрелы и выдвижения-втя-гивания ее секций приводятся в действие гидроцилиндрами двойно-го

го действия. Гидродвигатели кранового оборудования получаютпитание от аксиально-поршневых насосов с приводом от двигателявнутреннего сгорания. Насосы развивают давление в гидросистемедо 16 МПа.
Краны на специальном короткобазовом шасси, выпускают 4...6-йразмерных групп грузоподъемностью 16 т, 25 т и 40 т. Краны имеютаналогичную конструкцию и оборудованы телескопическими стре-лами, выдвижение и втягивание которых можно осуществлять поднагрузкой. Крановое оборудование кранов на специальных автомо-бильных шасси и на короткобазовых шасси максимально унифици-ровано.
У короткобазовых шасси кранов отношение колеи К к базе ма-шины Б составляет примерно 0,8...0,9. Краны имеют два ведущих,независимо работающих и управляемых моста, что обеспечиваеткранам высокую мобильность и маневренность, повышенную про-ходимость и возможность работы в стесненных условиях. Оба моставсех шасси кранов взаимно унифицированы. Краны на короткоба-зовом шасси используют на строительных объектах со среднимиобъемами работ. Сменное рабочее оборудование кранов — удлини-тели стрел и неуправляемые гуськи.
Короткобазовый кран 6-й размерной группы (рис. 3.40, а) состо-ит из шасси 14, поворотной части 8 и рабочего оборудования. Нараме шасси установлены дизельный двигатель 12, выносные гидро-управляемые опоры 13 и опорно-поворотное устройство 6 для со-единения поворотной части с рамой шасси. Каждая выносная опорасостоит из балки с гидродомкратом для подъема крана на опорах игидроцилиндра выдвижения опор. От дизеля шасси осуществляетсяпривод гидромеханической трансмиссии ходового устройства ипривод аксиально-поршневых насосов крановых механизмов. Пово-ротная часть состоит из поворотной рамы, на которой смонтирова-ны: трехсекционная телескопическая стрела с основной 5 и двумявыдвижными секциями 4, грузовым полиспастом 3 и крюковой под-веской 1, кабина машиниста 7, главная 9 и вспомогательная 10 гру-зовые лебедки; гидроцилиндр 2 подъема-опускания стрелы и проти-вовес 11.
Крановые механизмы приводятся в действие аксиально-поршне-выми гидромоторами и гидроцилиндрами, получающими питаниеот насосов, расположенных на гидротрансформаторе трансмиссииходового устройства. Насосы приводятся во вращение от двигателячерез насосное колесо гидротрансформатора.
Рабочее оборудование крана включает в себя телескопическуюстрелу длиной 10,6...25,2 м, удлинитель длиной 10 м и неуправляе-мый гусек длиной 7,5 м с укосиной и оттяжками. При работе с удли-нителем и гуськом кран может осуществлять как основной, так ивспомогательный подъем.

а)
4
Рис. 3.40. Кран на короткобазовом шасси:
а — общий вид; б — схема крана в рабочем положении; в — графики грузоподъемности
(главный подъем)
На рис. 3.40. 6 показан кран в рабочем положении; на рис. 3.40, вприведены его грузовые характеристики.
Краны на специальных шасси снабжены следующими прибора-ми безопасности: выключателями подъема крюковых подвесок исматывания канатов с барабанов, указателями вылета стрелы и гру-зоподъемности, ограничителями наибольшего давления и гидрозам-ками в гидросистеме.
Пневмоколесные краны на специальном шасси наиболее эффек-тивно используют для выполнения монтажных погрузочно-разгру-зочных работ средних объемов на рассредоточенных объектах, от-стоящих друг от друга на небольших расстояниях, которые краныпри перебазировках обычно преодолевают своим ходом. Промыш-ленность серийно выпускает пневмоколесные краны 5...8-й размер-ных групп грузоподъемностью 25, 40, 63 и 100 т с дизель-электриче-ским приводом. Краны могут работать от внешней силовой сетинапряжением 380 В. На кранах 5-й и 6-й размерных групп приводвсех механизмов осуществляется от одной силовой установки, смон-тированной на шасси машины. Краны 7..Й и 8-й размерных группимеют две силовые установки, одна из которых смонтирована нашасси и предназначена для его привода, а другая установлена на по-воротной части и служит для привода крановых механизмов.
Ходовые устройства кранов имеют от двух до пяти (в зависимо-сти от грузоподъемности) осей, каждая из которых оборудованадвумя или четырьмя пневмоколесами. Разворот управляемых пнев-моколес передних осей выполняется с помощью гидроцилиндров.Привод ведущих осей осуществляется от одного или двух индивиду-альных электродвигателей, расположенных на раме ходового уст-ройства. Движение к ведущим осям передается через коробку пере-дач и карданные валы. На раме смонтировано унифицированноероликовое опорно-поворотное устройство. Ходовые рамы пневмо-колесных кранов снабжаются основными и дополнительными вы-носными гидроуправляемыми опорами. На ходовую раму черезопорно-поворотное устройство опирается поворотная часть, на ко-торой расположены дизель-генераторная установка, главная и вспо-могательная грузовые лебедки, стреловая лебедка, механизм пово-рота, кабина машиниста с пультом управления и противовес.
Пневмоколесные краны оборудуются жесткими решетчатымистрелами длиной до 15 м (основное оборудование), удлиненнымипрямыми стрелами длиной до 55 м, удлиненными стрелами с гуська-ми, башенно-стреловым оборудованием, состоящим из башни и ма-невровых гуськов.
Краны со стрелами, а также неуправляемыми гуськами могутбыть оборудованы системой горизонтального перемещения грузапри изменении угла наклона стрелы. При работе кранов возможносовмещение следующих операций: подъема или опускания грузовглавной или вспомога-тельной лебедкой сподъемом или опуска-нием стрелы; подъемаили опускания стрелы споворотом поворотнойчасти.

Рис. 3.41. Пневмоколесные краны
Крановое оборудо-вание может быть смон-тировано на полупри-цепном ходовом устрой-стве с одним приводныммостом автомобильно-го типа, которое соеди-няется с седельным уст-ройством одноосноготягача (рис. 3.41, а).
Шасси дизель-элек-трического крана гру-зоподъемностью 100 т(рис. 3.41, б) имеет пятьмостов, из которых дваприводных, а три явля-ются управляемыми.
Пневмоколесные краны могут передвигаться вместе с грузом соскоростью до 2 км/ч, при этом грузоподъемность составляет не бо-лее 25...30 % от номинальной. Транспортная скорость передвижениякранов не превышает 18 км/ч.
Гусеничные стреловые самоходные краны (рис. 3.42) монтируютна базе специальных двухгусеничных шасси, обеспечивающих засчет большой опорной поверхности гусениц высокие проходи-мость и устойчивость машин. Такие краны имеют дизель-электри-ческий привод и отличаются от пневмоколесных кранов в основ-ном конструкцией ходового устройства, способны работать безвыносных опор, передвигаться с грузом и применяются на объек-тах с большими объемами строительно-монтажных и погрузоч-но-разгрузочных работ. С их помощью ведут монтаж зданий и со-оружений из тяжеловесных крупноразмерных бетонных и железо-
Кран оборудуют стрелами длиной 15... 55 м без гуська и стре-лами длиной 20...40 м с неуправляемым гуськом длиной 20 м;башенно-стреловым оборудованием, состоящим из башен-стрелдлиной 25, 30, 35 и 40 м и управляемых гуськов длиной 15, 20, 25и 30 м; мачтово-стреловым оборудованием, при котором управляе-мые гуськи длиной 30 м устанавливают на стрелы длиной 45, 50 и55 м.
бетонных элементов, сборку строи-тельных металлоконструкций, монтажтехнологического оборудования и т. п.
Гусеничные краны имеют небольшиетранспортные скорости (до 1,0 км/ч),поэтому их перевозят с объекта наобъект обычно на тяжеловозных при-цепах. Своим ходом гусеничные краныперемещаются только в пределахстроительной площадки. Они характе-ризуются удельным давлением нагрунт не более 0,2 МПа.
Промышленность серийно выпус-кает гусеничные краны грузоподъем-ностью 16; 25; 40; 63; 100 и 160 т,которые оснащаются стреловым и ба-шенно-стреловым оборудованием имогут работать как от собственногодизель-электрического агрегата, так И Рис. 3.42. Гусеничный кранот внешней сети трехфазного тока на-пряжением 380 В, частотой 50 Гц. Ходовое устройство кранов со-стоит из двух гусеничных многоопорных тележек балансирноготипа, соединенных между собой поперечными балками, несущимижесткую ходовую раму. На ходовой раме смонтированы узлы при-вода ходового оборудования и унифицированное роликовое илишариковое опорно-поворотное устройство. Каждая гусеница ходо-вого устройства имеет независимый электрический привод. Враще-ние ведущим звездочкам гусеничных тележек сообщается отиндивидуальных электродвигателей через бортовые цилиндриче-ские редукторы. Механизмы передвижения кранов имеют управ-ляемые тормоза. Поворот всего крана производится за счетторможения одной из гусениц. К раме ходового оборудования кре-пится с помощью опорно-поворотного устройства рама поворот-ной части, на которой расположены дизель-электрический агрегат,портал, грузовые лебедки главного и вспомогательного подъемов!стреловая лебедка, механизм поворота, кабина машиниста с по-стом управления, электрооборудование и противовес. Ток к элек-тродвигателям ходового устройства на неповоротной части кранаподается через кольцевой токосъемник.
При работе кранов возможно совмещение операций: подъема(опускания) груза с подъемом (опусканием) стрелы или управляемо-го гуська, подъема (опускания) груза главной или вспомогательнойлебедкой с поворотом платформы. Гусеничные и пневмоколесныекраны оснащают следующими приборами безопасности: ограничи-телями грузоподъемности, конечными выключателями подъема иопускания стрелы и управляемого гуська, опускания башни, ограни-чителями сматывания канатов с главной и вспомогательной грузо-вых лебедок и блокировки люка кольцевого токосъемника, указате-лями наклона крана, грузоподъемности и крайних положенийгуська, различными сигнализаторами и приборами освещения.
Краны-трубоукладчики представляют собой специальные само-ходные гусеничные и колесные машины с боковой стрелой, которыеявляются основными грузоподъемными средствами на строительст-ве трубопроводов. Они предназначены для укладки в траншею тру-бопроводов, для сопровождения очистных и изоляционных машин,поддержания трубопроводов при сварке, погрузки-разгрузки труб иплетей, а также для выполнения различных строительно-монтажныхработ.
Основные рабочие движения трубоукладчика: подъем и опуска-ние груза, передвижение крана вместе с грузом, изменение вылетастрелы с грузом.
Кроме основного грузоподъемного оборудования краны-трубо-укладчики могут быть оснащены бульдозерным, рыхлителъным, бу-рильно-крановым и сваебойным оборудованием. С помощью трубо-укладчика с соответствующим навесным оборудованием можносрезать, планировать и перемещать грунт, засыпать траншеи, рых-лить мерзлые грунты, бурить шпуры и скважины, сооружать свай-ные основания трубопроводов, зданий и сооружений и т. д. Трубо-укладчики используются также в качестве тягачей.
Каждый кран-трубоукладчик состоит из базовой машины, на-весного грузоподъемного оборудования, трансмиссии, системыуправления и приборов безопасности. Основным силовым оборудо-ванием кранов-трубоукладчиков служит дизельный двигатель ба-зового тягача. Привод исполнительных механизмов кранов-трубоукладчиков может быть одномоторным (механическим) г.многомоторным (гидравлическим), ходовое устройство гусенич-ным и пневмоколесным, подвеска стрелы — гибкой или жесткой.^
Основные параметры кранов-трубоукладчиков — момент устои-чивости и грузоподъемность.
Индекс трубоукладчиков включает буквенную и цифровую час-ти. Первые две буквы индекса ТГ обозначают трубоукладчик гусе-ничный, ТК — трубоукладчик колесный.
Первые цифры обозначают грузоподъемность трубоукладчик;:(в т), последняя —- порядковый номер данной модели. После цифр Iиндексе могут стоять буквы, обозначающие очередную модерниза-цию (А, Б, В, ...) и климатическое исполнение машины (ХЛ — север-ное, Т — тропическое). Например, индексом ТГ-124А обозначентрубоукладчик грузоподъемностью 12 т, четвертой модели, прошелший первую модернизацию. Гусеничные краны-трубоукладчики ба-зируются на серийно выпускаемых промышленных гусеничныхтракторах трубоукладочных модификаций или на переоборудован-ных промышленных тракторах. Гусеничные ходовые тележки базо-вых тягачей имеют, как правило, жесткую подвеску, расширеннуюколею, удлиненную базу, дополнительные бортовые редукторы дляповышения тягового усилия, гидромеханические ходоуменъшителидля получения «ползучих» скоростей, передвижения в диапазоне0,1...0,6 км/ч.
Грузоподъемное оборудование крана-трубоукладчика (рис. 3.43)монтируется на специальной раме (портале) 10 и включает грузовуюнеповоротную в плане стрелу 6, механизмы изменения вылета стре-лы и подъема груза, контргруз 2 со стрелой и устройством 3 для егооткидывания, узлы трансмиссии и управления.
Стрела шарнирно крепится на двух кронштейнах гусеничной те-лежки или рамы с левой стороны по ходу движения базового трак-тора 5. Подъем и опускание (изменение вылета) стрелы с гибкойподвеской осуществляются стреловой лебедкой 12 через полиспаст11, с жесткой подвеской — одним или двумя гидроцилиндрамидвойного действия 9. К оголовку стрелы прикреплена подвеснаяобойма 7, которая совместно с крюковой подвеской 8 и грузовымканатом образует грузовой полиспаст. Способ, подвески стрелы оп-ределяет конструкцию лебедки трубоукладчика. При гибкой подвес-ке стрелы лебедка имеет два барабана — стреловой и грузовой. Гид-равлический привод механизма изменения вылета стрелы позволяетвыполнять лебедки 4 однобарабанными, предназначенными толькодля подъема-опускания груза.

Рис. 3.43. Гусеничные краны-трубоукладчики
Лебедки трубоукладчиков с гидравлическим приводом имеютнезависимый индивидуальный привод грузового и стрелового бара-банов, осуществляемый от аксиально-поршневых гидромоторовчерез цилиндрические редукторы. Барабаны оборудуются ленточ-ными нормально замкнутыми тормозами, автоматически размыкае-мыми гидравлическими толкателями при включении гидромоторов.
Для увеличения грузовой устойчивости крана-трубоукладчикапри работе с правой стороны машины располагается контргруз с из-меняемым вылетом. Откидывание и возврат (изменение вылета)контргруза производятся, как правило, гидроцилиндром двойногодействия, что позволяет фиксировать контргруз в любом промежу-точном положении. Механизм откидывания контргруза 2 включаетстрелу /, гидроцилиндр 3.
Колесные трубоукладчики смонтированы на высокопроходимоми высокоманевренном четырехколесном шасси со всеми ведущимиколесами и бортовым поворотом машины.
При бортовом повороте один борт тормозится, а радиус поворо-та имеет минимальное значение, что обеспечивает возможность ра-боты в стесненных условиях.
Высокая маневренность колесных трубоукладчиков обеспечи-вает:
выполнение строительно-монтажных работ в городе (без по-вреждения асфальтового покрытия);
возможность работы в стесненных городских условиях (на про-езжей части и во дворах);
мобильность при перебазировании машины с объекта наобъект;
возможность использования трубоукладчика в качестве тягачадля доставки на объекты сварочных агрегатов, прицепов с трубами,блоками и строительными материалами.
Грузоподъемное оборудование колесных трубоукладчиков — одно-барабанная лебедка, телескопическая стрела, механизм привода на-сосов и гидравлическая система. Изменение угла наклона стрелыпроизводится гидроцилиндром. Для изменения длины стрелы слу-жит длинноходовой гидроцилиндр, установленный внутри стрелы.
Телескопическая стрела позволяет эффективно эксплуатироватьмашину в стесненных городских условиях, при этом длину стрелыможно изменять при наличии груза на крюке.
Безопасность эксплуатации трубоукладчиков обеспечивают ав-томатические ограничители высоты подъема крюка; указателипродольного и поперечного крена машины; автоматические сигна-лизаторы опасного напряжения; электрические указатели грузово-го момента; гидравлические указатели фактической нагрузки настреле.
Гусеничные краны-трубоукладчики имеют грузоподъемность
.80 т, колесные — 6,3 и 8 т.
Специальные стреловые краны на рельсовом ходу подразделяютна железнодорожные (установленные на железнодорожных плат-формах), стреловые и башенно-стреловые с использованием сбороч-ных единиц гусеничных кранов и стреловые на базе башенных рель-совых кранов.
Стреловые краны нулевого цикла предназначены для выполнениястроительно-монтажных работ при возведении нулевых циклов зда-ний в жилищном и гражданском строительстве.
В конструкциях кранов нулевого цикла широко использованыунифицированные узлы и механизмы серийно выпускаемых башен-ных кранов.
Составные части стреловых кранов на базе башенных кранов 4-йразмерной группы (рис. 3.44, а): ходовая рама с тележками, опор-но-поворотное устройство, поворотная платформа с установленны-ми на ней крановыми механизмами, подъемной стрелой, кабиноймашиниста, стойкой с подкосом и балластом. Стрелы кранов секци-онные прямоугольного сечения и состоят из корневой, головной итрех промежуточных секций.
Краны могут быть собраны в нескольких исполнениях, отличаю-щихся длиной стрелы, грузоподъемностью и грузовым моментом.Краны могут быть снабжены сменной опорной вставкой, выпол-няющей функции короткой башни, что позволяет использовать еготакже для строительства малоэтажных зданий. С объекта на объекткраны перевозят на подкатной тележке с помощью седельного тя-гача.
Грузоподъемность кранов 5...32 т, вылет крюка 7...37 м, высотаподъема крюка 4,8...32 м, скорость плавной посадки груза
.2.5 м/мин.
Кран нулевого цикла с грузовым моментом 400 гм на базе ба-шенного крана 6-й размерной группы имеет укороченную башню иудлиненную (до 50 м) балочную стрелу. Высота подъема при макси-мальном вылете крюка 17 м. Глубина опускания не менее 5 м.
Краны с высоким порталом (рис. 3.44, б) предназначены для пе-регрузочных работ на складах, имеющих железнодорожные подъ-ездные пути, так как портал рассчитан на пропуск между опорамикрана железнодорожных вагонов нормальной колеи.
Легкие полноповоротные стреловые краны грузоподъемностью
.2 т (рис. 3.45) применяют для подъема различных строительныхматериалов и санитарно-технического оборудования на строящеесяздание, при монтаже мощных вентиляционных устройств, при про-изводстве монтажных и обмуровочных работ в котельных, а такжедля подъема грунта в бадьях при разработке небольших котлованови траншей вручную. Рабочие движения крана — подъем (опускание)


Рис. 3.44. Специальные рельсовые краны
груза и поворот стрелы с поднятым грузом в плане на 360°. Эти кра-ны установлены на катках и перемещаются на объекте с помощьюавтомобиля или вручную. Поворот платформы со стрелой крановтакже осуществляется вручную или механическим приводом. Вылетстрелы у многих кранов постоянный, но есть конструкции, у кото-рых вылет можно изменять с помощью канатных полиспастов иливручную винтовыми стяжками. Механизм подъема груза состоит изреверсивной лебедки с приборами управления, грузового каната икрюковой подвески.
Рычажный ограничитель высоты подъема крюка отключает дви-гатель лебедки при подходе крюковой обоймы к крайнему верхнемуположению.
Наибольший вылет стрелы кранов 3...4 м, наименьший — 2,0 м.Высота подъема крюка 4,5...8 м (при установке на земле) и 30...50 мпри установке на здании. Управление кранами осуществляется с вы-
носного пульта. Транспортировка кранов производится без разбор-ки в кузове бортового автомобиля.
Сменная эксплуатационная производительность кранов (т/смен):
Пэ = 1ы0.пКгК»,(3.21)
где /см — продолжительность смены, ч; () — грузоподъемность кра-на, т; п = 3600/Гц — число циклов, совершаемых краном за один часработы; Кг — коэффициент использования крана по грузоподъемно-сти; Къ — коэффициент использования крана по времени в течениесмены.
Общее время цикла складывается из машинного времени /м ивремени, расходуемого на выполнение ручных операций /р:
7ц = /м + /р + 1ц2,(3.22)
Гм = [(Я1Л4) + (Н2/у 2) + (Тл/уз) + {Ып) + (2а/360п„)]7С (3.23)/Р = /з + /у + /о,(3-24)
где Н\иН2 — соответственно высота подъема и опускания крюка, м;Ь\ и Ь2 — путь передвижения грузовой тележки (или изменения выле-та) и крана, м; п, т2, уз, У4 — скорости подъема и опускания груза, пе-редвижения грузовой тележки (или изменения вылета) и крана,м/мин; а — угол поворота стрелы (туда и обратно), град; пп — частотавращения стрелы крана, мин-1; К — коэффициент совмещения опера-ций (зависит от технических возможностей крана и мастерства маши-ниста); /з — время строповки груза, мин; /у — время наводки иустановки груза в проектное положение, мин; /о— время расстропов-ки груза, мин; (в — время вспомогательных машинных операций, м;г — число вспомогательных машинных операций (подъем, передви-жение, поворот с грузом, обратный поворот, опускание и т. д.).
Устойчивость кранов. Устойчивость передвижных кранов про-тив опрокидывания обеспечивается их собственной массой и прове-ряется по правилам Госгортехнадзора в рабочем и нерабочемсостояниях. Различают грузовую и собственную ус-тойчивость.
Грузовая устойчивость характеризует устойчивость крана с под-вешенным грузом (и откинутым противовесом у кранов-трубоук-ладчиков) при возможном опрокидывании его в сторону груза.
Собственная устойчивость характеризует устойчивость крана внерабочем состоянии (без рабочего груза) при возможном опроки-дывании его в сторону противовесной части крана (контргруза).
Показателем степени устойчивости является коэффициент устой-чивости. Коэффициент грузовой устойчивости К\ представляет со-бой отношение восстанавливающего момента Мв, создаваемогомассой всех частей крана, с учетом ряда дополнительных нагрузок
(ветровая нагрузка, инерционные силы, возникающие при пуске илиторможении исполнительных механизмов, вращении поворотнойчасти и передвижения крана), а также влияния наибольшего допус-каемого при работе крана уклона площадки или подкранового пути(до 2° для башенных кранов, до 3° для самоходных стреловых кра-нов и до 7° для кранов-трубоукладчиков) к опрокидывающему мо-менту М0, создаваемому массой рабочего груза.
Определение опрокидывающего и восстанавливающего момен-тов производится относительно ребра опрокидывания (головкирельса подкранового пути для башенных кранов, точек касанияопорных домкратов аутригеров с подпятниками опор для стрело-вых самоходных кранов на пневмоходу, края катка левой гусеницыдля кранов-трубоукладчиков и т. п.).
Коэффициент грузовой устойчивости крана подсчитывают прирасположении стрелы в плане перпендикулярно ребру опрокидыва-ния: К\ = (Мв/Мо) >1,15.
При работе крана на горизонтальной площадке без учета допол-нительных нагрузок и уклона пути коэффициент грузовой устойчи-вости должен быть не менее 1,4.
Коэффициент собственной устойчивости Кг представляет со-бой отношение момента М', создаваемого массой всех частейкрана с учетом влияния наибольшего допускаемого уклона пло-щадки (подкранового пути) в сторону опрокидывания, к момен-ту, создаваемому ветровой нагрузкой М'0, определенных относи-тельно ребра опрокидывания; Кг =М'Й1М'0 должен быть не ме-нее 1,15.
Ветровая нагрузка, действующая на кран и груз, определяется всоответствии с ГОСТом.
3.5 КОЗЛОВЫЕ КРАНЫКозловые краны применяют в городском строительстве для вы-полнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ наскладских территориях заводов и комбинатов строительных изде-лий и конструкций, предварительной сборки конструкций и основ-ных монтажных работ на строительстве эстакад, путепроводов, мос-тов и метрополитена (при открытом способе строительства), атакже монтажа зданий (в том числе и из объемных элементов) и тех-нологического оборудования промышленных зданий и сооружений.Козловой кран (рис. 3.46, а, б) состоит из моста 3, установленногона двух опорах, одна из которых (пространственная) 2 жестко со-единена с мостом крана, а другая (плоская) 5 крепится к нему шар-нирно. Опоры крана посредством тележек соединены с ходовымиколесами 1. По мосту крана перемещается грузовая тележка 6
7 Строительные машиныи основы автоматизации

(рис. 3.46, 6) или электроталь 4 (рис. 3.46, а). В верхней части однойиз опор или к ферме моста крепится кабина управления. Козловыекраны выполняют бесконсольными и с одной или двумя консолями,позволяющими перемещать груз за пределы площади, ограничен-ной подкрановыми путями.
К основным параметрам козловых кранов относятся грузоподъ-емность 0, как основного, так и вспомогательного механизмовподъема груза, пролет крана Ь\ (или колея крана, т. е. расстояниемежду вертикальными осями ходовых колес, расположенных на раз-личных рельсах), длина хода грузовой тележки Ь, высота подъемакрюка Н и база крана В — расстояние между шарнирами ходовыхтележек, установленных на одном рельсе.
Мост козлового крана состоит из одной или двух решетчатыхферм трех- или четырехугольного сечения с постоянным или пере-менным сечением на консолях. В перегрузочных кранах обе опорымогут иметь пространственную форму из уголкового профиля. В по-следние годы козловые краны выпускаются из сплошностенчатыхметаллоконструкций с применением специальных профилей.
В зависимости от грузоподъемности на козловых кранах уста-навливают одну или две реверсивные грузовые лебедки 7, которыерасполагаются или внутри фермы моста, или на грузовой тележке.Грузовой полиспаст 8 при этом может иметь до 12 ветвей каната,на которых висит поднимаемый груз. В соответствии с конструк-тивными особенностями кранов грузовая тележка передвигаетсяпо верхнему или нижнему поясу моста козлового крана. Если гру-зовая тележка передвигается по верхнему поясу моста крана, то вэтом случае крюк крепится к траверсе 9 (рис. 3.46, в), котораяудерживается двумя полиспастами 8, расположенными с обеих сто-рон тележек и проходящими снаружи моста крана. Перемещениегрузовой тележки 6 осуществляется с помощью канатной тяги отлебедки передвижения тележки 10 (рис. 3.46, г) или от механизмапередвижения, установленного непосредственно на тележке. Грузо-вые тележки имеют от 4 до 8 колес, 2 или 4 из которых являютсяприводными.
Механизм передвижения козловых кранов устанавливают на хо-довой раме портала. Краны обычно имеют от 8 до 24 ходовых ко-лес, половина из которых — приводные.
Электроэнергия (переменный ток напряжением 380 В) к крануподается через гибкий кабель. Для сохранения кабеля применяюткабельные барабаны, собирающие на свою поверхность кабель илирасстилающие его (при движении крана) по деревянному коробу,расположенному между рельсами или сбоку от него.
В конструкциях некоторых кранов на грузовой тележке, переме-щающейся по верхнему поясу моста, устанавливают шевры (двух-опорный стреловой кран, имеющий возможность изменять вылет),имеющие грузоподъемность до Юти вылет крюка до 10 м. Кабиныуправления (одна или две) устанавливаются в опоре крана или под-вешиваются к грузовым тележкам и перемещаются вместе с нимивдоль нижнего пояса моста крана. Все козловые краны оборудоба-ны приборами безопасности.
В зависимости от параметров, места установки и продолжитель-ности работы козловых кранов применяют подкрановые пути, со-стоящие из деревянных шпал, железобетонных блоков (плит) с пес-чаным или щебеночным основанием, а также из деревянных шпал,замоноличенных в бетоне.
Монтаж козловых кранов ведут различными способами, основ-ными из которых являются:
с помощью одного или двух стреловых самоходных кранов;
с помощью одной или четырех подъемных мачт с комплексомполиспастов и лебедок;
сборка на земле с последующим подъемом его (с поворотом на90°);
подъем крана с помощью собственных механизмов и стягиваю-щих полиспастов.
С объекта на объект козловые краны перевозят автотранспор-том в разобранном виде укрупненными узлами.
Козловые краны просты по конструкции, изготовлению и на-дежны в эксплуатации. П-образная конструкция кранов позволяетиметь постоянную грузоподъемность на всем пролете крана. Име-ются конструкции козловых кранов, у которых мост может бытьполностью использован для мостового крана (с установкой на немунифицированных ходовых тележек с механизмом передвижения).Современные козловые краны отличаются универсальностью ис-полнения, что позволяет иметь до 40 схем сборок кранов, разли-чающихся между собой высотой подъема крюка, пролетом игрузоподъемностью. При этом тяжелые краны имеют от одного дочетырех основных и один-два вспомогательных грузоподъемныхкрюков.
Грузоподъемность современных козловых кранов составляетот 3 до 200 т, высота подъема крюка — до 52 м, пролет — до 75 м,длина консоли — до 12 м.
Глава 4
МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТМашины для земляных работ в гражданском строительстве ис-пользуют при рыхлении плотных, скальных и мерзлых грунтов, пла-нировании строительных площадок, подготовке оснований под до-роги и проезды, разработке котлованов под фундаменты зданий исооружений, рытье траншей открытым способом при прокладке го-родских коммуникаций и строительстве подземных сооружений, ко-пании ям и приямков, зачистке дна и откосов земляных сооружений,обратной засыпке котлованов и траншей после возведения фунда-ментов и укладки коммуникаций, уплотнении грунтов и т. п.
Машины осуществляют разработку грунтов тремя основнымиспособами:
механическим, при котором грунт отделяется от массивапассивными и приводными (активными) режущими органами — но-жами, зубьями, скребками, клиньями, резцами, фрезами и т. п.;
гидромеханическим, при котором грунт разрушается воткрытом забое направленной с помощью гидромонитора струейводы под давлением до 6 МПа или всасыванием предварительноразрушенного (гидромонитором или фрезой) грунта со дна реки иливодоема грунтовым насосом-землесосом;
взрывным, при котором разрушение грунта (породы) проис-ходит под давлением расширяющихся продуктов сгорания (газов),взрывчатых веществ.
Иногда применяют комбинированные способы разра-ботки грунтов, например взрывной (предварительное рыхление) всочетании с механическим (последующая разработка землеройноймашиной с ножевым или ковшовым рабочим органом).
В настоящее время около 95 % земляных работ в строительствеосуществляется механическим способом. При выполнении земляныхработ используют широкую номенклатуру различных по назначе-нию, конструкции и принципу действия машин, которые разделяют-ся на: машины для подготовительных работ; землеройно-транспорт-ные; экскаваторы; бурильные; для бестраншейной прокладкикоммуникаций; для гидромеханической разработки грунта; для уп-лотнения грунтов.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИНС ГРУНТОМНа процесс взаимодействия рабочего органа землеройной маши-ны с грунтом существенное влияние оказывают физико-механиче-ские свойства грунта, конструкция, геометрические параметры и ре-жимы работы рабочего органа.
Рабочие органы землеройных машин, отделяющие грунт от мас-сива механическим способом, могут быть выполнены в виде: зуба настойке (рис. 4.1, а) для рыхления разрабатываемой среды, ковша оп-ределенной вместимости со сплошной режущей кромкой (рис. 4.1, д,ж, з) или оснащенной зубьями (рис. 4.1, б, в, г, е), отвала(рис. 4.1, и), снабженного в нижней части режущими ножами. Рабо-чие органы в виде ковшей называют ковшовыми, в виде отвала с но-

Р и с. 4.1. Рабочие органы землеройных машин:а зуб рыхлителя; 6—ж — экскаваторные ковши прямой и обратной лопат, драглайна,погрузчика, планировщика; з — ковш скрепера; и — отвал бульдозера
жами — отвальными или ножевыми. Рабочий процесс землеройныхмашин с ковшовыми и ножевыми рабочими органами состоит изпоследовательно выполняемых операций отделения грунта от мас-сива, его перемещения (транспортирования) и отсыпки. Рабочие ор-ганы отделяют грунт от массива резанием и копанием. Р е з а -ние — процесс отделения грунта от массива режущей частью рабо-чего органа. Копание — это совокупность процессов, включаю-щих резание грунта, перемещение срезанного грунта по рабочемуоргану и впереди его в виде призмы волочения, а у некоторых ма-шин и перемещение грунта внутри рабочего органа. Сопротивлениегрунта копанию в 1,5...2,8 раза больше, чем сопротивление грунтарезанию.
Физико-механические свойства грунтов характеризуются:
гранулометрическим составом — процентным содержанием помассе частиц различной крупности;
плотностью — отношением массы к единице объема (для боль-шинства грунтов — 1,5...2 т/м3);
пористостью — отношением объема пор к общему объему грун-та (в %);
влажностью — количеством воды, содержащейся в порах грунта(в %);
связностью — способностью грунта сопротивляться разделениюна отдельные частицы под действием внешних нагрузок;
разрыхляемостью — свойством разрабатываемого грунта увели-чиваться в объеме при постоянстве собственной массы, которая вы-ражается коэффициентом разрыхления Кр, равным отношению объ-емов грунта в разрыхленном и естественном состояниях(*Р = 1,1-1,4);
углом естественного откоса — углом у основания конуса, кото-рый образуется при отсыпании разрыхленного грунта с некоторойвысоты;
пластичностью — способностью грунта деформироваться поддействием внешних сил и сохранять полученную форму после сня-тия нагрузки;
сжимаемостью — свойством грунтов уменьшаться в объеме поддействием внешней нагрузки;
прочностью — способностью грунта сопротивляться разруше-нию под действием внешних нагрузок;
сопротивлением сдвигу — сцеплением частиц грунта между со-бой;
коэффициентами трения грунта о сталь (0,55...0,65) и грунта погрунту (0,3...0,5);
абразивностью — способностью грунта (породы) интенсивно из-нашивать (истирать) взаимодействующие с ним рабочие органы ма-шин;
липкостью — способностью грунта прилипать к поверхности ра-бочих органов.
Различают грунты нескальные (песок, супесь, суглинок, глина ит. п.), разборно-скальные (сцементированные глины — аргаллиты,гипс, мел, известняки и др.) и скальные (плотные известняки, доло-мит, мрамор, песчаник и др.). Грунты, имеющие положительнуютемпературу, называют немерзлыми (талыми), отрицательную —мерзлыми, если они содержат лед, и морозными (охлажденными), ес-ли лед в их составе отсутствует. Наличие льда в мерзлых грунтах су-щественно повышает их прочность и затрудняет работу землерой-ных машин. Нескальные немерзлые грунты разрабатываютобычными землеройными средствами, скально-разборные и мерз-лые грунты с небольшой глубиной промерзания перед разработкойпредварительно разрыхляют механическим способом. Скальные имерзлые грунты с большой глубиной промерзания предварительноразрыхляют взрывным способом.
В некоторых случаях мерзлые грунты разрабатывают специаль-но предназначенными для этих целей землеройными машинами.Для оценки трудности разработки нескальных мерзлых и немерз-лых грунтов обычно пользуются предложенной А.Н. Зеленинымклассификацией грунтов, разбитых на восемь категорий по числуударов (числу С) динамического плотномера (ударника) ДорНИИ.Категория грунта определяется числом ударов, которые необходи-мы для погружения в грунт на глубину 10 см цилиндрическогостержня плотномера площадью 1 см2 под действием груза весом25 Н, падающего с высоты 0,4 м и производящего за каждый ударработу в 10 Дж. Классификация грунтов по числу С приведенаниже:
Категория немерзлогогрунта I II III IV
Число ударов С 1-4(3) 5..8(6) 9...16(12) 17...35(25)
Категория мерзлогогрунта V VI VII VIII
Число ударов С 35...70(50) 70... 140(100) 140...280(200) 280...560(400) !
Примечание. В скобках приведены средние значения С для каждой катего-рии грунта.
При отделении грунта от массива механическим способом рабо-чему органу землеройной машины сообщаются обычно два движе-ния — вдоль (главное движение) и поперек (движение подачи) сре-заемой стружки грунта (рис. 4.2), которые могут выполнятьсяраздельно или одновременно.
Режущая часть (кромка) рабочего органа, имеющая обычноформу клина, характеризуется следующими геометрическими пара-метрами (рис. 4.2, я); дли-ной режущей кромки Ь, уг-лом заострения (3, заднимуглом а, передним углом у,углом резания 5 = р + а итолщиной стружки к. Эф-фективность процесса реза-ния обеспечивается при оп-тимальных углах резания ирациональной геометриирежущего инструмента. Оп-тимальные значения угларезания 5 составляют 30...32° для легких грунтов и 40...43° для тяже-лых; угла заострения р = 25...27° для легких и 32...35° для тяжелыхгрунтов. Задний угол принимают равным не менее 6...8°. Ножевыерабочие органы землеройных машин характеризуются также дли-ной В, высотой Н и радиусом кривизны г отвала, ковшовые — вме-стимостью ц, шириной В, высотой Н и длиной Ь ковша.

Р и с. 4.2. Геометрия режущих элементоврабочих органов землеройных машин
На взаимодействующий с грунтом рабочий орган (рис. 4.2, б)действует сила сопротивления его движению в грунте Во, расклады-ваемая на две составляющие — касательную Нм и нормальную Ног ктраектории движения рабочего органа. Силу Нм (кН) можно пред-ставить в виде
Но1 = Нр + И + Нп.в,(4.1)
где НР — сопротивление грунта резанию, кН; И — сопротивление тре-ния рабочего органа о грунт, кН; Нп в — сопротивление перемещениюпризмы волочения и грунта в рабочем органе, кН.
Сопротивление грунта резанию представляет собой сопротивле-ние внедрению передней грани рабочего органа в грунт в направле-нии главного движения.
Величина Вр зависит от поперечного сечения срезаемой стружки,физико-механических свойств грунта и геометрии режущей частирабочего органа:
Рр = крЬк,(4.2)
где кр — удельное сопротивление грунта резанию, кПа; Ь и к — шири-на и толщина стружки, м.
Отношение величины /тм к поперечному сечению стружкипредставляет собой удельное сопротивление грунта копаниюА'к = Рт!(Ьк). Значения кР, кК выбирают по табл. 4.1 и 4.2, в кото-рые сведены данные, полученные экспериментальным путем дляразличных категорий грунтов, и видов рабочих органов. Значенияудельных сопротивлений резанию и копанию растут с увеличениемпрочности грунта. Нормальная составляющая сопротивления ко-панию Реп, представляющая собой сопротивление внедрению режу-щей части рабочего органа в грунт в направлении, перпендикуляр-ном касательной составляющей Ро\, определяется из соотношенияРог = \\/Роь где у = 0,2...0,6 — коэффициент, зависящий от физи-ко-механических свойств грунта и затупления режущей кромки.Более высокие значения соответствуют большему затуплениюрежущей части. Равнодействующая усилий Ро\ и Рог, направленнаяпод определенным углом к траектории движения режущего орга-на: Ро = л]р^+рЕ-
Т а б л и ц а 4.1. Значения удельных сопротивлений резанию крдля машин с ножевым рабочим органом
Наименование грунта Категория
грунта Плотность Коэффициент Удельное сопротивление 1грунта резанию кР, кПа |
грунта р,
т/м-' разрыхлениягрунта Агр нож
бульдозера НОЖ }
скрепера ;
Песок рыхлый, сухой I 1,2...1,6 1,05...1,1 10..30 20...40
Песок влажный, супесь,суглинок разрыхлен-ный I 1,4...1,7 1,1...1,2 20...40 50...100
1
_|
Суглинок, средний имелкий гравий, легкаяглина II 1,5...1,8 1,15...1,25 60...80 90.„180
1
Глина, плотный сугли-нок III 1,6...1,9 1,2...1,3 100.„160 160.„300 |
Тяжелая глина, сланцы,суглинок со щебнем,гравием IV 1,9...2,0 1,25...1,3 150...250 300.„400 ]
Таблица 4.2. Значения удельных сопротивлений копанию Агкдля ковшовых рабочих органов экскаваторов
Удельное сопротивление копанию кК, кПа 1
Категория
грунта Одноковшовые экскаваторы 1
Многоковшовые экскаваторы
прямая и обратнаялопата драглайн поперечного
копания продольного !
копания !(траншейные)
I 25...70 40... 120 40...100 80...180
II 90...180 100...120 120.„180 160.„260
III 120...250 160.„300 180...240 260...300
IV 250...400 300...500 240.„300 300 ...400
МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Для выполнения подготовительных работ применяют кусторе-зы, корчеватели-собиратели и рыхлители, оборудование для пони-жения уровня грунтовых вод и открытого водоотлива.
Кусторезы предназначены для расчистки заросших кустарни-ком и мелколесьем площадей под застройку и представляют собойнавесное оборудование с гидравлическим управлением на гусенич-ные тракторы тягового класса 10. Основным рабочим органомкустореза (рис. 4.3, а) служит клинообразный отвал 2, снабженныйв нижней части сменными гладкими или пилообразными ножами6. Впереди отвала, имеющего в плане вид треугольника, уста-новлен носовой лист 1 для раскалывания пней и раздвиганиясваленных деревьев. Отвал смонтирован на универсальной подко-вообразной толкающей раме 5, шарнирно прикрепленной к ходо-вым тележкам трактора, и соединяется с ней сферическойголовкой. На раму могут быть навешены также сменные рабочиеорганы корчевателя и поворотного бульдозера. Подъем и опуска-ние рамы с рабочим органом осуществляется двумя гидроцилинд-рами 4, работающими от гидросистемы трактора. При движениикустореза вперед опущенный в рабочее положение отвал с ножамискользит по поверхности земли и срезает кустарники и мелкие де-ревья, образуя за собой проход, равный ширине захвата отвала(до 3,6 м). Защитное ограждение 3 в виде стального каркаса предо-храняет трактор от повреждений при падении срезаемых деревьев.Для периодической заточки ножей отвала используют переноснуюшлифовальную головку с приводом от трансмиссии трактора че-рез гибкий длинный вал. Производительность кусторезов с пассив-ным рабочим органом 11000...14000 м2/ч при средней скоростидвижения машин 3...4 км/ч.
Корчеватели-собиратели применяют для извлечения (корчева-ния) из грунта камней массой до 3 т, пней диаметром до 0,45 м, кор-невых систем, сплошной корчевки кустарника и мелколесья, транс-портирования на близкое расстояние толканием пней, камней,кустарника и поваленных деревьев, а также погрузки камней и круп-ных пней в транспортные средства. На рис. 4.3, б показан корчева-тель-собиратель на базе гусеничного трактора класса 10 с передними задним расположением навесных рабочих органов. Передний кор-чеватель имеет износостойкие сменные зубья 12, смонтированныена толкающей раме 13. Поворот зубьев относительно рамы в верти-кальной плоскости и подъем-опускание рамы с зубьями осуществля-ются соответственно гидроцилиндрами 10 и 11. Процесс корчеваниякрупных камней, пней и корней деревьев производится путем за-глубления под них зубьев корчевателя и одновременном поступа-тельном движении машины вперед. Задний корчеватель 7 смонтиро-



ван на балке 8 подвески и меняет свое положение в вертикальнойплоскости с помощью гидроцилиндров 9 и 14. Гидроцилиндры пе-реднего и заднего корчевателей работают от гидросистемы тракто-ра. Корчеватели-собиратели навешивают на гусеничные тракторыкласса 3...35 мощностью 50...390 кВт. Часовая производительностьпри корчевании пней составляет до 45...55 шт., при уборке кам-ней — до 15...20 м3, при сгребании срезанных деревьев, выкорчеван-ных пней и кустарника — до 2500...4000 м2.
Рыхлители оснащаются одно- и трехзубым навесным рыхли-тельным оборудованием заднего расположения с гидравлическимуправлением. Рыхлительное оборудование навешивают на гусенич-ные бульдозеры с тягачами класса 10, 25. 35, 50 и 75 мощностью
.636 кВт.
Главным параметром бульдозеров-рыхлителей является тяговыйкласс базового трактора. Индекс рыхлительного оборудованиябульдозеров-рыхлителей включает две первые буквы ДП, за кото-рыми следуют цифры порядкового номера модели и буквы, обозна-чающие очередную модернизацию (А; Б, В, ...) и северное (С, ХЛ)исполнение оборудования. Так, бульдозер-рыхлитель в северном ис-полнении на базе трактора Т-330 имеет индекс ДЗ-129АХЛ, а егорыхлительное оборудование в северном исполнении — ДП-29АХЛ.Крепление рыхлителей осуществляется к остову базового трактораили к корпусу его заднего моста.
Бульдозеры-рыхлители применяют для предварительного по-слойного рыхления и перемещения плотных каменистых, мерзлыхи скальных грунтов при устройстве строительных площадок, ры-тье котлованов и широких траншей, а также для взламывания до-рожных покрытий. Разрушение грунтов и пород происходит припоступательном движении машины и одновременном принуди-тельном заглублении зубьев рабочего органа до заданной отмет-ки. В процессе рыхления массив грунта разделяется на куски(глыбы) таких размеров, которые удобны для последующей ихэффективной разработки, погрузки и транспортирования другимимашинами.
Рыхление производят параллельными резами по двум техноло-гическим схемам: без разворотов у края площадки с возвратоммашины в исходное положение задним ходом (челночная схема) и споворотом рыхлителя в конце каждого прохода (продольно-пово-ротная схема). Челночная схема наиболее рациональна при малыхобъемах работ в стесненных условиях, продольно-поворотная — научастках большой протяженности. Максимальные величины глуби-ны и ширины захвата рыхления, рабочих скоростей движения и чис-ло зубьев рыхлителя определяются тяговым классом базовой ма-шины.
Наименьшая глубина рыхления за один проход должна на
.30% превышать толщину стружки грунта, разрабатываемогоземлеройно-транспортными машинами, в комплексе с которыми ра-ботает рыхлитель. Рыхление высокопрочных грунтов осуществляет-ся, как правило, одним зубом.
Рабочий орган рыхлителя состоит из несущей рамы, зубьев, под-вески и гидроцилиндров управления. Зубья имеют сменные нако-нечники, лобовая поверхность которых защищена износостойкимипластинами для защиты от абразивного износа. Для интенсифика-ции процесса рыхления на зубья рыхлителей устанавливают ушири-тели, которые позволяют за один проход разрушать большие объе-мы материала и выталкивать каменные глыбы на поверхность.Уширители обеспечивают более устойчивое движение базовоготрактора и работу рыхлителя, практически сплошное разрушениематериала между соседними бороздами, снижение общего количест-ва проходов.
Зубья выполняют неповоротными, жестко закрепленными в кар-манах рамы и поворотными в плане (на угол 10... 15° в обе стороны)за счет их установки в специальных кронштейнах — флюгерах, при-крепляемых к раме шарнирно. Поворотные зубья способны обхо-дить препятствия, встречающиеся в грунте. Подвеска рыхлителя кбазовой машине — четырехзвенная (параллелограммная). Она обес-печивает постоянство угла рыхления зубьев независимо от величи-ны их заглубления, что позволяет при оптимальных значениях этогоугла осуществлять процесс рыхления с пониженными энергозатра-тами, повысить производительность рыхлителя и уменьшить износнаконечников зубьев.
Бульдозер-рыхлитель на базе трактора класса 10 (рис. 4.3, в) име-ет четырехзвенную подвеску рыхлителя с неповоротным зубом.Подвеска составлена из опорной рамы, жестко прикрепленной к ба-зовому трактору 2, тяги 18, рабочей балки 19 и нижней рамы 22.
Балка имеет сменный зуб 21 с наконечником 20. Опускание,принудительное заглубление и фиксирование рыхлителя в опреде-ленном рабочем положении, а также подъем его при переводе втранспортное положение производятся двумя гидроцилиндра-ми 17.
Разрыхленный грунт перемещается бульдозерным оборудовани-ем 15 с неповоротным отвалом. Бульдозер-рыхлитель может бытьоборудован бульдозерным оборудованием с поворотным отвалом иуниверсальной рамой для навески корчевателя и кустореза, а такжекомплектом сменных уширителей. Гидроцилидры рыхлителя ибульдозера 16 работают от гидросистемы базовой машины. Рыхли-тели имеют наибольшую ширину захвата (при трех зубьях)
.2140 мм и рыхлят грунты высокой прочности на глубину0,4... 1,2 м. Производительность навесных рыхлителей на грунтахIV...V категорий 60...150 м-7ч, средняя рабочая скорость движения
.5 км/ч.
Эксплуатационная производительность (м3/ч) навесного рыхли-теля
Пэ = 3600 ШГЦ,(4.3)
где V— объем грунта, разрыхленного за цикл, м3; кв — коэффициентиспользования машины по времени; Ти — продолжительность цик-ла, с.
V = ЯЛср/,(4.4)
где В — средняя ширина полосы рыхления, зависящая от числа, шагаи толщины зубьев, угла развала (15...60°) и коэффициента перекрытия(0,75...0,8) резов, м; /гср — средняя глубина рыхления в данных грунто-вых условиях, м; / — длина пути рыхления, м.
При челночной схеме работы рыхлителя
Тп - (//гр) + (//ух) + и + Iо,(4.5)
где ур и ух — скорости движения машины соответственно при рыхле-нии и холостом (обратном) ходе, м/с; 1С — время на переключение пе-редачи (!с ~ 5 с); ?о — время на опускание рыхлителя (Го = 2...3 с).
При разработке участка продольными проходами с разворотамина концах к времени цикла добавляется гр — продолжительностьразворотов трактора в конце участка, а время холостого хода ис-ключается.
Оборудование для открытого водоотлива. Для откачки дожде-вых, талых и грунтовых вод из траншей, котлованов, колодцев, атакже мелких водоемов на строительных площадках, трассах строи-тельства коммуникаций открытым способом применяют открытыйводоотлив, осуществляемый с помощью насосов и насосных устано-вок. Открытый водоотлив эффективен при малых скоростях прито-ка грунтовых вод, когда этот способ не снижает несущей способно-сти грунта под сооружением и обеспечивает устойчивость откосовтраншей и котлованов. При открытом водоотливе наиболее частоприменяют диафрагмовые и самовсасывающие центробежные насо-сы, реже используют погружные насосы, опускаемые непосредствен-но в выемку с водой.
Диафрагмовый насос (рис. 4.4, а) состоит из корпуса 1 со всасы-вающим патрубком 7, крышки 4 с отводящим патрубком 3 и резино-вой диафрагмы 6 с колпаком 5, которым от механического приводасообщаются возвратно-поступательные (колебательные) движения.При движении диафрагмы вверх в корпусе насоса, создается разре-жение, за счет которого нагнетательный клапан 2 закрывается, авсасывающий 8 открывается, и происходит засасывание жидкости вполость корпуса насоса. При движении диафрагмы вниз вода вытес-няется через открытый нагнетательный клапан 2 (клапан 8 закрыт) вотводящий патрубок 3, соединенный с отводящим шлангом. Насос сприводом монтируют на колесной тележке. В комплект насоса вхо-дит два резинотканевых шланга — всасывающий и отводящий. Насвободном конце всасывающего шланга установлен сетчатыйфильтр, предохраняющий насос от попадания в него постороннихчастиц. Диафрагмовые насосы имеют сравнительно низкую подачу(до 30...45 м3/ч при высоте всасывания до 5 м) и применяются длявыполнения небольших объемов водоотливных работ.
Р н с. 4.4. Насосы:
а — диафрагмовый; 6 — центробежный самовсасывающий
Значительно большую подачу (до 250...500 м3/ч) при высоте вса-сывания до 4,5...6 м и полном манометрическом напоре до0,12...0,2 МПа имеют самовсасывающие центробежные насосы. Ха-рактерной особенностью таких насосов является потребность в за-ливке их корпусов водой перед первым пуском в работу. Самовса-сывающий центробежный насос (рис. 4.4, 6) состоит из корпуса 14,рабочего колеса 17, всасывающего шланга 9 с фильтром 18, напор-ного шланга 13, заливной горловины 11с быстродействующим за-порным клапаном 12 и обратного клапана 10. Внутри корпуса насо-са имеются два резервуара — всасывающий А и напорный Б,сообщающиеся между собой через спиральную камеру 16, в которойрасположено рабочее колесо 17 с тремя лопастями специальногопрофиля, закрепленное на приводном валу 15.
Перед первым пуском насоса в его корпус через горловину зали-вают воду, после чего включают привод насоса. С началом враще-ния рабочего колеса вода из всасывающего резервуара А нагнетает-ся в напорный Б. В результате разрежения, создаваемого вовсасывающем резервуаре, обратный клапан 10 открывается, и воз-дух из всасывающего шланга начинает поступать в корпус насоса.По мере создания необходимого вакуума во всасывающей магист-рали (шланг 9 и резервуар А) последняя заполняется водой черезфильтр 18, самовсасывание насоса прекращается, и он переходит нанормальный режим работы по откачиванию воды.
Центробежные насосы приводятся в действие от электромотораили двигателя внутреннего сгорания через редуктор. Для быстройдоставки к месту откачки насосы монтируют на прицепных колес-ных тележках, автомобилях, гусеничных и колесных тракторах.Привод насосов самоходных установок осуществляется от вала от-бора мощности базовой машины.
Оборудование для понижения уровня грунтовых вод. Для искус-ственного понижения уровня грунтовых вод при рытье траншей икотлованов и закрытой прокладке коммуникаций в песчаных и су-песчаных водонасыщенных грунтах применяют иглофильтровые ус-тановки с погружаемыми в грунт вакуумными или эжекторными иг-лофильтрами. Иглофильтровые установки откачивают воду извертикальных скважин, закладываемых по контуру осушиваемойвыемки или строящегося подземного сооружения и отстоящих другот друга на расстоянии до 1,5...2 м. Глубина погружения иглофильт-ров должна быть ниже отметки заложения сооружения на 1...2 м.Одним из основных средств водопонижения на глубину до 4...5 м яв-ляются вакуумные легкие иглофильтровые установки (ЛИУ).
Водопонижение на большую глубину обеспечивается многоярус-ным расположением установок ЛИУ или установками с эжекторны-ми иглофильтрами.
Установка ЛИУ (рис. 4.5, а) состоит из иглофильтров 1, всасы-вающего водосборного коллектора 3 и самовсасывающего или


центробежного насоса 4 с электроприводом 5 на колесном ходу 6.Установки ЛИУ выполнены по единой принципиальной схеме, ком-плектуются однотипными иглофильтрами и отличаются одна отдругой количеством иглофильтров, типом всасывающего насоса иразмерами водосборного коллектора. Последний составлен иззвеньев стальных труб, соединяемых муфтами. На каждом звенеколлектора имеются патрубки, к которым с помощью гибких шлан-гов 2 подсоединяются погруженные в грунт иглофильтры(рис. 4.5, 6).
Они служат для очистки и накопления во внутренней своей по-лости грунтовых вод и состоят из фильтрового звена с наконечни-ком и глухой надфильтровой трубы, соединяемой с водосборнымколлектором.

Р и с. 4.6. Схемаэжекторногоиглофильтра
Фильтровое звено выполнено из перфорированной наружной 8 исплошной внутренней 9 труб. На спиральную проволочную обмот-ку 12 наложены две сетки — латунная фильтрационная 11 и защит-ная бронзовая 10. Наружная труба соединяется с надфильтровой со-единительной муфтой 7. Внутри наконечника 15 наружной трубыустановлен шаровой клапан 14, плотно прилегающий к седлу 13 вторце внутренней трубы 9 за счет вакуума, создаваемого насосомпри отсасывании воды из иглофильтра. Иглофильтры погружают вгрунт гидравлическим способом (подмывом) или в предварительнопробуренные скважины. В первом случае клапан 14 (рис. 4.5, в) от-крывается под напором воды, подаваемой в фильтровое звено отнасоса, и погружение иглофильтра происходит под собственной тя-жестью при интенсивном размыве грунта впе-реди фильтрового звена. Размытый грунтподнимается по затрубному пространству наповерхность. Величина необходимого заглуб-ления иглофильтра в грунт в зависимости оттребуемого понижения уровня грунтовых водобеспечивается применением надфильтровыхтруб длиной 3; 4 и 5 м. Общая длина игло-фильтра достигает 8,5 м. Установки ЛИУобеспечивают подачу 60... 140 м3/ч, высотувсасывания до 7 м при полном напоре0,24...0,36 МПа. Мощность привода устано-вок 5,5...20 кВт.
Для понижения уровня грунтовых вод до
.20 м применяют установки с эжекторны-ми иглофильтрами. Подъем откачиваемойводы в эжекторных иглофильтрах (рис. 4.6)осуществляется с помощью водоструйных на-сосов-эжекторов, принцип действия которыхоснован на непосредственной передаче энер-
гии от одного движущегося потока жидкости другому. Принцип ра-боты следующий. Рабочая вода 2 от центробежного насоса подаетсяпод напором по пространству, образованному между внутреннейводоподъемной 5 и наружной 6 трубами иглофильтра к входномуокну 9 эжектора, состоящего из камеры смешения 8 и диффузора 7 снасадкой диаметром 7... 18 мм. Выходя с большой скоростью из на-садки в камеру смешения, вода создает в ней вакуум, под действиемкоторого грунтовая вода 1 через фильтровое звено 10 (такое же, каку ЛИУ) подсасывается в камеру смешения и в смеси 4 с рабочей во-дой подается наверх по внутренней трубе иглофильтра в сливнуютрубу 3.
Подача установок 150...540 м3/ч, они комплектуются 10...36 игло-фильтрами диаметром 63... 150 мм производительностью 0.9...9,4 л/с.
ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫЗемлеройно-транспортными называют машины с ножевым рабо-чим органом, выполняющие одновременно послойное отделение отмассива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступа-тельном движении. К этой группе машин относятся: бульдозеры,скреперы, автогрейдеры, грейдеры. Первые два типа машин, осо-бенно бульдозеры, широко используются в промышленном и граж-данском строительстве.
Каждая модель землеройно-транспортной машины имеет ин-декс, включающий буквенные и цифровые обозначения. Две началь-ные буквы индекса ДЗ обозначает группу машин, последующие заними цифры — порядковый номер регистрации модели, буквы по-сле цифровой части индекса — порядковую модернизацию (А, Б.В, ...) и климатическое (северное С и ХЛ) исполнение машины. В ин-декс модернизированных самоходных скреперов кроме указанныхвыше букв могут быть включены буквы М и П. В индекс бульдозе-ров и скреперов с автоматизированной системой управления нали-чие последней обозначается цифрой 1, следующей через тире за ос-новными цифрами индекса, а у модернизированных машин — послебукв, обозначающих модернизацию. В индекс автогрейдеров послеуказанных выше цифр и букв включаются через тире цифры 1, 2. 4,6, обозначающие их модификации.
БУЛЬДОЗЕРЫ
Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на ба-зовый гусеничный или пневмоколесный трактор (двухосный колес-ный тягач), включающее отвал с ножами, толкающее устройство ввиде брусьев или рамы и систему управления отвалом. Современныебульдозеры являются конструктивно подобными машинами, базо-вые тракторы и навесное оборудование которых широко унифици-рованы. Главный параметр бульдозеров — тяговый класс базовоготрактора (тягача). Бульдозеры применяют для послойной разработ-ки и перемещения грунтов 1...1У категорий, а также предварительноразрыхленных скальных и мерзлых грунтов. С их помощью выпол-няют планировку строительных площадок, возведение насыпей, раз-работку выемок и котлованов, нарезку террас на косогорах, разрав-нивание грунта, отсыпаемого другими машинами, копание траншейпод фундаменты и коммуникации, засыпку рвов, ям, траншей, кот-лованов и пазух фундаментов зданий, расчистку территорий от сне-га, камней, кустарника, пней, мелких деревьев, строительного мусо-ра и т. п. Широкое использование бульдозеров в строительномпроизводстве определяется простотой их конструкции, надежно-стью и экономичностью в эксплуатации, высокими производитель-ностью, мобильностью и универсальностью.
Бульдозеры классифицируют:
по назначению — общего назначения, используемые длявыполнения основных видов землеройно-транспортных и вспомога-тельных работ в различных грунтовых и климатических условиях, испециальные, применяемые для выполнения целевых работ в специ-фических грунтовых или технологических условиях (бульдозе-ры-толкачи, подземные и подводные бульдозеры);
в зависимости от тягового класса (номинальномутяговому усилию) базовых машин — малогабаритные (класс до 0,9).легкие (классов 1,4...4), средние (классов 6...15), тяжелые (классов
.35) и сверхтяжелые (класса свыше 35);
по типу ходового устройства — гусеничные и пнев-моколесные;
по конструкции рабочего органа — с неповорот-ным в плане отвалом, постоянно расположенным перпендикулярнопродольной оси базовой машины, и с поворотным отвалом, кото-рый может устанавливаться перпендикулярно или под углом до 53°в обе стороны к продольной оси машины;
по типу системы управления отвалом — с гид-равлическим и механическим (канатно-блочным) управлением.
При канатно-блочной системе управления подъем отвала осуще-ствляется зубчато-фрикционной лебедкой через канатный поли-спаст. опускание — под действием собственной силы тяжести отва-ла. При гидравлической системе управления подъем и опусканиеотвала осуществляются принудительно одним или двумя гидроци-линдрами двустороннего действия. Бульдозеры с механическимуправлением в настоящее время промышленностью не выпускаются.
Рабочий цикл бульдозера: при движении машины вперед отвал спомощью системы управления заглубляется в грунт, срезает ножами
слой грунта и перемещает впереди себя образовавшуюся грунтовуюпризму волоком по поверхности земли к месту разгрузки; после от-сыпки грунта отвал поднимается в транспортное положение, маши-на возвращается к месту набора грунта, после чего цикл повторяет-ся. Максимально возможный объем призмы волочения современныебульдозеры набирают на участке длиной 6... 10 м. Экономически це-лесообразная дальность перемещения грунта не превышает 60...80 мдля гусеничных бульдозеров и 100... 140 м для пневмоколесных ма-шин. Преимущественное распространение получили гусеничныебульдозеры, обладающие высокими тяговыми усилиями и проходи-мостью. Чем выше тяговый класс машины, тем больший объем зем-ляных работ она способна выполнять и разрабатывать более проч-ные грунты.
К основным параметрам бульдозерного оборудования относятся(рис. 4.7) высота без козырька Я и длина В отвала (м), радиус кри-визны отвала г, основной угол резания 8, задний угол отвала а, уголзаострения ножей р, угол перекоса отвала г и угол поворота (у пово-ротных машин) отвала в плане у (град), высота подъема отвала надопорной поверхностью к\ и глубина опускания отвала ниже опор-ной поверхности кг (м), напорное Т и вертикальное Р усилия на ре-жущей кромке (кН), скорости подъема уп и опускания г0 отвала.

Рис. 4.7. Схемы устройств и основные параметры бульдозеров:а — с поворотным отвалом; б — с неповоротным отвалом; в — поперечный перекос отвала
Отвал бульдозера представляет собой жесткую сварную метал-локонструкцию с лобовым листом криволинейного профиля. Вдольнижней кромки отвала крепятся сменные двухлезвийные режущиеножи (два боковых и средние), наплавленные износоустойчивымсплавом. В середине верхней части отвала имеется козырек, препят-ствующий пересыпанию грунта через верхнюю кромку.
Для увеличения производительности бульдозера при работе налегких грунтах на его отвал устанавливают с обоих концов сменныеуширители, открылки и удлинители. Для уменьшения потерь грунтапри его транспортировании современные неповоротные гусеничныебульдозеры оборудуют сферическими и полусферическими отва-лами.
Отвал 1 неповоротного бульдозера (рис. 4.7, 6) крепится шар-нирно к толкающему устройству в виде двух толкающих брусьев 4коробчатого сечения, задние концы которых соединены шарнирно сбалками ходового устройства базовой машины.
Отвал 1 поворотного бульдозера (см. рис. 4.7, а) монтируется науниверсальной толкающей раме 5, на которой вместо отвала можетбыть установлено различное сменное оборудование с гидравличе-ским управлением — кусторез, древовал, корчеватель-собиратель,плужный снегоочиститель и др. Поворотный отвал соединен с тол-кающей рамой посредством центрального шарового шарнира 7 идвух боковых толкателей 6, обеспечивающих различное положениеотвала в плане относительно базовой машины. При продольномдвижении бульдозера с повернутым в плане отвалом грунт переме-щается вбок по отвалу. Способность поворотных бульдозеров пере-мещать грунт в сторону определяет их широкое использование призасыпке каналов, рвов, траншей коммуникаций и т. п.
Система управления обеспечивает: подъем и принудительноеопускание отвала, его плавающее и фиксированное положение с по-мощью гидроцилиндров 5, поворот отвала в плане (у поворотныхбульдозеров) гидроцилиндрами 6, поперечный двусторонний пере-кос (до 12°) отвала в вертикальной плоскости (рис. 4.7, в), регули-ровку угла резания ножей отвала (среднее значение 55°) путем пово-рота (наклона) отвала гидроцилиндрами 2 (см. рис. 4.7, а, б) впереди назад относительно толкающего устройства.
Принудительное заглубление ножей отвала в грунт под действи-ем гидроцилиндров, развивающих усилие до 40 % и более от весатягача, позволяет бульдозерам с гидравлическим управлением раз-рабатывать прочные грунты, а возможность установки отвала в оп-ределенное фиксированное положение обеспечивает срезание слоягрунта заданной толщины. Поперечный перекос отвала повышаетуниверсальность машины и ее эксплуатационные возможности напланировочных работах, облегчает разработку тяжелых грунтови т. п.

Рис. 4.8. Сменные рабочие органы бульдозеров
Гусеничные бульдозеры могут оснащаться дополнительным бы-стросъемным оборудованием (рис. 4.8), значительно расширяющимих технологические возможности: неподвижными или гидроуправ-ляемыми уширителями отвала 1, 2, 3, передними и задними рыхли-тельными зубьями 4, киркой 5 для взламывания асфальтовых по-крытий, ножами 6 для разработки мерзлых грунтов, кусторезнымножом, надставкой 7 для рытья канав, откосинком с жестким креп-лением и гидроуправляемым откосником-планировщиком 8, перед-ними и задними лыжами 9, грузовыми вилами 10, подъемным крю-ком 11 и т. п.
Все большее распространение получают мощные неповоротныепневмоколесные бульдозеры на базе серийных колесных тракторови специальных шасси с шарнирно сочлененной рамой, применяемыев основном для разработки легких и средних грунтов на рассредото-ченных строительных объектах. Такие бульдозеры, почти не усту-пая в проходимости гусеничным машинам, обладают значительнобольшими (в 1,5...2 раза) рабочими и транспортными скоростями,повышенной маневренностью и производительностью.
Практически все гусеничные и колесные бульдозеры с тяговымусилием 200 кН и более оснащаются однозубым и трехзубым рыхли-тельным оборудованием заднего расположения. Некоторые моделигусеничных неповоротных бульдозеров оснащаются дополнитель-ной автоматизированной системой управления отвалом «Комби-план», осуществляющей автоматическую стабилизацию заданногоположения отвала при выполнении окончательных планировочныхработ.
Бульдозеры с поворотным отвалом оснащаются аппаратурой«Копир-Автоплан». Аппаратура автоматического управления отва-лом обеспечивает повышение качества обработки грунтовой по-верхности, повышение производительности машины за счет умень-шения числа проходов бульдозера по планируемому участку, иснижение утомляемости машиниста.
Пневмоколесные бульдозеры базируются на тракторах класса 1,4и предназначены для выполнения земляных и догрузочно-разгру-зочных работ малого объема, погрузки и транспортирования сыпу-чих материалов на небольшие расстояния, подъема и перемещенияединичных и штучных грузов, планировки площадок, засыпки тран-шей, ям и для других работ.
В городском строительстве широко используются пневмоколес-ные бульдозеры с неповоротным гидроуправляемым отвалом и ана-логичные по конструкции бульдозеры-погрузчики, у которых вкачестве основного сменного оборудования используются гидро-управляемые отвалы и ковши вместимостью 0,38 и 0,5 м3.
Бульдозеры-погрузчики комплектуются также дополнительнымсменным рабочим оборудованием: ковшами для тяжелых материа-лов и снега, уширенным ковшом для работ у стен зданий и сооруже-ний, у бордюров улиц и дорог, грузовыми вилами для погрузки иразгрузки поддонов с грузами, монтажным крюком для погрузкиштучных грузов, челюстным захватом для длинномерных грузов,удлинителем стрелы, уширителями отвала, поворотным отваломдля снега, отвалом-планировщиком и т. п.
Бульдозер-погрузчик (рис. 4.9) состоит из следующих основныхчастей: базового трактора 6, несущей рамы 9, тяг 8, стрелы 3, уст-ройства 2 для смены рабочих органов, ковша 1 или неповоротногобульдозерного отвала, попарно работающих гидроцилиндров 4, 5управления стрелой и ковшом, гидросистемы и электрооборудова-ния. Сзади машины может быть навешен управляемый гидроцилин-драми отвал-планировщик 7. Неповоротный отвал предназначендля планировочных работ и представляет собой сварную конструк-цию с секционными ножами. Для соединения отвала с уширителем исменным устройством стрелы он оборудован крюками и кронштей-нами. С бульдозерным отвалом применяется удлинитель стрелы дляувеличения се вылета при разгрузке бортовых автомобилей, прице-пов и железнодорожных платформ. Основной ковш, ковш для тяже-лых материалов и уширенный ковш представляют собой сварную

Рис. 4.9. Бульдозер-погрузчик
конструкцию со сменными зубьями и различаются геометрическимиразмерами.
Система управления ковшом обеспечивает возможность его по-ступательного перемещения при подъеме и опускании стрелы. Че-люстной захват состоит из двух боковин, к которым снизу приваре-но днище с ножом и зубьями для захвата длинномерных грузов.Открытие и закрытие челюстей ковша производится двумя гидроци-линдрами. В открытом положении челюстной захват трансформи-руется в планировочный отвал. Этот рабочий орган может быть ис-пользован для очистки площадок, погрузки камней, пней и др.Смена рабочих органов осуществляется с помощью специальногоустройства 2 в кратчайшие сроки без дополнительного обслуживаю-щего персонала. Гидросистема бульдозера-погрузчика обеспечиваетпривод и управление механизмами стрелы, ковша, челюстного за-хвата и задней навески трактора. Она включает гидросистему базо-вого трактора, дополнительно установленные гидроцилиндры игидрораспредеЛитель.
Эксплуатационная производительность (м3/ч) бульдозера прирезании и перемещении грунта
Пр = ЗбООГгрВДЛУГц,(4.7)
где Ггр — геометрический объем призмы волочения грунта впередиотвала, м3;
Г1р = В1РКЛ2Щч>КР),(4.8)
В и Я — соответственно длина и высота отвала, м; Кп — ко-эффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке
(Кп = 1_ 0,005 /п); ср — угол естественного откоса грунта в движении(ф = 35...45°); Кр — коэффициент разрыхления грунта (Кр - 1,1...1,3);Ку — коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на про-изводительность (при работе на подъемах от 5 до 15 % Ку уменьшает-ся от 0,67 до 0,4, при работе на уклонах от 5 до 15 % Гу увеличивается с1,35 до 2,25); Кн — коэффициент наполнения геометрического объемапризмы волочения грунтом (Кн — 0,85...1,05); Кв — коэффициент ис-пользования бульдозера по времени (Кв = 0,8...0,9); Гц — продолжи-тельность цикла, с;
Гц — /р/Гр + /п/Тп/о/Го + 1п,(4.9)
/р, /п и /о = /р + /п — длины соответственно участков резания, перемеще-ния грунта и обратного хода бульдозера, м;
/о = Угр1А,(4.10)
А - В1г — площадь срезаемого слоя грунта, м2 (Н — средняя толщинасрезаемого слоя, м); ур, уп, у0 — скорости трактора при резании, пере-мещении грунта и обратном ходе, м/с; 1П — время на переключение пе-редач в течение цикла ((п = 15...20 с).
Резание грунта производится на скорости 2,5...4,5 км/ч, переме-щение грунта — на скорости 4,5...6 км/ч.
Эксплуатационную производительность бульдозера (м3/ч) с по-воротным отвалом при планировочных работах
Пр = Зб00/(Выпу - 0,5)ЛУ[и(//у + ?„)],(4.11)
где / — длина планируемого участка, м; у — угол установки отвала вплане, град; 0,5 — величина перекрытия проходов, м; п — число про-ходов по одному месту; у — скорость движения бульдозера, м/с.Полное сопротивление движению бульдозера (кН)
Гг = Г, + Г2 + Гз + Г4,(4.12)
где Р\ — сопротивление движению, бульдозера с трактором, кН:
Г, = 06(Г± I),
Ое — вес бульдозера с трактором, кН;/— коэффициент сопротивле-ния движению трактора по грунту (/= 0,1 ...0,15); / = 1§а — уклон пути;а — угол наклона пути движения бульдозера к горизонту, град; знак«+» принимается при работе на подъем,«-» — при работе под уклон;Рг — сопротивление грунта резанию, кН:
Рг - Вчту/гкр,(4.13)
ккР — удельное сопротивление грунта резанию, кПа (см. табл. 4.1);
Гз — сопротивление волочению призмы грунта впереди отва-ла, кН:
Рг - О^В/Гштур^щ + /)/1§ф,(4.14)
р плотность грунта, т/м3 (см. табл. 4.1); # — ускорение свободногопадения = 9,81 м-с~2); р1 — коэффициент трения грунта по грунту
(р1 = 0,4...0,8, причем меньшие значения для влажных и глинистыхгрунтов);
Ра — сопротивление трению грунта по отвалу, кН:
Ра = О^ВЯ^соз^щ,(4.15)
5—угол резания, град (5 — 50. ..55°); рз— коэффициент трения грунтапо стали (цг = 0,35...0,5 — для песка, цг — 0,5...0,6 — для супесей и суг-линка, Ц2 = 0,7...0,8 — для глины).
Бульдозер находится в движении без пробуксовывания при усло-вии, что сцепная сила тяги Рсц больше окружного усилия Р0 на веду-щей звездочке движителя и больше общего сопротивления передви-жению Ву, т. е. Всц > Р0 > Р^-Сцепная сила тяги, кН,
Рси-Об^,(4.16)
где — коэффициент сцепления движителя с опорной поверхностью(VI/ = 0,7...0,9).
СКРЕПЕРЫ
Скрепер является самоходной или прицепной (к гусеничномуили колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транс-портной машиной, рабочим органом которой служит ковш напневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезанияслоя грунта. Скреперы предназначены для послойного копания,транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и час-тичного уплотнения грунтов 1...1У категорий при инженернойподготовке территории под застройку, планировке кварталов,возведении насыпей, разработке широких траншей и выемок подразличные сооружения и искусственные водоемы и др. Наиболееэффективно скреперы работают на непереувлажненных среднихгрунтах (супесях, суглинках, черноземах), не содержащих круп-ных каменистых включений. При разработке скреперами тяжелыхгрунтов их предварительно рыхлят на толщину срезаемой струж-ки. Главным параметром скреперов является геометрическая вме-стимость ковша (м3), которая лежит в основе типоразмерногоряда этих машин.
Скреперы классифицируют:
• по вместимости ковша — машины малой (до 5 м3),средней (5...15 м3) и большой (свыше 15 м3) вместимости;
по способу загрузки ковша — с пассивной загруз-кой движущим усилием срезаемого слоя грунта, с принудительнойзагрузкой с помощью скребкового элеватора;
по способу разгрузки ковша — с принудительнойразгрузкой при выдвижении стенки ковша вперед (основной спо-соб), со свободной (самосвальной) разгрузкой опрокидыванием ков-ша вперед по ходу машины;
по способу агрегатирования с тяговымисредствами — прицепные к гусеничным тракторам и двухос-ным колесным тягачам; самоходные, агрегатируемые с однооснымии двухосными колесными тягачами;
по способу управления рабочим — с канат-но-блочным (механическим), гидравлическим и электрогидравличе-ским управлением.
Выпускаемые в настоящее время скреперы имеют гидравлическуюили электрогидравлическую систему управления рабочим органом, ко-торая обеспечивает принудительное опускание, подъем и разгрузкуковша, изменение глубины резания, подъем и опускание передней за-слонки ковша с помощью гидроцилиндров двойного действия. Прину-дительное заглубление ножей ковша в грунт позволяет довольно точнорегулировать толщину срезаемой стружки, сокращать время наборагрунта и эффективно разрабатывать плотные грунты.

Р и с. 4.10. Операции рабочего цикласамоходного скрепера
Рабочий процесс скрепера состоит из следующих последова-тельно выполняемых опера-ций: резание грунта и наполне-ние ковша, транспортирова-ние грунта в ковше к месту ук-ладки, выгрузка и укладкагрунта, обратный (холостой)ход машины в забой. При на-боре грунта (рис. 4.10, а) ножиопущенного на грунт ковша 2срезают слой грунта толщинойк, который поступает в ковшпри поднятой подвижной за-слонке 3. Наполненный грун-том ковш на ходу поднимаетсяв транспортное положение(рис. 4.10, б), а заслонка 3опускается, препятствуя высы-панию грунта из ковша. Приразгрузке ковша (рис. 4.10, в)заслонка 3 поднята, а грунтвытесняется принудительно изприспущенного ковша выдви-
гаемой вперед задней стенкой 5 ковша, причем регулируемый зазормежду режущей кромкой ковша и поверхностью земли определяеттолщину с укладываемого слоя грунта 4, который разравнивается(планируется) ножами ковша и частично уплотняется колесамискрепера. При холостом ходе порожний ковш поднят в транспорт-ное положение, а заслонка опущена. Для увеличения тягового уси-лия скрепера при наполнении ковша в плотных грунтах обычно ис-пользуют бульдозер-толкач 1 (см. рис. 4.10, а). При наполнении ков-ша скорость движения скреперов составляет 2...4 км/ч, при транс-портном передвижении — 0,5...0,8 максимальной скорости трактораили тягача.
У некоторых моделей скреперов для уменьшения сопротивленийпри работе в ковше устанавливают наклонный скребковый конвей-ер (элеватор), осуществляющий принудительную загрузку срезанно-го ножом слоя грунта в ковш и его выгрузку. Скреперы с элеватор-ной загрузкой наиболее рационально используются на сыпучихгрунтах при выполнении небольших объемов работ.
В зависимости от вида и объема выполняемых земляных работприменяют различные схемы движений скрепера в плане — по эл-липсу, восьмеркой, челночно-поперечное и др. Схему движения поэллипсу применяют при разработке выемок и широких траншей,челночно-поперечное и восьмеркой — при копании неглубоких, нобольших по площади котлованов.
Прицепные скреперы к гусеничным тракторам, обладающие вы-сокой проходимостью, способны работать в плохих дорожных усло-виях. Низкие транспортные скорости этих машин (не более10...15 км/ч) ограничивают экономически целесообразную даль-ность транспортировки грунта 500...800 м. Самоходные скреперыхарактеризуются более высокими мобильностью, маневренностью,транспортными скоростями (до 50 км/ч) и производительностью(в 1,5...2,5 раза) по сравнению с прицепными машинами той же вме-стимости.
Дальность транспортировки грунта самоходными скреперамиэкономически эффективна на расстояние до 5000 м.
В строительстве используют самоходные скреперы с ковшамивместимостью 4,5, 8,3, 15, 16 и 25 м3.
На скреперах с ковшами вместимостью 16 и 25 м3 установленвторой дополнительный задний двигатель для привода задних колесчерез гидромеханическую трансмиссию, что позволяет выполнитьвсе колеса машины ведущими. Управление дополнительным двига-телем и гидромеханической трансмиссией синхронизировано суправлением тягачом и ведется из кабины машиниста. Одновремен-ную работу обоих двигателей используют при заполнении ковша итранспортировании грунта к месту разгрузки: при выгрузке ковша иобратном ходе используется один двигатель тягача.
10 11
12
13 1415
Рис. 4.11. Самоходный скрепер
Самоходный скрепер (рис. 4.11) представляет собой двухоснуюпневмоколесную машину, состоящую из одноосного тягача 15 и по-луприцепного одноосного скреперного оборудования, соединенныхмежду собой универсальным седельно-сцепным устройством 14. Натягаче смонтированы два гидроцилиндра 1 для его поворота отно-сительно рабочего органа в плане. Седельно-сцепное устройствообеспечивает возможность относительного поворота тягача и скре-пера в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для толканияскрепера бульдозером-толкачом в процессе набора грунта имеетсябуферное устройство 8.
Основным узлом скрепера является ковш 5 с двумя боковыми стен-ками и днищем, опирающийся на колеса 7. К подножевой плите ковшакрепят сменные двухлезвийные ножи 2 — два боковых и средние.Ковш снабжен выдвижной задней стенкой 10 для принудительной раз-грузки, а в передней части — заслонкой 11, поднимающейся при набо-ре и выгрузке грунта. Заслонка служит для регулирования щели призагрузке ковша и закрывает ковш при транспортировании грунта.Ковш двумя шарнирами 4 соединен стяговой П-образной рамой 3, же-стко соединенной с хоботом 13. Гидравлическая система управлениярабочим оборудованием обеспечивает подъем и опускание ковша 5,заслонки 11, выдвижение задней стенки 10 и возврат ее в исходное по-ложение с помощью трех пар гидроцилиндров 6, 9 и 12. Насосы гидро-системы рабочего оборудования приводятся в действие от коробкиотбора мощности базового тягача. Раздельное управление гидроци-линдрами осуществляется золотниковым распределителем, установ-ленным в кабине машиниста.
Рабочее оборудование самоходных и прицепных скреперов оди-наково по конструкции и максимально унифицировано. Эксплуата-ционная производительность скрепера (м3/ч) в плотном теле
Пэ = 1щК»Кв1Кр,(4.17)
где п — число циклов в час (п - 3600/ Гц); ц — вместимость ковшаскрепера, м3; Кн — коэффициент наполнения ковша грунтом(Ка = 0,6...1,2); Кн =(#1 — объем рыхлого грунта в ковше скре-
пера); Кш — коэффициент использования машины по времени(Кв - 0,8...0,9); Кр — коэффициент разрыхления грунта в ковше скре-пера (Кр = 1,1. ..1,3).
Тц — /з/Гз67Гт 3- /рз/Грз 3- /п.х/Гп.х2/пов,(4.18)
где /з, 1т, /рз, /п.х — длины участков соответственно набора грунта (за-полнения ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша, порож-него хода скрепера, м; г3, гт, грз, уп.х — скорости скреперасоответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, раз-грузке и порожнем ходе, м/с; 1п — время на переключение передач тя-гача; Гпов — время на один поворот (г„0в = 15...20 с).
Длина участка набора грунта
/з = ЧК«1(КрЫг\(4.19)
где Ь — ширина срезаемой полосы, м; И — толщина срезаемого слоягрунта, м.
Набор грунта скрепером производится на участках длиной12...30 м. Разгружаются скреперы на участках длиной 5...15 м.
При работе скрепера наиболее неблагоприятным является мо-мент, когда ковш скрепера почти полностью загружен грунтом припродолжающемся процессе резания грунта.
Подбор тягача производят по максимальному сопротивлениюдвижению скрепера.
Полное сопротивление движению скрепера при загрузке (кН)
Т7! — Р\ + Р2 + -Рз + Ра + Р$,(4-20)
где Р\ — сопротивление движению скрепера, кН:
7ч = (Сс + Сгр)(/-± 0,(4-21)
Ос — вес скрепера, кН,; Сгр — вес грунта в ковше, кН;/ — коэффици-ент сопротивления качению колес скрепера по грунту (/= 0,1...0,15 —для плотных грунтов;/ = 0,15...0,2 — для разрыхленных грунтов;/ = 0,2...0,25 — для сыпучих песков); / = 1%а — уклон пути; а — уголнаклона пути движения скрепера к горизонту, град; знак «+» прини-мается при работе на подъем; «-» — при работе под уклон;
Рг — сопротивление грунта резанию, кН:
Рг = КрЫг,(4.22)
Кр — удельное сопротивление грунта резанию (Кр = 80... 120 кПа);Ь и И — ширина и толщина срезаемого слоя грунта, м (к - 0,13...0,4 м);
Рз — сопротивление движению призмы волочения впереди ков-ша скрепера, кН:
Рз = уЪРГ-р%(\х ± Г),(4.23)
у — отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковшеО' - 0,5...0,65, причем большие значения для сыпучих грунтов); Н —высота слоя грунта в ковше, м (при вместимости ковша д = 4,5 м3Н - 1...1Д8 м, при д - 6 м3 Н - 1,25... 1,5 м, при д = 10 м3 Н - 1,8...2 м,при д = 15м3 Я = 2,3—2,5 м); р — плотность грунта, т/м3 (для сухогопеска р = 1,2...1,5 т/м3, для супесей и суглинков р = 1,6...1,8 т/м3); р —коэффициент трения грунта по грунту (р = 0,3...0,5, причем большиезначения для песчаных грунтов); § — ускорение свободного падения(? = 9,81 м/с3);
Ра — сопротивление от веса срезаемого слоя грунта, движущего-ся в ковше, кН:
Ра - ЫгНр%,(4-24)
Рз — сопротивление от внутреннего трения грунта в ковше, кН:
Рз = ЫРрх§,(4-25)
л- — коэффициент, учитывающий влияние категории грунта (для глинл- = 0,24...0,31, для суглинков и супесей х = 0,37...0,42, для песковл- = 0,45...0,5).
При загрузке скрепера одним тягачом без трактора-толкачарт < Ртяг (Ртяг — тяговое усилие тягача скрепера, кН); при загрузкес помощью толкача Рт < Ртят + Ртол (ТДол — тяговое усилие толка-ча, кН).
САМОХОДНЫЕ ГРЕЙДЕРЫ (АВТОГРЕЙДЕРЫ)
Автогрейдеры представляют собой самоходные планировоч-но-профилировочные машины, основным рабочим органом кото-рых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, уста-новленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещен-ный между передним и задним мостами пневмоколесного ходовогооборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт иотвал сдвигает его в сторону.
Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировоч-ных работ при строительстве дорог, сооружении невысоких насы-пей и профильных выемок, отрыве дорожного корыта и распределе-ния в нем каменных материалов, зачистки дна котлованов,планировке территорий, засыпке траншей, рвов, канав и ям, а такжеочистки дорог, строительных площадок, городских магистралей иплощадей от снега в зимнее время.
Автогрейдеры используют на грунтах 1...Ш категорий. Процессработы автогрейдера состоит из последовательных проходов, прикоторых осуществляется резание грунта, его перемещение, разрав-нивание и планировка поверхности сооружения.
Современные автогрейдеры имеют одинаковую конструкцию ивыполнены в виде самоходных трехосных машин с полноповорот-ным грейдерным отвалом, с механической и гидромеханическойтрансмиссией и гидравлической системой управления рабочими ор-ганами.
Автогрейдеры классифицируют по конструктивной массе, типутрансмиссии, колесной схеме и типу бортовых передач. По конст-руктивной массе автогрейдеры разделяют на легкие (до 12 т), сред-ние (до 15 т) и тяжелые (более 15 т). Колесная схема автогрейдеровопределяется формулой АхБхВ, где А — число осей с управляемымиколесами; Б — то же, с ведущими колесами и В — общее число осей.Колесная схема отечественных автогрейдеров легкого и среднеготипов 1x2x3, тяжелого типа 1x3x3.
По типу трансмиссии различают автогрейдеры с механической игидромеханической трансмиссиями. Гидромеханическая трансмиссияобеспечивает автоматическое и плавное изменение скорости движе-ния автогрейдера, механическая — ступенчатое. Бортовые передачибывают двух типов — в виде бортовых редукторов (у легких и сред-них автогрейдеров) и раздельных ведущих мостов (у тяжелых авто-грейдеров). Каждый автогрейдер состоит из рамы, трансмиссии,ходового устройства, основного и дополнительного рабочего обо-рудования, механизмов с системой управления и кабины машини-ста. Рамы автогрейдеров могут быть жесткими и шарнирно сочле-ненными. Наличие шарнирно сочлененной рамы обеспечиваетповышенную маневренность машины.
Основным рабочим органом автогрейдеров является полно-поворотный грейдерный отвал, снабженный сменными двухлез-вийными ножами. Кроме основного рабочего органа автогрей-деры могут быть оснащены дополнительными сменными рабо-чими органами — бульдозерным отвалом для разравниваниягрунта, засыпки траншей, распределения строительных материа-лов, удлинителем грейдерного отвала для увеличения ширинызахвата, откосниками (укрепляемыми на отвале) для планирова-ния откосов насыпей (выемок) и очистки канав, кирковщикомдля взламывания дорожных покрытий и рыхления плотныхгрунтов. Бульдозерные отвалы навешивают спереди машины,кирковщики — как спереди, так и сзади машины, а также непо-средственно на грейдерный отвал. Управление бульдозерным от-валом и кирковщиком осуществляется гидроцилиндрами двой-ного действия.
8 Строительные машиныи основы автоматизации

Рис. 4.12. Автогрейдер среднего типа:
а — общий вид; б — схема поворота отвала в плане; в — схема бокового наклона колес;г — схема бокового выноса отвала
Все узлы и агрегаты автогрейдера (рис. 4.12, а), в том числе дви-гатель 3 с трансмиссией, кабина водителя 4, основное и дополни-тельное рабочее оборудование автогрейдера, смонтированы на ос-новной раме 8 коробчатого сечения, которая одним концомопирается на передний мост с управляемыми пневмоколесами 11, адругим — на задний четырехколесный мост 15 с продольно-балан-сирной подвеской парных колес 16. Передние колеса автогрейдераможно устанавливать с боковым наклоном в обе стороны для повы-шения устойчивости движения машины при работе на уклонах(рис. 4.12, в) и уменьшения радиуса поворота.
Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяго-вой рамы 7, поворотного круга 12 и отвала 13 со сменными двухлез-вийными ножами. Полноповоротный в плане отвал обеспечиваетработу автогрейдера при прямом и обратном ходах машины. Пово-рот отвала в плане осуществляется гидромотором через редуктор.Передняя часть тяговой рамы шарнирно соединена с рамой маши-ны, а задняя часть подвешена на двух гидроцилиндрах 6, с помощьюкоторых грейдерный отвал устанавливают в различные положения:транспортное (поднятое) и рабочее (опущенное). В рабочем положе-нии отвал внедряется в грунт ножами и при движении срезает слойгрунта и перемещает его в направлении, определяемом установкойотвала в плане под углом а к продольной оси машины (рис. 4.12, б).
Угол резания отвала в зависимости от категории грунта регули-руется гидроцилиндром 14. Вынос тяговой рамы в обе стороны отпродольной оси машины обеспечивается гидроцилиндром 5. Допол-нительное рабочее оборудование автогрейдера включает удлини-тель отвала, кирковщик 1, управляемый гидроцилиндром 2, и буль-дозерный отвал 10, управляемый гидроцилиндром 9.
Гидравлическая система управления рабочим оборудованием ав-тогрейдеров обеспечивает подъем и опускание тяговой рамы вместес поворотным кругом и отвалом, поворот отвала вместе с поворот-ным кругом в плане на 360°, боковой вынос отвала в обе стороны отпродольной оси машины (рис. 4.12, б), установку отвала под угломР (до 18°) в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для пла-нировки откосов под углом у (до 90°) (рис. 4.12, г), а также совмеще-ние различных установок отвала.
Отдельные автогрейдеры могут оснащаться автоматической сис-темой управления отвалом типа «Профиль», предназначенной дляавтоматической стабилизации отвала в поперечном и продольномнаправлениях, что позволяет существенно повысить производитель-ность машины и точность обработки поверхности. На автогрейде-рах устанавливаются автоматические системы «Профиль-10», «Про-филь-20» и «Профиль-30».
Эксплуатационная производительность автогрейдера (м3/ч) прирезании и перемещении грунта
Пэ = 3600В НгКЛ/р + 1п)п.(4.26)
где В — ширина захвата отвала, м; / — длина участка, м; И — толщинасрезаемой стружки; Кв — коэффициент использования машины повремени; 1Р — время, затрачиваемое на один проход, с; гп — то же, наодин поворот; п — число проходов по одному участку.
ЭКСКАВАТОРЫЭкскаваторы представляют собой самоходные землеройные ма-шины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Разли-чают одноковшовые экскаваторы периодического (цикличного)действия с основным рабочим органом в виде ковша определеннойвместимости и экскаваторы непрерывного действия с многоковшо-выми, скребковыми и фрезерными (бесковшовыми) рабочими орга-нами. Одноковшовые экскаваторы осуществляют работу отдельны-ми многократно повторяющимися циклами, в течение которыхоперации копания и перемещения грунта выполняются раздельно и
последовательно. В процессе работы машина периодически переме-щается на небольшие расстояния для копания очередных объемовгрунта. Экскаваторы непрерывного действия копание и перемеще-ние грунта осуществляют одновременно и непрерывно. Производи-тельность таких экскаваторов выше, чем одноковшовых, затрачи-вающих около % рабочего времени на перемещение грунта ирабочего оборудования.
По назначению одноковшовые экскаваторы делят на строитель-ные универсальные для земляных и погрузочно-разгрузочных работв строительстве, карьерные дли разработки карьеров строительныхматериалов, рудных и угольных месторождений и вскрышные дляразработки полезных ископаемых открытым способом. Экскавато-ры непрерывного действия по назначению делят на машины про-дольного копания для рытья протяженных выемок прямоугольногои трапецеидального профиля — траншей под трубопроводы и ком-муникации различного назначения (траншейные экскаваторы), ка-налов и водоводов (каналокопатели), поперечного копания длякарьерных, планировочных и мелиоративных работ, радиальногокопания для вскрышных и карьерных работ большого объема.
В городском строительстве преимущественно используют одно-ковшовые строительные и траншейные экскаваторы.
ОДНОКОВШОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
Строительными называют одноковшовые универсальные экска-ваторы с основными ковшами вместимостью 0,25...2,5 м3, оснащае-мые различными видами сменного рабочего оборудования. Строи-тельные экскаваторы предназначены для земляных работ в грунтах
.1У категорий. С помощью унифицированного сменного рабочегооборудования (до 40 видов) они могут выполнять также погрузоч-но-разгрузочные, монтажные, сваебойные, планировочные, зачист-ные и другие работы.
Основными частями строительных экскаваторов являются гусе-ничное или пневмоколесное ходовое устройство, поворотная плат-форма (с размещенными на ней силовой установкой, механизмами,системой управления и кабиной машиниста) и сменное рабочее обору-дование. Поворотная платформа опирается на ходовое устройство че-рез унифицированный роликовый опорно-поворотный круг и можетповорачиваться относительно него в горизонтальной плоскости.
Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грун-тов состоит из следующих последовательно выполняемых операций:копание грунта (заполнение ковша грунтом), подъем ковша с грунтомиз забоя, поворот ковша к месту разгрузки, разгрузка грунта из ковшав отвал или в транспортные средства, поворот порожнего ковша к за-бою и опускание его в исходное положение для следующей операции
копания .В процессе работы отдельные операции цикла можно совме-щать (например, подъем или опускание ковша с поворотом его в за-бой), что позволяет сокращать продолжительность цикла.
Классификация. Одноковшовые строительные экскаваторыклассифицируют по следующим признакам:
по типу ходового устройства — на гусеничные снормальной и увеличенной опорной поверхностью гусениц, пневмо-колесные, на специальном шасси автомобильного типа, на шассигрузового автомобиля или трактора;
по типу привода — с одномоторным (механическим и гид-ромеханическим) и многомоторным (гидравлическим и электриче-ским) приводом;
по исполнению опорн о-п оворотного устрой-ства — на полноповоротные (угол поворота рабочего оборудова-ния в плане не ограничен) и неполноповоротные (угол поворота ра-бочего оборудования в плане ограничен 270°);
по способу подвески рабочего оборудова-ния — с гибкой подвеской на канатных полиспастах и с жесткойподвеской с помощью гидроцилиндров;
по виду исполнения рабочего оборудова-ния — с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим обору-дованием.
Кроме перечисленных признаков строительные экскаваторыразличаются между собой размерами, массой, мощностью и вмести-мостью ковшей.
К основным параметрам одноковшовых экскаваторов относят-ся: вместимость ковша, продолжительность рабочего цикла, радиу-сы копания и выгрузки, высота и глубина копания, высота нагруз-ки, преодолеваемый экскаватором уклон пути, конструктивная иэксплуатационная массы машины, среднее давление на грунт у гусе-ничных машин и нагрузка на одно ходовое колесо у пневмоколес-ных, колея и база ходового устройства.
Индексация. Действующая система индексации предусматриваетследующую структуру индекса (рис. 4.13), дающего более полнуюхарактеристику эксплуатационных возможностей машины. БуквыЭО означают — экскаватор одноковшовый универсальный.
Четыре основные цифры индекса последовательно означают:размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктив-ное исполнение рабочего оборудования (вид подвески) и порядко-вый номер данной модели. Восемь размерных групп экскаваторовобозначаются цифрами с 1 по 8. Размер экскаватора характеризуютмасса машины и мощность основного двигателя, а также геометри-ческая вместимость основного ковша.
В настоящее время серийно выпускаются экскаваторы 2...6-й раз-мерных групп. В стандартах на экскаваторы для каждой размерной
группы обычно приводят-ся несколько вместимо-стей ковшей — основногои сменных повышеннойвместимости, причем дляпоследних предусмотреныменьшие линейные пара-метры и более слабыегрунты, чем при работе сосновным ковшом. Ос-новным считается ковш,которым экскаватор мо-жет разрабатывать грунтIV категории на макси-мальных линейных рабо-чих параметрах (глубина ирадиус копания, радиус ивысота выгрузки и т. п.).Вместимость основныхковшей экскаваторов со-ставляет:для 2-й раз-

Рис. 4.13. Структура индексов одноковшовыхуниверсальных эскаваторов
мерной группы — 0,25...0,28 м3; 3-й —0,40...0,65 м-1:4-й — 0,65...1,00 м3; 5-й —
й
й
м3
..1,60
.2.50м3;
.4.00 м3.
Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9: 1 — гусе-ничное (Г); 2 — гусеничное уширенное (ГУ); 3 — пневмоколесное (П):4 — специальное шасси автомобильного типа (СШ); 5 — шасси гру-зового автомобиля (А); 6 — шасси серийного трактора (Тр); 7 — при-цепное ходовое устройство (Пр); 8,9 — резерв. Конструктивное ис-полнение рабочего оборудования указывается цифрами: 1 (с гибкойподвеской), 2 (с жесткой подвеской), 3 (телескопическое). Последняяцифра индекса означает порядковый номер модели экскаватора. Пер-вая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т. д.)означает порядковую модернизацию данной машины, последую-щие — вид специального климатического исполнения (С или ХЛ —северное, Т — тропическое, ТВ — для работы на влажных тропиках).Например, индекс ЭО-5123ХЛ расшифровывается так: экскаватородноковшовый универсальный, 5-й размерной группы, на гусенич-ном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудова-ния, третья модель в северном исполнении. Экскаватор оборудуетсяосновным ковшом вместимостью 1,0 м3, соответствующим 5-й раз-мерной группе, и сменными вместимостью 1,25 и 1,6 м3.


Рис. 4.14. Строительные полноповоротные экскаваторы с механическим приводоми гибкой подвеской рабочего оборудования:а — пневмоколесный третьей размерной группы: б — гусеничным четвертой р а з м ер н о игр у п п ы,1 — пневмоколесное ходовое устройство; 2 — поворотная платформа; 3 двуногая стойка, 4стрелоподъемный канат; 5 — передняя стоика; 6 — кабина машиниста; 7 подъемный канат,
8 стрела; 9 — рукоять; 10 — ковш обратной лопаты; 11 — тяговый канат: и —
опорно-поворотное устройство; 13 — гусеничное ходовое устройство
Экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования пред-ставляют собой полноповоротные машины (рис. 4.14) с одномотор-ным и многомоторным (дизель-электрическим) приводом. На пово-ротной платформе таких машин смонтирована двуногая опорнаястоика, несущая стрелоподъемный полиспаст. Промышленность вы-пускает строительные экскаваторы с одномоторным приводом 3...5размерных групп, с многомоторным приводом — 6-й размерной
Основными видами сменного рабочего оборудования таких экс-каваторов являются прямая и обратная лопаты, драглайн, грейфери кран. Кроме указанных видов экскаваторы оснащаются такжеоборудованием для погружения свай и шпунта, планировки и зачи-стки площадок и откосов, засыпки траншей, корчевания пней рых-ления мерзлых и скальных грунтов, взламывания дорожных покры-тии разрушения старых фундаментов зданий и стен и т. п.
Экскаватор с рабочим оборудованием прямой лопаты(рис. 4.15, а) разрабатывает грунт в забое, расположенном вышеуровня стоянки машины. В комплект оборудования прямой лопатывходят стрела 6, рукоять 4 с седловым подшипником ковш 3 с от-крывающимся днищем, напорный механизм 5 (у экскаваторов 2-й и,и Размерных групп напорный механизм отсутствует), полиспастыи 2 подъема стрелы и ковша. Наполнение ковша происходит приподъеме его полиспастом 2 и выдвижении рукояти в сторону забоянапорным механизмом, регулирующим толщину стружки Выгрузкаковша осуществляется открыванием его днища.

Р и с. 4.15. Основные виды сменного рабочего оборудования строительныхэкскаваторов с механическим приводом
Экскаватор с оборудованием обратной лопаты (рис. 4.15,б) предназначается для рытья траншей и небольших котлованов,расположенных ниже уровня его стоянки. Рабочее оборудование об-ратной лопаты состоит из ковша 8, рукояти 4, стрелы 6, переднейстойки 7 и полиспастов: тягового 9, подъемного 2 и стрелового 1(для удержания передней стойки). Наполнение ковша, врезаемого вгрунт под действием веса рабочего оборудования, происходит приподтягивании его к экскаватору тяговым полиспастом 9 и одновре-менном ослаблении натяжения подъемного полиспаста 2. Выгрузкагрунта из ковша осуществляется поворотом рукояти от забоя приослаблении тягового полиспаста и подъеме рабочего оборудованияподъемным полиспастом.
Экскаватор с оборудованием драглайна (рис. 4.15, в) разра-батывает грунт ниже уровня своей стоянки и применяется для рытьякотлованов, водоемов и траншей, а также для разработки различ-ных выемок под водой. Сменное рабочее оборудование драглайнавключает удлиненную решетчатую стрелу 10, специальный ковшсовкового типа 12 с подъемными и тяговыми цепями, стрелоподъем-ный полиспаст 1, подъемный 11, тяговый 14 и разгрузочный (опро-кидной) 13 канаты и механизм наводки (систему направляющихблоков 15) тягового каната. Наполнение ковша, прижимаемого к за-бою собственным весом, происходит при подтягивании его к экска-ватору тяговым канатом 14. Выгрузка поднятого на необходимуювысоту ковша осуществляется путем его поворота при ослаблениинатяжения тягового и опрокидного канатов.
Экскаватор скрановым оборудованием — экскаватор-кран(рис. 4.15, г) используют на различных монтажных и погрузоч-но-разгрузочных работах. В комплект кранового оборудования вхо-дят удлиненная решетчатая стрела 10, стрелоподъемный 1 и грузо-вой 2 полиспасты, крюковая подвеска или специальные устройствадля захвата грузов.
Экскаватор сгрейферным оборудованием (рис. 4.15, д) при-меняют при погрузке и выгрузке сыпучих и мелкокусковых материа-лов, очистке траншей и котлованов от обрушившегося грунта и сне-га, для рытья колодцев и узких глубоких котлованов в легкихгрунтах, а также для рытья траншей под водой. Грейферное обору-дование включает удлиненную решетчатую стрелу 10, двухчелюст-ной грейферный ковш 17, подъемный 11 и замыкающий 16 канаты.Наполнение ковша происходит в результате смыкания его челюстейпри натяжении замыкающего и ослаблении подъемного канатов.Разгрузка ковша осуществляется при ослаблении замыкающего ка-ната.
Для осуществления рабочего процесса каждый экскаватор с ме-ханическим приводом имеет следующие исполнительные механиз-мы: главную лебедку, приводящую в действие рабочий орган прикопании, стрелоподъемную лебедку для изменения угла наклонастрелы, механизм поворота платформы с рабочим оборудованиемвокруг вертикальной оси, механизм передвижения, реверсивный ме-ханизм (реверс) для изменения направления движения исполнитель-ных механизмов. Для работы с обратной лопатой, драглайном игрейфером главная лебедка имеет два канатных барабана — подъ-емный для подъема ковша и тяговый для подтягивания ковшей об-ратной лопаты и драглайна, замыкания челюстей грейфера. Прикрановом оборудовании используют один подъемный барабан дляподъема крюковой подвески. При работе с прямой лопатой тяговыйбарабан главной лебедки заменяется звездочкой цепной передачи,приводящей в действие напорный механизм для выдвижения (напо-ра) и втягивания (возврата) рукояти с ковшом. Оба барабана лебед-ки свободно сидят на валу главной трансмиссии экскаватора, посто-янно вращаемой двигателем, и плавно подключаются к нейиндивидуальными ленточными фрикционными муфтами с пневма-тическим или гидравлическим управлением. Торможение барабановобеспечивается управляемыми ленточными тормозами. Назначениеи устройство механизмов подъема стрелы, поворота платформы ипередвижения экскаватора такие же, как у полноповоротных стре-ловых самоходных кранов с одномоторным приводом.
В городском строительстве наиболее широко применяют полно-поворотные строительные экскаваторы с механическим приводом
.5 размерных групп на пневмоколесных и гусеничных ходовыхустройствах. Основным рабочим оборудованием таких машин явля-ется обратная лопата.
В состав кинематических схем экскаваторов с механическимприводом входят главная муфта (обычно фрикционная одно- илимногодисковая) и главная трансмиссия, валы которой получают по-стоянное вращение от дизеля при включении главной муфты. Вме-сто главной муфты может быть установлен гидротрансформатор,позволяющий автоматически регулировать скорость рабочего орга-на в зависимости от действующей на него внешней нагрузки и пре-дохраняющий двигатель и трансмиссию от перегрузок при внезап-ном стопорении рабочего органа. Вместе с валами главнойтрансмиссии вращаются жестко соединенные с ними детали — зуб-чатые колеса, передающие вращение от одного вала трансмиссии кдругому, и ведущие элементы муфт, с помощью которых осуществ-ляется подключение исполнительных механизмов к главной транс-миссии.
Рассмотрим в качестве примера типовую кинематическую схемуэкскаватора 4-й размерной группы (рис. 4.16).
Привод всех механизмов экскаватора осуществляется от дизе-ля 1. При включении главной фрикционной муфты сцепления 2получают постоянное вращение элементы главной трансмис-
^22-
=■
IV -=** —
731
Прямая
лопата
Обратная лопата22^||/53
Грейфер
Драглайн
т
,53
Н[Л=Ф=ЙЛК-5223
Тзэ IX 40ЕЗ-3 I / I/
ЙмЯ
2 1 3МГ«/Т 1;? 1 Ут
'' 41 'I1 л“
~|^в 1\? дв^Дв
И94И
44
51— _
50-

сии — четырехрядная цепная передача 3, шестерни 4, 5, 7, валы 7,II, IV и жестко связанные с ними ведущие шкивы двухконусныхфрикционных муфт 32 реверсивного механизма и 6 включенияпромежуточного вала III, а также ленты ленточных фрикционныхмуфт 8 и 25 включения барабанов главной лебедки. Для наполне-ния ковша прямой лопаты осуществляют подъем и выдвижение(напор) ковша с рукоятью, подключив к главной трансмиссиисдвоенные ведущие звездочки 10 напорного механизма и подъем-ный барабан 23 главной лебедки. Барабан 23 соединяется с валомIV ленточным фрикционом 25. Навиваемый на барабан подъем-ный канат 22 образует с головными блоками 20 стрелы 13 й бло-ком 21 ковша двухкратный полиспаст, подтягивающий ковш коголовку стрелы.
Для остановки ковша и удержания его в заданном положениивыключают фрикцион 25 и одновременно включают ленточныйтормоз 24, которым регулируют также скорость опускания ковша,движущегося под действием собственного веса. Напорное движе-ние ковша осуществляют включением ленточного фрикциона 8.При этом получают вращение сдвоенные звездочки 10, одна из ко-торых соединена однорядной цепью со звездочкой 11 напорногобарабана 12 на валу V, а другая — цепью со звездочкой 27 на про-межуточном валу 111. На вращающийся напорный барабан навива-ются две ветви напорного каната 15 (а возвратный канат 14 с негосвивается), огибающего направляющие блоки 16, седлового под-шипника 19 и уравнительный блок 77 на конце рукояти 18, в ре-зультате чего рукоять с ковшом выдвигаются, осуществляя напор.Торможение напорного механизма обеспечивается ленточным тор-мозом 9. Для возврата (втягивания) рукояти с ковшом включаютдвухконусную фрикционную муфту 6 с одновременным выключе-нием ленточных муфты 8 и тормоза 9, в результате чего получаетвращение звездочка 27, жестко соединяемая при копании с валомIII кулачковой муфтой 28.
От звездочки 27 передается движение в обратном направленииблоку звездочек 10 и напорному барабану 12. На последний будетнавиваться возвратный канат 14, втягивающий рукоять с ковшом.Для подъема стрелы соединяют с главной трансмиссией стрело-подъемный барабан 29 последовательным включением двухмуфт — кулачковой 28 (смещением вправо), жестко закрепляющейбарабан 29 на промежуточном валу III, и конусной фрикционной6. На барабан навивается канат стрелоподъемного полиспаста.Подъем стрелы прекращается выключением муфты 6 и включени-ем ленточного тормоза 34, удерживающего стрелу от свободногоопускания. Надежное удержание поднятой стрелы в процессеработы экскаватора обеспечивается храповым остановом 31, смон-тированным на стрелоподъемном барабане. Опускание стрелыосуществляется в режиме работы двигателя машины при выклю-ченной муфте 28. Скорость опускания стрелы ограничивается об-гонной муфтой 26 на валу IV, связанной со стрелоподъемнымбарабаном цепной передачей 30. Механизмы поворотного и ходо-вого устройств экскаватора приводятся в действие от вертикально-го вала VI реверсивного механизма с коническими шестернями 33и 35 и двумя двухконусными фрикционными муфтами 32. Привключении одной из муфт осуществляется реверсирование вала VIи соответственно изменение направления вращения платформыили передвижения машины. От вала VI вращение передается валуVII и шестерням 42 и 44, свободно вращающимся на вертикальныхповоротном VIII и ходовом IX валах.
Поворот платформы с рабочим оборудованием осуществляетсяпри включении одной из муфт реверса — кулачковой муфты 39,жестко соединяющей шестерню 42 с валом VIII, и обкатываниишестерни 43 внутри зубчатого венца 45, жестко прикрепленного кходовой раме. Торможение поворотной платформы и фиксирова-ние ее в заданном положении обеспечиваются ленточным тормо-зом 38.
Движение ходовому механизму экскаватора сообщается привключении одной из муфт реверса и кулачковой муфты 40 (муфта39 при этом автоматически выключается), жестко соединяющейшестерню 44 с валом IX. От вала IX вращение передается через па-ру конических шестерен 46 горизонтальному ходовому валу X, со-стоящему из трех частей, соединяемых между собой двумякулачковыми муфтами 48. При одновременном включении муфтприводятся в движение через цепные передачи 49 обе ведущиезвездочки 50 гусениц 51, обеспечивая прямолинейное движениеэкскаватора. Для поворота экскаватора отключают от трансмис-сии одну из звездочек 50 выключением соответствующей муфты48. При этом машина поворачивается относительно отключеннойгусеницы. Торможение гусениц осуществляется ленточными тор-мозами 47, сблокированными с муфтами 48. Неподвижность хо-дового устройства при работе экскаватора обеспечиваетсядвусторонним управляемым стопором.
Скорость поворота платформы и передвижения машины изме-няют попеременным введением в зацепление с зубчатыми колесами37 и 41 блок-шестерни 36. Меньшую скорость поворота использу-ют при работе с грейфером, драглайном и крановым оборудовани-ем, большую — с прямой и обратной лопатой. Смену различныхвидов рабочего оборудования производят непосредственно настроительной площадке. При замене оборудования прямой лопатына блок звездочек 10 главной лебедки устанавливают состоящийиз двух половинок барабан 52. При крановом оборудовании набарабане 23 закрепляют подъемный канат 22. При оборудованиидраглайна на барабане 52 закрепляют подъемный 22, а на бараба-не 23 — тяговый 53 канаты. При грейферном оборудовании на ба-рабане 22 закрепляют подъемный канат 23, а на барабане 52замыкающий канат 54.
Управление всеми основными механизмами экскаватора —пневматическое или гидравлическое. Вспомогательные механизмы(кулачковые муфты включения валов поворотного и ходового ме-ханизмов, переключения скоростей, включения лебедки подъемастрелы и главной муфты), включаемые реже, имеют рычажноеуправление.
Экскаваторы с гидравлическим приводом. Одноковшовые экс-каваторы с гидравлическим приводом представляют собой мно-гомоторные полно- и неполноповоротные машины с жесткойподвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощ-ности от двигателя к рабочим механизмам используется гидрав-лический объемный привод. По сравнению с механическими гид-равлические экскаваторы имеют более широкую номенклатурусменных рабочих органов, число которых постоянно растет,большее количество основных и вспомогательных движений ра-бочего оборудования, что значительно расширяет их технологи-ческие возможности и обеспечивает высокий уровень механиза-ции земляных работ, особенно в стесненных условиях городскойзастройки.
Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным(рис. 4.17, а, б) и телескопическим (рис. 4.17, в) рабочим оборудо-ванием, для удержания и приведения в действие которого исполь-зуют жесткие связи — гидравлические цилиндры. Основнымирабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования явля-ются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшомотносительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти,телескопического — выдвижение и втягивание телескопическойстрелы.
Гидравлические полноповоротные экскаваторы с ш а р -н и р н о-р ычажным рабочим оборудованием созданы на базеединых конструктивных схем, широкой унификации агрегатов и уз-лов и серийно выпускаются 3...6-Й размерных групп. Привод смен-ного рабочего оборудования таких экскаваторов осуществляется отгидроцилиндров двустороннего действия, а поворот платформы ипередвижение машины — от индивидуальных гидромоторов. К ос-новным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая иобратная лопаты, грейфер и погрузчик.
В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскава-торов при выполнении обычных земляных работ используют ков-

Рис. 4.17. Одноковшовые гидравлические иолноповоротные экскаваторыс жесткой подвеской рабочего оборудования:а, б — шарнирно-рычажного; в — телескопического; 1 — опорно-поворотное устройство;пиевмоколесиое ходовое устройство; 3 — выносная опора; 4 — поворотная платформа;силовая установка; 6. 8, 9 — гндроцнлнндры стрелы; 7 — стрела; 10 — рукоять, 11 — ковшобратной лопаты; 12 — бульдозерный отвал; 13 — кабина машиниста; 14 — гусеничное ходовоеустройство; 15 — ковш прямой лопаты; 16 — телескопическая стрела


Рн с. 4.] 8. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов
ши 1...3 обратных (рис. 4.18) и прямых 4 лопат различнойвместимости, ковши для дренажных работ 5 и рытья узких тран-шей 6, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой для пла-нировочных 7 и зачистных 8 работ, двухчелюстные грейферы длярытья траншей и котлованов 9 и погрузки крупнокусковых мате-риалов и камней 10, погрузочные ковши большой вместимости дляпогрузочных работ 11... 13, бульдозерные отвалы 14 для засыпкиям, траншей и небольших котлованов, захваты для погрузки труби бревен 15, крановую подвеску 16 для различных грузоподъемныхи монтажных работ, многозубые 17 и однозубые 18 рыхлители длярыхления мерзлых и плотных грунтов и взламывания асфальтовыхпокрытий, пневматические, гидравлические 19 и гидропневматиче-ские 20 молоты многоцелевого назначения со сменными рабочимиинструментами для разрушения скальных и мерзлых грунтов, же-лезобетонных конструкций, кирпичной кладки и фундаментов, до-рожных покрытий, дробления негабаритов горных пород,трамбования грунтов, погружения свай и шпунта, бурами для бу-рения шпуров и скважин и т. п.

В комплект оборудования обратной лопаты (рис. 4.19, а)входят: стрела (моноблочная Г-образной формы или составная 1, 6изменяемой длины), рукоять 5, поворотный ковш 4 и гидроцилинд-ры 2, 3, 8 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копаниегрунта производят поворотом ковша относительно рукояти и пово-ротом рукояти относительно стрелы. Копание можно осуществлятьтолько поворотом ковша относительно неподвижной рукояти, чтопозволяет вести работы в стесненных условиях, а также в непосредственной близости от подземных коммуникаций.
Поворотом ковша производят не только копание, но и выгрузкугрунта, а также зачистку основания забоя. Толщину срезаемой прикопании стружки регулируют путем подъема или опускания стрелы.Составная стрела дает возможность изменять глубину Нк и радиусЛк копания (а также высоту выгрузки Нв), что в сочетании со смен-ными профильными ковшами различной вместимости позволяетрасширить область применений экскаватора и использовать его смаксимальной производительностью в различных грунтовых усло-виях.
Основная 1 и удлиняющая 6 части составной стрелы соединенышарниром и тягой 7, установкой которой в различные положенияна удлиняющей части достигается изменение длины стрелы. На ос-
новную часть стрелы устанавливают оборудование прямой лопаты,грейфера и погрузчика. При работе вблизи фундаментов зданий идругих сооружений, а также при копании траншей, ось которых несовпадает с продольной осью экскаватора, в оборудовании обрат-ной лопаты применяют специальную промежуточную вставку 9(рис. 4.19, б), позволяющую устанавливать рукоять 5 с гидроцилин-дром под углом в плане к продольной оси стрелы 1. Вставка обеспе-чивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольнойоси машины. Оборудование со смещенной осью копания являетсяодним из преимуществ гидравлических экскаваторов.
Прямая лопатас поворотным ковшом широко применяет-ся на экскаваторах 4...6-й размерных групп и предназначена для раз-работки грунта как выше (преимущественно), так и ниже уровнястоянки машины, а также для погрузочных работ.
Оборудование прямой лопаты включает (рис. 4.20): стрелу 1, ру-коять 2, ковш 3 и гидроцилиндры 4, 5, 6 подъема стрелы, поворотарукояти и ковша. Копание грунта осуществляется поворотом руко-яти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщинустружки регулируют подъемом или опусканием стрелы. При раз-

грузке ковш поворачивают гидроцилиндром 4. Прямой лопатой споворотным ковшом можно производить планирование и зачисткуоснования забоя.
Погрузчик применяют для погрузки сыпучих и мелкокуско-вых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузкив транспортные средства (или отсыпки в отвал) грунтов 1...П катего-рий, а также планировочных работ на уровне стоянки машины.Вместимость ковша погрузчика в 1,5...2 раза больше вместимостиковша обратной лопаты, что значительно повышает производитель-ность экскаватора при использовании его на погрузочных работах.
В комплект погрузочного оборудования (рис. 4.21) входят: стре-ла 1, рукоять 4, ковш 3 и гидроцилиндры 2, 5, 7 подъема стрелы, по-ворота рукояти и ковша. Кинематическая схема погрузчика обеспе-чивает горизонтальное движение ковша от экскаватора привнедрении его в грунт или штабель материала и планировочных ра-ботах. После внедрения в разрабатываемый материал возможен по-ворот ковша для лучшего его заполнения гидроцилиндром 2, кото-рым поворачивают поднятый на заданную высоту ковш приразгрузке.

Рис. 4.21. Рабочее оборудование погрузчика
Грейфер применяют для рытья котлованов, траншей, колод-цев и при погрузочно-разгрузочных работах. Особенно эффективноиспользование такого оборудования при копании глубоких выемок,а также в стесненных условиях. На гидравлических экскаваторах ус-танавливают жестко подвешенные грейферы, у которых необходи-мое давление на грунт при врезании создается принудительно с по-мощью гидроцилиндров рабочего оборудования. Это позволяетэффективно разрабатывать плотные грунты независимо от массыгрейфера. Грейфер шарнирно крепят к рукояти обратной лопатывместо ковша таким образом, чтобы было возможно его продоль-ное и поперечное раскачивание.
Оборудование грейфера (рис. 4.22) состоит из составной .стрелы1, рукояти 3 и гидроцилиндров 2, 7, используемых от обратной ло-паты, двухчелюстного грейферного ковша 6 с гидроцилиндрами 5для замыкания и открывания челюстей и механизмом 4 поворотаковша в плане. Челюсти ковша в исходном положении раскрыты.Наполнение его происходит при смыкании челюстей гидроцилинд-рами 5. Необходимое напорное усилие создается опусканием стре-лы. Разгружают ковш размыканием челюстей. Для глубокого копа-ния колодцев до 30 м, траншей и котлованов в оборудованиигрейфера используют удлиняющие промежуточные вставки.
3

Грейферное оборудование на напорной штанге (рис. 4.23) приме-няют для разработки узких и глубоких (до 20 м) траншей с верти-кальными стенками в грунтах 1...1У категорий с каменистыми вклю-чениями размером до 200 мм при возведении подземных
даю
Рис. 4.23. Грейферное оборудование для возведения сооружений методом
«стена в грунте»:
а — общий вид; б — кинематическая схема механизма перемещения штанги
сооружений способом «стена в грунте», а также для разработкивыемок под сваи в промышленном, городском и сельском строи-тельстве.
Способом «стена в грунте» можно возводить без отрывки котло-вана подземную часть промышленных и гражданских зданий и со-оружений, стены насосных станций, тоннели метрополитенов неглу-бокого заложения, колодцы коллекторов, борта каналов и т. п.
Грейферное оборудование устанавливают на базовой части стре-лы экскаваторов 5-ой размерной группы и включает в себя напор-ную штангу 5, грейферный ковш 3, направляющий корпус 4 с меха:низмом перемещения штанги, рычажный механизм 2, гидроцилинд-ры подъема-опускания штанги и наклона штанги в поперечнойплоскости. Направляющий корпус шарнирно соединен с кронштей-ном, относительно которого может быть повернут двумя гидроци-линдрами в вертикальной плоскости на угол 90° вдоль продольнойоси экскаватора.
Дополнительным гидроцилиндром 7 штанга может быть накло-нена в поперечной плоскости на угол у в обе стороны от вертикали.Рабочим органом оборудования является гидравлический двухче-люстной грейфер (рис. 4.23, 6) с приводом сменных челюстей полу-круглой формы от двух гидроцилиндров 10, расположенных внутриего корпуса. Режущие кромки челюстей снабжены сменными зубья-ми, а боковые стенки — резцами с износостойкой наплавкой. Грей-фер крепится юнапорной штанге, перемещаемой канатным механиз-мом, смонтированным на направляющем корпусе. Механизм пере-мещения (подъема-опускания) штанги состоит из двух унифициро-ванных лебедок, каждая из которых включает барабан 13 для пере-матывания напорно-возвратного каната 14, трехступенчатый ци-линдрический редуктор 12 (аналогичный редуктору механизма пере-движения экскаватора), тормоз и гидромотор 11. Напорное движе-ние на грейфер создается весом штанги с грейфером и лебедками.Рычажный механизм 2 (см. рис. 4.23, а) жестко крепится к базовойчасти стрелы и через упорную стойку 1 к пяте стрелы 8. В процессеработы упорная стойка воспринимает нагрузки от рабочего обору-дования. Перевод рабочего оборудования из рабочего положения втранспортное обеспечивается поворотом гидроцилиндрами 6 на-правляющего корпуса 4, со штангой назад на 90° при одновремен-ном опускании вперед гидроцилиндрами 9 базовой части стрелы скронштейном и упорной стойкой 1. Вертикальное положение обору-дования контролируется прибором «Вертикаль-20 Б», датчики кото-рого установлены на направляющем корпусе, а указатели — в каби-не машиниста. Гидросистема грейферного оборудования питаетсяот насосной установки базового экскаватора. Управление грейфер-ным оборудованием гидравлическое и осуществляется из кабинымашиниста.
Гидравлические молоты навешиваются на экскаваторы 2...5-йразмерных групп вместо ковша обратной лопаты и соединяются срукоятью посредством быстросъемного крепления. Экскаватор,оборудованный гидромолотом с рабочим инструментом в видеклина, пики и трамбовки, можно применять при рыхлении мерзло-го грунта, дроблении негабаритов твердых и горных пород, взла-мывании мерзлого грунта и дорожных покрытий, кирпичных ибетонных фундаментов и других работах, а также для уплотнениягрунта. При разработке грунта можно изменять угол наклона гид-ромолота к поверхности грунта. В комплект оборудования гидро-молота (рис. 4.24) входят: стрела 1, рукоять 4, гидромолот 5 игидроцилиндры 2, 3, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и мо-лота.
Гидромолоты приводятся в действие от насосов гидросистемыбазового экскаватора, что обеспечивает лучшее использование

Рис. 4.24. Рабочее оборудование гидромолота
установленной мощности и снижение эксплуатационных затрат.По принципу работы гидромолоты аналогичны паровоздушным.Гидромолоты создают значительные импульсы силы направлен-ного действия, и обеспечивают наименьшую энергоемкость про-цесса разработки мерзлых грунтов и разрушения твердыхпокрытий.
Различают гидромолоты простого и двойного дей-ствия. В гидромолотах двойного действия подъем ударной час-ти (холостой ход) осуществляется под давлением рабочейжидкости, а разгон ее вниз при рабочем ходе — под действиемсобственного веса и энергии рабочей жидкости или сжатого газа,накопленной во время холостого хода в гидравлическом илипневматическом аккумуляторе. Молоты с пневмоаккумуляторомназывают также гидропневматическими. В конструкцию молота сгидроаккумулятором (рис. 4.25) входят: рабочий ци-линдр 6 с распределительным золотником 10, гидроаккумулято-ром 13 и насосом 12, корпус с направляющей трубой 2, ударнаячасть 3 и сменный рабочий инструмент 1.
Цикл работы гидромолота состоит из разгона ударной частивверх, торможения ее перед верхней мертвой точкой, разгона внизи удара по хвостовику инструмента. Ударная часть не имеет участ-ков установившегося движения. Приразгоне вверх рабочая жидкость отнасоса 12 через золотник 10 поступаетв штоковую полость 4 рабочего ци-линдра 6 ив гидроаккумулятор 13,где происходит ее накапливание. Вконце разгона золотник соединяетпоршневую полость 8 рабочего ци-линдра с напорной линией 9, в ре-зультате чего происходит торможениеударной части и рабочая жидкостьвытесняется в гидроаккумулятор. По-сле остановки ударной части в верх-ней мертвой точке начинается ееразгон вниз под действием собствен-ного веса и давления рабочей жидко-сти, действующего на поршень 5.Когда ударная часть достигает скоро-сти, которую она имела бы при уста-новившемся движении, аккумулятор начинает разряжаться,отдавая накопленную жидкость в рабочий цилиндр 6. В конце хо-да вниз ударная часть наносит удар по хвостовику сменного рабо-чего инструмента 1. Перед нанесением удара через обратныйклапан 7 жидкость из поршневой полости 9 поступает в сливнуюмагистраль 11. Далее цикл повторяется.

Рис. 4.25. Гидромолот сгидроаккумулятором
Молоты с гидроаккумулятором просты в управлении и обслужи-вании, имеют довольно высокий КПД (0,55...0,65). Они издают приработе слабый шум, поэтому их можно использовать в густонасе-ленных местах.
Гидравлические молоты развивают энергию удара 1800...9000 Дж, имеют частоту ударов 2,2...5 Гц, массу ударной части
.600 кг, рабочее давление в гидросистеме 10... 16 МПа.
У гидропневматических молотов давление рабочей жидкостивоздействует на боек при рабочем и холостом ходах. Одновремен-ное воздействие на боек давления жидкости и энергии газа аккуму-лятора при рабочем ходе позволяет повысить коэффициент исполь-зования мощности насосной установки, снизить пульсациюдавления рабочей жидкости, улучшить технико-эксплуатационныепоказатели молотов.
Основными элементами гидропневматического молота (рис.4.26) являются: ударный блок 6, пневмоаккумулятор 9, управ-ляющая камера 7, распределитель 1, сменный рабочий инстру-мент 17.
Принцип работы молота заключается в следующем. В исходномположении (рис. 4.26, а) рабочая жидкость под напорным давлением

Рис. 4.26. Гидропневматический молот
подается в полость а распределителя 1 и одновременно в камерувзвода 3, управляющую камеру 7 ударного блока 6 и через каналы 6и в в полость 12 золотника 14. Напорное давление действует на сту-пень 13 золотника, перемещая его в крайнее нижнее положение, и наступень 4 бойка 5, который начинает двигаться вверх (холостойход), сжимая газ в аккумуляторе 9. При этом рабочая жидкость изкамеры рабочего хода 8 вытесняется через камеру 10 золотника вслив.
В верхнем положении бойка (рис. 4.26, б) управляющая камерасоединяет каналы виг между собой и одновременно полость 12 сосливом. Под действием давления рабочей жидкости на нижнюю сту-пень 2 золотника последний перемещается вверх, верхней своей ча-стью входит в проточку 11 корпуса распределителя, перекрываетсливную гидролинию и через центральное отверстие 16 соединяетнапорную гидролинию с камерой взвода 3 и камерой рабочего хода8. Боек начинает движение вниз (рабочий ход) под одновременнымвоздействием давления газа аккумулятора и рабочей жидкости (пло-щадь ступени 15 больше площади ступени 13); рабочая жидкость
переливается из полости взвода в камеру рабочего хода. Разгоняясь,боек наносит удар по инструменту 17 управляющая полость соеди-няет каналы 6 иве напорной гидролинией, и золотник перебрасы-вается вниз. Далее цикл повторяется.
Гидромолоты могут быть использованы по двум технологиче-ским схемам: 1) экскаватор с молотом работает непрерывно, а выем-ка грунта осуществляется другим экскаватором; 2) экскаватор с мо-лотом выполняет заданную часть работы, а затем производитсязамена молота ковшом.
При работе с молотами стрела экскаватора устанавливается вплавающее положение, что обеспечивает полную виброизоляциюрабочего места машиниста. Молоты комплектуются широкой но-менклатурой легко сменяемых рыхлительных, дробящих, сваебой-ных, трамбующих инструментов и запускаются в работу автомати-чески при опирании с определенным усилием рабочего инструментана разрушаемый (забиваемый) объект.
Гидропневматические молоты развивают энергию удара
.9000 Дж, имеют частоту ударов 3,5... 12 Гц. Давление зарядкигазового аккумулятора 0,6... 1,2 МПа, рабочее давление в гидросис-теме 10... 16 МПа.
Гидравлическую систему привода полноповоротных экскавато-ров выполняют обычно двухпоточной, в которой рабочая жидкостьот двух или трех аксиально-поршневых переменной подачи насосов(секций насоса) подается в две напорные линии. Рассмотрим основ-ные элементы и принцип работы двухпоточной системы гидропри-вода на примере типовой гидравлический схемы гусеничных экска-ваторов четвертой размерной группы (рис. 4.27). Система включаетдвухсекционный аксиально-поршневой насос регулируемой произ-водительности с приводом от дизеля через раздаточную коробку,распределительную и контрольно-предохранительную аппаратуру,исполнительные гидродвигатели и бак для рабочей жидкости. По-следняя из гидробака 1 подается насосом к двум золотниковым рас-пределительным блокам (гидрораспределителям) / и II.
Блок / управляет потоком жидкости, идущим от секции 2 насо-са к гидромоторам 10 и 11 левой гусеничной тележки и вращенияповоротной платформы, а также к гидроцилиндрам 12 и 13 открывания днища ковша прямой лопаты и вращения ковша грейфераБлок II направляет поток жидкости от секции 4 насоса к гидроци-линдрам 14 стрелы, 15 — рукояти прямой лопаты и погрузочногооборудования, 16 — рукояти обратной лопаты, 17 — ковша погрузчика, 18 — ковша обратной и прямой лопаты и замыканияковша грейфера, к гидромотору 19 привода правой гусеничной те-лежки. При включении одного из золотников 6 или 7 рабочаяжидкость от секции 3 подается в гидромотор 10 левой гусеничнойтележки или гидромотор 11 привода вращения поворотной плат-

91 51
Рис. 4,27. Типовая гидравлическая схема полноповоротного экскаватора четвертой размерной группы
формы. При включении золотников 7, 21 и 22 рабочая жидкостьподается в гидроцилиндры рабочего оборудования. Одновремен-ным включением золотников 7 и 22 при погрузчике и обратнойлопате на поворот рукояти подается поток рабочей жидкости отобеих секций насоса (при невключенных остальных золотниках).Одновременным включением золотников 7 и 21 при прямой лопа-те поток рабочей жидкости от обеих секций 2 и 4 насоса подаетсяна поворот ковша.
Золотник 20 включает гидромотор 19 правой тележки механизмапередвижения. Золотники 20...23 при невключенных золотниках
. 7 подают на соответствующее движение поток рабочей жидкостиот обеих секций насоса.
Объединение потоков обеспечивает возможность использованияполной мощности насосов при выполнении основных рабочих опе-раций, благодаря чему получают максимальные скорости движенияштоки гидроцилиндров подъема стрелы, поворота рукояти и ковша.Давление в системе привода рабочего оборудования составляет25 МПа. Распределительные блоки позволяют независимо совме-щать подъем и опускание стрелы с вращением платформы и поворо-том рукояти и ковша.
При нейтральном положении всех золотников рабочая жидкостьпроходит через гидрораспределители, охладитель, фильтры и слива-ется в гидробак.
Шестеренный насос 3 подает рабочую жидкость в гидроцилинд-ры 8 управления тормозами передвижения и вращения 9 поворот-ной платформы через краны управления. Шестеренный насос 24служит для заполнения гидробака рабочей жидкостью или для ееподогрева в зимнее время. Рациональное использование насоснойустановки и совмещение рабочих операций позволяют сократитьпродолжительность рабочего цикла экскаватора и повысить егопроизводительность.
Управление экскаватором сосредоточено в кабине машиниста иосуществляется двумя рукоятками рабочего оборудования, двумяпедалями для управления поворотом платформы и двумя рычагамиуправления ходом.
Н еполноповоротные гидравлические универсальныеэкскаваторы сшарнирн о-р ычажным рабочим оборудовани-ем относятся к машинам 2-й размерной группы и монтируются набазе серийных пневмоколесных тракторов класса 1, 4. Они пред-ставляют собой мобильные универсальные малогабаритные земле-ройные машины с экскаваторным, погрузочным и бульдозернымоборудованием для выполнения земляных (в грунтах 1...Ш катего-рий) и погрузочных работ небольших объемов на рассредоточенныхобъектах. Наиболее эффективно такие экскаваторы применяются встесненных условиях.

Рис. 4.28. Неполноповоротный гидравлический экскаватор второй размерной группы:а — общий вид; бив — схемы поворотных механизмов
Основным рабочим органом неполноповоротных экскаваторовслужит унифицированный ковш 9 (рис. 4.28) прямой и обратной ло-пат вместимостью 0,25 м3, входящий вместе со стрелой 11, рукоятью10, тягами 8 и гидроцилиндрами 5...7 подъема стрелы, поворота ру-кояти и ковша в комплект экскаваторного оборудования машины.Это оборудование монтируется на поворотной колонне 4, установ-ленной на усиленной раме 17 базового трактора 3. Поворот колон-ны с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси в плане на180° обеспечивается: цепным поворотным механизмом, состоящимиз двух попеременно работающих гидроцилиндров 16 (рис. 4.28, о),втулочно-роликовой цепи 15 и звездочки 14, жестко закрепленнойна валу поворотной колонны или двумя гидроцилиндрами 18 (рис.4.28, в), имеющими возможность поворачиваться относительношарнира А, штоки которых шарнирно соединены с сектором Б по-воротной колонны.
Устойчивость экскаватора при работе обеспечивается двумя вы-носными опорами 13, управляемыми гидроцилиндрами 12 с гидро-замками. Спереди трактора навешен неповоротный бульдозерныйотвал 1, управляемый гидроцилиндром 2.
Неполноповоротные экскаваторы оснащаются также погрузоч-ным ковшом 2 (рис. 4.29) вместимостью 0,5...0,63 м3 для легких зачи-стных работ, погрузки мусора, снега и других материалов низкойплотности; гидромолотом 3 и однозубым рыхлителем 6 для вскры-тия асфальтобетонных покрытий и рыхления прочных и мерзлыхгрунтов; крановой подвеской грузоподъемностью 1,5 т для погруз-ки-разгрузки штучных грузов, укладки труб и установки столбов,обратной лопатой со смещенной осью копания для рытья траншейвблизи зданий и сооружений; профильным ковшом 4\ специальнымковшом для рытья узких траншей под кабели; удлиненной рукоятьюобратной лопаты для копания глубоких (до 4,5 м) траншей; вилоч-ным захватом 5 для погрузки бревен, труб и других штучных мате-риалов; буровым оборудованием для бурения шпуров; двухчелюст-ным грейфером 7 вместимостью 0,3...0,4 м3 для рытья колодцев,очистки траншей и каналов, погрузки сыпучих материалов; захва-том для укладки бордюрных камней и т. п.
Смена рабочих органов производится машинистом непосредст-венно на строительном объекте (см. рис. 4.29).
Гидравлическая система неполноповоротных экскаваторов вы-полняется двухпоточной. Один из потоков (основной) служит дляпривода рабочего оборудования и обеспечивает изменения угла на-клона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы, по-ворот ковша относительно рукояти. Другой поток (вспомогатель-ный) является частью базовой машины и предназначен для подъемаи опускания стрелы, бульдозерного отвала, поворота рабочего обо-рудования в плане, выдвижения и втягивания выносных опор. По-токи обслуживаются шестеренными или аксиально-поршневыми на-сосами с приводом от дизеля трактора через редукторы. Рабочеедавление в системе составляет до 15 МПа.
Максимальная техническая производительность неполнопово-ротных экскаваторов при разработке грунта до 60 м3/ч, максималь-ная продолжительность цикла прямой и обратной лопат 15... 17 с.
Малогабаритные экскаваторы представляют собой небольшиепо массе и размерам высокомобильные универсальные машины ма-лой мощности, оснащенные быстросъемными сменными рабочимиорганами многоцелевого назначения.
С помощью таких машин отрывают небольшие котлованы итраншеи для оснований фундаментов зданий и сооружений, канавыу дорог и скважины для ограждений, опор, линий электропередач идругих объектов, траншеи для водопроводной, газораспределитель-ной, электрической и телефонной сети; осуществляют строительствобассейнов, очистных сооружений; ремонт и реконструкцию граж-данских и промышленных сооружений; разрушают железобетонныеи другие изделия при строительстве и ремонте различных объектов;обустраивают парки, скверы, спортивные площадки; выполняют са-

Рис. 4.29. Схемы монтажа сменных рабочих органов неполноповоротного
экскаватора:
1 — унифицированный ковш обратной и прямой лопат; 2 — погрузочный ковш; 3 —гидромолот; 4 — профильный ковш; 5 — вилочный захват; б — зуб-рыхлитель; 7 — грейфер

мые различные операции технологических процессов в коммуналь-ном хозяйстве.
Небольшие габаритные размеры, малое давление на опорнуюповерхность, высокая маневренность и проходимость позволяют ус-пешно использовать такие экскаваторы в подвалах и на этажах про-мышленных зданий, внутри вагонов и в других труднодоступныхместах, в том числе на работах, связанных с поддержанием работо-способности готовых объектов, с их обслуживанием и ремонтом.Использование экскаваторов оправдано при выполнении работ не-больших объемов на рассредоточенных объектах, благодаря воз-можности их перебазирования в кузове грузовых автомобилей, атакже установки на ограниченную в размерах площадку (на возвы-шенности и в котлованах), что недоступно для более крупных ма-шин.
Малогабаритные экскаваторы делят на две группы: мини-экска-ваторы массой 1200...6000 кг (вместимость ковша до 0,25 м3) и мик-роэкскаваторы массой до 1200 кг (вместимость ковша 0,01...0,04 м3).
Мин и-э кскаваторы — это самоходные полу- и полнопо-воротные машины с традиционным шарнирно-рычажным рабочимоборудованием и гидравлическим приводом, которые базируютсяна специальных и тракторных шасси с колесным и гусеничным хо-довым устройством. Они обеспечивают глубину копания 2,5...3,8 м,высоту выгрузки 2,8...5 м. Основное рабочее оборудование — об-ратная лопата, дополнительное — рыхлитель, гидромолот, гидро-бур, грейфер, крюковая подвеска, погрузочный ковш, захват длябордюрного камня, бульдозерный отвал и т. п.
Микроэкскаваторы выполняются на базе самоходныхколесных шасси, мотоблоков, а также прицепными и без приводахода. Угол поворота рабочего оборудования в плане 130... 170°. Глу-бина копания и высота выгрузки 1,7—2 м.
Микроэкскаватор (рис 4.30) состоит из несущей рамы 12, пнев-моколесного ходового устройства, шарнирно-рычажного рабочегооборудования, гидропривода, сиденья машиниста 4 и силовой уста-новки 5. Рабочее оборудование крепится к раме с помощью двойно-го шарнира, при горизонтальном положении которого обеспечива-ются наклоны стрелы с рукоятью и ковшом, а при вертикальном —поворот рабочего оборудования в плане на угол ± 85° относительнопродольной оси машины. Устойчивость экскаватора при работеобеспечивается гидроуправляемыми передними опорами 9 и заднимупором 7.
Ходовое устройство включает два передних ведущих колеса 10 синдивидуальным приводом каждого от гидромоторов 11 и два ведо-мых задних 14. Гидропривод экскаватора включает гидробак б, шес-теренный насос 13, секционные гидрораспределители 3, гидроци-линдры рабочего оборудования и откидных опор, гидромоторы
ходовых колес. При одновременном вращении ведущих колес в раз-ных направлениях осуществляется поворот машины на месте, чтообеспечивает высокую маневренность экскаватора в стесненных ус-ловиях. Рабочее оборудование включает стрелу 2, рукоять 8, ковш 1и гидроцилиндры для их перемещения.

Рис. 4.31. Сменные рабочие
0 Строительные машиныи основы автоматизации

органы микроэкскаваторов
Управление рабочим оборудованием и откидными опорами осу-ществляется с рабочего места 4 машиниста с помощью гидрораспре-делителей 3. Кроме основного ковша обратной лопаты вместимо-стью 0,03 м3 (рис. 4.31, а) для разработки грунтов 1...Н категориимашина оснащается ковшом с эластичным днищем и боковымистенками (рис. 4.31, б), для разработки грунтов повышенной влаж-ности — ковшом с цепным днищем (рис. 4.31, в) с повышенным ко-эффициентом разгрузки, челюстным грейфером вместимостью0,05 м3 с рыхлителем (рис. 4.31, г), гидромолотом с энергией удара
150 Дж (рис. 4.31, 0), ножницами для резки арматуры (рис. 4.31, е),клещевым захватом для укладки бордюрного камня (рис. 4.31, ж),крюковой подвеской (рис. 4.31, з) грузоподъемностью 100 кг.
Экскаватор перевозят в кузове грузового автомобиля.
Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием (экска-ваторы-планировщики) представляют собой полно- и неполнопово-ротные машины 3-й размерной группы с телескопической стрелойна пневмоколесном и гусеничном ходовом устройстве, основнымрабочим движением которых является выдвижение и втягивание те-лескопической стрелы при копании, планировании и транспортиро-вании грунта в ковше после экскавации. Эти машины разрабатыва-ют грунты 1...1У категории и характеризуются малой габаритнойвысотой, что позволяет эффективно использовать их в стесненныхусловиях городской застройки, в труднодоступных местах и закры-тых помещениях, в частности для разработки грунта под мостами,на участках пересечения коммуникаций, для зачистки дна и верти-кальных стенок траншей и котлованов; подсыпки и разравниваниягрунта под полы; фундаменты и подпольные каналы; засыпки пазухфундаментов, траншей и котлованов; подачи материалов через про-емы в стенах под низкое перекрытие и т. п.
Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием широ-ко применяют на рассредоточенных объектах малого объема какуниверсальные землеройные машины. Наиболее эффективно они ис-пользуются при планировании наклонных поверхностей каналов,насыпей и выемок земляного полотна, расположенных ниже уровнястоянки экскаватора. Поэтому их обычно называют экскаватора-ми-планировщиками.

Р и с. 4.32. Принципиальная схемаэкскаватора с телескопическим рабочимоборудованием
Основными частями экскаваторов-планировщиков (рис. 4.32) яв-ляются: ходовое устройство, поворотная платформа (с расположен-ными на ней силовой установ-кой, узлами гидропривода, ка-биной машиниста) и телескопи-ческое рабочее оборудование.Поворотная платформа опи-рается на раму ходового обо-рудования через роликовоеопорно-поворотное устройство.Полноповоротные экскаваторывыпускают на гусеничном ипневмоколесном ходовых уст-ройствах, неполноповоротные(угол поворота стрелы в плане180...270°) — на шасси автомо-бильного типа. Телескопиче-ское рабочее оборудование оте-
чественных экскаваторов имеет единую принципиальную схему исостоит из телескопической стрелы треугольного или квадратногосечения, сменного рабочего органа и механизмов выдвижения (втя-гивания) стрелы, подъема (опускания) стрелы, поворота ковша от-носительно собственной оси и продольной оси стрелы.
Телескопическая стрела включает две секции — наружную 2,шарнирно прикрепляемую к поворотной платформе, и выдвижнуювнутреннюю 4, несущую на переднем конце сменный рабочий орган6. Гидравлический привод рабочего оборудования обеспечиваетпрямолинейное движение рабочего органа при изменении длины те-лескопической стрелы (ход стрелы до 3,2 м) с помощью длинноходо-вого гидроцилиндра 3, подъем (на угол до 25°) и опускание (на уголдо 50°) стрелы, в вертикальной плоскости двумя параллельно уста-новленными гидроцилиндрами 1, поворот ковша относительно осиего подвески (на угол до 120°) гидроцилиндром 5 и вокруг продоль-ной оси стрелы гидроцилиндром 7. У некоторых моделей экскавато-ров угол поворота стрелы достигает ±180°, что позволяет исполь-зовать рабочие органы двустороннего действия, например ковш соднозубым рыхлителем или ковш с зубьями, расположеннымис двух сторон.
Основными видами сменного рабочего оборудования экскавато-ров-планировщиков (рис. 4.33) являются экскавационные ковши 1вместимостью 0,25, 0,4 и 0,65 м3, планировочные 2 и профилировоч-ные 3, ковщи для дренажных работ 4, планировочный отвал 5, рых-литель 6, клещи для камней 7, уплотняющий каток 8, приспособле-ние для бокового копания 9 и др. Широкая номенклатура сменныхрабочих органов и конструктивные особенности телескопического

Рис. 4.33. Сменные рабочие органы экскаваторов-планировщиков
оборудования обеспечивают практически полную механизацию экс-кавационных, планировочных, зачистных, доводочных и погру-зочно-разгрузочных работ в стесненных условиях, большинствокоторых не может быть выполнено (частично или полностью) уни-версальными одноковшовыми экскаваторами с жесткой или канат-ной подвеской рабочего оборудования.
Выполнение основных видов земляных работ осуществляетсяследующими движениями стрелы и ковша:
планирование и зачистка наклонных поверхностей, располо-женных ниже уровня стоянки машины — втягиванием телескопиче-ской стрелы с коррекцией толщины срезаемой стружки небольшимповоротом ковша;
зачистка и планирование горизонтальных поверхностей науровне и ниже уровня стоянки экскаватора — совмещением опуска-ния и втягивания стрелы с периодической коррекцией положенияковша;
зачистка и доводка боковых (наклонных и вертикальных) по-верхностей земляных сооружений при расположении экскаваторавдоль оси сооружения (например, в траншеях) — втягиванием теле-скопической стрелы и поворотом рабочего органа относительнопродольной оси стрелы на некоторый угол.
Гидропривод экскаваторов-планировщиков включает сдвоен-ный насос, два золотниковых гидрораспределителя, гидромоторыи гидроцилиндры. Гидросистема обеспечивает совмещение трех изпяти рабочих движений при планировочных работах — выдвиже-ние (втягивание) стрелы, ее подъем (опускание) и поворот плат-формы.
Отечественные экскаваторы-планировщики характеризуются(см. рис. 4.32) наибольшей глубиной копания (с удлинителями стре-лы) Як — до 5,9 м, радиусом копания Як — до 8,4 м, высотой вы-грузки Яв — до 4,4 м, усилием втягивания стрелы 56...90 кН, мини-мальной продолжительностью цикла основного ковша 21...23 с,максимальной технической производительностью до 70 м3/ч.
Техническая производительность одноковшового экскаватора(м3/ч):
Пт = щКЛКр,(4.27)
где п — число циклов за час работы, п - 3600/Гц; ^ — вместимость ков-ша, м3; Ян — коэффициент наполнения ковша (Ян = 1... 1,3); Ян =
(<?' — объем разрыхленного грунта в ковше перед разгрузкой); К? —коэффициент разрыхления грунта (Кр = 1,15... 1,4).
Продолжительность одного рабочего цикла Гц (с) при совмеще-нии отдельных операций
Гц — Гк + (пв + ?ПЗ,(4.28)
где гк, /Пв, (в, 1т — соответственно продолжительность копания, пово-рота на выгрузку, выгрузки и поворота в забой, с.
Эксплуатационная производительность (м3/смен, м3/мес, м3/год)
Пэ — Пт?рАГв,(4.29)
где гр — длительность периода работы, ч; Кв — коэффициент исполь-зования машины по времени.
Мощность, расходуемая на копание грунта (кВт):
Рк = Луд<7/Ю3ГкГ|дГ|п,(4.30)
где Ауд — удельная энергоемкость копания, Дж/м3 (Ауа - 1,5-105Дж/м3 — для грунтов II категории, Аул - 2-105 Дж/м3 — для грунтов IIIкатегории, Ауд = 2,5-105 Дж/м3 — для грунтов IV категории); и — про-должительность копания, с [ориентировочно гк = (0,25...0,35) Гц]; г|д —коэффициент использования номинальной мощности двигателя прикопании (г|д = 0,75...0,85); г|п — КПД привода и рабочего оборудова-ния (для экскаваторов с механическим приводом г|п - 0,6...0,65; с гид-равлическим приводом, г|п = 0,6...0.75).
ТРАНШЕЙНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ
Траншейные экскаваторы применяют на строительстве линей-ных подземных коммуникаций открытым способом для рытья тран-шей прямоугольного и трапецеидального-профиля под газо-, нефте-,водо- и продуктопроводы, канализационные и теплофикационныесистемы, кабельные линии связи и электроснабжения, а также рытьятраншей под протяженные ленточные фундаменты зданий и соору-жений и оконтуривания котлованов и выемок. Они представляютсобой самоходные землеройные машины непрерывного действия смногоковшовым или бесковшовым (скребковым) рабочим органом,которые при своем поступательном перемещении разрабатываетсзади себя за один проход траншею определенной глубины, шириныи профиля с одновременной транспортировкой грунта в сторону оттраншеи. Производительность траншейных экскаваторов, постоян-но передвигающихся во время работы и отделяющих грунт от мас-сива с помощью группы непрерывно движущихся по замкнутомуконтуру ковшей или скребков, в 2...2,5 раза выше, чем у одноковшо-вых машин, при более высоком качестве работ и меньших энергоза-тратах на 1 м3 разработанного грунта. Причем траншейные экскава-торы способны эффективно разрабатывать как немерзлые, так имерзлые грунты. Главным параметром экскаваторов является номи-нальная глубина отрываемой траншеи.
Каждый траншейный экскаватор состоит из трех основных час-тей: базового пневмоколесного или гусеничного тягача, обеспечи-вающего поступательное движение (подачу) машины; рабочего обо-рудования, включающего рабочий орган для копания траншей ипоперечное (к продольной оси движения машины) отвальное уст-ройство для эвакуации разработанного грунта в отвал или транс-портные средства; вспомогательного оборудования для подъе-ма-опускания рабочего органа и отвального устройства.
Классификация и индексация. Траншейные экскаваторы класси-фицируют по следующие основным признакам:
по типу рабочего органа — цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР);
по способу соединения рабочего оборудования с базовым тяга-чом — с навесным и полуприцепным рабочим оборудованием;
по типу ходового устройства базового тягача — на гусеничныеи пневмоколесные;
по типу привода — с механическим, гидравлическим, электри-ческим и комбинированным приводом.
Порядковый номермодели
Наибольшаяглубинакопания, дм
1 2
Наибольшее распространение получили гусеничные траншей-ные экскаваторы с комбинированным приводом. В индексе тран-шейных экскаваторов (рис. 4.34) первые две буквы ЭТ означают:экскаватор траншейный, а третья — тип рабочего органа (Ц — цеп-ной, Р — роторный). Первые две цифры индекса обозначают наи-большую глубину отрываемой траншеи (в дм), третья — порядко-вый номер модели. Первая из дополнительных букв послецифрового индекса (А, Б, В и т. д.) означает порядковую модерниза-цию машины, последующие — вид специального климатическогоисполнения (ХЛ — северное, Т — тропическое, ТВ — для работы вовлажных тропиках). Например, индекс ЭТЦ-252А обозначает: экс-каватор траншейный цеп-ной, глубина копания25 дм, вторая модель — 2,прошедшая первую модер-низацию — А.
этп-ооопп
п

1
Тил рабочего органа
Р
(роторный) ц
(цепной)
Очередная модернизация
В
Климатическое
исполнение
тс
ХЛ т ИЛИ
ТВ
1I
Если не быломодеонизаиии
Рабочим органом цеп-ных экскаваторов являетсяоднорядная или двухряд-ная свободно провисаю-щая бесконечная цепь,огибающая наклонную ра-му и несущая на себе ков-ши или скребки. Рабочиморганом роторных экска-ваторов является жесткийротор (колесо) с ковшамиРис. 4.34. Система индексации траншейных ИЛИ скребками, вращаю-экскаваторовщийся на роликах рамы.
Ширина отрываемых рабочими органами ЭТЦ и ЭТР траншей пря-моугольного профиля зависит от ширины ковша или скребка и рас-положения на них режущих элементов. На один и тот же базовыйтягач могут быть навешены сменные рабочие органы с различнойшириной и количеством ковшей (скребков) для рытья траншей сразличными параметрами профиля. Для получения траншей трапе-цеидального профиля рабочие органы ЭТЦ и ЭТР оборудуют ак-тивными и пассивными откосообразователями.
Во время работы цепь или ротор движутся в плоскости передви-жения тягача. Отделение грунта от массива и заполнение им рабоче-го органа осуществляются в результате сообщения цепи или роторудвух совмещенных движений копания: основного — поступательно-го относительно рамы (для цепи) или вращательного вокруг своейоси (для ротора) и подачи — поступательного в направлении движе-ния машины. Основное движение способствует отделению слоягрунта и направлено по касательной к траектории копания. Движе-ние подачи регулирует толщину отделяемого слоя грунта и направ-лено перпендикулярно (нормально) касательному. Соотношениескоростей этих движений определяет траекторию движения режу-щих элементов рабочего органа в продольно-вертикальной плоско-сти, которая представляет собой наклонную прямую у цепных экс-каваторов и трохоиду у роторных.
Для получения рабочих скоростей передвижения экскаваторовпри копании траншей трансмиссии ходовых устройств базовых тя-гачей ЭТЦ и ЭТР оборудуют гидромеханическими ходоуменьшите-лями.
Копание траншей экскаваторами производится следующим об-разом: рабочий орган переводят из транспортного положения в ра-бочее, включают привод цепи или ротора и постепенно с помощьюподъемного механизма рабочий орган заглубляют в грунт до задан-ной отметки, после чего через ходоуменьшитель включают приводрабочего хода тягача экскаватора. Наиболее производительные ско-ростные режимы рабочего органа и тягача выбирают в зависимостиот конкретных грунтовых условий, а правильность их выбора опре-деляется по характеру работы основного двигателя. Приводы рабо-чих органов ЭТЦ и ЭТР имеют фрикционную дисковую муфту пре-дельного момента, предохраняющую узлы привода и рабочий органот поломок и перегрузок при встрече скребков или ковшей с круп-ными каменистыми включениями и другими непреодолимыми пре-пятствиями.
Рассмотрим типовые конструкции современных ЭТЦ и ЭТР.
Скребковые одноцепные экскаваторы предназначены для рытьятраншеи прямоугольного профиля глубиной до 1,6 м и шириной0,2...0,4 м в однородных без каменистых включений грунтах 1...Шкатегорий под укладку кабелей и трубопроводов малых диаметрови представляют собой (рис. 4.35) унифицированное навесное обору-дование на серийные пневмоколесные тракторы 6 класса 14 кН с од-ним или обоими ведущими мостами. Наиболее эффективно они ис-пользуются при выполнении рассредоточенных земляных работнебольших объемов на предварительно спланированных площад-ках. Одноцепные экскаваторы оснащают также поворотными и нс-поворотными гидроуправляемыми бульдозерными отвалами для не-сложных планировочных работ и засыпки траншей после укладки вних коммуникаций и сменным буровым оборудованием для нарезкищелей глубиной до 1,3 м в мерзлых грунтах.
В комплект навесного экскаваторного оборудования входят:цепной рабочий орган с зачистным башмаком и отвальным винто-вым конвейером, механизм подъема-опускания рабочего органа игидромеханический ходоуменьшитель. Однорядная втулочно-роли-ковая цепь 6 рабочего органа установлена на ведущей 12 и ведомой14 звездочках и несет на себе сменные резцы 17...19 для послойногосрезания грунта и сменные скребки 16 для подъема грунта из тран-шеи. Резцы и скребки располагаются на цепи по определенной схе-ме, способствующей равномерному распределению нагрузки нацепь при копании и повышению долговечности цепи. Производясмену резцов и скребков, получают траншеи различной ширины(0,2; 0,27 и 0,4 м). Цепь обегает наклонную раму 4, шарнирно при-крепляемую сзади к базовому трактору, и опирается на ролики 13.Ведущая звездочка 12 цепи, закрепленная на приводном валу 2, по-лучает вращение от вала отбора мощности базового трактора 10,через трехступенчатый редуктор 8 с переменным передаточным чис-лом, обеспечивающим четыре рабочие скорости (от 0,8 до 2,1 м/с) иреверсивный ход цепи. В редукторе привода цепи установлена пре-дохранительная фрикционная муфта предельного момента. Натяже-ние цепи регулируется перемещением натяжной звездочки 14 отно-сительно рамы винтовым натяжным устройством 15. Скребкивыносят из траншеи грунт в направлении ведущей звездочки, обра-зуя первоначальный отвал в виде пирамиды (рис. 4.35, в). Эвакуа-цию грунта в боковые отвалы производят два шнека 7 винтовогоконвейера, установленного на раме рабочего органа. Шнеки имеютобщий вал и приводятся во вращение скребковой цепью. Положе-ние конвейера относительно рамы меняется в зависимости от глуби-ны копания. К дополнительной раме 3 рабочего органа за скребко-вой цепью крепится сменный консольный зачистной башмак 5 длязачистки и сглаживания дна траншеи.
Заглубление рабочего органа в грунт с принудительным напо-ром по всему диапазону глубины копания, а также его подъем припереводе в транспортное положение осуществляются гидравличе-ским подъемным механизмом 1, гидроцилиндр которого связан срабочим органом рычажной системой. Для получения пониженных

Рис. 4.35. Скребковый одноцепной экскаватор.а — общий вид; б — рабочий орган; в — схема эвакуации грунта
рабочих скоростей движения машины при копании траншей и ихбесступенчатого регулирования в широком диапазоне от 20 до 800м/ч в трансмиссию базового трактора включен гидромеханическийходоуменыиитель 9 в виде многоступенчатого цилиндрического ре-дуктора с приводом от аксильно-поршневого гидромотора. Притранспортных переездах машины ходоуменыиитель отключается.Гидромотор ходоуменьшителя, гидроцилиндры механизма подъемарабочего органа и управления отвалом бульдозера обслуживаютсягидронасосами с приводом от дизеля через редуктор, а управлениеими ведется из кабины машиниста с помощью двух золотниковыхраспределителей.
Техническая производительность одноцепных скребковых экска-ваторов при работе в грунтах I категории 70...85 м3/ч.
При подземной прокладке кабелей связи, сигнализации, элек-троснабжения в стесненных условиях применяют одноцепные мик-ротраншеекопатели, способные отрывать траншеи глубиной до1000 мм и шириной 90 мм. Микротраншеекопатели имеют ходовуютележку с тремя пневмоколесами (одно переднее колесо — управляе-мое), на которой смонтированы рабочий орган, тяговая лебедка дляперемещения машины при копании траншей, силовая установка исистема управления. Рабочий орган представляет собой баровуюцепь, обегающую наклонно трубчатую телескопическую раму с при-водной и натяжной звездочками. Поднятый на поверхность грунтотводится от краев траншеи шнеком или отвалом. Подъем и опуска-ние рабочего органа осуществляется рычажно-винтовым механиз-мом. Баровая цепь и тяговая лебедка приводятся в действие двигате-лем внутреннего сгорания мощностью 6 кВт через цепные передачи,редуктор и муфты предельного момента. Перед началом работ про-изводят разметку трассы траншеи, разматывают канат с барабаналебедки и прикрепляют его конец к забитому в грунт анкеру. Вклю-чив привод рабочего органа, заглубляют баровую цепь в грунт натребуемую глубину, после чего включают привод тяговой лебедки,и машина начинает подтягиваться к анкеру со скоростью 45...70 м/ч,роя траншею. Машину обслуживает один оператор.
Скребковые двухцепные экскаваторы (рис. 4.36) представляютсобой навесное на переоборудованный серийный гусеничный трак-тор землеройное оборудование в виде наклонного двухцепногоскребкового рабочего органа для разработки грунта с отвальнымленточным конвейером для эвакуации грунта в сторону от траншеи.Они предназначены для рытья траншей прямоугольного и трапе-цеидального профиля глубиной до 4,0 м, шириной по дну 0,8 и 1,1 ми шириной по верху до 2,8 м в талых грунтах 1...Ш категорий с ка-менистыми включениями размером до 200 мм. Двухцепные экскава-торы имеют механический привод рабочего органа, бесступенчатоерегулирование скоростей рабочего хода гидромеханическим ходо-

Рис. 4.36. Схема двухцепного траншейного экскаватора
уменьшителем, гидравлический привод отвального конвейера и ме-ханизма подъема-опускания рабочего органа.
Рабочий орган включает наклонную раму 7 коробчатого сече-ния, шарнирно прикрепляемую сзади к тягачу, и обегающие рамузамкнутые пластинчатые цепи 5, к которым на одинаковом расстоя-нии друг от друга крепятся ковши или режущие элементы скребко-вого типа 10 и транспортирующие заслонки 11, образующие подо-бие ковшей. В передней части рамы смонтирован приводной(турасный) вал с двумя ведущими звездочками 4 цепей и предохра-нительной муфтой предельного момента, в задней — натяжные звез-дочки 8 цепей с винтовым натяжным устройством. На раме установ-лены также промежуточные ролики 9, поддерживающие рабочиеветви цепей и уменьшающие провисание их холостых ветвей. Дляувеличения глубины копания раму рабочего органа удлиняют до-полнительной вставкой, увеличивают длину цепей и количествоскребков. Скребки на рабочем органе размещены по специальнойсхеме (рис. 4.36, в), обеспечивающей наименьшую энергоемкостьпроцесса копания. При движении тягача вперед и одновременномдвижении скребковой цепи относительно наклонной рамы скребкиотделяют грунт от массива, а заслонки поднимают его из траншеина высоту приводных звездочек цепи, при огибании которых грунтвыгружается на поперечный (к продольной оси движения машины)ленточный конвейер 3 и отбрасывается им в сторону от траншеи.Глубина отрываемой траншеи зависит от угла наклона рамы рабо-чего органа и регулируется механизмом ее подъема, включающимдва гидроцилиндра 1 и два рычага 2. При копании траншей с на-клонными стенками на рабочем органе устанавливают активныецепные откосообразователи 12. Верхние концы цепей шарнирноприкреплены к качающемуся балансирному рычагу 14 с централь-ным шарниром, нижние — к эксцентрично установленным пальцамнатяжных звездочек 8 рабочего органа, сообщающих откосообразо-вателям возвратно-поступательное движение.
Грунт, отделяемый цепями от целика, обрушивается на днотраншеи, откуда выносится на поверхность транспортирующими за-слонками рабочего органа. Сменное рабочее оборудование экскава-тора для разработки мерзлых грунтов, промерзших на глубину до1,2 м, монтируется на основной раме рабочего органа и представля-ет собой скребковый рабочий орган, оснащенный зубьями с износо-стойкой наплавкой.
Рассмотрим типовую кинематическую схему двухцепного ЭТЦ(рис. 4.37). Вращение приводному (турасному) валу 12 с ведущими

Рис. 4.37. Типовая кинематическая схема двухцепиого траншейного экскаватора
звездочками 13 цепей 8 передается от дизеля 1 через муфту сцепле-ния, распределительную коробку 2, редуктор реверса 5, коническийредуктор 16, верхний редуктор 11 и пневмокамерную муфту 10 пре-дельного момента. С помощью редуктора реверса можно изменятьнаправление движения цепей рабочего органа. Движение цепнымоткосообразователям 9 сообщается от натяжных звездочек 7 рабо-чего органа. Автономный привод ведущих концевых барабановленточного конвейера 14 осуществляется от гидромоторов 15 черезвстроенный в каждый барабан планетарный редуктор. Питаютсягидромоторы конвейера от нерегулируемого насоса 4. Регулируе-мый насос 3 питает гидромотор 17, который обеспечивает передви-жение экскаватора при копании траншей и бесступенчатое регули-рование скоростей рабочего хода в диапазоне 5...150 м/ч.
Для транспортного передвижения используется механическаятрансмиссия базового трактора 6. Техническая производительностьдвухцепных траншейных экскаваторов в грунтах I категории со-ставляет до 220 м3/ч, мощность силовой установки до 84 кВт, ско-рость движения скребковой цепи 0,8...1,2 м/с, ленты конвейера —2,5...4,5 м/с, рабочая скорость передвижения машины 5... 150 м/ч.
Основными недостатками ЭТЦ являются довольно высокаяэнергоемкость процесса копания, низкая долговечность цепей, ра-ботающих в абразивной среде, и сравнительно невысокая произво-дительность.
Эксплуатационная производительность цепных траншейныхэкскаваторов со скребковым рабочим органом (м3/ч)
Пэ = ЖОЬсИсУиКнКЛСр ,(4.31)
где Ьс — ширина скребка, м; /гс — высота скребка, м; гц — скоростьдвижения скребковой цепи, м/с; Кн — коэффициент заполнения экска-вационных емкостей (К» = 0,35...75), зависит от характера грунта,толщины срезаемой стружки, длины и формы забоя, угла наклона ра-бочей цепи к горизонту); Кв — коэффициент использования машиныпо времени {Кв = 0,5...0,65); КР — коэффициент разрыхления грунта впроцессе разработки (Кр = 1,1...1,5).
Роторные траншейные экскаваторы представляют собой навес-ное или полуприцепное к переоборудованному гусеничному тракто-ру землеройное оборудование и предназначены для разработкитраншей прямоугольного и трапецеидального профиля в однород-ных немерзлых грунтах I...IV категорий, не содержащих крупныхкаменистых включений (до 300 мм), а также в мерзлых грунтах приглубине промерзания верхнего слоя до 1,1...1,5 м. Глубина отрывае-мых ЭТР траншей определяется диаметром ротора. Увеличение глу-бины копания связано со значительным возрастанием диаметра имассы ротора и поэтому рациональный предел глубины копаниядля ЭТР не превышает 3 м.
Передача энергии от дизеля тягача к основным исполнитель-ным механизмам (роторному колесу, отвальному конвейеру, гусе-ничному движителю) и вспомогательному оборудованию (механиз-мам подъема рабочего органа и конвейера) осуществляется с по-мощью механической, гидравлической или электромеханическойтрансмиссии. Широкое распространение в городских условиях по-лучили ЭТР с одномоторным приводом и механической трансмис-сией, конструктивные и кинематические схемы которых имеют ма-ло различий.
$567 8
Рис. 4.38. Схема роторного траншейного экскаватора
Рассмотрим в качестве примера типовую конструкцию ЭТР с ме-ханической трансмиссией, предназначенного для рытья траншейглубиной до 2,0 м, и шириной 1,2 м (рис. 4.38, а).
Экскаватор состоит из гусеничного тягача 1 и навесного рабоче-го органа для рытья траншей и отброса грунта, шарнирно соединен-ных между собой в вертикальной плоскости. Рабочий орган маши-ны — опирающийся на четыре пары роликов 8 жесткий ротор 12 с14 ковшами 11, внутри которого помещен поперечный двухсекцион-ный ленточный конвейер 7, состоящий из горизонтальной и наклон-ной (откидной) секций. Позади ротора установлен зачистной баш-мак 10 для зачистки и сглаживания дна траншей. У тягача уширен иудлинен гусеничный движитель для повышения устойчивости и про-

ходимости машины и исключения возможного обрушения стеноктраншеи при движении над ней тягача.
В трансмиссию тягача включен гидромеханический ходоумень-шитель для бесступенчатого регулирования рабочих скоростей дви-жения машины при копании траншей. На тягаче установлена допол-нительная рама с размещенными на ней механизмами привода иподъема-опускания рабочего органа. Рама имеет две наклонные на-правляющие, по которым с помощью пары гидроцилиндров 2 идвух пластинчатых цепей 4 гидравлического подъемного механизмаперемещаются ползуны переднего конца рамы рабочего органа припереводе его из транспортного положения в рабочее и наоборот.Подъем и опускание задней части рабочего органа (рис. 4.38, 6) осу-ществляются парой гидроцилиндров 3, штоки которых шарнирноприкреплены к верхней части стоек, связанных с задним концом ра-мы цепями 5. При копании траншей задняя часть рабочего органанаходится в подвешенном состоянии. Установка откидной частиленточного конвейера в наклонное рабочее положение и опусканиеее при транспортировке машины производятся гидроцилиндром че-рез полиспаст с траверсой. Изменением угла наклона откидной час-ти конвейера достигается различная дальность отброса грунта всторону от траншеи.

Рис. 4.39. Ковш ЭТР
Роторное колесо состоит из двух кольцевых обечаек 6 (рис.4.39) связанных между собой ковшами 1 и поперечными стяжками3. Каждый ковш открыт с двух сторон и имеет в передней частикарманы 4 для крепления сменных зубьев 5, а в задней — цепноеднище 2, способствующее лучшей разгрузке ковша, особенно приразработке вязких и увлажненныхгрунтов. С наружной стороны колецротора приклепаны секции круговыхзубчатых реек 7, находящиеся в посто-янном зацеплении с двумя ведущимишестернями 8 механизма привода ро-торного колеса. В зависимости отгрунтовых условий ковши ротора осна-щаются сменными зубьями-клыкамидвух типов: с наплавкой передней ре-жущей грани для разработки немерз-лых грунтов и армированных твердо-сплавными износостойкими пластина-ми для мерзлых. Специальная расста-новка зубьев на ковшах позволяет вес-ти разработку тяжелых и мерзлыхгрунтов крупным сколом и обеспечива-ет хорошую наполняемость ковша приработе в легких грунтах.
Эксплуатационная производительность роторных траншейныхэкскаваторов по выносной способности (м3/ч)
Пэ = 3,6птдК„Кв/Кр,(4.32)
где п — частота вращения ротора, сч; т — число ковшей; д — вмести-мость ковша, л; Кн — коэффициент наполнения (Кн = 0,9...1,1); Къ —коэффициент использования машины по времени (К* = 0,7...0,85);Кр — коэффициент разрыхления грунта (Кр - 1,1... 1,4).
МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХИ ПРОЧНЫХ ГРУНТОВ,
РАЗРУШЕНИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Строительство в северных и северо-восточных районах нашейстраны связано с существенным увеличением объемов разработкисезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтов. Мерзлые грунтыпо сравнению с немерзлыми (талыми) характеризуются значительнобольшими сопротивляемостью разрушению (в 15...20 раз) и абра-зивностью (в 100... 150 раз), трудоемкостью и стоимостью разработ-ки. Производительность землеройных и землеройно-транспортныхмашин при разработке мерзлых грунтов резко снижается.
В современном городском строительстве разработку мерзлыхгрунтов ведут в основном двумя способами — взрывным имеханическим. Взрывной способ рыхления мерзлых грунтовприменяется обычно при больших объемах работ на открытых, уда-ленных от сооружений площадках при глубине промерзания более1 м. В последнее время взрывной способ находит применение в стес-ненных городских условиях с использованием локализаторов взры-ва, не допускающих разлета кусков грунта и повреждения соору-жений.
Преимущественное распространение (более 80 % общего объемаработ) получил высокоэффективный и универсальный механиче-ский способ разработки мерзлых грунтов с использованием специ-альных машин, условно подразделяемых на две группы: машиныдля подготовки (предварительного рыхления, нарезания на блоки)мерзлых грунтов и последующей окончательной разработки взаи-модействующими с ними в комплексе землеройными машинами об-щего назначения; машины, самостоятельно выполняющие весь ком-плекс разработки до заданной отметки и эвакуации мерзлого грунтаиз забоя. К первой группе относятся навесные рыхлители (см.рис. 4.2) на тракторах класса 10...50, машины ударного действия длярыхления грунта ударными импульсами, машины безударного дей-ствия для отрыва грунта от массива, баровые и дискофрезерные ма-шины для нарезания щелей в мерзлых грунтах; ко второй — земле-ройно-фрезерные машины и траншейные цепные и роторныеэкскаваторы, рабочие органы и скоростные режимы которых при-способлены для разработки мерзлых грунтов с промерзанием навсю глубину траншеи.
Машины ударного действия воздействуют на разрушаемую среду(мерзлый грунт, твердое дорожное покрытие, фундамент и т. п.)ударными импульсами свободно падающих или забиваемых рабо-чих органов. Самым распространенным видом свободно падающихрабочих органов являются клин-молоты конусообразной, пирами-дальной и клиновидной форм массой 0,5...4 т.
Клин-молот 3 (рис. 4.40, а) подвешивается к подъемному канату2 грузовой фрикционной лебедки стрелового самоходного кранаили одноковшового механического экскаватора с крановой стрелой1 и при работе подтягивается лебедкой к оголовку стрелы и сбрасы-вается с высоты 6—8 м. Свободно падающий клин-молот наноситненаправленные удары, что приводит к высоким затратам энергиина разрушение грунта, снижает качество работ и способствует опас-ному интенсивному разлету кусков грунта в стороны. Клин-молотможет быть помещен в жесткие направляющие 5 (рис. 4.40, б) и присбрасывании попадает в точно заданное место, что позволяет разру-шать грунт наименее энергоемким методом крупного скола и умень-шить опасность разлета осколков. Клин-молот с направляющимустройством обычно монтируется на гусеничном или пневмоколес-ном тракторе, который дооборудуется подъемной зубчато-фрикци-онной лебедкой с приводом от коробки отбора мощности трактора.Направляющее устройство соединяется с базовой машиной упруги-ми амортизирующими элементами 4, что снижает воздействие дина-мических нагрузок на трактор при работе.
Оборудование с заби-ваемым рабочим органомразрабатывает мерзлыегрунты большой прочно-сти с глубиной промерза-ния 1... 1,5 м наиболее эф-фективным методом круп-ного скола. Забивание ра-бочего органа в грунт мо-жет осуществляться: сво-бодно падающим грузом 6(рис. 4.40, в), подвешенным
на канате подъемной ле Р И с. 4.40. Рабочие органы машин ударногобедки базовой машины идействия:
ДВИЖУЩИМСЯ ОТНОСИТеЛЬНОа — с ненаправленными ударами; 6 — то же. с
направляющей 5; дизель-направленными; в — с забиваемым клином
молотами, вибромолотами; гидравлическими, пневматическими игидропневматическими молотами, используемыми в качестве смен-ного рабочего оборудования одноковшовых строительных экскава-торов. Гидро- и пневмомолоты в настоящее время являются самымраспространенным и эффективным оборудованием для разрушениямерзлых грунтов ударной нагрузкой.
При работе машин ударного действия возникают динамическиенагрузки, вредно воздействующие как на базовую машину, так и нарасположенные поблизости сооружения и коммуникации.
В стесненных условиях сложившейся застройки при работе вбли-зи зданий и подземных коммуникаций широко применяют гидрав-лические экскаваторы с рыхлительным и захватноклещевым рабо-чим оборудованием, которое разрушает мерзлый грунт безударнымметодом отрыва его от массива.
Для разрушения больших объемов мерзлого грунта (например,при прокладке линейных коммуникаций открытым способом) ис-пользуют высокопроизводительные землерезные и землеройно-фре-зерные машины.
Оборудование захватно-клещевого типа навешивается на гусе-ничные гидравлические экскаваторы 4-й и 5-й размерных групп ипредназначено для рыхления мерзлых грунтов, взламывания ас-фальтобетонных дорожных покрытий, разборки старых зданий,снятия и укладки дорожных плит, труб, установки колодцев, по-грузки негабаритов и т. п. Это оборудование, выпускаемое в двухисполнениях (с одно- и трехзубым рыхлителем-захватом), устанав-ливают вместо ковша и рукояти обратной лопаты. В комплект од-нозубого рыхлителя (рис. 4.41, а) входят: двусторонний клык-рых-литель 6 со сменными передним 7 и задним 8 зубьями, шарнирноприкрепленный к двуплечему рычагу 5, ковш обратной лопаты 4 ипара гидроцилиндров 2 поворота рычага с рыхлителем относитель-но рукояти 1, взаимозаменяемых с гидроцилиндрами 3 ковша об-ратной лопаты.
Разработка грунта осуществляется при перемещении рукояти склыком-рыхлителем к экскаватору или поворотом клыка в обе сто-роны относительно рукояти гидроцилиндрами 2, работающими отгидросистемы машины. Шарнирное соединение клыка-рыхлителя срычагом позволяет разрыхлять грунты с наиболее рациональнымиуглами резания. При разрушении грунта передним зубом 7клык-рыхлитель движется к опирающемуся на грунт зубьями ковшу4, прорезая в грунте щель. Возникающие при этом усилия на зубьяхрыхлителя и ковша направлены навстречу друг другу, чем значи-тельно снижается передача нагрузки на базовую машину. Заднийзуб клыка-рыхлителя, движущийся снизу вверх к экскаватору, ис-пользуется как при рыхлении мерзлого грунта, так и при взламыва-нии дорожных покрытий и погрузочно-разгрузочных работах.
Р и с. 4.41. Оборудование захватно-клещевого типа с однозубым (а) и трехзубым (о)
рыхлителями
Трехзубый рыхлитель (рис. 4.41, б) состоит из сварной рамы 9 итрех сменных зубьев — центрального 11 и двух боковых 10. Боко-вые зубья можно устанавливать в трех положениях для полученияразличных по значению усилий рыхления в зависимости от прочно-сти разрушаемого грунта. Зубья одно- и трехзубых рыхлителей на-плавляют твердым сплавом.
Землерезные машины применяют для нарезания щелей ширинойдо 0,3 м в однородных, мерзлых и трудноразрабатываемых немерз-лых прочных грунтах. Они представляют собой баровое, цепное идискофрезерное рабочее оборудование, которое навешивается на се-рийные цепные траншейные экскаваторы (вместо основного рабоче-го органа), на гусеничные и пневмоколесные тракторы, дооборудо-ванные гидромеханическими ходоуменьшителями. механизмамипривода рабочих органов и гидравлическими подъемными механиз-мами для управления навесным оборудованием. Цепные и дискоф-резерные рабочие органы могут навешиваться на одинаковые базо-вые шасси. Главный параметр землерезных машин — максимальнаяглубина нарезаемой щели.
Баровые рабочие органы — цепные бары от угольных врубовыхмашин или комбайнов в виде бесконечной цепи с резцами, обегаю-щей плоскую раму с приводной и натяжной звездочками. Баровымирабочими органами, прорезающими щели шириной 0.14 м, оборуду-ются цепные траншейные экскаваторы. Барами прорезают верти-кальные продольные щели в однородных мерзлых грунтах на глубьну до 2,0 м. На одну базовую машину могут быть навешен,индивидуально гидроуправляемые один, два или три бара.
Однобаровые машины имеют центральное и боковое (смещенное) расположение рабочего органа для нарезания щелей вдоль тр(туаров. Барами разрезают массив мерзлого грунта на отдельныблоки массой 5... 10 т, которые удаляют из забоя лебедками и кранами. Иногда нарезанный барами грунт предварительно рыхлят мншинами ударного действия, а его дальнейшую выемку производяэкскаваторами.
Наибольшее распространение получили цепные землерезные машины, на которых используется однотипное максимально унифицированное навесное землеройное оборудование, состоящее из четь;рех модулей: цепного рабочего органа 4 (рис. 4.42). механизмов еьпривода 2 и заглубления 3 и гидромеханического ходоуменьшител5 базового трактора 1. Цепные щелерезные органы представляюсобой гусеничные цепи движителей тракторов класса 10 с резцами ;

состоят из направляющей рамы, ведущей (приводной) звездочки, ус-тановленной на выходном валу механизма привода, натяжного на-правляющего ролика и натяжного винтового устройства. На звень-ях режущей цепи крепят сменные резцедержатели с резцами отбаров угольных врубовых машин или комбайнов. Резцедержатели срезцами могут быть установлены по схемам, обеспечивающим чис-ло линий резания 10, 14 и 21, что позволяет нарезать щели ширинойсоответственно 0,15. 0,21 и 0,27 мм. Для улучшения транспортирую-щей способности резцов при резании мерзлых грунтов и повышенияпроизводительности машины при работе в талых грунтах к резце-держателям дополнительно крепят скребки.
Основными достоинствами цепных и баровых землерезных ма-шин являются простота конструкции и удобство в эксплуатации, не-большая металлоемкость и достаточно высокая (до 70 м3/ч) произ-водительность, недостатками — большие затраты мощности (до60% от всей потребляемой) на измельчение грунта и преодолениетрения в цепях, низкая долговечность рабочего органа, работающе-го в абразивной среде.
Дисковые щелерезные (дискофрезерные) машины нарезают вмерзлых грунтах щели шириной 80... 120 мм на глубину до 1...2 м спомощью одного или двух оснащенных резцами дисков (роторов)диаметром до 3 м. Эти машины применяют также для рытья узкихтраншей прямоугольного профиля под кабели электропередач исвязи, трубопроводов малых диаметров, а также вскрытия асфаль-товых дорожных покрытий. Дисковым рабочим оборудованием ос-нащаются траншейные экскаваторы и гусеничные тракторы, обору-дованные ходоуменьшителями и бульдозерными отвалами. Приводрабочего органа может быть механическим и гидравлическим. Ско-рость резания составляет 2...3 м/с.
Дисковая щелерезная машина (рис. 4.43) предназначена для ры-тья траншей и щелей шириной 0,28 м и глубиной до 1,3 м в мерзлыхи плотных грунтах. Навесное рабочее оборудование экскаваторавключает дисковый ротор с гидравлическим приводом, раму (V сзачистным устройством 10 и гидравлический механизм подъ-ема-опускания ротора. Ротор состоит из диска 13, на котором с по-мощью зубодержателей 11 установлены восемнадцать зубьев 12.разрабатывающих грунт и выносящих его на поверхность. Ротор ус-

тановлен на опоре 14 рамы и приводится во вращение от высокомо-ментного гидромотора 6 через зубчатый редуктор 7. Выходная шес-терня 16 редуктора входит в зацепление с зубчатым венцом 9,жестко прикрепленным к диску ротора.
Рабочий орган не имеет специального оборудования для транс-портирования разработанного грунта; вынесенный зубьями на по-верхность грунт отодвигается в обе стороны от бровки траншеиплужками 15 рамы 8 и располагается валиком вдоль отрываемойтраншеи. Подъем и опускание рабочего органа осуществляется гид-равлическим подъемным механизмом, включающим два гидроци-линдра 3, раму 4 и телескопические тяги 5. Рабочие скорости экска-ватора при копании траншей обеспечиваются гидромеханическимходоуменьшителем и бесступенчато регулируются в диапазоне
.480 м/ч.
Для получения транспортных скоростей передвижения машины(2,2...9,8 км/ч) используется тракторная коробка передач. Приводнасосов гидросистемы экскаватора и гидромотора ходоуменыните-ля осуществляется от раздаточной коробки 2.
Основные достоинства дискофрезерных машин по сравнению сбаровыми и цепными — пониженная энергоемкость процесса реза-ния за счет малого количества трущихся поверхностей ротора,более высокие производительность и долговечность (в 2...3 раза) же-сткого рабочего органа; основные недостатки — высокая металло-емкость и ограниченная глубина копания, составляющая примерно0,5 диаметра ротора.
Эксплуатационную производительность щеленарезных машин(м3/ч) определяют по объему разрушенного грунта:
Пэ = пНщВщУрКв,(4.33)
где п — число одновременно нарезаемых щелей; Нщ, Вш — глубина иширина прорезаемой щели, м; гр — рабочая скорость движения ма-шины, м/ч; Кв — коэффициент использования машины по времени.
Землеройно-фрезерные машины (ЗФМ) применяют для послой-ной разработки (фрезерования) мерзлых грунтов и твердых породпри выполнении планировочных работ, отрывке корыт под внутри-квартальные дороги, трамвайные и подкрановые пути, а также раз-рушения асфальтобетонных покрытий с последующей экскавациейразрушенных материалов бульдозерным отвалом.
Главным параметром ЗФМ является ширина фрезеруемой заодин проход полосы. ЗФМ базируются на серийных гусеничныхбульдозерах тягового класса 10... 15, оборудованных гидромеха-ническими ходоуменьшителями для получения пониженных рабо-чих скоростей передвижения, бесступенчато регулируемых вдиапазоне 0...500 м/ч. Конструкции современных ЗФМ имеют ма-ло различий.
Рабочий орган ЗФМ — фреза диаметром 900... 1020 мм, пред-ставляющая собой горизонтальный полый вал с приваренными пер-пендикулярно его оси кронштейнами, которые оснащены сменнымирежущими наконечниками (клыками) с износостойкой твердосплав-ной наплавкой. Кронштейны в количестве от 21 до 26 расположенына валу по одной или двум винтовым линиям, расходящимся от се-редины вала. Такая расстановка кронштейнов обеспечивает опреде-ленную последовательность работы каждого резца, минимальнуюэнергоемкость процесса фрезерования, ровность планируемой по-верхности, а также транспортирование части разрушенного грунтак краям обрабатываемой полосы.
Машина послойного фрезерования (рис. 4.44) эффективно разра-батывает мерзлые грунты с температурой до -10 °С, прочностью поплотномеру ДорНИИ до 250 ударов с каменистыми включениямикрупностью не более 50 мм.

Рис. 4.44. Землеройно-фрезерная машина
Машина состоит из базового трактора класса 10 с бульдозернымоборудованием рабочего органа фрезерного типа, силовой передачидля привода рабочего органа, навесного устройства, гидроприводаподъема и опускания рабочего органа, гидромеханического ходо-уменыиителя, системы управления и противовеса.
Привод фрезы 10 осуществляется от редуктора отбора мощности5, через цепные передачи 7 и бортовые редукторы 8. Привод обеспе-чивает одну или две скорости резания в диапазоне 0,7... 1,4 м/с иоборудуется предохранительной муфтой предельного момента 6.Рабочий орган навешивается на базовый трактор с помощью четы-рехзвенного шарнирного механизма, образованного общим корпу-сом редуктора отбора мощности и ходоуменьшителя 4, тягами цеп-ных передач, нижней рамой 11 и корпусами бортовых редукторов,жестко связанных между собой поперечной балкой 9. Перевод рабо-чего органа в транспортное и рабочее положения и удержание егона заданной глубине фрезерования осуществляются двумя гидроци-линдрами 12, работающими от гидросиетемы базового трактора 3.Для уравновешивания массы навесного оборудования в переднейчасти машины установлен противовес 2.
Современные ЗФМ за один проход обрабатывают полосу грунташириной 2.6...3,4 м при глубине фрезерования до 0,25...0,35 м. Послекаждого прохода фрезой разрушенный грунт (материал) убираетсябульдозерным отвалом 1. Производительность ЗФМ при разработ-ке мерзлого грунта составляет 140...400 м3/ч.
Основным недостатком землеройно-фрезерных машин являетсяинтенсивный абразивный износ режущих элементов.
МАШИНЫ ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИКОММУНИКАЦИЙ
Прокладку подземных коммуникаций различного назначения(газо- и водопровода, канализации, теплосети, кабелей электроснаб-жения и связи и т. п.) в условиях городского строительства частоприходится производить под действующими автомобильными и же-лезными дорогами, трамвайными путями, городскими улицами иплощадями, зданиями и сооружениями с использованием бестран-шейных (закрытых) способов прокладки.
К наиболее распространенным бестраншейным способам про-кладки коммуникаций относятся: горизонтальное механическое бу-рение, прокол и продавливание, щитовая проходка. При бестран-шейной прокладке сохраняются целостность и нормальная работапересекаемых дорог и улиц, наземных и подземных сооружений, со-кращаются объем земляных работ (на 60...80 %), длина трасс комму-никаций, сроки и стоимость их строительства, которое можно вестикруглогодично. Выбор оптимального способа бестраншейной про-кладки определяется геометрическими размерами, назначением иглубиной заложения коммуникаций, расположением, протяженно-стью и грунтовыми условиями ее трассы, характером пересекаемыхсооружений и действующих коммуникаций.
Способом горизонтального бурения прокладывают под автомо-бильными и железными дорогами трубопроводы и защитные футля-ры для размещения в них рабочих трубопроводов, кабелей и другихкоммуникаций. Бурение горизонтальных скважин и прокладку вних трубопроводов производят с помощью специальных механизи-рованных установок цикличного и непрерывного действия. В город-ском строительстве широко применяют унифицированные установ-ки горизонтального бурения УГБ (ГБ), осуществляющие непрерыв-ное механическое бурение фрезерной головкой горизонтальнойскважины, совмещенное с одновременной прокладкой в ней защит-ной трубы-кожуха, через которую затем протаскивается рабочийтрубопровод несколько меньшего диаметра. Эти установки имеютодинаковый принцип действия и обеспечивают прокладку в грунтах
.1У категории труб-кожухов под трубопроводы диаметром
. 1420 мм при максимальной длине прокладки 40...60 м.Установка горизонтального бурения (рис. 4.45) состоит из дви-гателя внутреннего сгорания 8, механической или гидромеханиче-ской трансмиссии 10, тяговой лебедки 7, трубы-кожуха 12 и шнека13 с буровой фрезерной головкой 1 для разработки горизонтальнойскважины. Труба-кожух опирается на направляющие тележки 14,размещенные на дне траншеи, из которой ведется проходка.

Рис. 4.45. Установка горизонтального бурения типа УГБ
Установка удерживается от опрокидывания и поворота сопрово-ждающим краном-трубоукладчиком 9, который передвигаетсявдоль траншеи со скоростью, равной скорости подачи машины в за-бой. Двигатель с механизмами привода тяговой лебедки и винтово-го конвейера монтируется на общей раме 6, установленной на зад-нем конце прокладываемой трубы-кожуха с помощью сменныхстяжных хомутов 11. Подача установки при бурении скважиныобеспечивается тяговой лебедкой с тяговым усилием до 80 кН черезканатный полиспаст 4 переменной кратности (2... 10). Подвижнаяобойма 3 тягового полиспаста вмонтирована в переднюю часть ра-мы, а неподвижная 5, ориентируемая по оси траншеи, шарнирнокрепится к якорю 2, заделанному в грунт насыпи.
Нагрузка на тяговый полиспаст (усилие подачи) определяетсядиаметром и длиной прокладываемой трубы-кожуха, ее прямоли-нейностью, а также физико-механическими свойствами разрабаты-ваемого грунта. Наибольшие сопротивления подаче установки в за-бой возникают при строительстве переходов в легко поддающихсяобрушению песчаных грунтах, при ликвидации зазора между тру-бой-кожухом и скважиной. В приводе тяговой лебедки имеетсякоробка передач, обеспечивающая несколько (до 6) скоростей вра-щения барабана и его реверс. Скорость подачи выбирается в соот-ветствии с конкретными условиями проходки и составляет среднем
.5.5 м/ч при строительстве переходов в средних грунтах и
.3.5 м/ч — в тяжелых.
Сухая транспортировка разработанного грунта из забоя в тран-шею осуществляется винтовым конвейером, состоящим из тру-бы-кожуха, внутри которой помещен шнек, не имеющий проме-жуточных опор. Длина конвейера соответствует протяженностиперехода. К головной секции шнека крепится сменная фрезерная бу-ровая головка, снабженная резцами с твердосплавными пластинка-ми. Буровая головка обеспечивает бурение скважины несколькобольшего (на 30...50 мм) диаметра по сравнению с наружным диа-метром прокладываемой трубы-кожуха, что позволяет значительноуменьшить лобовое сопротивление подаче установки в забой.
Оптимальная частота вращения шнека 0,18...0,3 с-1 при разра-ботке средних грунтов и 0,1...0,15 с-1 — тяжелых. В установках сгидромеханической трансмиссией скорости подачи в забой и враще-ния буровой головки со шнеком регулируются бесступенчато в за-висимости от конкретных условий проходки, что позволяет автома-тизировать работу установок и повысить их производительность в
.2 раза. В соответствии с размерами прокладываемой трубы-ко-жуха каждая установка комплектуется набором винтового конвейе-ра и фрезерными головками.
При прокладке труб способом прокола образование скважиныосуществляется за счет радикального вытеснения и уплотнениягрунта (без его разработки) прокладываемой трубой, пневмопро-бойником или раскатчиком грунта. Различают прокол механиче-ский (статический) и вибропрокол. При механическом проколевдавливаемой в грунт трубе сообщается поступательное движениеот продавливающего устройства или же она протаскивается черезготовую скважину, полученную с помощью пневмопробойника илираскатчика грунта.
При вибропроколе применено вибрирование наконечника про-кладываемой трубы (реже самой трубы) при одновременном вдав-ливании их в грунт.
Механический прокол применяют для прокладки тру-бопроводов различного назначения диаметром до 426 мм в глини-стых и суглинистых грунтах, при максимальной протяженностипроходок до 40...60 м. В качестве продавливающих устройств примеханическом проколе обычно используют насосно-домкратные ус-тановки. Нажимные усилия от насосно-домкратной установки пере-даются прокладываемой трубе через ее торец. Для уменьшения ло-бового сопротивления на конце ведущего звена трубопроводаустанавливают конический наконечник, диаметр основания которо-го превышает диаметр трубопровода на 20...30 мм. Продвигаясь вгрунте, наконечник раздвигает и уплотняет его, образуя скважину.
Вибропрокол применяют при прокладке трубопроводов впесчаных, супесчаных и водонасыщенных грунтах, в которых нельзяполучить устойчивую скважину и поэтому механический прокол силь-но затруднен, или практически невозможен из-за больших сопротив-лений движению трубы, зажатой грунтом. Сущность вибропроколазаключается в том, что прокладываемой трубе (или ее наконечнику)одновременно с усилием подачи сообщаются продольно направлен-ные вдоль ее оси колебания, резко уменьшающие (в 8... 10 раз) трениемежду грунтом и внедряемой в него трубой. В качестве возбудителейпродольно направленных колебаний используются вибраторы на-правленного действия и вибромолоты, которые кроме вибрации сооб-щают прокладываемой трубе ударные импульсы. Вибровозбудитель(рис. 4.46,6) имеет четное число дебалансов 12, при вращении которыхв разные стороны возникают вынуждающие силы. Вертикальные со-ставляющие Ръ этих сил взаимно уничтожаются, а горизонтальные Рг,направленные вдоль оси трубы, складываются. Суммарная вынуж-дающая сила вибратора определяется числом дебалансов, их массой ичастотой вращения, равной частоте колебаний вибратора. Основной

частью вибромолота является вибратор направленного действия,снабженный ударником 11 и соединенный с наковальней 13 пружин-ной подвеской 14. Ударные импульсы возникают при соударенииударника с наковальней, причем сила удара в несколько раз превыша-ет вынуждающую силу вибратора.
На рис. 4.46, а показана виброударная вдавливающая установкадля прокладки труб (кожухов) диаметром 273...426 мм. В комплектустановки входят вибромолот 6 с приводным электродвигателем 7,анкерная рама 3 с секционными направляющими 4 для перемещениявибромолота, тяговая реверсивная лебедка 2 с пригрузочным поли-спастом 9, развивающим вдавливающее усилие до 300 кН. Прокла-дываемая труба 8 с конусным инвентарным наконечником 1 уста-навливается свободным концом в наголовнике 10 вибромолота.Секции труб длиной до 8 м последовательно внедряются в грунт поддействием виброударных импульсов и вдавливающего усилияпригрузочного полиспаста. Проложенная труба соединяется с оче-редной электросваркой. В процессе работы установки можно с по-мощью пригрузочного полиспаста регулировать натяжение пружин-ной подвески 5 вибромолота в зависимости от сопротивлениягрунта внедрению прокладываемой трубы для обеспечения опти-мального сочетания усилия вдавливания с наиболее эффективнымударным режимом.
Вибропроколом прокладывают трубы диаметром до 426 мм надлину до 25...50 м. Скорость проходки зависит от грунтовых усло-вий и диаметра прокладываемой трубы и составляет в среднем
.60 м/ч.
Пневматические пробойники широко используютдля бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под дейст-вующими автомобильными и железными дорогами, трамвайнымипутями, улицами и площадями, зданиями и сооружениями, а такжедля изготовления набивных свай, глубинного уплотнения грунтови т. п. Они представляют собой самодвижущиеся машины ударногодействия и предназначены для проходки в грунтах 1...Ш категорийсквозных и глухих горизонтальных, вертикальных и наклонныхскважин с уплотненными гладкими стенками и забивания в грунтстальных труб. Через пробитые в грунте скважины затем проклады-вают трубопроводы и кабели различного назначения. Забитые вгрунт трубы в горизонтальном или наклонном направлении приме-няют как рабочие трубопроводы или как защитные футляры-кожу-хи для размещения в них коммуникаций. Вертикально забитые тру-бы могут использоваться как сваи.
По назначению пневмопробойники разделяют на две группы —для проходки скважин в грунте и для забивания в грунт труб. Глав-ным параметром пневмопробойников для проходки скважин явля-ется наружный диаметр корпуса, т. е. диаметр проходимой в грунте

Рис. 4.47. Пневматический пробойник для проходки скважин

Рис. 4.48. Пневмопробойник для забивания труб
скважины, у пневмопробойников для забивания в грунт труб —максимальный наружный диаметр забиваемой трубы. Некоторыетипы пневмопробойников могут быть использованы как для про-ходки скважин, так и для забивания труб. Независимо от назначе-ния пневмопробойники имеют одинаковые принцип действия и сис-тему воздухораспределения, однотипные реверсивные устройства иразличаются между собой размерами и массой, энергией и частотойударов, составом оснастки и приспособлений.
Каждый пневмопробойник (рис. 4.47 и 4.48) состоит из цилинд-рического корпуса 2 с наковальней 1, массивного ударника 3, золот-никового воздухораспределительного устройства 4 и гибкого рука-ва 5 для подвода сжатого воздуха от компрессора. Под действиемсжатого воздуха, попеременно перепускаемого золотником в полос-ти прямого и обратного ходов, ударник совершает возвратно-посту-пательное движение и наносит удары по наковальне корпуса, про-двигая машину вперед. В результате образуется прямолинейнаяскважина с гладкими стенками или забивается в грунт труба. Обрат-ному движению пневмопробойника препятствуют силы трения меж-ду его корпусом или стенками трубы и грунтом. Возврат пробойни-ка назад по пробитой скважине осуществляется изменениемнаправления ударов с помощью реверсивного механизма. Управле-ние реверсивным механизмом осуществляется либо вращением воз-духоподводящего рукава, либо его натяжением.
Для увеличения диаметра скважины пневмопробойники снабжа-ются сменными конусными уширителями, закрепляемыми на корпу-
се машины. Корпуса пневмопробойников для забивки труб соединя-ются с забиваемыми трубами с помощью насадок.
Предусмотрен выпуск пневмопробойников для проходки сква-жин с наружным диаметром (без уширителя) 40; 50; 63; 80; 100; 125;160 и 200 мм, для забивания труб — с максимальным диаметром за-биваемых труб 400; 630; 800; 1000; 1250 и 1600 мм.
Машины для раскатки скважин в грунте. Всебольшее распространение получают грунтопроходные машины без-ударного действия с самозавинчивающимся рабочим органом дляраскатки в грунте горизонтальных, вертикальных и наклонныхскважин, которые называют также раскатчиками грунта.
Машина для раскаткискважин (рис. 4.49) состо-ит из привода 2 (мо-тор-редуктора или гидро-мотора) и жестко соеди-ненного с его выходнымвалом рабочего органа.Последний представляетсобой консольный эксцен-триковый вал 3, на шей-ках которого установле-ны свободно вращающие-ся конические катки 4.Шейки вала и, соответст-венно, оси катков развер-
Р и с. 4.49. Машина для раскатки скважин:нуты ПОДуглом ф Кпро-
а — принципиальная схема; б — схема разворотаДОЛЬНОЙОСИ Вала.При
катковвращениивала катки ка-тятся поспирали,цен-
тром которой является ось рабочего органа, и завинчиваются вгрунт, формуя скважину 1 с уплотненными стенками. Угол ф опре-деляет шаг завинчивая катка, т. е. подачу рабочего органа за одиноборот эксцентрикового вала.
Число катков на валу рабочего органа зависит от технологиипроизводства работ и длины (глубины) проходки. Приводной мо-тор-редуктор снабжен ребрами 5 для восприятия реактивного кру-тящего момента при вращении вала рабочего органа. Питаниепривода раскатчика осуществляется посредством кабеля 6 или гид-рошланга высокого давления. Частота вращения вала раскатчикабесступенчато регулируется в широком диапазоне. Средняя ско-рость проходки скважины в различных грунтах 10...20 м/ч. Кромепроходки скважин под коммуникации, раскатчики скважин ис-пользуются для усиления оснований фундаментов действующих
зданий и сооружений, раскатки скважин под буронабивные сваии т. п.
Машины для раскатки скважин экологически безопасны, бес-шумны в работе, не передают динамические нагрузки на строитель-ные конструкции и действующие коммуникации, не оказываютвредного воздействия на обслуживающий персонал.
Грунтопроходная установка для бестраншейной прокладки ком-муникаций (рис. 4.50) состоит из раскатчика 5, станка 3 для приводараскатчика, штанги 4 переменной длины, передвижной маслостан-ции 1 и пульта управления 2.

Рис. 4.50. Схема установки с раскатчиком грунта для проходки горизонтальных
скважин
Маслостанция состоит из гидравлического насоса с приводнымдвигателем, бака для масла и пускорегулирующей аппаратуры. Ста-нок для подачи раскатчика на забой сообщает рабочему органу че-рез штангу определенное усилие и включает основание, каретку смеханизмом ее перемещения и направляющую, по которой двигает-ся каретка. На каретке установлен гидромотор для привода раскат-чика.
Перед началом работ по проходке станок устанавливают напредварительно спланированной площадке с последующей фикса-цией его положения анкерами. Направляющую ориентируют винто-вым регулировочным механизмом по проектной оси будущей сква-жины. Затем включают механизм перемещения каретки ивдавливают раскатчик в грунт с одновременным включением гидро-мотора привода раскатчика.
После внедрения раскатчика на всю длину привод раскатчикавыключают, отсоединяют каретку от раскатчика и возвращают ее висходное положение. Затем раскатчик и гидромотор его привода со-единяют промежуточной штангой и повторяют цикл проходки. Помере внедрения раскатчика в грунт штангу наращивают инвентар-
ными секциями. Установка обеспечивает проходку горизонтальныхскважин диаметром 50...230 мм на расстояние до 50 м.
Установка комплектуется набором раскатчиков диаметром 5080, 140, 200 и 230 мм. Грунтопроходные установки с раскатчикамигрунта постоянно совершенствуются, расширяются их техническиевозможности. В перспективе предусмотрено создание раскатчиковдля проходки скважин диаметров до 2,0 м.
При прокладывании трубопроводов способом прокола возни-кают значительные радикальные усилия, поэтому необходимо обес-печивать определенное удаление трубопроводов от земной по-верхности, а также подземных сооружений и коммуникаций. Взависимости от материала коммуникации эти расстояния должнысоставлять: для стального газопровода или водопровода — не менее0,8 м; до водопровода из чугунных труб — не менее пяти диаметров(сГ> прокладываемой трубы; до железобетонных и керамиковыхтруб — не менее 6<7; до водостока из бетонных труб — не менее 4<7;до электрических кабелей — не менее 0,6 м.
Продавливанием прокладывают в грунтах 1...Ш категориистальные трубопроводы диаметром 529... 1720 мм, а также сборныежелезобетонные коллекторы и туннели различного назначения надлину до 60...80 м. При продавливании трубопровод (футляр) вдав-ливают в массив грунта открытым концом, снабженным кольцевымножом, а грунт, поступающий внутрь головного звена, разрабаты-вают и удаляют через прокладываемый трубопровод ручным илимеханизированным способом. В качестве продавливающих уст-ройств применяют насосно-домкратные установки, включающиечетное число однотипных домкратов грузоподъемностью 170...500 ткаждый с ходом штоков 1150...1600 мм. Усилия от домкратов пере-даются прокладываемой трубе через задний ее торец с помощьюстальной нажимной рамы (траверсы) или стального нажимногокольца, равномерно распределяющих давление по периметру торцатрубопровода. Для передачи усилий от домкратов на торец зденатрубы после продавливания трубопровода в грунт на длину ходаштоков домкратов применяют нажимные патрубки. Длина нажим-ных патрубков должна быть равна или кратна длине хода штоковдомкратов.
Разработку грунта, входящего в открытый конец трубы, произ-водят вручную (при больших ее диаметрах) с применением ручныхмашин ударного действия и шанцевого инструмента или с помощьюмеханических рабочих органов ковшового, совкового и фрезерноготипа, виброударных желонок и грейферов. Ручная разработкагрунта характеризуется высокими трудоемкостью, стоимостью ималой производительностью. Удаление грунта из труб диаметром
.800 мм осуществляется преимущественно гидравлическим спо-собом. Для удаления грунта из трубопроводов большего диаметра
используют вагонетки, бадьи, челноки, перемещаемые с помощьюканатов и лебедок, самоходные электрокары и тележки со съемны-ми или саморазгружающимися кузовами, ленточные и скребковыеконвейеры переменной длины и т. д.
Транспортные средства загружают вручную (при диаметре труб
. 1200 мм) или малогабаритными породопогрузочными маши-нами. Плотные грунты перед погрузкой разрезают на брикеты спомощью режущих решеток, помещенных сразу же за ножевымкольцом, разрабатывают вручную или малогабаритными автомати-ческими гидроэкскаваторами. Несвязные водонасыщенные грунтыпоступают на транспортирующие устройства самостоятельно (безприменения ручного труда и машин) через люки стальных диа-фрагм, отделяющие ножевую секцию от остальных секций трубо-провода. Количество поступающего грунта регулируется специаль-ными затворами.
Производительность установок для проходок способом продав-ливания зависит от физико-механических свойств грунта, диаметраи протяженности трубопровода, мощности домкратов, скорости хо-да их штоков, а также от способа разработки и удаления грунта исоставляет в среднем 0,5...1,5 м/ч.
Рассмотрим в качестве примера устройство и рабочий процессустановки для прокладки стальных трубопроводов (футляров) диа-метром 1220 и 1420 мм на длину до 60 м способом продавливания смеханизированной разработкой грунта.
Установка (рис. 4.51) состоит из четырех основных частей: на-сосно-домкратного агрегата для продавливания трубопровода, ра-бочего органа для разработки и удаления грунта, устройства для пе-редачи нажимных усилий домкратов и ножевой секции 1 сосменными ножами. Гидравлические домкраты 13 и насосная стан-ция 11 смонтированы на основной раме 14. Нажимные усилия дом-кратов передаются на торец прокладываемого звена трубопровода5 через нажимную траверсу 9, шарнирно связанную со штокамидомкратов. При втягивании (обратном ходе) штоков траверса воз-вращается вместе с ними в исходное положение. Для передачи на-жимных усилий трубе после ее продавливания на длину хода штокадомкратов служит вторая траверса 7, передвигающаяся по направ-ляющей раме 15, и нажимные патрубки 5, длина которых (1500 и3000 мм) кратна ходу штоков домкратов. Реактивные усилия дом-кратов воспринимает опорный башмак 12.
Продавливание производят в такой последовательности. Сна-чала головное звено вдавливают в грунт на длину хода штоковдомкратов, а затем возвращают штоки с траверсой 9 в исходноеположение. В промежуток между траверсами 7 и 9 укладывают нанаправляющую раму 15 нажимные патрубки 8 (длина патрубкаравна ходу штоков домкратов) и повторяют цикл вдавливания.
10 Строительные машиныи основы автоматизации
т

Рис. 4.51. Установка для прокладки трубопроводов продавливаиием смеханизированной разработкой грунта
После второго цикла ранее установленные патрубки заменяютдругими, длина которых соответствует уже двойному ходу штоковдомкратов и т. д. Процесс смены нажимных патрубков повторяет-ся до тех пор, пока все звено не будет вдавлено в грунт. Нажим-ные патрубки удаляют, и в освободившееся пространство переддомкратами устанавливают на направляющие очередное звенотрубопровода и сваривают его с предыдущим. Сменный рабочийорган включает ковш 2 со сплошной режущей кромкой, работаю-щий по принципу обратной лопаты экскаватора, механизм приво-да ковша и скребок-клапан 16 для удаления грунта изтрубопровода. Перемещение и действие рабочего органа обеспечи-ваются двухбарабанной лебедкой 10 с электроприводом с помо-щью рабочего 6 и тягового 4 канатов. При натяжении каната 6связанный с ним системой рычагов 3 и цепной передачей 17 ковшдвижется сверху вниз и разрабатывает грунт, который ссыпается внижнюю часть прокладываемой трубы. Удаление грунта осуществ-ляется скребком-клапаном 16, поворачивающимся относительнооси крепления и связанным с механизмом привода ковша. Скре-бок-клапан может отклоняться вверх и в сторону устья скважиныпри эвакуации грунта. Установка комплектуется двумя сменнымирабочими органами для прокладки трубопроводов 1220 и 1420 мм
и позволяет обеспечить при работе в песчаных, суглинистых и гли-нистых грунтах скорость прокладки до 8.4 м/смен.
Щитовую проходку применяют при строительстве на глубине
. 10 м и более магистральных канализационных и водосточныхколлекторов, а также туннелей, в которых прокладывают одновре-менно трубопроводы и кабели различного назначения. Щитоваяпроходка возможна практически в любых грунтах и осуществляет-ся с помощью специального проходческого щита круглой, прямо-угольной, эллиптической или подковообразной (в поперечномсечении) формы, под защитой которого производятся разработкагрунта, погрузка его в транспортные средства и устройство стенок(обделки) подземного сооружения. Наибольшее распространениеполучили цилиндрические щиты, внутренний диаметр которыхпринимается в соответствии с требуемым наружным диаметром со-оружаемого коллектора или туннеля. Щит вдавливается в грунт пооси проходки гидравлическими домкратами, расположенными поего йериметру. Опорой для гидродомкратов служит обделка со-оружения. Разработка грунта, поступающего внутрь щита, произ-водится в головной его части, а сооружение обделки — вхвостовой.
Туннельную обделку сооружают сборной из железобетонныхблоков или тюбингов и монолитно-прессованной бетонной илижелезобетонной. Перед началом щитовой проходки сооружаютвертикальный шахтный ствол, обычно круглого сечения, диамет-ром 5...8 м, глубина которого соответствует глубине заложенияколлектора (туннеля). Ствол шахты используют для устройствамонтажной камеры щита, эвакуации грунта на поверхность средст-вами вертикального транспорта, передвижения людей и транспор-тирования материалов в процессе проходки подземного сооруже-ния. На строительстве коллекторов и туннелей применяютнесколько типов проходческих щитов с наружным диаметром
.5.2 м.
Различают немеханизированные щиты, рабочий процесс кото-рых связан с применением ручного труда при разработке грунта,погрузке его в средства внутритуннельного транспорта, устройствеобделки сооружения, и механизированные щиты, у которых опера-ции разработки грунта, эвакуации его на поверхность и устройстватуннельной обделки механизированы.
Механизированные щиты снабжены активными ра-бочими органами периодического и непрерывного действия дляразработки грунта и оборудованием для укладки блоков обделкисооружения и транспортирования разработанного грунта черезщит на погрузочные средства. Такие щиты применяют на строи-тельстве коллекторов и туннелей диаметром 2...5,2 м. Рабочие ор-ганы щитов могут быть роторными (фрезерными), штанговыми,экскаваторными, гидромеханическими и т. п. Наибольшее распро-странение получили щиты с роторными и экскаваторными рабочи-ми органами.
На рис. 4.52, а показан цилиндрический механизированный щитдиаметром 2,56 м с роторным рабочим органом, состоящим из ро-торной части и неповоротного цилиндра. Роторная часть включаетпередний конус 7 со сменными резцами 8 для рыхления грунта и же-стко связанный с ним спиральными лопатками 10 зубчатый венец 5с внутренним зацеплением, которому передается вращение с часто-той 0,16...0,2 с-‘ от электродвигателя 3 через систему передач. Непо-воротный цилиндр 11 вместе с роторной частью может перемещать-ся по направляющим 12 вдоль оси щита, получая возвратно-посту-пательное движение от 16 размещенных по периметру корпуса 2 щи-

Ри с, 4 52. Механизированные проходческие щиты
та гидравлических домкратов 4 с ходом штоков 1000 мм. Под дейст-вием домкратов, развивающих суммарное усилие до 5200 кН, рабо-чий орган может выдвигаться вперед на расстояние до 1 м независи-мо от движения щита.
При вращении роторной части разрушенный резцами грунт не-прерывно подхватывается спиральными лопатками 10 и перемеща-ется ими по поверхности неповоротного цилиндра 9 к приемномуокну 6, через которое грунт поступает в направляющую воронкуленточного конвейера-перегружателя 1, загружающего тележки 13со съемными кузовами. После разработки забоя на длину одногокольца обделки 14 рабочий орган отводится назад, щит продвигает-ся гидродомкратами вперед и в хвостовой части с помощью блоко-укладчика укладывается очередное кольцо обделки из железобетон-ных трапецеидальных блоков. В свободное пространство междуобделкой и грунтом растворонасосом нагнетается цементный рас-твор, заполняющий пазухи.
Эвакуация грунта на поверхность и подача материалов (элемен-тов сборной обделки, цемента и т. д.) к щиту производятся средства-ми горизонтального внутритуннельного (двухосные тележки сосъемными кузовами, вагонетки, тележки-блоковозки, электрокары)и вертикального (клетьевые подъемники, стреловые краны и т. д.)транспорта.
Роторный рабочий орган может быть выполнен в виде винто-вой двух- или трехзаходной планшайбы, оснащенной сменнымирезцами. Планшайба приводится во вращение гидромотором че-рез систему передач или попеременно действующими через храпо-вое устройство двумя или тремя парами гидравлическихдомкратов, получающих питание от насосной станции. Разрабо-танный грунт грузится в вагонетки винтовым или ленточнымконвейером.
На рис. 4.52, б показан механизированный щит диаметром 2,05 мс экскаваторным рабочим органом, работающим по принципу об-ратной лопаты. Рабочий орган 18 смонтирован в опорной и ноже-вой частях корпуса 15 щита, имеет гидравлический привод и авто-номную систему управления. Грунт из ковша рабочего органавыгружается на ленточный конвейер 17, загружающий тележкивнутритуннельного транспорта. Щит передвигается шестнадцатьюгидравлическими домкратами 16 грузоподъемностью 125 т каждый.В хвостовой части щита расположен блокоукладчик для сооруже-ния туннельной обделки.
В проходческом щите диаметром 2,56 м поворотная лопата дляразработки забоя установлена на телескопической стреле, повора-чивающейся в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Скорость проходки туннеля механизированными щитами со-ставляет 3...7 м/смен.
БУРИЛЬНО-КРАНОВЫЕ МАШИНЫ
Самоходные бурильно-крановые машины широко применяют вгородском строительстве при устройстве свайных оснований зданийи сооружений, опор мостов, трубопроводов, линий электроснабже-ния и связи, колодцев, ограждений, а также при обустройстве дорог,посадке деревьев и кустарников. Они представляют собой совмест-но действующее бурильное и специальное крановое оборудование,смонтированное на шасси серийных автомобилей и тракторов, при-вод которого осуществляется от двигателя базовой машины илисамостоятельной силовой установки. Бурильным оборудованиемпроходят способом механического вращательного бурения верти-кальные и наклонные скважины в талых и сезонно промерзающихгрунтах, а специальным крановым — устанавливают в пробуренныескважины сваи, столбы, железобетонные опоры, блоки колодезныхоблицовок и другие элементы.
Бурильно-крановые машины классифицируют по следующим ос-новным признакам:
по типу б'азовой машины — на автомобильные и трак-торные;
по принципу действия бурильного оборудо-вания — цикличного и непрерывного действия;
по типу привода бурильного и кран о-в огооборудования — с механическим, гидравлическим и смешан-ным (гидромеханическим) приводом;
по виду исполнения б урильно-крано в о г ооборудования — совмещенное (бурильное и крановое обору-дование смонтированы на одной мачте) и раздельное (бурильноеоборудование смонтировано на мачте, крановое — на стреле);
по возможности поворота рабочего обору-дования в плане — неповоротные и поворотные;
по расположению рабочего оборудования набазовом шасси — с задним и боковым расположением у непо-воротных машин, на поворотной платформе — у поворотных.
Главный параметр бурильно-крановых машин — максимальнаяглубина разбуриваемой скважины (в м). К основным параметрамотносятся: диаметр бурения (скважины), угол бурения (угол наклонаоси скважины к горизонту), грузоподъемность кранового оборудо-вания.
В качестве сменного бурильного инструмента бурильно-крано-вых машин используются лопастные, кольцевые и шнековые буры,закрепляемые на конце бурильной штанги, которой сообщаетсякрутящий момент и усилие подачи.
Лопастной бур (рис. 4.53, а) состоит из корпуса 1 с двумя ко-пающими лопастями в виде двухзаходного винта, забурника 6 и
Рис. 4.53. Буры бурильно-крановых машин:а — лопастной; 6 — шнековый; в — кольцевой
заслонки 2. Лопасти оснащены сменными резцами 5, разрыхляющи-ми грунт и установленными в резцедержателях 3. Забурник, распо-ложенный на конце бурильной головки, создает буру направление иудерживает его по оси бурения. Заслонки препятствуют просыпкегрунта при выемке грунта из скважины. Бур крепится к нижнемуконцу бурильной штанги с помощью пальца. Шнековый (винтовой)бур (рис. 4.53, 6) представляет собой трубчатый остов 10 с винтовы-ми транспортирующими грунт спиралями в виде сплошной ленты11. Шнек имеет хвостовик 12 для крепления на конце бурильнойштанги. К шнеку крепится сменная бурильная головка 9 с резцами 8и забурником 7.
Кольцевой бур (рис. 4.53, в) разрушает грунт по периферии иформирует кольцевую щель, отделяющую керн от массива. Бур со-стоит из корпуса 13 в виде трубы, на нижней торцовой части кото-рой равномерно расположены кулачки 15 с резцами 16. Поверх-ность корпуса бура снабжена винтовыми лопастями 14, транспорти-рующими разрушенный грунт (породу) из кольцевой щели на днев-ную поверхность. Две отклоняющие планки 17 отбрасывают разру-шенный грунт к наружной стенке кольцевой щели.
При бурении скважин в мерзлых грунтах применяют резцы и за-бурники, армированные твердосплавными пластинками. Бурениескважин осуществляется при вращении бурильного инструмента содновременным его движением вниз. В процессе бурения скважинанеобходимой глубины образуется за несколько повторяющихся цик-лов, каждый из которых включает последовательно выполняемыеоперации бурения, подъема бурильного инструмента на дневнуюповерхность, его разгрузку и возврат в забой.
Для бурения скважин различных диаметров каждая буриль-но-крановая машина комплектуется набором сменного бурильногоинструмента.
Бурильно-крановая машина (рис. 4.54) на базе автомобиля пред-назначена для бурения в талых и сезонного промерзания грунтахI -IV категорий скважин диаметром 0,36...0,8 м на глубину до 3 м.
Машина состоит из базового автомобиля У, специальной рамы,закрепленной на раме автомобиля, бурильно-кранового оборудова-ния, гидравлического механизма установки бурильной мачты, вы-носных опор с гидродомкратами 8, механической трансмиссии, гид-росистемы и электрооборудования. Бурильно-крановое оборудова-ние шарнирно закреплено на кронштейнах специальной рамы и мо-жет поворачиваться в продольно-вертикальной плоскости машиныгидроцилиндром 2 при установке оборудования в транспортное ирабочее положение. В транспортном положении бурильное обору-дование укладывается на опорную стойку. Бурильно-крановое обо-рудование включает бурильную мачту 3 с оголовком, штангу с бу-рильным инструментом в виде лопастного бура 6 с забурником 7 ирезцами, гидравлический механизм подачи бурильного инструментана забой и извлечения его из скважины, вращатель штанги и одно-барабанную червячную реверсивную лебедку для установки опор впробуренную скважину. Подача и извлечение штанги с бурильным

инструментом осуществляется гидроцилиндром двойного действия,смонтированным внутри бурильной мачты. Штанга перемещаетсяпо поршню со штоком, закрепленным в верхней части бурильноймачты. Вращатель 5 — гипоидный конический редуктор, приводит-ся в действие от коробки отбора мощности 11 автомобиля через раз-даточную коробку 10, управляемый гидроцилиндром фрикцион икарданный вал 9. Привод барабана реверсивной червячной лебедкиосуществляется от раздаточной коробки. На барабан лебедки запа-сован канат грузового полиспаста с крюковой обоймой 4. Раздаточ-ная коробка обеспечивает три частоты вращения бура (1,75; 2,43 и3,03 с-1) в зависимости от прочности разрабатываемого грунта, атакже реверс бурильного инструмента и барабана лебедки. При ра-боте машина опирается на две выносные с гидродомкратами опоры,разгружающие задний мост базового автомобиля. Гидроцилиндрымеханизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента,управления фрикционной муфтой и выносных опор обслуживаютсяшестеренным насосом, приводимым в действие от раздаточной ко-робки. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществ-ляется с пульта, расположенного в кузове у рабочего места опера-тора.
Производительность неповоротных бурильно-крановых машин
.4,5 опор/ч, максимальная глубина бурения 2,0...3,0 м, угол буре-ния 62...105°, диаметр бурения 0,36...0,6 м, грузоподъемность крано-вого оборудования 1,25 т, максимальная длина устанавливаемыхстолбов, свай, опор и других элементов — 10... 12 м.
Бурильно-крановая машина с поворотным в плане рабочим обо-рудованием смонтирована на шасси автомобиля и предназначенадля бурения скважин диаметром 0,63 м на глубину до 15 м в талых имерзлых грунтах. На раме базовой машины 3 (рис. 4.55) смонтиро-ваны насосная станция 4, выносные гидроуправляемые опоры 13 иопорная стойка 2 мачты. На поворотной платформе 8 с роликовым

опорно-поворотным устройством 14 размещены бурильно-крановоеоборудование, лебедка 5 спуско-подъемного механизма, гидравли-ческий механизм 6 подъема-опускания мачты, механизм 7 поворотаплатформы, указатель 12 центра скважины и кабина 10 машиниста.Поворотное в плане рабочее оборудование обеспечивает быструюнаводку оборудования на точку бурения и возможность бурения не-скольких скважин с одной позиции машины, что существенно повы-шает ее производительность. Буровое оборудование машины вклю-чает шарнирно закрепленную на поворотной платформе мачту 1, накоторой смонтированы вращатель 9, штанга со сменным буровыминструментом — шнековым буром 11 и гидравлический механизмподачи бурового инструмента на забой и извлечения его из скважи-ны. Подъем мачты в вертикальное (рабочее) и опускание ее в гори-зонтальное (транспортное) положения относительно оси поворотапроизводятся двумя гидроцилиндрами 7.
Телескопическая штанга 9 (рис. 4.56), на нижнем конце которойкрепится сменный шнековый бур 10, пропущена через вращатель ишарнирно соединена с вертлюгом 5. Она служит для направленного

перемещения штанги. Вертлюг подвешен на канате, сходящем с ба-рабана 3 лебедки. Вращатель обеспечивает- вращение штанги отдвух гидромоторов 11 через двухскоростной одноступенчатый ре-дуктор 8.
Принудительная подача бурового инструмента в забой произво-дится гидравлическим механизмом зажима и подачи штанги, основ-ным узлом которого является патрон 7, подвешенный к штокамдвух гидроцилиндров 6. В процессе бурения патрон зажимает штан-гу, а гидроцилиндры подают ее в забой. Скорости подачи и враще-ния бура меняются с помощью гидравлического привода бесступен-чато в зависимости от физико-механических свойств разрабатывае-мого грунта.
Подъем и опускание штанги с буровым инструментом при буре-нии скважин и выемке грунта обеспечиваются однобарабаннойлебедкой, привод барабана 3 которой осуществляется от высокомо-ментного гидромотора 1 через одноступенчатый планетарный ре-дуктор 4. Лебедка оснащена ленточным тормозом 2.
Поворот платформы с бурильно-крановым оборудованием вплане обеспечивается механизмом поворота, включающим высоко-моментный гидромотор, ленточный тормоз и одноступенчатый зуб-чатый редуктор, на выходном валу которого закреплена поворот-ная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцомопорно-поворотного круга.
При бурении скважин машина опирается на выносные опоры,каждая из которых снабжена опорным гидродомкратом и гидроци-линдром поворота опоры.
Гидромоторы лебедки, вращателя и механизма поворота, гидро-цилиндры подъема-опускания мачты, механизма подачи буровогоинструмента, выносных опор и переключения передач вращателяобслуживаются тремя гидронасосами насосной станции, привод ко-торых осуществляется от раздаточной коробки базовой машины че-рез карданный вал и одноступенчатый редуктор. Включение приво-да насосной станции осуществляется из кабины автомобиля, ауправление процессом бурения и установки машины — из кабинымашиниста.
МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ,ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ
Для искусственного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночныхоснований и асфальтобетонных смесей при сооружении земляногополотна оснований и покрытий городских дорог, площадей и улицприменяют широкую номенклатуру машин, осуществляющих уп-лотнение укаткой, трамбовкой и вибрацией. При уплотнении части-
цы грунта или материала смещаются и укладываются более ком-пактно за счет вытеснения жидкой и газообразной фаз, чтоприводит к уменьшению объема грунта (материала) и формирова-нию более плотной и прочной его структуры. При укатке уплот-нение происходит под статическим действием массы катка, перека-тывающегося по уплотняемой поверхности. При трамбованииуплотнение грунта достигается динамическим воздействием падаю-щего на уплотняемый материал груза. При вибрационномуплотнении вибрирующая масса сообщает колебательные дви-жения частицам материала, в результате чего он получает большуюподвижность и уплотняется.
р\оа1д#»я Л

Укатка производится прицепными, полуприцепными и самоход-ными катками с металлическими (гладкими, решетчатыми и кулач-ковыми) вальцами и колесами с пневматическими шинами. Прицеп-ные кулачковые катки (рис. 4.57, а) предназначены для послойногоуплотнения связных и комковатых грунтов и имеют рабочие органыв виде кулачков 2 специальной формы, прикрепленных к съемнымбандажам, надетым на полый барабан 1, заполняемый балластом(обычно песком). Налипающий на кулачки грунт счищается скреб-
нами. Катки выпускаются массой 6...30 т и различаются между со-бой размерами барабанов, числом, формой и величиной кулачков.
Пневмоколесные катки осуществляют уплотнение смонтирован-ными в один ряд на одной или двух осях пневмоколесами 4, пригру-женными балластом 3, и могут быть прицепными (рис. 4.57, б), по-луприцепными (рис. 4.57. в) и самоходными (рис. 4.57, г).Прицепные и полуприцепные катки применяют для послойного уп-лотнения связных и несвязных грунтов, самоходные — в основномдля уплотнения дорожных оснований и покрытий. Прицепные кат-ки имеют общую массу (с балластом) 12,5...42,5 т, уплотняют полосушириной 2,2...3,3 м при толщине уплотняемого слоя 0,25...0,5 м. По-луприцепные (к одноосным тягачам и пневмоколесным тракторам)катки производительнее и маневреннее прицепных и выпускаютсямассой 15...45 т. Каждое пневмоколесо прицепных и полуприцепныхкатков нагружается индивидуальным балластом, имеющим свобод-ное перемещение вместе с колесом в вертикальной плоскости. Этообеспечивает постоянную передачу давления на грунт каждым коле-сом независимо от неровностей уплотняемой поверхности. Полу-прицепные катки движутся со скоростью до 11 км/ч и уплотняют по-лосу шириной до 2,6 м. Самоходные пневмоколесные катки имеютмассу 16...30 т и уплотняют полосу шириной 1,6...2,2 м. Рабочим ор-ганом самоходного катка являются передние управляемые 5 и зад-ние ведущие 6 пневмоколеса, взаимная расстановка которых позво-ляет получать сплошную полосу уплотняемого материала. Приработе каток движется челночным способом со скоростью 3...4 км/ч.
Прицепные и самоходные вибрационные катки в 8... 10 раз эф-фективнее катков статического действия и применяются для уплот-нения несвязных и малосвязных грунтов и материалов. Под действи-ем вибрации значительно снижаются силы трения и сцеплениямежду частицами уплотняемого материала, который становится бо-лее подвижным. Прицепные катки выпускают со взаимозаменяемы-ми гладкими, кулачковыми решетчатыми вальцами. Внутри пусто-телого вальца 9 прицепного катка (рис. 4.57, Э) имеется мощныйвибратор направленных колебаний, приводимый в действие от уста-новленного на раме катка двигателя внутреннего сгорания 7 черезклиноременную передачу 8. Общая масса прицепных виброкатков
.12 т.
Самоходные виброкатки выпускают одно-, двух- и трехвальцо-выми. Встроенные вибраторы имеют ведущие вальцы. Привод виб-раторов — механический и гидравлический. Масса самоходныхвиброкатков до 18 т, вынуждающая сила 20...50 кН. Они уплотняютполосу шириной до 1,5 м при скорости рабочего хода 6... 10 км/ч.Малогабаритные двухвальцовые виброкатки массой 0,8... 1,4 т при-меняют для уплотнения грунтов и покрытий в стесненных условияхпри малых объемах работ. Они выпускаются с ручным и рулевымуправлением, оборудуются механическими возбудителями колеба-ний и уплотняют полосу шириной до 0,8 м.
Самоходные комбинированные катки оборудуются ведущимвальцом из пневмомашин и гладким металлическим вибровальцом.Оба вальца имеют шарнирно сочлененную раму. Высокая эффек-тивность уплотнения грунтов и дорожно-строительных материаловдостигается за счет последовательного воздействия вибрации и ста-тической нагрузки. Привод ведущих пневмоколес и вибровозбуди-теля — гидравлический. Вынуждающая сила вибровозбудителя ре-гулируется в широком диапазоне в зависимости от условий укатки идостигает 150...200 кН. Производительность комбинированных кат-ков при уплотнении несвязных грунтов до 1000 м3/ч.
Трамбующие машины послойно уплотняют насыпные тяжелыесвязные и несвязные грунты слоями 1...1.5 м, а также грунты в есте-ственном залегании свободно падающими массивными трамбующи-ми органами в виде железобетонных и чугунных плит круглой иликвадратной в плане формы с площадью опорной поверхности около1 м2. Необходимая плотность насыпного грунта достигается за