Машины для подготовительных работ

Для выполнения подготовительных работ применяют кусторезы, корчеватели-собиратели и рыхлители, оборудование для понижения уровня грунтовых вод и открытого водоотлива.

Кусторезы предназначены для расчистки заросших кустарником и мелколесьем площадей под застройку и представляют собой навесное оборудование с гидравлическим управлением на гусеничные тракторы тягового класса.

Основным рабочим органом кустореза (рис. 4.3, а) служит клинообразный отвал, снабженный в нижней части сменными гладкими или пилообразными ножами 6. Впереди отвала, имеющего в плане вид треугольника, установлен носовой лист для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев. Отвал смонтирован на универсальной подковообразной толкающей раме, шарнирно прикрепленной к ходовым тележкам трактора, и соединяется с ней сферической головкой. На раму могут быть навешены также сменные рабочие органы корчевателя и поворотного бульдозера. Подъем и опускание рамы с рабочим органом осуществляется двумя гидроцилиндрами, работающими от гидросистемы трактора. При движении кустореза вперед опущенный в рабочее положение отвал с ножами скользит по поверхности земли и срезает кустарники и мелкие деревья, образуя за собой проход, равный ширине захвата отвала (до 3, 6 м).

Защитное ограждение в виде стального каркаса предохраняет трактор от повреждений при падении срезаемых деревьев. Для периодической заточки ножей отвала используют переносную шлифовальную головку с приводом от трансмиссии трактора через гибкий длинный вал. Производительность кусторезов с пассивным рабочим органом 11000…14000 м2/ч при средней скорости движения машин 3…4 км/ч.

Корчеватели-собиратели применяют для извлечения (корчевания) из грунта камней массой до 3 т, пней диаметром до 0, 45 м, корневых систем, сплошной корчевки кустарника и мелколесья, транспортирования на близкое расстояние толканием пней, камней, кустарника и поваленных деревьев, а также погрузки камней и крупных пней в транспортные средства. На рис. 4.3, б показан корчеватель-собиратель на базе гусеничного трактора класса с передним и задним расположением навесных рабочих органов. Передний корчеватель имеет износостойкие сменные зубья, смонтированные на толкающей раме. Поворот зубьев относительно рамы в вертикальной плоскости и подъем-опускание рамы с зубьями осуществляются соответственно гидроцилиндрами. Процесс корчевания крупных камней, пней и корней деревьев производится путем заглубления под них зубьев корчевателя и одновременном поступательном движении машины вперед. Задний корчеватель смонтирован на балке подвески и меняет свое положение в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров. Гидроцилиндры переднего и заднего корчевателей работают от гидросистемы трактора.

Рис. 4.3. Машины для подготовительных работ: а — кусторез; 6 — корчеватель-собиратель; в — рыхлитель

Корчеватели-собиратели навешивают на гусеничные тракторы класса 3…35 мощностью 50…390 кВт. Часовая производительность при корчевании пней составляет до 45…55 шт., при уборке камней — до 15…20 м3, при сгребании срезанных деревьев, выкорчеванных пней и кустарника — до 2500…4000 м2.

Рыхлители оснащаются одно- и трехзубым навесным рыхли-тельным оборудованием заднего расположения с гидравлическим управлением. Рыхлительное оборудование навешивают на гусеничные бульдозеры с тягачами класса 10, 25. 35, 50 и 75 мощностью 118…636 кВт.

Главным параметром бульдозеров-рыхлителей является тяговый класс базового трактора. Индекс рыхлительного оборудования бульдозеров-рыхлителей включает две первые буквы ДП, за которыми следуют цифры порядкового номера модели и буквы, обозначающие очередную модернизацию (А; Б, В,...) и северное (С, ХЛ) исполнение оборудования. Так, бульдозер-рыхлитель в северном исполнении на базе трактора Т-330 имеет индекс ДЗ-129АХЛ, а его рыхлительное оборудование в северном исполнении — ДП-29АХЛ. Крепление рыхлителей осуществляется к остову базового трактора или к корпусу его заднего моста.

Бульдозеры-рыхлители применяют для предварительного послойного рыхления и перемещения плотных каменистых, мерзлых и скальных грунтов при устройстве строительных площадок, рытье котлованов и широких траншей, а также для взламывания дорожных покрытий. Разрушение грунтов и пород происходит при поступательном движении машины и одновременном принудительном заглублении зубьев рабочего органа до заданной отметки. В процессе рыхления массив грунта разделяется на куски (глыбы) таких размеров, которые удобны для последующей их эффективной разработки, погрузки и транспортирования другими машинами.

Рыхление производят параллельными резами по двум технологическим схемам: без разворотов у края площадки с возвратом машины в исходное положение задним ходом (челночная схема) и с поворотом рыхлителя в конце каждого прохода (продольно-поворотная схема). Челночная схема наиболее рациональна при малых объемах работ в стесненных условиях, продольно-поворотная — на участках большой протяженности. Максимальные величины глубины и ширины захвата рыхления, рабочих скоростей движения и число зубьев рыхлителя определяются тяговым классом базовой машины.

Наименьшая глубина рыхления за один проход должна на 20…30% превышать толщину стружки грунта, разрабатываемого землеройно-транспортными машинами, в комплексе с которыми работает рыхлитель. Рыхление высокопрочных грунтов осуществляется, как правило, одним зубом.

Рабочий орган рыхлителя состоит из несущей рамы, зубьев, подвески и гидроцилиндров управления. Зубья имеют сменные наконечники. лобовая поверхность которых защищена износостойкими пластинами для защиты от абразивного износа. Для интенсификации процесса рыхления на зубья рыхлителей устанавливают ушири-тели, которые позволяют за один проход разрушать большие объемы материала и выталкивать каменные глыбы на поверхность. Уширители обеспечивают более устойчивое движение базового трактора и работу рыхлителя, практически сплошное разрушение материала между соседними бороздами, снижение общего количества проходов.

Зубья выполняют неповоротными, жестко закрепленными в карманах рамы и поворотными в плане (на угол 10… 15° в обе стороны) за счет их установки в специальных кронштейнах — флюгерах, прикрепляемых к раме шарнирно. Поворотные зубья способны обходить препятствия, встречающиеся в грунте. Подвеска рыхлителя к базовой машине — четырехзвенная (параллелограммная). Она обеспечивает постоянство угла рыхления зубьев независимо от величины их заглубления, что позволяет при оптимальных значениях этого угла осуществлять процесс рыхления с пониженными энергозатратами, повысить производительность рыхлителя и уменьшить износ наконечников зубьев.

Бульдозер-рыхлитель на базе трактора класса (рис. 4.3, в) имеет четырехзвенную подвеску рыхлителя с неповоротным зубом. Подвеска составлена из опорной рамы, жестко прикрепленной к базовому трактору, тяги, рабочей балки и нижней рамы.

Балка имеет сменный зуб с наконечником. Опускание, принудительное заглубление и фиксирование рыхлителя в определенном рабочем положении, а также подъем его при переводе в транспортное положение производятся двумя гидроцилиндрами.

Разрыхленный грунт перемещается бульдозерным оборудованием с неповоротным отвалом. Бульдозер-рыхлитель может быть оборудован бульдозерным оборудованием с поворотным отвалом и универсальной рамой для навески корчевателя и кустореза, а также комплектом сменных уширителей. Гидроцилидры рыхлителя и бульдозера 16 работают от гидросистемы базовой машины. Рыхлители имеют наибольшую ширину захвата (при трех зубьях) 1480…2140 мм и рыхлят грунты высокой прочности на глубину 0, 4… 1, 2 м. Производительность навесных рыхлителей на грунтах IV…V категорий 60…150 м-7ч, средняя рабочая скорость движения 2, 5…5 км/ч.

При разработке участка продольными проходами с разворотами на концах к времени цикла добавляется tp — продолжительность разворотов трактора в конце участка, а время холостого хода исключается.

Оборудование для открытого водоотлива. Для откачки дождевых, талых и грунтовых вод из траншей, котлованов, колодцев, а также мелких водоемов на строительных площадках, трассах строительства коммуникаций открытым способом применяют открытый водоотлив, осуществляемый с помощью насосов и насосных установок. Открытый водоотлив эффективен при малых скоростях притока грунтовых вод, когда этот способ не снижает несущей способности грунта под сооружением и обеспечивает устойчивость откосов траншей и котлованов. При открытом водоотливе наиболее часто применяют диафрагмовые и самовсасывающие центробежные насосы, реже используют погружные насосы, опускаемые непосредственно в выемку с водой.

Диафрагмовый насос (рис. 4.4, а) состоит из корпуса со всасывающим патрубком, крышки с отводящим патрубком и резиновой диафрагмы с колпаком, которым от механического привода сообщаются возвратно-поступательные (колебательные) движения. При движении диафрагмы вверх в корпусе насоса, создается разрежение, за счет которого нагнетательный клапан закрывается, а всасывающий открывается, и происходит засасывание жидкости в полость корпуса насоса. При движении диафрагмы вниз вода вытесняется через открытый нагнетательный клапан (клапан закрыт) в отводящий патрубок, соединенный с отводящим шлангом. Насос с приводом монтируют на колесной тележке. В комплект насоса входит два резинотканевых шланга — всасывающий и отводящий. На свободном конце всасывающего шланга установлен сетчатый фильтр, предохраняющий насос от попадания в него посторонних частиц. Диафрагмовые насосы имеют сравнительно низкую подачу (до 30…45 м3/ч при высоте всасывания до м) и применяются для выполнения небольших объемов водоотливных работ.

Рис. 4.4. Насосы: а — диафрагмовый; 6 — центробежный самовсасывающий

Значительно большую подачу (до 250…500 м3/ч) при высоте всасывания до 4, 5…6 м и полном манометрическом напоре до 0, 12…0, 2 МПа имеют самовсасывающие центробежные насосы. Характерной особенностью таких насосов является потребность в заливке их корпусов водой перед первым пуском в работу. Самовсасывающий центробежный насос (рис. 4.4, 6) состоит из корпуса, рабочего колеса, всасывающего шланга с фильтром, напорного шланга, заливной горловины с быстродействующим запорным клапаном и обратного клапана. Внутри корпуса насоса имеются два резервуара — всасывающий А и напорный Б, сообщающиеся между собой через спиральную камеру, в которой расположено рабочее колесо с тремя лопастями специального профиля, закрепленное на приводном валу.

Перед первым пуском насоса в его корпус через горловину заливают воду, после чего включают привод насоса. С началом вращения рабочего колеса вода из всасывающего резервуара А нагнетается в напорный Б. В результате разрежения, создаваемого во всасывающем резервуаре, обратный клапан открывается, и воздух из всасывающего шланга начинает поступать в корпус насоса. По мере создания необходимого вакуума во всасывающей магистрали (шланг и резервуар А) последняя заполняется водой через фильтр 18, самовсасывание насоса прекращается, и он переходит на нормальный режим работы по откачиванию воды.

Центробежные насосы приводятся в действие от электромотора или двигателя внутреннего сгорания через редуктор. Для быстрой доставки к месту откачки насосы монтируют на прицепных колесных тележках, автомобилях, гусеничных и колесных тракторах. Привод насосов самоходных установок осуществляется от вала отбора мощности базовой машины.

Оборудование для понижения уровня грунтовых вод. Для искусственного понижения уровня грунтовых вод при рытье траншей и котлованов и закрытой прокладке коммуникаций в песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтах применяют иглофильтровые установки с погружаемыми в грунт вакуумными или эжекторными иглофильтрами. Иглофильтровые установки откачивают воду из вертикальных скважин, закладываемых по контуру осушиваемой выемки или строящегося подземного сооружения и отстоящих друг от друга на расстоянии до 1, 5…2 м. Глубина погружения иглофильтров должна быть ниже отметки заложения сооружения на 1…2 м. Одним из основных средств водопонижения на глубину до 4…5 м являются вакуумные легкие иглофильтровые установки (ЛИУ).

Водопонижение на большую глубину обеспечивается многоярусным расположением установок ЛИУ или установками с эжекторными иглофильтрами.

Рис. 4.5. Установка ЛИУ

Установка ЛИУ (рис. 4.5, а) состоит из иглофильтров, всасывающего водосборного коллектора и самовсасывающего или центробежного насоса с электроприводом на колесном ходу. Установки ЛИУ выполнены по единой принципиальной схеме, комплектуются однотипными иглофильтрами и отличаются одна от другой количеством иглофильтров, типом всасывающего насоса и размерами водосборного коллектора. Последний составлен из звеньев стальных труб, соединяемых муфтами. На каждом звене коллектора имеются патрубки, к которым с помощью гибких шлангов подсоединяются погруженные в грунт иглофильтры (рис. 4.5, б).

Они служат для очистки и накопления во внутренней своей полости грунтовых вод и состоят из фильтрового звена с наконечником и глухой надфильтровой трубы, соединяемой с водосборным коллектором.

Фильтровое звено выполнено из перфорированной наружной и сплошной внутренней труб. На спиральную проволочную обмотку наложены две сетки — латунная фильтрационная и защитная бронзовая. Наружная труба соединяется с надфильтровой соединительной муфтой. Внутри наконечника наружной трубы установлен шаровой клапан, плотно прилегающий к седлу в торце внутренней трубы за счет вакуума, создаваемого насосом при отсасывании воды из иглофильтра. Иглофильтры погружают в грунт гидравлическим способом (подмывом) или в предварительно пробуренные скважины. В первом случае клапан (рис. 4.5, в) открывается под напором воды, подаваемой в фильтровое звено от насоса, и погружение иглофильтра происходит под собственной тяжестью при интенсивном размыве грунта впереди фильтрового звена. Размытый грунт поднимается по затрубному пространству на поверхность. Величина необходимого заглубления иглофильтра в грунт в зависимости от требуемого понижения уровня грунтовых вод обеспечивается применением надфильтровых труб длиной 3; 4 и 5 м. Общая длина иглофильтра достигает 8, 5 м. Установки ЛИУ обеспечивают подачу 60… 140 м3/ч, высоту всасывания до 7 м при полном напоре 0, 24…0, 36 МПа. Мощность привода установок 5, 5…20 кВт.

Принцип работы следующий. Рабочая вода от центробежного насоса подается под напором по пространству, образованному между внутренней водоподъемной и наружной трубами иглофильтра к входному окну эжектора, состоящего из камеры смешения и диффузора с насадкой диаметром 7… 18 мм.

Выходя с большой скоростью из насадки в камеру смешения, вода создает в ней вакуум, под действием которого грунтовая вода через фильтровое звено (такое же, как у ЛИУ) подсасывается в камеру смешения и в смеси с рабочей водой подается наверх по внутренней трубе иглофильтра в сливную трубу.

Подача установок 150…540 м3/ч, они комплектуются 10…36 иглофильтрами диаметром 63… 150 мм производительностью 0.9…9, 4 л/с.

При устройстве цементно-песчаных и бетонных стяжек, бетонных и мозаичных полов для подачи и нанесения готовых жестких цементно-бетонных смесей (осадка конуса 3…5 см) используют машины-пневмонагнетатели.

Для выравнивания, уплотнения и предварительного заглаживания стяжек и полов применяют электромеханические поверхностные вибраторы — виброрейки и площадочный вибратор (при малых объемах работ), которые передвигают по уплотняемой поверхности с помощью гибких тяг.

Для заглаживания и железнения бетонных и цементно-песчаных полов используют универсальную машину. При устройстве и отделке монолитных бетонных полов методом вакуумирования применяют вакуумный комплекс. Предварительную обработку (обдирку) бетонных полов осуществляют фрезерными машинами (серийно не выпускаются), последующее чистовое шлифование поверхности пола — мозаично-шлифовальными машинами: ручными при небольших объемах работ и самоходными (крупными партиями не выпускаются) при больших объемах работ. Для очистки обработанной мозаично-шлифовальными машинами поверхности используют шламоуборочную машину.

Для устройства наливных полов применяют передвижные станции.

Виброрейки однотипны по конструкции, максимально унифицированы и различаются между собой шириной обрабатываемой полосы (1, 5; 3, 0 и 4, 0 м), габаритами, массой и производительностью. Они обеспечивают проработку слоя бетонной смеси на глубину до 150 мм и оснащаются одинаковыми мотор-вибраторами мощностью 0.25 кВт и регулируемой вынуждающей силой 2…5.6 кН.

Каждая виброрейка (рис. 7.31) состоит из двух параллельных алюминиевых Z-образных пустотелых рабочих профилей 4, мотор-вибратора с регулируемым статическим моментом дебалан-сов, пусковой электроаппаратуры и органов управления. Рабочие профили, передающие колебания от мотор-вибратора непосредственно бетону, уплотняют бетонную смесь и жестко связаны между собой стяжками и основанием 6, на котором крепится мотор-вибратор. Для обеспечения жесткости рабочие профили имеют специальное поперечное сечение. Для предотвращения их прогиба при установке на направляющие и в процессе работы предусмотрено специальное натяжное устройство. Для переноса виброрейки на концах рабочих профилей закреплены скобы, к которым с помощью карабинов крепятся тросы-тяги с обрезиненными рукоятками управления. Рукоятки управления крепятся к тягам через резиновые втулки, что обеспечивает защиту обслуживающего персонала от вибрации. Виброрейки подключаются к трехфазной электрической сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц посредством гибкого кабеля.

Рис. 7.31. Схема виброрейки

В комплект электрооборудования виброреек входят: понижающий трансформатор с защитно-отключающей аппаратурой, размещенной в специальном передвижном шкафу, и пакетный выключатель, установленный непосредственно на виброрейке. При работе виброрейку перемещают со скоростью 0, 5… 1, 0 м/мин по кромкам смежных полос уложенной бетонной смеси (раствора) или по направляющим (маячным) рейкам. Скорость перемещения выбирают исходя из того, что время вибрации малой толщины слоя уплотняемой смеси должно быть минимальным во избежание ее расслоения и оседания крупного заполнителя.
Машины для отделки поверхностей бетонных и цементно-песчаных полов. Окончательную отделку поверхностей подов после процесса уплотнения смеси виброрейками осуществляют с помощью универсальных заглаживающих машин, укомплектованных зати-рочными дисками для предварительного (грубого) заглаживания и лопастями для окончательного (чистового) заглаживания поверхности пола.

Универсальная заглаживающая машина (рис. 7.32) укомплектована чугунным диском диаметром 880 мм для предварительного заглаживания и железнения бетонных и цементных полов и лопастным рабочим органом диаметром 800 мм для чистовой отделки пола с четырьмя (тремя) металлическими заглаживающими лопастями, расположенными в одной плоскости под углом 90° (120°) друг к другу. Лопастной рабочий орган крепится на выходном валу червячного редуктора привода и состоит из планшайбы 8, в направляющих втулках которой установлены оси с лопастедержате-лями и заглаживающими лопастями, и регулирования угла наклона лопастей, обеспечивающего плавное изменение угла наклона лопастей к заглаживаемой поверхности при работе в пределах от 0 до 10°.

Рис. 7.32. Универсальная заглаживающая машина механизма

При необходимости диск с помощью лопастедержателей закрепляется на лопастном рабочем органе, который превращается в дисковый. Привод рабочего органа состоит из двухскоростного электродвигателя, клиноременной передачи и червячного редуктора. Двухскоростной электродвигатель обеспечивает вращение дискового рабочего органа с частотой 1 сг1 и лопастного с частотой сг1. Рабочий орган имеет защитное ограждение.

Для передвижения машины оператором служит складная рукоять (складывается в транспортном положении) с двумя ручками управления, регулируемая по высоте. На верхней части рукояти установлены механизм управления приводом и электропусковая аппаратура, состоящая из пакетного переключателя, пускателя, микропереключателя и защитно-отключающего устройства.

Механизм управления приводом состоит из ручной педали 10, шарнирно установленной на правой ручке и связанной с помощью тросика с нажимным рычагом, воздействующим на микровыключатель, который при нажатии на ручную педаль замыкает цепь управления приводом, осуществляя пуск электродвигателя. Машина подключается к трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц через защитно-отключающее устройство с помощью кабеля и штепсельных разъемов.

Вакуумный комплекс (рис. 7.33) предназначен для устройства монолитных бетонных полов и их обработки методом вакуумирова-ния. Сущность вакуумирования заключается в удалении избыточной воды затворения в смеси с воздухом (водовоздушной смеси) из свежеуложенного и виброуплотненного слоя бетона под воздействием вакуума. Удаляемая из бетона водовоздушная смесь увлекает за собой частицы цемента, которые заполняют поры и скапливаются на поверхности. Это приводит к повышению прочности вакуумиро-ванного бетона по сравнению с обычным на 20…25%, уменьшению усадки и ускорению твердения бетона, увеличению водонепроницаемости, морозо- и износостойкости его поверхностного слоя, а также позволяет производить окончательную обработку поверхности пола заглаживающими машинами практически сразу же после завершения процесса вакуумирования.

Рис. 7.33. Вакуумный комплекс для устройства монолитных бетонных полов

В состав комплекса входят: набор виброреек различной длины (1, 5; 3, 0; 4, 5 м) с опорами и направляющими; вакуумный агрегат с набором шлангов; отсасывающие маты (вакуум-маты) различного размера; две заглаживающие машины с набором дисковых и лопастных рабочих органов для черновой и чистовой обработки поверхности пола; ванна для промывки фильтровально-дренажного слоя вакуум-матов; комплект шлангов и соединительные устройства для соединения вакуум-агрегата с вакуум-матами в процессе работы; передвижной шкаф управления; контейнер для хранения и перевозки оборудования.

Технологический процесс устройства чистых бетонных полов с применением вакуумного комплекса осуществляется отдельными и повторяющимися циклами, включающими следующие последовательно выполняемые и взаимосвязанные операции: – подготовку поверхности основания пола; – прием и укладку бетонной смеси с осадкой конуса 9…11 см; – уплотнение бетонной массы и выравнивание поверхности пола вибро рейками; – вакуумирование уложенной бетонной смеси с помощью вакуум-агрегата; – окончательную отделку поверхности пола универсальными заглаживающими машинами.

Вакуум-агрегат смонтирован на одноосной двухколесной тележке и состоит из водокольцевого вакуумного насоса с приводным электродвигателем для создания разрежения (не менее 0, 095 МПа) и отсасывания водовоздушной смеси из уложенного слоя бетона, водяного бака со всасывающей и нагнетательной камерами, быстро-разъемных переходников для подсоединения отсасывающего и сливного рукавов и пульта управления.

Вакуум-мат выполнен в виде эластичного ковра, накладываемого перед вакуумированием на уплотненную бетонную поверхность и состоящего из двух слоев — нижнего фильтрующего, через ячейки которого вода равномерно отсасывается из бетона, и верхнего герметизирующего из водонепроницаемой ткани для изоляции вакуума от атмосферы. В среднюю часть герметизирующего слоя встроен коллектор для сбора отсасываемой воды с патрубком для подсоединения отсасывающего рукава вакуум-агрегата.

Вакуумирование проводят при разрежении 0, 07…0, 08 МПа. Продолжительность процесса вакуумирования зависит от толщины обрабатываемого слоя бетона, т. е. на 1 см толщины слоя затрачивается примерно 1 …1, 5 мин. Процесс вакуумирования считается законченным, если прекращается движение воды через прозрачный участок трубопровода, а бетон наберет прочность порядка 0, 2…0, 3 МПа. Жесткость смеси после вакуумирования 30…40 с. После вакуумирования готовая поверхность затирается и заглаживается машинами через 3…4 ч в зависимости от толщины слоя, температуры окружающего воздуха и т. п.

Вакуумный комплекс подключается к сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

Рис. 7.34. Ручная мозаично-шлифовальная машина:

Мозаично-шлифовальная машина (рис. 7.34, а) может работать как с абразивными сегментами 6С9Д, так и алмазными фрезами. Машина состоит из шлифовальной головки с двумя противовра-щающимися траверсами, двух сменных пригрузов, электродвигателя с защитой от перегрузок и коротких замыканий, механизма пуска под нагрузкой, электрооборудования, рукоятки управления и опорной оси с двумя обрезиненными колесами.

Рабочим органом машины (рис. 7.34, о) служат противовращаю-щиеся планшайбы, на каждой из которых в державках установлены по три абразивных сегмента 13 типа 6С или алмазные фрезы для шлифования обрабатываемой поверхности. Абразивы установлены в державках и удерживаются пружинами. Каждая планшайба крепится через плоский резиновый амортизатор к соответствующей траверсе. Амортизаторы обеспечивают равномерный нажим на каждый абразивный сегмент, их равномерный износ и самоустановку по обрабатываемой поверхности, а также плавную работу машины.

Вращение траверсам передается от электродвигателя через зубчатый редуктор в разные стороны, что обеспечивает прямолинейное поступательное движение машины. К корпусу редуктора с помощью оси и кронштейнов крепится узел управления и ходовое устройство с двумя обрезиненными колесами.

Рабочий орган может перемещаться в пазах кронштейнов относительно ходового устройства вертикально вниз по мере износа абразивов. Рабочий орган защищен кожухом 8, который постоянно соприкасается с обрабатываемой поверхностью. На раме ходового устройства закреплен пластмассовый бак вместимостью 20 л, вода из которого подается в зону обработки через шланг И и кран с ручным управлением. Пуск и остановка электродвигателя осуществляются с помощью пакетного выключателя с усиленной электрозащитой. Электробезопасность машины обеспечивается защитно-отключающим устройством. Машины подключаются к трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц с помощью гибкого кабеля.

Самоходные мозаично-шлифовальные машины предназначены для выполнения средних и больших объемов работ. Они выпускаются мелкими партиями и характеризуются довольно большим разнообразием конструктивных решений.

Распространение получили самоходные мозаично-шлифовальные машины и агрегаты на базе специальных шасси с индивидуальным гидравлическим и электрическим приводом ходовых колес. способных обеспечивать получение и бесступенчатое регулирование «ползучих» рабочих скоростей передвижения в диапазоне 1…10 м/мин, при которых достигается высокое качество обработки поверхности пола при минимальном количестве проходов машины по одному участку. Машины оборудуются двумя или тремя шлифовальными головками с индивидуальным электрическим приводом. оснащенными абразивным или алмазным инструментом. Шлифовальные головки могут быть унифицированы с серийными ручными шлифовальными машинами. Подъем и опускание головок осуществляется гидравлическим или электромеханическим подъемным механизмом. Вода в зону шлифования подводится либо от водяной магистрали через рукав с регулирующим краном, либо от водяного бака, установленного на машине.

Рис. 7.35. Самоходная шлифовальная машина

Самоходная мозаично-шлифовальная машина (рис. 7.35) состоит из двух шлифовальных головок, ходовой тележки, механизма подъема головок с траверсой, пускозащитной аппаратуры и пульта управления.

Шлифовальные головки, унифицированные с головкой ручной шлифовальной машины, крепятся к ходовой тележке с помощью осей и кронштейнов. Пазы в кронштейнах позволяют шлифовальным головкам по мере износа абразивного инструмента опускаться относительно ходовой тележки. Ходовая тележка имеет два ведущих колеса с раздельным приводом, опорное и поворотное (рояльное) колеса. Привод каждого колеса включает электродвигатель, червячный редуктор, цепную передачу и кулачковую муфту для отключения привода при перекатывании машины вручную. Механизм подъема-опускания шлифовальных головок при переводе их в рабочее и транспортное положения встроен в корпус ходовой тележки и состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, червячного редуктора и кулачковой муфты для отключения привода механизма при подъеме шлифовальных головок вручную.

В крайних положениях головок при подъеме и опускании привод выключается микровыключателями. Вода в зону шлифования подается от водопроводной магистрали, а ее расход регулируется краном. При небольших объемах работ каждая из головок может быть снята с машины и после дооборудования их рукоятками серийных ручных машин трансформируются в ручную шлифовальную машину. Самоходная шлифовальная машина обеспечивает ширину шлифования 600 мм, производительность при затирке 80 м2/ч, при шлифовании 90 м2/ч (180 м2/ч с алмазными дисками) и движется при шлифовании со скоростью 9, 1 м/мин. Установленная мощность двигателей машины 12, 3 кВт. С помощью выносного пульта осуществляется дистанционное управление машиной.

Передвижные станции для устройства наливных покрытий полов. В современном строительстве процесс устройства наливных поливи-нилацетатных полов комплексно механизирован за счет применения высокопроизводительных передвижных механизированных станций, укомплектованных взаимно увязанными по производительности машинами и механизмами для приготовления (переработки), подачи и нанесения мастичных составов, средствами механизации для подготовки основания пола, а также приборами и приспособлениями для контроля качества производимых работ. Передвижные станции, как правило, комплектуются серийно выпускаемыми строительно-отделочными машинами и механизмами.

Рис. 7.36. Станция для устройства наливных поливинилацетатных полов

На рис. 7.36 показана схема передвижной станции для устройства наливных поливинилацетатных полов и приготовления поливи-нилацетатных составов выравнивающего слоя с выгрузкой их в транспортную емкость. Технологическое оборудование станции размещено в металлическом кузове прицепа и обеспечивает выполнение комплекса технологических операций: подготовку основания пола; подачу исходных сыпучих и жидких компонентов мастичных составов в станцию и их дозирования; приготовление мастичных составов, их транспортирование и нанесение на подготовленное основание пола. При подготовке основания пола его поверхность очищают от мусора и пыли подметальной машиной, г. механизированную шлифовку полимерацетатной шпатлевки осуществляют ручной шлифовальной машиной.

Сыпучие компоненты (песок, маршалит) из приемных емкостей подаются к весовому дозатору пневмонагнетателями, которые обслуживаются компрессором и могут быть размещены в кузове станции или рядом с ней. Работа дозатора сыпучих материалов и пневмонагнетателей сблокирована так, что при достижении заданной массы поданного материала в дозатор пневмонагнета-тели автоматически отключаются. Разгрузочный лоток дозатора сыпучих материалов подведен к загрузочному отверстию турбулентного растворосмесителя с объемом готового замеса 80 л. Наполнение приемной емкости, подача и дозирование ПВА-эмульсии или полистирольного латекса обеспечиваются насосом-дозатором. Отдозированные ПВА-эмульсию или латекс по трубопроводу подают в дозировочную емкость или непосредственно в растворо-смеситель.

Для дозирования и измельчения красящих пигментов служат соответственно весы и жерновая краскотерка. Готовые порции пигмента загружают в смеситель вручную. Воду в смеситель подают из дозировочной емкости. Приготовленный в растворосмеси-теле мастичный состав выгружается на вибросито и после процеживания поступает в приемный бункер винтового насоса Я. Насосом мастичные составы подаются по трубопроводу к месту производства работ, где наносятся на поверхность с помощью пневматической удочки, питаемой сжатым воздухом от второгокомпрессора.

Станция оборудована электрической талью для погрузки контейнеров с полуфабрикатами, погрузки-разгрузки передвижных машин, входящих в комплект технологического оборудования станции.

Электрооборудование станции состоит из электрошкафа, пультов управления, электродвигателей, нагревателей для обогрева станции в зимнее время и светильников. Оно питается от сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Станция обслуживается одним оператором.

Производительность станции при однослойном покрытии 500 м2/смен, дальность подачи мастичных составов по горизонтали 60 м, по вертикали 30 м, установленная мощность 40 кВт.

Автоматизация строительных и дорожных машин ведется в основном по трем направлениям, обеспечивающим управление пространственным положением рабочих органов машин, оптимизацию наиболее энергоемких режимов работы машин и создание на основе лазерной техники комплексной автоматизированной системы управления технологическими процессами в строительстве.

Первое направление автоматизации содержит вопросы повышения планирующих свойств машин для получения заданных профиля и уклона поверхности, так как эти виды работ требуют значительных затрат времени и трудоемкости, а невыполнение требований существенно снижает качество работ, вызывает перерасход материалов и т. п. Это направление обеспечивается унифицированным рядом систем автоматики типа «Профиль» с микроэлектронными блоками управления, которые делятся на автономные, копирные и комбинированные.

Автономные системы обеспечивают контроль положения рабочих органов относительно вертикали с помощью рассмотренных выше бортовых датчиков, обычно маятникового типа. В копирных системах датчик, установленный на одной стороне машины, по ходу контролирует положение рабочего органа в соответствии с заданным профилем — по натянутому тросу, лучу лазера, точно построенной полосе дороги или бордюра. В комбинированных системах, к которым относится и «Профиль-30», требуемый уклон рабочего органа в поперечной плоскости обеспечивается автономным датчиком, а его высотное положение — по копирному устройству. Рассмотрим принцип действия этой системы в общем случае (рис. 10.30).

Обычно рабочий орган землеройной, профилировочной или укладочной машины при их движении по неровной поверхности перемещается по высоте относительно заданного положения //зад-В этом случае щуповой датчик ДЩВ или фотоприемное устройство ФПУ лазерного излучения определяют отклонение одной из кромок рабочего органа относительно копирной поверхности. При этом выходной сигнал h поступает в первый микроэлектронный блок управления БУ1 и сравнивается с сигналом ц задатчика толщины срезаемой стружки ЗДТ. Разность сигналов (ДЛ-2 = м – h) проходит через первый усилитель мощности УМ1 и поступает на электромагниты ЭМ1 и ЭМ2 первого электрогидравлического распределителя ЭГР1, который направляет требуемый поток рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра ГЦ1. Перемещение поршня со штоком изменяет высоту Яи управляемой кромки рабочего органа до совпадения ее с требуемым положением назад.

При осуществленном изменении высоты первой кромки рабочего органа или наклоне машины в процессе ее движения по неровностям рабочим органом совершаются угловые перемещения в поперечной плоскости относительно вертикали.

Рис. 10.30. Функциональная схема системы «Профиль-30»

В этом случае в работу включается второй автономный канал управления системы. Автономным маятниковым датчиком ДКБ измеряется величина угла поперечного наклона рабочего органа, которая преобразуется в электросигнал h и подается в блок управления БУ2. Здесь h сравнивается с сигналом и задатчика ЗДУ угла наклона, управляемого машинистом-оператором. При возникшем рассогласовании разность этих сигналов подается в усилитель мощности УМ2, а из него на электромагниты ЭМЗ и ЭМ4 электрогидрораспределителя ЭГР2, направляющего поток рабочей жидкости в требуемую полость гидроцилиндра ГЦ2. Перемещение штока гидроцилиндра поднимает или опускает вторую кромку рабочего органа до углового положения у, равного заданному углу узад.

Второе направление автоматизации машин обеспечивает автоматизацию наиболее энергоемких технологических процессов, позволяющих максимально использовать тяговые возможности машин, снизить расход топлива, износ ходовой части, облегчить труд машиниста и т. п. Для оптимизации силового контура и регулирования рабочих процессов разработаны унифицированные системы типа «Режим». При этом изменение тягово-скоростных характеристик машин позволяет управлять нагрузкой при автоматическом заглублении и выглублении рабочего органа. Управляющим параметром может быть скорость машины, обороты двигателя или гидротрансформатора, угловое положение тяговой рамы или толкающего бруса, а также их сочетание в случае, например, буксования движителей. Стабилизация каждого из этих параметров осуществляется при заданных ограничениях на другие. В строительных машинах эта система может использоваться как автономно, так и совместно с системами типа «Профиль».

Принцип работы такой системы представлен на рис. 10.31. Для предотвращения остановки двигателя при перегрузке в процессе копания аппаратура обеспечивает стабилизацию частоты вращения вала двигателя лдв на заданном уровне л3. При этом сигнал датчика частоты вращения ДЧВ сравнивается с заданным значением частоты Лз, после чего вырабатывается сигнал на подъем или опускание рабочего органа. Одновременно с этим измеряются и сравниваются со своими граничными значениями такие параметры, как угловое положение, скорость и буксование. При достижении граничных значений управление отключается и вырабатывается команда на выглубление рабочего органа.

В процессе транспортирования грунта обеспечивается поддержание действительной скорости машины на заданном уровне.

Рис. 10.31. Функциональная схема аппаратуры «Режим»

При планировочных работах система «Режим» работает совместно с системой «Профиль». В этом случае разность частот вращения вала (лДв – Лз) усиливается по мощности и подается на блок управления «Профиль» вместе с выходным сигналом задатчика толщины срезаемой стружки. Это обеспечивает непрерывную регулировку толщины стружки и нагрузки, действующей на отвал, а также и частоты вращения вала двигателя.

Третье направление автоматизации машин является наиболее прогрессивным и нацелено на совершенствование технологии и организации строительных работ путем создания на базе лазерной и микропроцессорной техники комплексной системы дистанционного программного или автоматического управления машинами, а также приборов оперативного контроля качества укладываемых дорожно-строительных материалов. Эти системы управления предназначены в основном для машин, занятых на строительстве дорог, мелиоративных и других сооружений. Системы управления с помощью лазерной техники обеспечивают и контролируют требуемые высотные отметки, продольный и поперечный профиль разрабатываемых и укладываемых дорожно-строительных материалов для каждой машины, работающей в любой точке строительной площадки. Рассмотрим работу такой системы на примере комплекта аппаратуры «Дорога» (рис. 10.32).

Рис. 10.32. Функциональная схема аппаратуры «Дорога»

Система управления состоит из задающей /, контрольно-следящей // и программно-управляющей /// частей. Задающая часть с помощью лазерного излучателя устанавливает параллельно проектной поверхности дороги световую опорную плоскость. При этом оптический пучок в приборе подается на пентопризму, которая разворачивает излучение на 90° и осуществляет его вращение вокруг вертикальной оси излучателя.

Контрольно-следящая часть включает в себя фотоприемное устройство (ФПУ), установленное на штанге механизма перемещения (МП), которая закреплена на рабочем органе машины, в данном случае на отвале. ФПУ служит для преобразования лазерного сигнала в электрический, поступающий в блок выработки команд управления (БВК), где формируются управляющие сигналы для исполнительных механизмов с одновременным отображением на информационном табло-индикаторе положения режущей кромки отвала относительно проектной- поверхности.

Программно-управляющая часть состоит из измерителя перемещения машины, микропроцессорного вычислительного блока выработки команд управления высотным положением ФПУ, механизма перемещения ФПУ и устройства для магнитной записи данных. При работе в ручном режиме оператор по показаниям индикатора сам устанавливает требуемое положение рабочего органа. В автоматическом режиме управляющие сигналы с БВК подаются на исполнительный механизм, т. е. на систему типа «Профиль». ФПУ автоматически удерживается в плоскости лазерного излучения, а величина его перемещения несет информацию о неровностях возводимой дороги. Необходимый уклон возводимой поверхности на постоянных продольных участках поверхности может задаваться отклонением оси излучателя от вертикали.

При работе на переходных вертикальных кривых требуется более сложное управление машиной, которое обеспечивается программным устройством. В этом случае микропроцессор рассчитывает необходимое высотное положение рабочего органа и формирует сигнал для механизма перемещения. При изменении положения ФПУ во высоте в БВК вырабатывается сигнал управления, по которому рабочий орган поднимается или опускается на высоту перемещения ФПУ. Такая система обладает большими возможностями, т. к. световая опорная поверхность позволяет не только управлять работой машины или комплекта машин, но и осуществлять постоянный геодезический контроль высотных отметок в любой точке и на любом этапе строительства дороги. Рассмотрим используемые системы автоматического управления рабочими органами для различных строительных и дорожных машин и оборудования.