Контрольные вопросы
По каким признакам классифицируются катки?
Какие катки используются для уплотнения малосвязных и связных грунтов? Как оценить качество уплотнения грунта?
Как устроены катки (статического действия, вибрационные и на пневмошинах)?
Как определяется требуемая степень уплотнения грунта?
Назовите методическую последовательность выбора рационального типажа катка?
Рекомендуемая литература
1.Строительные машины: Учебник для студ. ВУЗов. Под ред. Д.П. Волкова— М.: Высшая школа, 2011. с.162-168.
2.«Строительные машины. Справочник ». Том 1. «Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог». 5-е изд. перераб. под общей ред. Э.Н.Кузина. М.: Машиностроение, 2007. с. 185-194.
3.Земляные работы: Справочник строителя / Под ред. А.К. Рейша 3-е изд. перераб. и доп., — М.: Стройиздат, 2007. 320с.
|
|
|
|
Лабораторная работа № 8 "Выбор рационального типа трамбовочных машин ударного действия на эвм"
Уплотнение грунта методом трамбования осуществляется машинами ударного действия, и происходит за счет энергии падающей массы, представляющей собой рабочий орган машины.
В современной практике наибольшее распространение получили следующие типы трамбующих машин: а) трамбовки взрывные — дизельные, пневматические и электрические; б) трамбующие плиты и вальцы, свободно подвешенные на подъемных канатах стреловых кранов, экскаваторов и тракторов; в) многосекционные трамбующие машины.
Трамбующие машины могут применяться для уплотнения различных видов грунта — связных и несвязных. Преимуществами машин ударного действия перед укатывающими является то, что ими можно уплотнять грунт слоями значительной толщины (до 1,5—2 м), производить уплотнение отдельных участков насыпей в стесненных условиях и вести уплотнение в зимнее время.
Трамбовки с приводом рабочего органа взрывным, пневматическим или электрическим способом имеют ограниченное применение — для уплотнения грунтов в труднодоступных и неудобных местах и при небольших объемах работ (пазухи сооружений, дно траншей и т. п.).
Трамбующие плиты изготовляются из чугуна или в виде армированного бетонного блока массой от 0,8 до 4 г и являются сменным оборудованием одноковшовых экскаваторов, стреловых кранов или подвешиваются к стрелам на тракторах.
Глубина уплотнения грунта плитами колеблется в пределах 0,8—1,5 м при 3—6 ударах по одному месту и падении плиты с высоты 1—2 м. Их применяют для уплотнения свежеотсыпанных связных и малосвязных грунтов, а также грунтов с ненарушенной структурой, в частности, ложа каналов и водохранилищ.
Трамбующие плиты, свободно подвешенные на экскаваторах и кранах, малопроизводительны. Кроме того, динамика работы экскаватора и крана с трамбующей плитой вредна для их механизмов и часто приводит к преждевременному их износу. Этот метод уплотнения следует применять лишь при отсутствии других грунтоуплотняющих машин.
Вальцовые трамбовки массой 2,5—3,5 г являются также сменным оборудованием одноковшовых экскаваторов и самоходных стреловых кранов. Валец изготовляется из листовой стали и имеет люки для заполнения его балластом. Ось вальца наглухо приваривается к его боковинам, и оба конца оси шарнирно соединяются с грузоподъемным и оттяжным канатами экскаватора или крана. Вальцовые трамбовки могут применяться для комбинированного уплотнения откосов насыпей и каналов методом трамбования с укаткой.
Многосекционные трамбующие машины в зависимости от назначения могут быть различных конструкций. Принцип их работы состоит в том, что рабочие органы машины — молотки, плиты поднимаются при помощи специальных механизмов на некоторую высоту, а затем падают под действием собственного веса и при этом наносят удар по грунту. Они являются машинами непрерывного действия и: уплотняют грунт, как правило, за один проход.
Многосекционные трамбующие машины характеризуются высокой производительностью и наиболее эффективны для уплотнения связных грунтов как свежеотсыпанных, так и с ненарушенной структурой.
По . способу перемещения эти машины подразделяются (рис.8. 1) на навесные, прицепные и самоходные. Вследствие своей маневренности, а часто и реверсивности они хорошо уплотняют грунт у краев насыпи, а также при отсыпке земляных сооружений в узких местах.
Рабочим органом навесных машин могут быть дизель-трамбовки или трамбующие плиты, смонтированные на гусеничном тракторе. В первом случае (рис.8. 1, а) пять дизель-трамбовок располагаются сзади трактора на подвесной раме, которая, в свою очередь, шарнирно крепится к обеим рамам гусеничных тележек трактора. Подъем и опускание навесной рамы с трамбовками соответственно в транспортное или рабочее положение осуществляется при помощи лебедки, установленной на тракторе. Трамбовки работают по принципу двухтактного дизеля (см. дизель-молот). Масса ударной части трамбовки 200—250 кг, число ударов при максимальной высоте вылета поршня — 70 в минуту.
Во втором случае (рис. 8.1, б) рабочим органом машины являются две плиты, попеременно падающие по направляющим штангам, закрепленным в верхней части подвески. Автоматический подъем и сбрасывание трамбующих плит производится кривошипно-полиспастным механизмом, связанным с редуктором подъемного механизма, получающего вращение от вала отбора мощности.
Обе машины способны уплотнять связные и несвязные грунты и имеют примерно одинаковые параметры: производительность 400—450 м3/ч, глубину уплотнения 1—1,2 м.
В качестве примера прицепной трамбующей машины может служить каток с падающими грузами (рис.8. 1, б)
Рис.8. 1. Основные типы многосекционных трамбующих машин
Самоходные трамбующие машины (рис. 8.1, г) на гусеничном ходу оборудуются ударным механизмом, состоящим из 4—5 отдельных, поочередно работающих трамбовок, с приводом от кривошипного вала. Трамбовки массой до 1,5 г работают с частотой 20 ударов в минуту. Высота падения трамбовки может изменяться в пределах 0,5—1,2 м. Скорость движения машины принимается с расчетом, чтобы по одному месту каждая трамбовка ударяла 2 раза. За час машина уплотняет до 500 м2 площади при толщине уплотняемого слоя до 50 см. При необходимости одна или несколько трамбовок могут быть выключены из работы.
Многосекционные
трамбующие машины для уплотнения дна
и откосов гидротехнических каналов и
горизонтальных поверхностей (рис. 8.1,
д) представляют собой мостовую конструкцию,
опирающуюся концами на бровки канала
и передвигающуюся вдоль канала на
рельсовом или гусеничном ходу. Вдоль
моста передвигается тележка с поворотной
обоймой, внутри которой перемещается
направляющая шахта. Поворотная обойма
имеет возможность поворачиваться
относительно горизонтальной оси, а
шахта — подниматься вверх и вниз вдоль
обоймы. Таким образом, шахта может быть
установлена перпендикулярно дну канала
или его откосу при любом его наклоне.
Рис. 8.2. Кинематическая схема трамбовочной машины ДУ-12В: 1 — обойма блока кривошипа; 2 — кривошип; 3 — обгонная муфта; 4 — кривошипный вал; 5 — редуктор; 6 — муфта сцепления; 7 — карданный вал; S — двигатель; 9 — коробка передач трактора; 10 — вал отбора мощности; 11 — ходоуменьшитель; 12 — подъемный канат(полиспаст); 13 — плита
Трамбующая машина с падающими плитами ДУ-12А предназначена для уплотнения тяжелых связных грунтов, отсыпаемых слоями толщиной 0,8 м и более при сосредоточенных объемах работ (подъезды к мостам и другим инженерным сооружениям), а также для уплотнения дамб и плотин. Высокий уплотняющий эффект и в ряде случае отсутствие необходимости ведения контроля за качеством уплотнения достигается тем, что машина обладает высокой энергоотдачей (18835 Дж от единичного удара плитой).
Цель работы: ознакомиться с методикой расчета выбора рационального типа трамбовочных машин ударного действия.
Содержание: определить энергию единичного удара; рассчитать скорость распространения деформаций в грунте; найти глубину уплотнение зоны грунта за один удар; определить производительность машины.
Методическая последовательность проведения расчета заключается в следующем:
1. В соответствии с вариантом задания по справочникам (указанным в списке используемой литературы) найти требуемые для расчета параметры рабочего оборудования трамбовочных машин ударного действия
2. Получить у преподавателя задание и наименование программного обеспечения для выполнения тягового расчета трамбовочных машин ударного действия .
3.Подготовить ЭВМ для выполнения расчетов и ввести: дату, фамилию, имя, отчество, группу.\
4.Далее вводить данные для расчета в диалоговом режиме, используя подсказки базы данных программы.
5.Выполнить расчеты в соответствии с заданием на исследование влияния условий работы на производительность используемой машины и влияния типажа трамбующей машины на качество уплотнения и производительность.
6. Снять с принтера распечатку расчета.
7. Построить графики и дать краткий анализ проведенного исследования по установлению влияния условий производства работ на производительность трамбовочных машин ударного действия и его типажа на плотность грунта. Написать заключение по выполненному расчету, указать марку рационального типажа трамбовочной машины ударного действия.
Методика расчета
Основными параметрами
машин являются: скорость удара
,м/с, энергия удара Еуд,
Дж; удельное динамическое сопротивление
грунта
,
Па; глубина уплотненной зоны грунта
,м;
производительность машины, м3/ч
[1].
1. Определить
скорость удара свободно падающей
трамбующей плиты, м/с:
где
- ускорение свободного падения;Н –
высота подъема трамбующей плиты (см.
табл. 8.1).
2. Энергия единичного удара, Дж
где
- масса трамбующей плиты, кг.( табл.8.1)
3.Скорость распространения деформаций в грунте, м/с
U=
где
-предел прочности грунта на сжатие при
трамбовании, Па*103
(см.табл.8.1);
=0.2...0.3 - коэффициент поперечной деформации
грунта;
-относительная деформация грунта
(см.табл.8.1);I -плотность грунта, т/м
(см.табл.8.1).
4.Удельное динамическое сопротивление грунта, Па
5. Глубина уплотненной зоны грунта за один удар плоским рабочим органом
где S -площадь трамбующей плиты (табл. 8.1).
6. Производительность машины, м3/ч
где n
-число, ударов в 1с (табл.8.1);
-размер опорной поверхности плиты
(табл.8.1);
=0.2 м ширина перекрытия сменных полос
уплотнения;
=h/8
- число ударов по одному месту при
заданной глубине уплотнения h=0.8
м;
-
коэффициент использования машины во
времени.
Рис. 8.3. Трамбовочная машина ДУ-12В: 1 — редуктор; 2 — кривошипно-полиспастный механизм; 3 — передняя подвеска; 4 — задняя подвеска; 5 — подъемный канат; 6 — навесная рама; 7 — крюк; 8 — плита; 9 — ходоуменьшитель; 10 — штанга; 11 — рычаги управления; 12 — карданный вал; 13 — муфта сцепления
Таблица 8.1. Индивидуальные варианты заданий
N варианта |
б, Па*103 |
Н, м |
m, Т |
S = а2 |
I, т/м3 |
n, l/c |
|
1 |
60 |
2.5 |
1.1 |
1.4 |
2.1 |
0.3 |
0.08 |
2 |
70 |
3.5 |
1.2 |
1.5 |
2.2 |
0.4 |
0.05 |
3 |
80 |
2.0 |
1.3 |
1.6 |
2.3 |
0.3 |
0.06 |
4 |
90 |
2.5 |
1.4 |
1.1 |
2.4 |
0.4 |
0.06 |
5 |
100 |
2.0 |
1.5 |
1.2 |
2.5 |
0.3 |
0.05 |
6 |
110 |
3.3 |
1.6 |
1.3 1.4 |
1.1 |
0.4 |
0.06 |
7 |
120 |
3.0 |
1.1 |
1.4 |
1.2 |
0.3 |
0.07 |
8 |
130 |
2.5 |
1.2 |
1.5 |
1.3 |
0.2 |
0.05 |
9 |
140 |
3.0 |
1.3 |
1.6 |
1.4 |
0.3 |
0.07 |
10 |
150 |
3.5 |
1.4 |
1.0 |
1.5 |
0.4 |
0.05 |
11 |
160 |
2.0 |
1.5 |
1.1 |
1.6 |
0.2 |
0.08 |
12 |
170 |
3.5 |
1.6 |
1.2 |
1.7 |
0.3 |
0.07 |
13 |
180 |
3.0 |
1.5 |
1.3 |
1.8 |
0.4 |
0.08 |
14 |
190 |
2.5 |
1.4 |
1.4 |
1.9 |
0.2 |
0.09 |
15 |
195 |
3.0 |
1.3 |
1.5 |
2.1 |
0.3 |
0.08 |
16 |
196 |
3.5 |
1.2 |
1.6 |
2.2 |
0.4 |
0.08 |
17 |
197 |
2.0 |
1.1 |
1.1 |
2.3 |
0.2 |
0.07 |
18 |
180 |
3.5 |
1.2 |
1.0 |
2.4 |
0.3 |
0.06 |
19 |
170 |
3.0 |
1.3 |
1.3 |
2.1 |
0.4 |
0.07 |
20 |
180 |
2.5 |
1.4 |
1.4 |
2.2 |
0.2 |
0.08 |
21 |
170 |
3.0 |
1.5 |
1.1 |
1.6 |
0.3 |
0.09 |
22 |
160 |
2.5 |
1.6 |
1.2 |
1.7 |
0.4 |
0.08 |
23 |
150 |
3.0 |
1.5 |
1.3 |
1.8 |
0.8 |
0.07 |
24 |
140 |
3.0 |
1.4 |
1.4 |
1.9 |
0.3 |
0.07 |
25 |
120 |
2.0 |
1.0 |
1.2 |
1.7 |
0.3 |
0.05 |
26 |
140 |
1.5 |
1.2 |
1.1 |
1.6 |
0.4 |
0.06 |
27 |
160 |
3.0 |
1.4 |
1.2 |
1.5 |
0.2 |
0.07 |
28 |
180 |
2.8 |
1.6 |
1.3 |
1.4 |
0.8 |
0.08 |
29 |
170 |
2.5 |
1.2 |
1.4 |
1.8 |
0.3 |
0.06 |
30 |
150 |
2.0 |
1.1 |
1.1 |
1.7 |
0.2 |
0.05 |