Транспортні, транспортуючі та навантажувально-розвантажувальні машини

·

Один із основних етапів технологічного процесу сучасного індустрійного будівництва - доставка до місця виробництва робіт будівельних матеріалів, виробів, конструкцій та обладнання. Витрати на транспортні та навантажувально-розвантажувальні роботи складають 20...25 % загальної вартості будівельно-монтажних робіт, а їх трудомісткість- 40...50 % загальної трудомісткості будівництва. Тому раціональний вибір транспортних засобів при комплексній механізації не лише сприяє зменшенню затрат на перевезення вантажів, але й забезпечує мінімальні загальні витрати на технологічні процеси.

Залежно від розташування доріг відносно будівельно-монтажного майданчика транспорт поділяється на зовнішній і внутрібудівельний. Зовнішній зєднує будівельний майданчик із загальною мережею залізничних та автомобільних доріг, з морськими та річковими пристанями та підприємствами індустрії, а внутрібудівельний забезпечує перевезення вантажів у межах майданчика.

У будівництві використовуються всі види транспорту: залізничний, автомобільний, водний, повітряний, трубопровідний і т.д. Вибір виду залежить від наявності та стану доріг, характеру та кількості переміщуваного вантажу, відстані перевезення та часу, необхідного для його доставки. Обовязкова умова ефективності транспортування вантажу - забезпечення їх початкової якості. Тому при виборі транспортних засобів та маршрутів перевезення слід враховувати ступінь транспортабельності вантажів (здатність вантажу зберігати при перевезенні свою початкову якість). Так, бетонні суміші та розчини при перевезенні можуть розслоюватися, змінювати свою рухомість, вихлюпуватися, а в зимових умовах замерзати, тому їх необхідно перевозити спеціальним технологічним транспортом - бетоновозами, автобетонозмішувачами та розчиновозами. При цьому час перебування транспортних засобів у дорозі повинен бути обмежений, щоб виключити втрату якості сумішей та розчинів, що перевозяться. При виборі транспорних засобів для перевезення залізобетонних конструкцій слід урахувати їх підвищене сприймання до динамічний навантажень і т.д.

Виходячи з вищесказаного та враховуючи специфіку будівництва (розосередженість та віддаленість шляхів та ін.), в ролі транспортних засобів частіше застосовують безрейковий транспорт.

3.1. МАШИНИ БЕЗРЕЙКОВОГО ТРАНСПОРТУ.

До машин безрейкового транспорту, які використовуються в будівництві, належать автомобілі, трактори, колісні тягачі, а також створені на їх базі причипні та напівпричипні транспортні засоби загального та спеціального призначення. За їх допомогою будівельні вантажі доставляють без перевантажень безпосередньо на будівельні майданчики. Порівняно з рейковим цей вид транспорту має ряд експлуатаційних переваг: порівняно проста експлуатація; автономність у роботі; можливість подолання крутих підйомів та спусків (до 30 відсотків); малі радіуси повороту; високі маневрові якості; можливість включення в основний технологічний процес, наприклад, при монтажі «з коліс» або розвантажуванні бетону безпосередньо в конструкцію.

Тракторний транспорт використовують рідше, ніж автомобільний, головним чином в умовах бездоріжжя. Для тракторів, що перевозять вантажі, влаштовують тракторні шляхи, затрати на які набагато менші, ніж на будівництво автомобільних доріг. У тракторів, завдяки набагато більшому зчепленню з грунтом, ніж у автомобілів більше і тягове зусилля при однаковій потужності двигуна, в наслідок чого вони здатні перевозити значно важчі причепи.

Окрім того, автомобілі, трактори і тягачі використовуються як тягові засоби причепних і напівпричепних будівельних машин, а також як база для кранів, екскаваторів, бульдозерів, навантажувачів, бурильних установок та інших будівельних машин.

Вантажні автомобілі бувають загального призначення (рис. 3.1,а,б) та спеціалізовані (рис. 3.1,в). Перші мають єдину конструктивну схему та складаються з трьох основних частин: двигуна 1, кузова 2 та шасі 3. Кузови представляють собою дерев’яну або металеву платформу з відкидними бортами та призначаються для перевезення переважно штучних вантажів. Другі експлуатуються без кузова з так званими напівпричепами. В такому випадку на раму шасі замість кузова встановлюють опірно-зчіпний пристрй 4 (рис. 3.1, в) за допомогою якого напівпричеп передає частину свого навантаження на ходову частину автомобіля, одержуючи через нього необхідну силу тяги для свого переміщення. Тягачі сідельного типу з напівпричепами дозволяє краще використовувати потужність двигуна та значно збільшувати вантажопідйомність автомобіля. Сідельні тягачі здатні працювати з навантаженими причепами масою 4...25 т. Кузови спеціальних автомобілів призначені для перевезення певного виду вантажу.

Шасі складається з силової передачі (механічної або гідромеханічної), ходового обладнання та механізмів керування машиною. Ходовий пристрій автомобіля має носійну раму, на якій монтують усі агрегати, кузов та кабіну водія, передній і задній мости з пневмоколесами та пружну підвіску, яка з’єднує носійну раму з мостами.

Рис. 3.1 Вантажні автомобілі

а- бортові; б- самоскид; в- седальний тягач; 1- двигун; 2- кузов; 3- шасі; 4- опірно-зчипний пристрій

За вантажопідйомністю вантажні автомобілі бувають: малої вантажопідйомності (до 2,5 т), середньої (2,5...3,4 т), підвищеної (3,5...5,0 т), великої (5,1...10 т), особливо великої (10,1...25 т та більше). Двигуни автомобілів - найчастіше двигуни внутрішнього згорання: дизельні, карбюраторні, та газотурбінні. Потужність двигунів автомобілів загального призначення досягає 60...220 кВт, а автомобілів-тягачів - до 500 кВт.

Вантажні автомобілі бувають нормальної, підвищеної і високої прохідності. Автомобілі підвищеної і високої прохідності призначені для експлуатації на всіх видах доріг та бездоріжжю (у кар’єрах). Вітчизняна промисловість випускає бортові автомобілі і сідельні тягачі: двоосні з колісною формулою 4х2 (рис. 3.1,а)та 4х4, триосні з колісною формулою 6х4 (рис. 3.1,б,в) та 6х6. Автомобілі з колісною формулою 4х2 і 6х4 належать до машин нормальної прохідності і призначені для експлуатації по вдосконалених і грунтових дорогах. Автомобілі з колісною формулою 4х4 і 6х4 належать до машин підвищеної і високої прохідності, бо всі колеса в них ведучі.

Силова передача (трансмісія) служить для передачі обертального моменту від двигуна до ведучих коліс машини. Розповсюдження одержали механічні трансмісії завдяки їх простоті, низькій вартості та надійності. Така трансмісія складається із зчеплення, коробки передач, карданних валів та ведучих мостів.

На рис. 3.2,а,б,в наведено схеми силових передач із однією та кількома ведучими осями. Вони включають: двигун 1, зчеплення 2, коробку передач 3, карданний вал 4, головну передачу 5, диференціал 6, напівосі 7, ведучі 8 і керовані 9 колеса, ведучі мости 10 і 12 та роздаточну коробку 11. Постійнозамкнуте зчеплення (рис. 3.2,д) призначене для тимчасового від’єднання двигуна від коробки передач та плавного його під’єднання. На кінці фланця 16 колінвала двигуна закріплено маховик 17, до торця якого пружиною 21 притиснутий ведучий диск 18 зчеплення. Ступиця 22 диску встановлена на шліцах первинного валу 20 коробки передач з опорним підшипником 23. Для управління зчепленням служить педаль 19, натискаючи чи відпускаючи яку можна забезпечити роз’єднання чи плавне під’єднання коробки передач до маховика, який постійно обертається.

Коробка передач служить для зміни обертального моменту, який підводиться до ведучих коліс залежно від умов руху; забезпечення руху автомобіля заднім ходом; тривалого роз’єднання двигуна з трансмісією при зупинках машин. На автомобілях застосовуються ступінчасті шестерневі коробки передач з ручним керуванням за допомогою важеля, розміщеного в кабіні.

Деякі тягачі мають, окрім основної коробки передач (з 3...5 ступенями), ще додаткову коробку 11 (рис. 3.2, в), встановлену позаду основної. Роздавальна (додаткова) коробка має 2...3 ступені. Сполучення двох коробок забезпечує тягачеві одержання 6...15 варіантів передавальних чисел.

У трансмісіях автомобілів, які працюють з автономним навантажувально-розвантажувальним обладнанням, самосвальними причепами та напівпричепами, а також використовуються як база будівельних машин, додатково є коробка відбору потужності для приведення в дію насосів гідросистеми підйомних механізмів і навісного робочого обладнання.

Карданний вал з’єднує коробку передач з ведучими мостами 10 і 12 автомобіля та забезпечує передачу обертального момента під кутом на ведучі мости, які коливаються від нерівності дороги. Карданні вали (рис. 1.1,е) складаються з труби з шліцевою муфтою та двох шарнірів, закріплених на його кінцях. Шарніри виконані у вигляді двох вилок, з’єднаних між собою хрестовиною.

Рис. 3.2. Схеми силових передач вантажних автомобілів

а,б,в- відповідно з одною, двома та трьома ведучими осями; г- діференціал; д- зчеплення; 1- двигун; 2- зчеплення; 3- коробка передач; 4- карданий вал; 5- головна передача; 6- диференціал; 7- напівосі; 8,9- ведучі та керовані колеса; 10,12- ведучі мости; 11- розподільча коробка; 13- сателіти; 14- корпус; 15- полуосьова шестерня; 16-фланець; 17- маховик; 18 ведений диск; 19- педаль; 20- первинний вал; 21- пружина; 22- ступиця; 23- опорний підшипник

Головна передача монтується в картері ведучого мосту і призначається для передачі руху під прямим кутом до напівосей 7 та збільшення обертального моменту на ведучих колесах. До її складу входять конічні та циліндричні передачі. Головна передача буває одно- та багатоступеневою.

Диференціал (рис. 3.2, г) конструктивно поєднаний із головною передачею в картері ведучого мосту та забезпечує розподіл обертального моменту між ведучими колесами, дозволяє їх обертання з різними кутовими швидкостями при рухові автомобіля на поворотах та нерівній поверхні. Диференціал складається з корпуса 14, до якого прикріплена ведуча шестерня головної передачі 5. У корпусі на хрестовині встановлені шестерні-сателіти 13, які знаходяться в зачепленні одночасно з обома напівосьовими шестернями і можуть обертатися в цапфах. Обертальний момент від ведучої шестерні головної передачі передається на корпус з сателітами, які обертають конічні шестерні. При рухові автомобіля по прямій ділянці сателіти нерухомі і працюють як кулачкові муфти. На криволінійній ділянці вони обертаються і забезпечують різну частоту обертання напівосевих шестерень та напівосей, які приводять у рух праві і ліві колеса автомобіля.

Колеса автомобілів нормальної прохідності мають пневматичні шини високого (0,5...0,7 МПа) тиску, а автомобілі підвищеної прохідності - шини низького (0,17...0,49 МПа) тиску зі збільшеною опірною поверхнею. Колеса змонтовані на підшипниках, які розміщені в корпусі заднього мосту. Останній з’єднаний із рамою автомобіля за допомогою пружних елементів - плоских ресор. Ресори прогинаються при наїзді коліс на перешкоду і охороняють автомобіль від різких поштовхів. З цією метою встановлюються гідравлічні амортизатори.

Механізми керування об’єднані в дві незалежні системі: рульову - для зміни напрямку руху автомобіля шляхом повороту передніх керованих коліс і гальмівну - для зменшення швидкості та швидкої зупинки машини. На важких машинах в рульовому керуванні застосовуються гідропідсилювачі, які полегшують працю водія. Тормозних систем у автомашини дві: одна з ножним приводом, діє на всі колеса, друга- лише на ведучі колеса і має ручний привод (ручне, зупиночне гальмо).

Трактором (рис. 3.3) називається самохідна машина, призначена для роботи з причіпним чи навісним обладнанням. Він не має кузова і перевозить вантаж лише в причіпному візку. За конструкцією ходового обладнання трактори бувають колісні та гусеничні. Характеристика та загальна побудова даного виду ходового обладнання наведена в розділі 2.6.

За призначенням колісні і гусеничні трактори поділяються на сільськогосподорські, промислові та спеціальні (для підземних, підводних та інших спеціальних робіт).

Головний параметр тракторів - максимальне тягове зусилля (кН) на гаку, за яким їх відносять до різних класів. У будівництві використовують трактори як сільськогосподорського типу класів тяги 6, 9, 14, 20, 30, 40, 50,

Рис.3.3 Трактори гусеничні та колісні.

а,б- гусеничні з переднім та заднім розташуванням двигуна; в,г- колісні з передніми та зі всіма керованими колесами

60, 90, 150 та 250 кН, так і промислового тину класів тяги 100, 150, 200, 250, 350 та 500 кН. За сільскогосподорською класифікацією умовний клас тяги означає силу тяги на передачі зі швидкістю 5,5...7,0 км/год для гусеничних та 8...12 км/год для колісних тракторів, яка забезпечує ефективне швидкісне орання з буксуванням рушія не більше 7 відсотків при гусеничному та 15 відсотків при колісному ходові. Однак ці трактори за своїми конструктивно-експлуатаційними параметрами не повною мірою відповідають будівельним технічним вимогам Це призводить до обмеження або погіршення технологічних можливостей агрегатованих з ними будівельних машин. За промисловою класифікацією клас тяги означає максимальну силу тяги без довантаження навісним обладнанням на передачі зі швидкістю 2,5...3,0 км/год для гусеничних та 3,0...3,5 км/год для колісних тракторів, яка забезпечує ефективну роботу з землерийним обладнанням. Трактори промислового типу за своїми конструктивно-експлуатаційними параметрами найповніше відповідають вимогам, які пред’явлені до тягових засобів та базових машин у будівництві. Кожен клас (за тяговим зусиллями) тракторів має найчастіше одну базову машину та декілька моделей, які відрізняються від базової деякими конструктивними особливостями, які дозволяють встановлення на них навантажувального, бульдозерного, кранового та іншого навісного обладнання. Потужність двигунів тракторів досягає 800кВт, а іноді й більше.

Гусеничні трактори поділяються за типом двигуна (дизельні, карбюраторні), силовї передачі (механічна, гідромеханічна та електромеханічна), підвішенням гусениць (жорстке, напівжорстке, м’яке) та загальним компонуванням (з переднім - рис. 3.3,а; та заднім - рис. 3.3,б розміщенням двигуна).

Рис. 2.3 Силові передачі тракторів:

а- гусеничного; б- колісного; 1- двигун; 2- зчеплення; 3- коробка передач; 4- гусениця; 5- карданий вал; 6- головна передача; 7- бортові фрикціони; 8- стрічкові гальма; 9- бортові редуктори; 10- ведучі зірочки; 11- спрямовуючі колеса; 12- пневматичні колеса

Гусеничні трактори промислового типу мають у більшості випадків дизельний двигун, гідромеханічну силову передачу, напівжорстку підвіску та передне розташування двигуна.

Колісні трактори також поділяють за типом двигуна (дизельні і карбюраторні), силової передачі (механічна та гідромеханічна), системи повороту (з передніми керованими колесами - рис. 3.3,в, з усіма керованими колесами та шарнірно - з’єднаною рамою - рис. 3.3,г) та загальним компонуванням (з переднім і заднім розташуванням двигуна). Найбільше поширення одержали колісні трактори з дизельним двигуном, механічною силовою передачею, переднім розміщенням двигуна та передніми керованими колесами, а також шарнірно - з’єднаною рамою.

У пневмоколісних тракторів з шарнірно - з’єднаною рамою поворот передньої напіврами відносно задньої здійснюється за допомогою двох ціліндрів на кут до 40⁰ у кожен бік. Напіврами з’єднані між собою універсальним шарніром. Такі трактори мають велику маневровість, малий радіус повороту, їх застосовують для роботи в скутих умовах.

Силова передача гусеничних тракторів відрізняється від силової передачі автомобіля відсутністю в ній диференціалу.

До складу механічної силової передачі гусеничного трактора (рис. 3.4, а) входять: дискове фрикційне зчеплення 2, коробка передач 3, карданний вал 5, головна передача 6, бортові фрикціони 7 зі стрічковими гальмами 8, бортові редуктори 9, а також ведучі зірочки 10. На рамі гусеничного візка встановлені також спрямовуючі (натяжні) колеса 11 з натяжним обладнанням для регулювання натяжки гусениць 4. Зчеплення, коробка передач та головна передача виконують тіж функції, що і однойменні вузли автомобіля. Бортові редуктори збільшують обертальний момент на ведучих зірочках. Бортові фрикціони являють собою багатодискові фрикційні муфти, які складаються з ведучих і ведених дисків. У закритому робочому стані вони забезпечують прямолінійний рух трактора, бо ведучі зірочки обертаються синхронно. Частковим або повним вимкненням одного з фрикціонів з одночасним гальмуванням його ведених дисків за допомогою стрічкового гальма здіснюється поворот або розвертання трактора. Крім того, стрічкові гальма служать для гальмування обох гусениць чи руху на схилах та як зупинкові гальма.

Механічні силові передачі серійних гусеничних тракторів, які використовуються як база будівельних машин, дообладнуються гідромеханічними ходозменшувачами, які дозволяють плавно (безступенево) регулювати швидкість руху машини в широкому діапазоні (менше 1,0 км/год та більше) залежно від зміни зовнішнього навантаження.

В гідромеханічній силовій передачі замість зчеплення встановлюють гідротрансформатор, який дозволяє отримати при ступінчатій коробці передач майже плавну зміну обертаючого моменту та швидкості обертання ведучих коліс, що дуже важливо у важких умовах праці. Це дозволяє зменшити кількість перемикань передач, підвищити довговічність роботи двигуна та силових передач, зменшити ймовірність зупинки двигуна при різкому збільшенні навантаження.

До складу механічної силової передачі колісного трактора (рис. 3.4, б) з переднім розташуванням двигуна входять: фрикційне зчеплення 2, карданний вал 5, коробка передач 6, бортові фрикціони 7 зі стрічковими гальмами 8, бортові редуктори 9 та пневматичні колеса 12. Розташування, будова та призначення усіх цих вузлів приблизно таке ж, як і у вище розглянутого автомобіля та гусеничного трактора.

У електромеханічній силовій передачі (рис. 2.2,б) обертаючий момент ведучим зірочкам або колесам передається тяговим електродвигуном 7 через бортові фрикціони та редуктори 10. Така передача повністю забезпечує безступінчате регулювання приводу коліс та автоматичну зміну моменту на ведучих колесах, що не лише спрощує керування, а й значно збільшує тягові можливості, а значить і прохідність машини. Всі потужні колісні трактори та тягачі виготовляють з дизель-електричним приводом та мотор-колесами. Їх застосування спрощує конструкцію машини, дозволяє компонувати її з необхідною кількістю мотор-коліс, створювати машини практично будь-якої вантажопідйомності та високої прохідності.

Трактори використовують не лише як транспортні засоби, але і як машини з різноманітним навісним обладнанням, тому в силовій передачі є вал відбору потужності. Цей вал підключається до коробки передач за допомогою муфти та служить для приведення в дію гідравлічного насоса чи лебідки.

Пневмоколісні тягачі - це машини спеціально пристосовані для агрегатування їх з різноманітним навісним, напівпричепним та причепним робочим обладнанням. Маючи позитивні тягові характеристики, маневровість, значні транспортні швидкості (до 50 км/год) і великий їх діапазон, вони значною мірою сприяють підвищенню продуктивності агрегатованих з ними будівельних машин. Промисловість випускає колісні тягачі, які складаються з вузлів і деталей серійних важких автомобілів і тракторів. За конструкцією вони бувають: одноосні, двоосні, на спеціальному шасі автомобільного типу.

Одноосний тягач (рис. 3.5, а) складається з шасі 1, на якому встановлені двигун, силова передача, два ведучі колеса, кабіна та опорно - зчіпний пристрій 2.

Конструкція зчіпного пристрою дозволяє тягачеві нахилятися вліво і вправо відносно напівпричепної частини й повертатися на кут більше 90⁰ в обидва боки, що забезпечує машині високу маневровість та можливість руху поверхнею зі значними нерівностями. Одноосний тягач не можна використовувати як самостійну машину, його з’єднують з напівпричепною частиною і він виконує функцію силового агрегату. Якщо при цьому тягач має механічний привод коліс, то одночасно він виконує і функції ведучого мосту цієї машини. При електричному чи гідравлічному приводові коліс напівпричепної машини вони також можуть бути ведучими, отримуючи живлення від дизель-генераторної установки чи гідравлічного насоса тягача. На базі одноосних тягачів, які випускає промисловість, створено ряд машин - скрепер (рис. 3.5, б), кран (рис. 3.5, в), цементовоз (рис. 3.5, г), трейлер (рис. 3.5, д), панелевоз (рис. 3.5, е), бітумовоз (рис. 3.5, ж).

Двоосні тягачі, як і пневмоколісні трактори з шарнірно сполученою рамою, складаються з двох напіврам, шарнірно з’єднаних між собою. Вони мають як правило, всі ведучі колеса і переднє розміщення кабіни. Система повороту тягачів забезпечує поворот шарнірно з’єднаних напіврам. Можуть бути й інші системи повороту: керовані колеса, бортовий поворот. В ролі силового устаткування найчастіше використовуються дизельні двигуни.

Обидва типи тягачів обладнують механічною або частіше гідромеханічною силовою передачею. При цому коробки зміни передач мають однакові швидкості руху переднім і заднім ходом, що дуже важливо для машин циклічної дії, які вимагають маневровості при частому реверсуванні робочих рухів.

Конструктивно експлуатаційні параметри в двоосних тягачів відповідають вимогам ефективної роботи з будівельним навісним робочим обладнанням: траншейного екскаватора (рис. 3.6,а), корчувача (рис. 3.6,б), бульдозера (рис. 3.6,в), розпушувача (рис. 3.6,г), навантажувача (рис. 3.6,д) та ін.

Пневмоколісні тягачі на спеціальному шасі автомобільного типу використовуються в будівництві як транспортні засоби, а також є базою для будівельних машин (головним чином, стрілових самохідних кранів).

Рис.3.5 Схеми (а) і причепне обладнання (б-ж) одноосного тягача:

1-шасі;2- опорно-зчіпний пристрій

Залежно від навантаження, яке передається на шасі робочим обладнанням, застосовуються тягачі з різною кількістю осей (від двох до шести). При трьох і більше осях тягач може мати декілька ведучих і керованих осей. Такі тягачі мають підвищену носійну здатність порівняно з одно- та двоосними тягачами та автомобілями і одночасно забезпечують можливість руху в загальному транспортному потоці.

Спеціалізовані транспортні засоби призначенні для перевезення одного чи кількох однорідних вантажів, які відрізняються специфічними умовами їх транспортування. Вони являють собою причепи та напівпричепи до базових автомобілів і сідельних тягачів, обладнанні різноманітними пристосуваннями та приладами, які забезпечують збереження і якість вантажів, а також комплексну механізацію навантажувально-розвантажувальних робіт.

Рис.3.6 Навісне обладнання двуосних тягачів

Основний параметр спеціалізованих транспортних засобів - повна вага транспортного засобу з вантажем. Сучасні спеціалізовані транспортні засоби для будівництва випускають відповідно до “Типажу спеціалізованих автотранспортних засобів для будівництва” і призначені для перевезень грунту, сипких та глиноподібних грунтів (автосамосвали); рідких та напіврідких матеріалів (бітумовози, вапновози, бетоно- та розчиновози); технологічного обладнання та будівельних машин (важковози) та ін.

Рис.3.7. Схема до тягового розрахунку автомобіля

Основні напрями розвитку спеціалізованих транспортних засобів: збільшення їх кількості та номенклатури з одночасним зниженням кількості типорозмірів; створення транспортних засобів багатоцільового призначення; підвищення одиничної вантажопідйомності та широка уніфікація машин; удосконалення допоміжного обладнання (механізмів кріплення, навантажувально-розвантажувальних робіт та ін.).

Тяговий розрахунок автотракторного транспорту проводять із метою визначення оптимальних режимів його руху в різноманітних дорожніх умовах при використанні максимальної потужності двигуна та досягнення найвищої експлуатаційної продуктивності.

Тяговий розрахунок автомобільного транспорту спрямований на визначення максимального підйому, який може подолати автомобіль, та швидкості руху.

При рухові з рівномірною швидкістю сила тяги (кН) на ведучих колесах автомобіля повинна дорівнювати силам опору руху (рис. 3.7):

F=Gfcosa+Gsina=G(f tga)cosa (3.1)

При незначних кутах підйому cosa 1, а tga=i.

Тоді

F=G(f i), (3.2)

де G- сила тяжіння автомобіля з вантажем, кН; f- коефіцієнт опору кочення, який залежить від типу дороги, малюнка та матеріалу шин, тиску в шинах та ін.; і- нахил шляху (плюс- при підйомі і мінус - при спуску).

Сила тяги F автомобіля може бути реалізована, якщо зчіплювання між колесами та покриттям дороги достатнє, бо інакше колеса начнуть ковзати (буксувати) по дорозі, тобто, необхідно, щоб

F_з F, (3.3)

або

(3.4)

де - коефіцієнт зчіплювання коліс із дорогою; G- сила тяжіння, що припадає на ведучі колеса (зчіпна маса), кН.

З формули (3.4) витікає, що максимальний підйом, який може подолати автомобіль у даних умовах

(3.5)

Для визначення швидкості автомобіля у відомих дорожніх умовах, тобто при відомих f та i, користуються динамічними характеристиками автомобіля, складеними заводом-виготовлювачем. З формули (3.2) для рівномірного руху отримаємо

(3.6)

Ліва частина рівняння являє собою силу тяги автомобіля у співвідношенні до її маси, і називається динамічним фактором автомобіля D. Чисельно він дорівнює сумі коефіцієнтів опору кочення та нахилу дороги. Знаючи величину D, за графіком u=f(D) визначають передачу та швидкість руху машини.

Користуючись динамічними характеристиками, можна також визначити швидкість, яку розвине вантажний автомобіль із причепом. У такому випадку необхідна сила тяги автомобіля з вантажем (рис. 3.8)

F=Gž(f i)+nžG_прž(f i), (3.7)

де n- кількість причепів; G_пр- сила тяжіння причепа з вантажем, кН.

Тоді динамічний фактор

, (3.8)

Рис.3.8. Схема до тягового розрахунку автопоїзда

Перевірка за зчіплюванням для автопоїздів проводиться за формулою, аналогічною (3.4):

, (3.9)

Для тракторних поїздів тяговий розрахунок заключається у визначенні кількості причепів у поїзді та швидкості його руху.

Для тракторів і пневмоколісних тягачів у їхній технічній характеристиці дається тягове зусилля на гаку при рухові горизонтальною поверхнею. Тоді рівняння тягового балансу з урахуванням нахилу шляху матиме такий вигляд:

, (3.10)

де F_кр- сила тяги на гакові, кН; n- кількість причепів; G_тр- сила тяжіння трактора або тягача, кН; G_пр- сила тяжіння причепа з вантажем, кН; f’- головний питомий опір рухові причепа.

Звідси кількість причепів

, (3.11)

Для забезпечення руху трактора чи тягача сила тяги по зчепленню F_з на ведучих колесах чи гусеницях повинна бути рівною або більшою за силу опору W:

, (3.12)

або

, (3.13)

де -коефіцієнт зчіплювання коліс (гусениць) з поверхнею дороги, який дорівнює 0,3...0,6 для пневмоколісних та 0,5...0,9 для гусеничних машин; G_з- зчіпна вага, кН; f- головний питомий опір рухові трактора.

Для машин з гусеничним і пневмоколісним ходом та з усіма ведучими колесами

G_з=G_тр (3.14)

Знаючи необхідну силу тяги на гаку F_кр, за технічною характеристикою трактора встановлюють, на якій передачі рухатиметься тракторний поїзд і якою буде його швидкість.

Технічна продуктивність (т/ч) засобів безрейкового транспорту

, (3.15)

де Q-вантажопідйомність транспортних засобів, т; К_в- коефіцієнт використання вантажопідйомності; L- відстань транспортування, м; -середня робоча швидкість, км/год; - час відповідного завантаження, розвантаження та маневрування, с.

При переміщенні з одного обєкта на інший, при одержанні нової техніки та відправці машини на ремонт вони перебазовуються автодорогами своїм ходом, буксируванням тягачами та перевезенням транспортними засобами загального або спеціального призначення.

Вибір способу транспортування визначається відстанню транспортування, вагою, габаритами, станом машини, наявністю тих чи інших транспортних засобів та іншими факторами. Транспортувати машини за межами будівельного майданчика по автодорогах можна лише при суворому дотриманню правил дорожнього руху. Гусеничні машини перевозять на автомашинах чи причепах-тяжковозах. У органах Державтоінспекції слід отримати дозвіл на перевезення великовантажних вантажів, а також на рух транспортних засобів, якщо їх розміри з вантажем або без нього перевищують хоча б один із вказаних за висотою- 3,8 м від поверхні дороги, за шириною-2,5 м, за довжиною- 20 м для автопоїзда з одним причепом та 24 м для автопоїзда з двома і більше причепами або якщо вантаж виступає за задню межу габариту транспортного засобу більше, ніж на 2 м.

На транспортному засобі, що перевозить великогабаритний або великовантажний вантаж, незалежно від умов видимості, повинно бути ввімкнене ближнє світло. На вантажних автомобілях (тракторах) із причепами та напівпричепами всіх типів над передньою частиною кабіни встановлюють опізнавальний знак автопоїзда. При перевезенні вантажу, що виступає за габарити транспортного засобу, крайні по ширині точки вантажу повинні бути позначенні спереду і позаду сигнальними прапорцями з нанесеними по діагоналі червоними та білими полосками, що чергуються. Такими ж прапорцями позначають будь-які частини які виступають за межі габаритного вогню більше ніж на 1 м.

Економічно доцільна дальність транспортування автомобільними дорогами в межах до 200...300 км. При більший відстані часто застосовують залізничний і водний транспорт. При використанні першого слід дотримуватися правил технічної експлуатації залізниць.

3.2. МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ БЕЗПЕРЕРВНОГО ТРАНСПОРТУВАННЯ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Машини безперервного транспортування займають провідне місце серед підйомно-транспортних засобів різного призначення в будівельній індустрії. Вони дозволяють значно скоротити ручну працю, підвищити рівень комплексної механізації підйомно-транспортних, навантажувально-розвантажувальних та складських робіт, створення єдиної комплексної технології виробництва, оскільки ці машини - основні засоби механізації та автоматизації виробничих процесів.

Головна особливість машин безперервного транспорту, яка відрізняє їх від вантажопідйомних машин та інших транспортних засобів, міститься у можливості безперервно переміщати вантаж у заданому напрямку. У звязку з цим вони мають високу продуктивність та найпридатніші для оснащення підприємств масового виробництва. Розвиток машин безперервного трансорту передбачає задоволення таких вимог: висока якість, надійність у роботі, низька вартість, простота влаштування, невеликі габаритні розміри, зручність обслуговування та ремонту, безпека, технічна естетика, відповідність вантажеві, що переміщується, екологічна чистота. До машин безперервного транспорту належать конвеєри та засоби транспорту в несучому середовищі: устаткування пневмо- та гідротранспорту.

Конвеєри, які застосовуються в будівництві, за конструкцією поділяються на стрічкові, пластинчаті, скребкові, ківшові, гвинтові та інерційні.

Стрічкові конвеєри призначені для переміщення в горизонтальному та нахилому (до 18...25°) напрямках сипких (піску, землі), дрібношматкових (щебню, гравію) та штучних (цегли, блоків, плитки та ін.) вантажів на складах та будівельних майданчиках. Окрім того, їх використовують в ролі транспортуючих органів у траншейних ланцюгових та роторних екскаваторах, а також у бетоновкладних та інших будівельних машинах. Простота конструкції, невелика металомісткість, зручність автоматизації, висока продуктивність, можливість транспортування вантажу до декількох кілометрів забезпечили широке застосування стрічкових конвеєрів у будівництві. До недоліків стрічкових конвеєрів відносяться: висока вартість стрічки та роликоопор, що складає відповідно до 50 і 30 % вартості конвеєрів; непридатність для транспортування липких, гарячих та важких штучних вантажів; обмежений кут нахилу. За мобільністю стрічкові конвеєри бувають двох типів: пересувні та стаціонарні.

Пересувні стрічкові конвеєри виготовляються довжиною 5,10 і 15 м. Вони обладнуються колесами для переміщення вручну або в причепі для тягача. Стаціонарні конвеєри можуть мати довжину до декількох сотен метрів і встановлюються на обєктах з великим обсягом робіт розрахованих на тривалий строк. Для зручності монтажу їх складають з окремих секцій довжиною 2...3 м.

Стрічковий конвеєр (рис. 3.9, а) являє собою безкінечну стрічку 4, що охоплює два барабани, один із яких (6)- ведучий, а другий (2)- ведений.

Рис. 3.9. Стрічковий конвеєр

а- конструктивна схема; б,в- з прямою та жолобчатою стрічками; г- з прямою стрічкою та бортами; д- шкребковий скидач; 1- натяжний пристрій; 2,6- ведений і ведучий барабани; 3,11- завантажувальна і розвантажувальна воронки; 4- стрічка; 5,8- верхня та нижня ролікоопори; 7- відхиляючий барабан; 9- редуктор; 10- двигун; L_г- довжина по горізонталі; Н- висота підйому; h- хід натяжного барабана; a- угол нахилу; j- угол єстівного откосу матеріалів; h₁- висота борта

При обертанні ведучого барабана стрічка під дією сили тертя приводиться в рух. Для запобігання провисання стрічки встановлюються верхні 5 та нижні 8 роликові опори. Обертання роликовий барабан отримує від двигуна 10 через редуктор 9. Для збільшення кута обхвату служать відхиляючий барабан 7. Для попередження провисання, стрічки між роликоопорами, а також для збільшення тягового зусилля стрічка попередньо натягується за допомогою гвинтового (при незначній довжині) чи вантажного (при значній довжині) натяжного пристрою 1. Матеріал завантажується на стрічку через спеціальну воронку 3, а розвантажується через розвантажувальну воронку 11 або ж за допомогою шкребкових скидачів (рис. 3.9, д) та розвантажувальних візків. Для попередження самовільного зворотнього руху стрічки після зупинки конвеєра на валу привідного барабана встановлюються гальма.

Основний робочий і тяговий орган- стрічка. Їі найчастіше виготовляють із декілька шарів прокладок з бавовняної тканини, які повязані між собою шарами гуми та покривають гумою. Такі стрічки застосовують при температурі від +50° до -15° С. При іншій температурі використовують теплостійкі та морозостійкі стрічки. Більш міцні - стрічки з прокладками з нейлону та інших штучних волокон. Особливо міцні стрічки виготовляють із каркасом зі сталевих тросиків. Ширина і кількість прокладок стрічок стандартизовані. Прогумовані стрічки виготовляють шириною 300, 400, 500,650, 800, 1000, 1200, 1400 та 1600 мм при кількості прокладок від 3 до 12. Ширина стрічки залежить від продуктивності та швидкості руху стрічки конвеєра. Швидкість транспортування приймають у таких межах: для дрібних насипних малоабразивних матеріалів (пісок, вугілля рядове, грунт) n=2,5...6,3 м/с; для абразивних дрібно- та середньошматкових матеріалів (гравій, шлак, щебінь) n=1,6...4,0 м/с; для абразивних великошматкових (шматки понад 160 мм) матеріалів (гіпська порода, камінь) n=1,6...3,15 м/с. Вибрана швидкість повинна відповідати стандартному ряду швидкостей: 1,0; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 м/с. Чим вище в межах дозволенного обране значення n, тим меншою може бути ширина стрічки, а відповідно, менша її вартість. Однак надзвичайно висока швидкість може знизити довговічність стрічки та привести до негативного результату.

За конструкцією верхньої опори конвеєри бувають із прямою стрічкою (рис. 3.9, б); з жолобчатою стрічкою та бортами (рис. 3.9, г).

На практиці використовують способи зєднання кінців стрічки: гарячої вулканізації при температурі 140...150°С протягом 25...60 хв, для чого кінці стрічки роблять ступінчастої форми (рис. 3.10, а), промивають бензином, змащують гумовим клеєм та закладають між плитами вулканізаційного апарату з застосуванням прошарків з сирої гуми (міцність стику максимальна і досягає 85 % міцності цілісної стрічки); металевими шарнірами (рис. 3.10, б), які приклепуються мідними заклепками до кінців стрічки, але міцність при цьому на 40...70 % менша, ніж при вулканізації; металевими гачками (рис. 3.10, в), зєднаними сталевим канатом; зшивкою сиромятними рімінцями (ушивальниками); заклепками та болтами - міцність цих зєднань не перевищує 30 % міцності цілісної стрічки.

Почали також застосовувати стрічки з рифленою поверхнею. Кут нахилу рами конвеєра в такому випадку може досягати 30⁰. У виняткових випадках впоперек стрічки закріплюють куточки (скоби), що забезпечує транспортування матеріалу при кутах нахилу до 50⁰.

Розрахунок стрічкового конвеєра при заданій його конструктивній довжині L та необхідній технічній продуктивності Пт, проводиться у такій послідовності: вибирають тип і швидкість руху стрічки; визначають площу поперечного перерізу матеріалу на стрічці, її ширину, потужність двигуна, колове зусилля на ведучому барабані, натяжку в набігаючих і збігаючих кінцях стрічки, її товщину, розміри привідного, натяжного та відхиляючого барабанів, передавальне число редуктора.

Рис. 3.10. Способи зєднання кінців стрічки

Технічна продуктивність стрічкового конвеєра при переміщенні сипких вантажів

, м³/год (3.16)

або

, т/год (3.17)

де S -площа поперечного перерізу матеріалу, яка залежить від конструкції верхньої опори конвеєра, м²; n- швидкість руху стрічки, м/с; - щільність матеріалу, т/м³.

Площа (м²) поперечного перерізу матеріалу

для плоскої стрічки S = 0,05B²,

для жолобчатої стрічки S = 0,11B², (3.18)

для плоскої стрічки з бортами S = 0,05B² +hB₀,

де В - ширина стрічки, м; h - висота бортів, м; В₀ - відстань між бортами, м.

При транспортуванні штучних вантажів технічна продуктивність

(3.19)

де q’ - об’єм однієї порції матеріалу, м³ або т; а - відстань між окремими порціями матеріалу, м.

Окрім стрічкових конвеєрів у поточних лініях виробничих підприємств будівельної індустрії і в якості робочих органів будівельних машин застосовуються пластинчаті, шкребкові та вібраційні конвеєри.

Пластинчаті конвеєри (рис. 3.11, а) використовують для транспортування гарячих, гостроребристих, шматкових та штучних матеріалів. Робочий орган таких конвеєрів - безкінечний багаторядний пластинчатий ланцюг 3, який охоплює привідні 4 та натяжні 2 зірочки. До ланок ланцюга прикріп-

Рис. 3.11. Конвеєри з зчіпним тяговим органом:

1- пластина; 2,4- натяжна та привідна зірочки; 3- ланцюг; 5- шкребок

люються металеві пластини 1 товщиною 4...10 мм. Швидкість переміщення матеріалу до 0,5 м/с. Завантаження та розвантаження матеріалу проводять відповідно через завантажувальний бункер та розвантажувальний лоток.

Недоліки цих конвеєрів: значна вага та висока вартість рухомих частин; менша швидкість руху полотна порівняно зі швидкістю стрічки стрічкових конвеєрів; підвищена зношуваність шарнірних з’єднань і більший опір рухові.

Шкребкові конвеєри (рис. 3.11, б) застосовують для переміщення слабоабразивних та подрібнених матеріалів (цементу, вугілля та снігу в снігозавантажувачах) на невеликі відстані і під великим кутом нахилу. Вони відрізняються від пластинчатих тим, що на тягових ланцюгах 3 закріплені шкребки 5, а нижня робоча вітка розміщена у відкритому нерухомому жолобі і, рухаючись, переміщує матеріал.

Переваги шкребкових конвеєрів: простота конструкції, універсальність застосування, відсутність втрат і забрудненості вантажу, простота завантажування і розвантажування. Недоліки: подрібнення вантажу, значні витрати енергії, швидка зношуваність рухомих частин та жолобів, підвищений шум.

Ковшові конвеєри - елеватори (рис. 3.12, а) призначені для переміщення сипких та дрібношматкових матеріалів у вертикальному або нахиленому (до 60⁰) напрямах на висоту до 50 м. Несучий орган - ковші 3, а тяговий - втулочно-роликовий ланцюг 4 або прогумована стрічка, на якій вони змонтовані.

Привідна 6 та натяжна станції розміщені відповідно у верхній і нижній частинах конвеєра. Тяговий орган разом із ковшами закритий металевим кожухом 5,який складається з кількох секцій, які дозволяють за необхідності

Рис. 3.12. Ківшовий конвеєр:

а- конструктивна схема: 1,6- натяжна і привідна станції; 2,7- завантажувальний та розвантажувальний башмаки; 3- ківш; 4- тяговий орган; 5- кожух; H-висота підєму матеріалу; б- мілкий ківш; h- висота задньої стінки ковша; l,b-довжина та ширина ковша; в- глибокий ківш; г- чешуйчатий ківш

змінювати висоту елеватора. Матеріал завантажують через завантажувальний башмак 2, а розвантажують через розвантажувальний башмак 7. Переваги ковшових елеваторів: малі розміри в плані, можливість подачі вантажу на значну висоту, великий діапазон продуктивності (5...140 м³/год і більше). Недоліки: висока чутливість до перевантажень та необхідність рівномірної подачі до них вантажу.

Розрізнюють швидкохідні (швидкість 1,25...2,0 м/с) та тихохідні (швидкість 0,4...1,0 м/с) ковшові конвеєри. Перші застосовуються для переміщення сипких та дрібношматкових матеріалів, а другі - для великошматкових матеріалів. Ківш швидкохідного конвеєра завантажується набиранням, а тихохідних - засипанням матеріалу. Розвантажують їх відповідно під дією відцентрових сил та сили тяжіння (гравітаційне розвантаження).

Залежно від виду транспортованого матеріалу застосовують мілкі (рис. 3.12,б) - для дрібношматкових та сипких матеріалів, глибокі (рис. 3.12,в) - для сипких матеріалів, чешуйчаті (рис. 3.12, г) ковші - для шматкових матеріалів.

Чешуйчаті ковші розміщують на тяговому органі впритул один до одного, а глибокі і мілкі - з шагом, який перевищує в 2,5...3 рази висоту задньої стінки ковша.

Технічна продуктивність (м³/год) ковшового елеватора

(3.20)

де q - вміст одного ковша, л; К_Н - коефіцієнт наповнення ковша (для мілких - 0,6, для глибоких - 0,8, для чешуйчатих - 0,8); t - шаг між ковшами, м; u - швидкість ковшів, м/с; - щільність матеріалу, т/м³.

Гвинтові конвеєри (рис. 3.13, а) призначені для переміщення в горизонтальному і нахиленому (до 20⁰) напрямах сипких, дрібношматкових та пластичних будівельних матеріалів на відстань до 30...60 м. Робочий орган гвинтового конвеєра - гвинт (шнек) 5, який обертається у закритому кожусі (жолобі) 3. Залежно від переміщуваного матеріалу гвинти (шнеки) можуть бути: суцільні (рис. 3.13, б) - для сухих порошковидних та зернистих матеріалів (цемент, крейда, шлак, вапно); стрічковими (рис. 3.13, в) - для дрібношматкових матеріалів (гравій, щебінь, негранульований шлак); фасонними (рис.3,13,г)- для мокрих, злежанних і тістоподібних матеріалів (мокра глина, розчини і бетонні суміші), лопастними (рис. 3,13,д)- для бетонних сумішей. При обертанні гвинта матеріал переміщується вздовж його осі від завантажувального патрубка 6 до розвантажувального патрубка 7. Приведення в дію гвинта здійснюється від двигуна 1 через редуктор 2. Гвинти складаються з окремих секцій, з’єднаних між собою проміжними підвісними підшипниками 4. Діаметри гвинтів стандартизовані і складають 0,1...0,8 м.

Переваги гвинтових конвеєрів: порівняно проста конструкція і нескладне обслуговування; невеликі габаритні розміри у поперечному перерізі; висока продуктивність (20...40 м³/год); зручність проміжного розвантаження; можливість повної герметизації, що дуже важливо для порошкових вантажів. Недоліки: значне тертя матеріалу об гвинт чи жолоб, що призводить до швидкого їх зношування та великих затрат енергії; кришення транспортованого вантажу; обмежена довжина.

Рис. 3.13. Гвинтовий конвеєр:

а- конструктивна схема: 1- двигун; 2- редуктор; 3- кожух; 4- підвісний підшипник; 5- гвинт; 6,7- завантажувальний та розвантажувальний патрубки; б,в,г,д- відповідно суцільний, стрічковий, фасонний та лопастний гвинти

Для забезпечення нормальної роботи конвеєра необхідно щоб діаметр гвинта D був у 12 разів більший розміру типових шматів сортованих вантажів та в 4 рази більшим розміру найбільших шматків рядового вантажу. Шаг гвинта t дорівнює діаметру гвинта горизонтального конвеєра (t_r= D) і складає 0,6...0,8 діаметра гвинта нахилених конвеєрів, тобто t_н = (0,6...0,8)D. Менші значення шагу гвинта приймаються для абразивних гвинтів, які мають значний коефіцієнт тертя об стінки жолобу і при діаметрах гвинтів більше 150 мм.

При обертанні гвинта на транспортований матеріал діють осьові сили, в наслідок чого матеріал переміщується вздовж осі винта зі швидкістю u як гайка вздовж гвинта. Осьовому зміщенню самого гвинта в зворотньому напрямі продидіє підпорний підшипник.

Технічна продуктивність (м³/год) гвинтових конвеєрів

, (3.21)

де S - середня площа перерізу матеріалу, м²

(3.22)

D - діаметр гвинта, м; К_Н - коефіцієнт заповнення жолоба, 0,25...0,45; с - коефіцієнт, який враховує кут нахилу конвеєра (с = 1,0 та 0,65 - для горизонтальних та нахилених до 20⁰ конвеєрів); - швидкість переміщення матеріалів вздовж осі, м/с;

n=tžn, (3.23)

t - шаг гвинта, м; n - частота обертання гвинта, с^-1.

Тоді технічна продуктивність (м³/год) гвинтового конвеєра

(3.24)

Інерційні конвеєри належать до категорії машин безперервно транспорту без тягового органу. Вони служать для переміщення насипних і штучних вантажів по днищу жолобів і труб, які коливаються у заданому напрямку.

Простота і малогабаритність конструкції, зручність завантаження і розвантаження, герметичність (при необхідності) робочого органа, можливість транспортувати гарячі, абразивні, хімічно агресивні і токсичні вантажі, суміщення транспорту з технологічними операціями (підсушуванням, охолодженням, розподілом вантажу по фракціям) визначили широке застосування інерційних конвеєрів у будівництві та інших галузях народного господарства.

Рис. 3.14. Інерційні конвеєри:

а- гойдальний; б- вібраційний; 1- жолоб; 2- пружина; 3- шатун; 4- кривошип; 5- віброзбуджувач; 6- ресори

Конвеєр, жолоб якого коливається зі значною амплітудою А =10...150 мм та малою частотою w =0,7...2,0 Гц, не викликаючи підкидань транспортованого вантажу, називається гойдальним (рис. 3.14, а). У цьому конвеєрі коливання жолоба 1, підвішеного на пружинах 2, здійснюється за допомогою обертання кривошипа 4 через шатун 3.

Конвеєр, жолоб якого коливається з малою амплітудою А =0,5...6,0 мм та більшою частотою w = 8...50 Гц, даючи вантажеві ковзання по жолобові та вільний політ (підкидання), називається вібраційним (рис. 3.14, б).

Вібраційні конвеєри отримали широке поширення, тому що в багатьох випадках їх успішно використовують замість гвинтових, шкребкових та інших машин безперервного транспорту. Завдяки режимові з безперервним підкиданням жолоби мало зношуються навіть при транспортуванні сильно абразивних вантажів. Вібраційні конвеєри класифікують: за напрямом транспортування на горизонтальні, нахилені та вертикальні; за частотою наладки на працюючі в дорезонансному, резонансному та зарезонансному режимах; за типом приведення в дію з кривошипно-шатунним приводним механізмом, дебалансним відцентровим та електромагнітним віброзбуджувачами (вібраторами) з круговими та направленими коливаннями.

Жолоб 1, встановлений на ресори 6 під дією вимушеної сили, збуджуваної віброзбуджувачем 5, встановленим пружно на рамі жолоба під кутом b до напряму транспортування, здійснює зворотньо-поступальні коливання в напрямі переміщення вантажу. Матеріал, що подається через завантажувальний пристрій, здійснює невеликий рух уперед. З суми таких переміщень складається загальне переміщення матеріалу вздовж жолоба з середньою швидкістю n_x. Для вібраційних конвеєрів оптимальним є режим із безперервним підкиданням, при якому стикання транспортованих тіл з жолобом відбувається лише в моменти співударення, за тривалістю значно меншою, ніж тривалість періоду коливання самого конвеєру.

Крім різного типу конвеєрів у будівництві широко застосовується самоплинні пристрої, у яких матеріали переміщуються під дією сили тяжіння. Їх використовують для спускання сміття з споруд, які будують або ремонтують, для укладання матеріалів, подачі їх у бункери чи на конвеєри. Часто таке спускове обладнання виготовляють у вигляді лотків або труб.

На рис. 3.15, а показано спусковий коритоподібний лоток. Він складається із завантажувального бункера 1 та лотка 3, який підвішується на шарнірі 2 і підтримується двома тягами 4. Залежно від транспортованого матеріалу та необхідної швидкості його переміщення лоткові задається певний кут нахилу зміною довжини тяг. Задвижка 5 дозволяє регулювати кількість матеріалу, що подається. Ширину лотка найчастіше роблять не менше трикратного максимального розміру шматків матеріалу або штучного вантажу.

Рис. 3.15. Самоплинні пристрої:

а- спускний лоток; 1- бункер; 2- шарнір; 3- лоток; 4- тяги; 5- задвижка; б- спускна труба: 1- бункер; 2- труба; 3- затвор; в- гвинтовий спускний пристрій; 1- спіраль; 2- труба; г- каскадний спуск; 1- шахта; 2- лоток

Висоту бортів приймають рівною 0,4 ширини лотка. Лотки виготовляють із листового металу завтовшки 3...8 мм.

Для переміщення сипких та пилових матеріалів застосовують спускні труби (рис. 3.15,б). В них матеріал із завантажувального бункера 1 подається по трубі 2 до затвору 3. З’єднання бункера з трубою дозволяє встановлювати її в будь якому положенні. Діаметр труб складає не менше 300 мм.

Для спускання штучних вантажів застосовують гвинтовий спускний пристрій (рис. 3.15,в), який складається з вертикальної труби 2 та розміщеної в ній нерухомої спіралі 1. Шаг і кут нахилу спіралі підбирають так, щоб вантажі переміщувалися під дією власної ваги з заданою швидкістю.

Для переміщення сипких матеріалів з обмеженою швидкістю падіння застосовують каскадні спуски (рис. 3.15,г), які мають вертикальну шахту 1, всередині якої розміщені по гвинтовій лінії нахилені лотки 2.

Продуктивність спускового обладнання залежить від коефіцієнта заповнення та швидкості руху матеріалу по жолобові.

Устаткування пневматичного транспорту служить для переміщення вантажу по трубах і жолобах за допомогою стиснутого або розрідженного повітря. Їх різновиди та принцип дії розглянуто в главі 3.3.

До пневмотранспортного устаткування належать і так звані аерожолоби, у яких переміщення пиловидних матеріалів (наприклад, цементу) відбувається самоплином при дуже малих кутах нахилу внаслідок насиченості потоку матеріалу повітрям (аерування). Аерожолоб (рис. 3.16) складається з двох частин- верхньої та нижньої; між ними розміщена мікропориста керамічна або тканинна перегородка 5. Під перегородку в нижню частину жолоба вентилятором 1 через гнучкий шланг нагнітається повітря. Проходячи

Рис. 3.16.Аерожолоб:

1- вентилятор; 2- завантажувальна воронка; 3- жолоб; 4- розвантажувальний отвір; 5- перегородка; 6- матеріал

через перегородку, повітря аерує шар матеріалу 6, завантаженого в жолоб через завантажувальну воронку 2. Насичений повітрям матеріал набуває текучесті і починає пересуватися в бік розвантажувального отвору 4. Цьому сприяє постійно протікаюче через перегородку повітря (воно виконує роль змазки). Аерожолоби мають низьку енергомісткість переміщення і при правильному релюгуванні виключають втрату матеріалів у них, але придатні вони для переміщення пиловидних матеріалів лише на невеликі відстані.

Продуктивність (м³/год) аерожолоба

П_т=0,9žВžhžnžr_п, (3.25)

де В- ширина аерожолоба, м; h=0,1...0,15- товщина шару матеріалу в жолобі, м; n=(21,2...26,5)ž - швидкість руху матеріалу в жолобі, м/с; R_г- гідравлічний радіус, м;

R_г=Вžhž(2žh+B);

i_ж- нахил жолоба; r_п- щільність аеропульпи, кг/м³.

Аерожолоби широко застосовують в автоцементовозах. Цементовози

Рис. 3.17. Автоцементовоз (а) та пневматична установка для завантаження цистерни

1- люк; 2- цистерна; 3- опори; 4- вакуум-насос; 5,11- фільтри 6- сопло; 7- шланг; 8- розвантажувальний кран; 9- розподільна труба; 10- сигналізатор рівня; 12- манометр; 13,14- зворотній і запобіжний клапани; 15- аеролоток

(рис. 3.17,а) представляють собою цистерну-напівпричеп 2 до автомобільного сідельного тягача, встановлену під кутом 6...8° в бік розвантаження. Під час зупинки без тягача цистерна-напівпричеп спирається на висувні опори 3. Всередині, в нижній частині цистерни встановлено аеролоток 15, що являє собою жолоби, на які натягнута тканина. Завантаження здійснюється як через люк 1, так і самостійно за допомогою пневматичної установки (рис. 3.17,б). У другому випадку за рахунок розрідження, створюваного вакуум-насосом 4 в цистерні 2, цемент через забірне сопло 6, гнучку шлангу та розподільну трубу 9 подається в ємкість, де осідає, а повітря через фільтри 11 вакуум-насосом 5 викидається у атмосферу. Вакуум-насос приводиться в дію від двигуна автомобіля й працює в режимі вакуум-насосу при завантаженні й насоса-компресора при розвантаженні. При розвантаженні через аеролоток до цистерни від насоса-компресора подається стиснуте повітря, яке проходячи через пористі плитки, аерує цемент і приводить його в стан фюідизації (псевдозрідження). У результаті цього, а також внаслідок того, що в цистерні створюється тиск 0,15...0,20 МПа, цемент починає витікати через

Рис. 3.18. Затвори:

а- клапанний відкидний; б- секторний; в- пальцевий; г- рейковий

розвантажувальний кран 8 та шлангу в прийомний бункер. У цистерні встановлені сигналізатор 10 рівня цементу, манометр 12, зворотній 13 та запобіжний 14 клапани. Висота подачі цементу досягає 45 м. Вантажопідйомність автоцементовозів, що виготовляються, складає 3, 5, 8, 13 та 22 т.

Принцип дії та галузь застосування обладнання для гідромеханізації розглянуті в розділі 5.6.

Допоміжне обладнання транспортуючих машин та устаткування - бункери, затвори та живильники.

Бункери призначені для приймання та тимчасового зберігання сипких і шматкових матеріалів. Найпоширеніші бункери пірамідальної, призмопірамідальної, конічної та циліндричної форми. Обирають такий тип бункера, щоб над його випускним отвором не утворювався звід матеріалів.

Затвори (рис. 3.18) призначені для відкривання та закривання випускних отворів бункерів, а в деяких випадках і для релюгування потоку матеріалів. Залежно від виду матеріалу, розміру бункера та умов розвантаження розрізняють такі конструкції затворів: клапанні відкидні (рис. 3.18,а)- для бункерів малого вмісту й повного їх розвантаження; секторні (рис. 3.18,б)- для великошматкових матеріалів; рейкові (рис. 3.18, г).

Живильники (рис. 3.19) призначені для безперервної видачи матеріалів із бункерів (наприклад при завантаженні конвеєрів, дробарок та ін.). в основному це короткі, але посилені конвеєри (стрічкові, пластинчаті, гвинтові, вібраційні і т.д.). Е і інші конструкції живильників (тарільчаті, барабанні та ін.).

Стрічкові живильники (рис 3.19,а) застосовуються для видачі як пиловидних, так і середньошматкових матеріалів, пластинчаті (рис. 3.19,б)- для подачі середньо- та великошматкових матеріалів, гвинтові (рис. 3.19,в)-

Рис. 3.19. Живильники

а- стрічковий; б- пластинчатий; в- гвинтовий; г- тарільчатий; д- барабанний; е- кареточний; ж- вібраційний

для роботи з сипкими матеріалами. Тарільчаті живильники (рис. 3.19,г) застосовуються для видачі матеріалів різноманітної величини. Барабанні лопастні живильники (рис. 3.19,д) використовуються у тих випадках, коли треба видавати матеріал порціями. Кареточні (рис. 3.19,е) та вібраційні (рис. 3.19,ж) живильники також видають матеріал порціями, тобто працюють як дозатори.

3.3. ЗАВАНТАЖУВАЛЬНО-РОЗВАНТАЖУВАЛЬНІ МАШИНИ

Завантажувально-розвантажувальні роботи - один із найважчих та трудомістких виробничих процесів у більшості галузей народного господарства й особливо в будівництві. При відносно високому технічному рівні наших основних виробництв на завантажувально-розвантажувальних роботах ще досить широко застосовується ручна праця. Кількість зайнятих тут людей досить велика, а затрати на ці роботи в різних галузях народного господарства складають від 10 до 40 % загальних витрат виробництва. Для механізації завантажувально-розвантажувальних робіт у будівництві, крім кранів, екскаваторів та різних підйомників використовують спеціальні машини. Такі машини призначені для завантажень у транспортні засоби та розвантажень із них сипких, шматкових та штучних вантажів, а також для доставки їх до місця використання в межах будівельного майданчика та виконання різноманітних монтажних і допоміжних операцій. Вони бувають спеціалізованими, які використовуються на складах підприємств будівельної індустрії та пристанційних складах (шкребковий розвантажувач- для розвантаження піску, щебню, гравію і т.п. із залізничних платформ; розвантажувально-штабелева машина- для розвантажень напіввагонів), та універсальні самоходні навантажувачі. Це найчастіше колісна або гусенична підйомно-транспортна машина, оснащена одним або (найчастіше) кількома змінними робочими органами.

За принципом дії розрізняють навантажувачі циклічної і безперервної дії. До першіх належать одноківшові та вилкові навантажувачі, а до других - багатоківшові навантажувачі.

За призначенням завантажувально-розвантажувальні машини поділяються на навантажувачі для штучних вантажів- вилочні навантажувачі та для сипких і дрібношматкових матеріалів - одно й багатоковшові навантажувачі. Одноківшові навантажувачі застосовуються для навантаження - розвантаження, переміщення і складування дрібношматкових матеріалів, а також для розробки й навантаження в автотранспорт (або відсипання у відвал) незлежаного грунту 1 та 2 категорій та природнього грунту 3 категорії.

Одноківшові фронтальні навантажувачі на пневмоколісному ходу використовуються також при виконанні земляних робіт замість екскаваторів, особливо при відкритих гірських розробках. Це стало можливим завдяки ряду переваг навантажувачів порівняно з одноківшовими екскаваторами: більший вміст ковша при невеликій власній масі (у 6...8 разів менше маси екскаватора при рівному вмісту ковша); велика швидкість переміщення, яка значно перевищує швидкість пересування екскаватора; висока маневреність, яка дозволяє проводити роботи в тісних умовах, недоступних екскаватору; може транспортувати грунт на невеликі відстані зі швидкістю, яка відповідає автомобілеві - самосвалу.

Колісні навантажувачі мають вагу 0,3...85 т., вміст ковша 0,05...35 м³ та більше, потужність 6...500 кВт і вище. Їхня продуктивність у 2,5...3,0 рази вища, ніж у одноківшових екскаваторів такої ж маси. У навантажувачів у 2...3 рази менша висота копання, ніж у одноківшових екскаваторів і дуже малий радіус дії, що вимагає під'їзду майже впритул до забою.

Існуючі типи одноківшових навантажувачів виділяються різноманітністю кон