Схема двукратного полиспаста

Зачётная работа

 

по дисциплине «История развития строительной техники»

 

 

Темы:

 

1. Разновидности машин для уплотнения грунтов и дорожных покрытий.

 

2. Механизмы, предложенные великим Архимедом.

 

 

Тольятти, ТГУ

Год

Разновидности машин для уплотнения грунтов и дорожных покрытий.

Для искусственного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных оснований и асфальтобетонных смесей при сооружении земляного полотна оснований и покрытий городских дорог, площадей и улиц применяют широкую номенклатуру машин, осуществляющих уплотнение укаткой, трамбовкой и вибрацией.

Укатка производится прицепными, полуприцепными и самоходными катками с металлическими (гладкими, решетчатыми и кулачковыми) вальцами и колесами с пневматическими шинами. Прицепные кулачковые катки предназначены для послойного уплотнения связных и комковатых грунтов и имеют рабочие органы в виде кулачков специальной формы, прикрепленных к съемным бандажам, надетым на полый барабан, заполняемый балластом (обычно песком). Налипающий на кулачки грунт счищается скребками.

а) - каток статического действия с кулачками,

б, в, г) – пневмоколесный каток статического действия;

д)– виброкаток;

ж) – самоходная трамбующая машина ударного действия;

е) – драглайн крана;

з) – вибрационные трамбующие плиты

Катки выпускаются массой 6…30 т и различаются между собой размерами барабанов, числом, формой и величиной кулачков.

Пневмоколесные катки осуществляют уплотнение смонтированными в один ряд на одной или двух осях пневмоколесами, пригруженными балластом, и могут быть прицепными, полуприцепными и самоходными. Прицепные и полуприцепные катки применяют для послойного уплотнения связных и несвязных грунтов, самоходные — в основном для уплотнения дорожных оснований и покрытий. Прицепные катки имеют общую массу (с балластом) 12,5…42,5 т, уплотняют полосу шириной 2,2…3,3 м при толщине уплотняемого слоя 0,25…0,5 м. Полуприцепные (к одноосным тягачам и пневмоколесным тракторам) катки производительнее и маневреннее прицепных и выпускаются массой 15…45 т. Каждое пневмоколесо прицепных и полуприцепных катков нагружается индивидуальным балластом, имеющим свободное перемещение вместе с колесом в вертикальной плоскости. Это обеспечивает постоянную передачу давления на грунт каждым колесом независимо от неровностей уплотняемой поверхностиСамоходные пневмоколесные катки имеют массу 16…30 т и уплотняют полосу шириной 1,6…2,2 м. Рабочим органом самоходного катка являются передние управляемые и задние ведущие пневмоколеса, взаимная расстановка которых позволяет получать сплошную полосу уплотняемого материала

Прицепные и самоходные вибрационные катки в 8… 10 раз эффективнее катков статического действия и применяются для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов и материалов. Под действием вибрации значительно снижаются силы трения и сцепления между частицами уплотняемого материала, который становится более подвижным. Прицепные катки выпускают со взаимозаменяемыми гладкими, кулачковыми решетчатыми вальцами. Внутри пустотелого вальца прицепного катка имеется мощный вибратор направленных колебаний, приводимый в действие от установленного на раме катка двигателя внутреннего сгорания через клиноременную передачу 8. Общая масса прицепных виброкатков 3,6…12 т.

Самоходные виброкатки выпускают одно-, двух- и трехвальцо-выми. Встроенные вибраторы имеют ведущие вальцы. Привод вибраторов — механический и гидравлический. Масса самоходных виброкатков до 18 т, вынуждающая сила 20…50 кН. Они уплотняют полосу шириной до 1,5 м при скорости рабочего хода 6… 10 км/ч. Малогабаритные двухвальцовые виброкатки массой 0,8… 1,4 т применяют для уплотнения грунтов и покрытий в стесненных условиях при малых объемах работ. Они выпускаются с ручным и рулевым управлением, оборудуются механическими возбудителями колебаний и уплотняют полосу шириной до 0,8 м.

Самоходные комбинированные катки оборудуются ведущим вальцом из пневмомашин и гладким металлическим вибровальцом. Оба вальца имеют шарнирно сочлененную раму. Высокая эффективность уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов достигается за счет последовательного воздействия вибрации и статической нагрузки. Привод ведущих пневмоколес и вибровозбудителя — гидравлический. Вынуждающая сила вибровозбудителя регулируется в широком диапазоне в зависимости от условий укатки и достигает 150…200 кН. Производительность комбинированных катков при уплотнении несвязных грунтов до 1000 м3/ч.

Трамбующие машины послойно уплотняют насыпные тяжелые связные и несвязные грунты слоями 1…1.5 м, а также грунты в естественном залегании свободно падающими массивными трамбующими органами в виде железобетонных и чугунных плит круглой или квадратной в плане формы с площадью опорной поверхности около 1 м2. Необходимая плотность насыпного грунта достигается за 3…6 ударов плиты по одному месту. Трамбование осуществляется циклично или непрерывно. Цикличное уплотнение грунта обеспечивается плитами массой 1… 1,5 т, подвешенными на стропах к подъемному канату экскаватора-драглайна или стрелового самоходного крана. Плиты поднимают” грузовой лебедкой на высоту 1…2 м и сбрасывают на уплотняемый грунт. Трамбующие машины цикличного действия применяют в основном для работы в стесненных условиях на объектах с небольшими объемами работ.

Для уплотнения грунтов на объектах с широким фронтом работ используют самоходные трамбующие машины непрерывного действия на базе гусеничных тракторов класса с ходоуменьши-телями. Рабочим органом таких машин являются две чугунные плиты массой 1,3… 1,4 т, перемещающиеся по направляющим штангам. При движении трактора на пониженных скоростях (80…200 м/ч) плиты автоматически поочередно падают после подъема на высоту 1,1…1,3 м на поверхность грунта и уплотняют полосу шириной, равной захвату обеих плит. Частота ударов плит составляет 0,4…0,5 с-1, энергия единичного удара 14… 16 кДж.

Производительность самоходных машин достигает 500 м2/ч. Динамические нагрузки, возникающие при работе трамбующих машин со свободно падающим грузом, вредно влияют на базовую машину, а также расположенные поблизости сооружения и подземные коммуникации.

При выполнении небольших объемов работ по уплотнению несвязных грунтов, щебня и гравия в стесненных условиях применяют самопередвигающиеся вибрационные трамбующие плиты с рабочим органом в виде поддона (плиты), на котором установлены один или два двухдебалансных вибратора направленного действия. При работе вибраторов происходит уплотнение грунта и одновременное самостоятельное перемещение виброплиты в заданном направлении под воздействием горизонтальной составляющей вынуждающей силы.

 

 

Механизмы, предложенные великим Архимедом.

 

С ростом потребности людей в объектах соцкультбыта потребовались более сложные и более эффективные средства для строительства. Умственные способности людей постепенно совершенствовались, появились учёные (мудрецы), которые стали придумывать новые средства труда для механизации строительства. В результате на земле были возведены уникальные искусственные сооружения древности, такие, как египетские пирамиды, Великая китайская стена и др.

Самым простым и самым эффективным инструментом оказался рычаг греческого математика и механика Архимеда, жившего в 3 веке до н.э. Великий учёный изобрёл также архимедов винт, полиспаст, зубчатое колесо, военные метательные машины.

 

Схема действия рычага Архимеда

Здесь P – сила, прикладываемая человеком на большом плече рычага;

– кратность рычага;

– сила действия на малом плече рычага.

 

Схема двукратного полиспаста.

Здесь сила приложения P примерно в 2 раза меньше массы поднимаемого груза Q.

Число, показывающее во сколько раз получается выигрыш в силе, называется кратностью полиспаста. Увеличивая число огибаемых блоков, получают увеличение и кратности полиспаста.

Полиспаст в последствии стал основной частью в различных грузоподъёмных механизмах, например в электролебёдках, подъёмниках, кранах и т.п.