Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

И.И. Леонович А.Я. Котлобай

МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА, РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Утверждено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебника для студентов специальности «Автомобильные дороги» учреждений, обеспечивающих получение высшего образования

Минск 2005

Предисловие

Дорожное хозяйство Республики Беларусь включает множество предприятий, организаций и учреждений. В начале 2003 года в Республике Беларусь функционировало 9 дорожно-строительных трестов, трест «Мостострой», 120 дорожных ремонтно-строительных и 53 дорожно-эксплуатационных управления, около сотни асфальтобетонных заводов, карьеров и баз дорожно-строительной индустрии. Управленческие функции на республиканских автомобильных дорогах общего пользования выполняет департамент «Белавтодор» Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь и подведомственные ему областные «Автодоры». На местных дорогах управленческие функции возложены на «Облдорстрои». В городах созданы специальные службы и предприятия, которые проводят необходимые работы по строительству, ремонту и содержанию городских дорог, мостов и путепроводов. Соответствующие подразделения по эксплуатации дорог имеются и в некоторых отраслевых министерствах и ведомствах.

Выполнение функций строительства, содержания и ремонта автомобильных дорог неразрывно связано с использованием различных машин, механизмов, установок и оборудования. Выбор машин для производства дорожных работ весьма обширен. Практически во всех странах имеется множество фирм и организаций, которые занимаются производством и реализацией дорожной техники.

ВБеларуси широко используются технические средства, создаваемые как на отечественных предприятиях (ОАО «Амкодор», РУП «Белдортехника», филиале РУП «Дорстройиндустрия», Опытномеханическом заводе, МОУП «Дорвектор», Осиповичском заводе «Коммунмаш», Минском тракторном заводе, Могилевском автомобильном заводе, Сморгонском агрегатном заводе и др.), так и на предприятиях других государств (фирмах Савалко, Фогель, Виртген, Шмидт, Брейнинг (Германия), Эпоке, Нидо (Дания) и др.).

ВРоссии к таким организациям можно отнести: ЗАО «Стройдормаш», выпускающее автомобильные краны, экскаваторы, гидромолоты, манипуляторы, бульдозеры, автогрейдеры, погрузчики, дорожные котлы, автобитумовозы, автогудронаторы, асфальтосмесительные и грунтосмесительные установки, асфальтоукладчики, дорожные фрезы, маркировочные машины, машины для ямочного

3

ремонта и др.; тракторные заводы (Владимирский, Волгоградский); ряд машиностроительных заводов; холдинговые компании; различные закрытые и открытые акционерные объединения.

На белорусском рынке чаще всего можно встретить дорожную продукцию, выпускаемую нашими предприятиями.

ОАО «Амкодор-Ударник», созданный в 1993 году, является ведущим предприятием по выпуску дорожной и строительной техники. В его структуре – более 80 предприятий и учреждений, среди которых – КБ «Дормаш», испытательно-экспериментальный завод, заводы «Дормаш», «Ударник», «Амкодор-Мото», «Амкодор-Пинск» и др. Эти предприятия выпускают: погрузчики фронтальные одноковшовые пневмоколесные серии ТО грузоподъемностью от 2,5 до 4 т, погрузчики непрерывного действия серии ТМ, погрузчики с бортовым поворотом А-203, А-208А грузоподъемностью 0,32 и 0,98 т, автопогрузчики вилочные А-451 грузоподъемностью 5 т и высотой подъема груза 3,3 м; снегоочистители плужно-щеточные со сменным шнекороторным рабочим органом; катки вибрационные серии А-6715, А-6712, А-6641; бурильно-крановые машины А-25 на базе трактора МТЗ-82.1 (МТЗ-920) (в базовом исполнении оснащаются быстросменным основным ковшом и бульдозерным неповоротным отвалом).

РУП «Белдортехника», основанное в 1991 году, за годы своего существования создало более 20 видов дорожно-строительной техники и внесло существенный вклад в обеспечение механизации дорожных работ. В 1992 г. был выпущен первый образец катка КОРС-24-29, а в 1994 году – гладковальцовый каток ВА-9. С 1996 года начался выпуск снегоочистительных отвалов НО-72, нарезчиков швов НО-65, рециклеров ПМ-107, виброплит ПВ-1 и другой продукции. В настоящее время для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог предприятие выпускает: дорожные катки – вибрационный, гладковальцовый ВА-9-3, комбинированный грунтовый ВГ-12, статический пневмоколесный ДС-30; машины и механизмы для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий – фрезерные машины с бульдозером-погрузчиком НО-85; нарезчики швов НО-65; машины для регенерации асфальтобетона на месте производства работ ПМ-107; оборудование для содержания асфальтобетонных дорог – отвалы снегоуборочные цилиндрической формы НО-72-01, НО-72-02, НО-80-01, конической формы НО-72-05, НО-80 и боковой отвал НО-78-01; бульдозеры-погрузчики НО-87 со

4

щеткой на базе МТЗ 80/82, а также косилки и кусторезы, как навесное оборудование для трактора МТЗ 80/82.

Большую роль в обеспечении дорожной отрасли республики материалами, конструкциями и машинами играет РУП «Дорстройиндустрия», созданное в 1974 году. В его состав входят заводы железобетонных и мостовых конструкций, Опытно-механический завод, четыре гравийно-сортировочных завода, два механизированных карьера, деревообрабатывающий завод.

На Опытно-механическом заводе налажено производство уникальных машин для содержания и ремонта автомобильных дорог. Среди них – пескосолераспределители ОРС-04, ОРС-08; автогудронаторы АРБ-7, АРБ-8; автобитумовозы ПЦБ-12 (ПЦБ-12А), ПЦБ-18 (ПЦБ-18А); универсальная машина для уборки снега с обочин дорог, излишней растительности с откосов и борьбы с зимней скользкостью; поливомоечная уборочная машина ГКО-70; ямобур КОРС13.26; котел битумоварочный ОРС-10; битумный насос П-596М; установка насосная ПМ-80 и др.

Продукция предприятия поставляется в дорожные организации и на другие объекты промышленного и гражданского строительства Республики Беларусь.

МОУП «Дорвектор» функционирует в системе Минского Облдорстроя с 1997 года. Его техническая политика направлена на обеспечение дорожных организаций машинами и механизмами для ремонта и содержания автомобильных дорог. Среди них – щебнераспределители (ЩРДС-1400, ЩР-3.5), автогудронаторы (АГДС-3600), установки для ямочного ремонта (УДВ-2000-01) и регенерации дорожных покрытий (ОСАД и АД-02). На базе универсального шасси ШУ-366 и Ш-406 создан комплекс сменного навесного оборудования манипуляторного типа для очистки проезжей части и обочин от снега, обрезки деревьев, уборки пней, измельчения кустарников, скашивания травы на откосах насыпей и выемок, планировки откосов, подготовки ям для стоек дорожных знаков и других элементов инженерного обустройства. Сменное оборудование включает отвалы (передний, задний, боковой), фрезы, дисковые и цепные пилы, косилку, ямобур, измельчитель древесины и другие рабочие органы. Это оборудование значится под марками: КДД-3, КДД-5А, КДЦ-2, МДС-1А, ПДМ-4, КДМ-3, ИДМ-1200, БДМ, УРД-100, ФУД-0,4.01, ШРДС-2,5.01.

5

Значительный вклад в развитие транспортной и дорожной техники вносит Могилевский автомобильный завод, созданный в 1935 году как предприятие государственного авторемонта, деятельность которого до настоящего времени связана с ремонтом изношенных и созданием новых машин. В 1958 году здесь была выпущена первая опытная партия одноосных тягачей МАЗ-529, а в 1959 году – первый самоходный скрепер МАЗ 529Е-Д357Г. В 1961 году завод изготовил промышленную партию этого скрепера, с начала 1963 года началось его серийное производство. В 1961 году на заводе была разработана конструкция тягача МоАЗ-542 с навесным оборудованием: бульдозер, погрузчик, снегоочиститель. В 1965 году на базе унифицированных узлов создаются: автомобиль-самосвал МоАЗ-522 повышенной проходимости грузоподъемностью 18 т, погрузчик Д-584 грузоподъемностью 5 т, бульдозер Д-581, плужный снегоочиститель Д-596, самоходный скрепер МоАЗ-546-Д567 с емкостью ковша 10 м3 и другие машины. В дальнейшем проводится систематическая работа по усовершенствованию конструкции транспортных и дорожных машин. Взамен устаревших моделей создаются новые тягачи, автомобили-самосвалы, погрузчики, скреперы, автобетоносмесители, постоянно ведется работа по освоению производства новых видов продукции. В настоящее время продукция Могилевского автомобильного завода весьма разнообразна: тягачи, скреперы, самосвалы, машины для подземных работ, погрузчики, автобетоносмесители, краны, спецтехника, малогабаритная и коммунальная техника.

Кроме отмеченных выше, в Беларуси имеются и другие машиностроительные предприятия, которые прямо или косвенно участвуют в создании машин и оборудования для дорожных организаций. К ним можно отнести Минские тракторный и автомобильный заводы, Белорусский автомобильный завод, Осиповичский завод коммунального оборудования, Мозырский завод мелиоративных машин, Барановичский завод автоагрегатов и др. Таким образом, в Беларуси имеется достаточно мощная машиностроительная база, которая в большой степени обеспечивает потребности дорожной отрасли.

Применение зарубежной техники также является правомерным, особенно в случае, если эта техника эксплуатационно более надежна, а экономически – более выгодна.

6

В настоящем издании приведена информация как об отечественной, так и о зарубежной технике. В ряде случаев это будет полезным для проведения сравнительного анализа и углубленного изучения конструктивно-технологических особенностей различных типов и конструкций дорожных машин.

Рассмотренная тема является весьма многогранной. Еще в большей степени ее усложняют быстро меняющиеся подходы к созданию новых машин и систем управления ими. От студентов, изучающих дорожные машины, требуются всесторонние знания математики, сопротивления материалов, деталей машин, электроприборов, информационных технологий и комплекса специальных дисциплин, который включен в учебный план по специальности «Автомобильные дороги». Только на основе комплексного изучения гуманитарных и естественнонаучных специальных дисциплин можно достичь совершенства по своей специальности.

При написании учебника использовалась как опубликованная ранее техническая литература, так и информация периодических изданий. Перечень основных использованных источников приведен в конце книги.

Пользуясь случаем, выражаем благодарность рецензентам доктору технических наук, профессору Н.П. Вырко, кандидату технических наук, доценту М.Т. Насковцу, доктору технических наук А.Н. Орде за советы и замечания, которые отмечены в их рецензиях. Значительная помощь в подборе иллюстраций, подготовке издания оказана деканом факультета транспортных коммуникаций, кандидатом технических наук, доцентом И.Н. Вербило.

Профессор, доктор технических наук И.И. Леонович

7

Введение

ВГосударственной программе развития автомобильных дорог Республики Беларусь предусмотрено ускоренное развитие опорной сети магистральных автомобильных дорог, а также расширение в сельской местности строительства автомобильных дорог, связывающих районные центры и центральные усадьбы колхозов и совхозов с автомобильными дорогами общего пользования.

Внастоящее время строительное, дорожное и коммунальное машиностроение представляет собой большой комплекс заводов, научно-исследовательских, проектных, проектно-конструкторских

итехнологических институтов и организаций, входящих в состав специализированных производственных, научно-производственных

имежгосударственных промышленных объединений. Оборудование, участвующее в производстве комплексных работ,

подбирается так, чтобы достигалась наибольшая производительность труда, обеспечивались заданные темпы строительства при наименьших затратах и максимально использовалась производительность основной ведущей машины при взаимной увязке производительности всех машин комплекта.

Одним из крупнейших мероприятий, способствовавших подъему технического уровня экскаваторов, погрузчиков и других строительных и дорожных машин, явился их перевод на гидравлический привод. При этом на 25...60 % увеличилась вместимость ковшей одноковшовых экскаваторов и соответственно – их техническая производительность – и одновременно снизилась их масса.

Важным направлением развития и совершенствования строительной техники стало применение автоматики, позволившее организовать крупносерийное производство автоматизированных машин.

На основе использования достижений науки и техники предусмотрен дальнейший технический прогресс в строительном и дорожном машиностроении, повышение производительности и единичной мощности машин, улучшение их удельных показателей и рабочих параметров.

8

1. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ, УЗЛЫ И АГРЕГАТЫ ДОРОЖНЫХ МАШИН

1.1.Детали машин

1.1.1.Общие сведения

При изучении машин для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог необходимо глубоко изучить их устройство, узлы, агрегаты и детали, которые формируют их конструкции.

Машина – это устройство, предназначенное для выполнения определенной работы или преобразования одного вида энергии в другой. Основное назначение машины – частичная или полная замена производственных функций человека для облегчения труда и повышения его производительности.

Механизмом называется система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Наиболее общими для всех машин являются передаточные механизмы.

Сборочная единица – изделие, составные части которого определенным образом соединены между собой.

Деталь – это неразъемная элементарная часть машины или механизма.

Обеспечение работоспособности машин и механизмов определяется их свойствами, которые диктуются условиями эксплуатации, жесткостью, прочностью, износостойкостью, а в ряде случаев – тепло- и вибростойкостью их деталей.

Одним из самых важных свойств деталей принято считать их прочность, которая зависит от характера нагрузки, формы, размеров, материалов и технологии изготовления.

Основным условием прочности являютсяследующие соотношения:

σ [σ];τ [τ],

где σ,τ – нормальные и касательные напряжения в расчетном сечении;

[σ],[τ] – допускаемые нормальные и касательные напряжения.

9

Детали машин должны сохранять свою работоспособность в течение заданного срока службы при минимально необходимой стоимости изготовления и эксплуатации.

1.1.2. Соединения

Соединения различных деталей или сборочных единиц разделяются на две основные группы: неразъемные и разъемные. Неразъемные соединения подразделяются на сварные и заклепочные, разъемные – на резьбовые, шпоночные и шлицевые.

Наиболее распространенными из неразъемных соединений яв-

ляются сварные.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений (деталей) с использованием сил межмолекулярного сцепления путем местного или общего нагрева соединяемых элементов до расплавленного (или пластического) состояния. Сварка бывает ду-

говой, электрошлаковой, газовой, контактной и др.

Сварные соединения разделяют на стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные. В зависимости от толщины соединяемых деталей формы кромок могут быть различными (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Типы сварных соединений:

а – стыковые бесскосные ( < 8 мм); б – нахлесточные с двумя швами; в – угловое с односторонним швом;г – тавровое с двусторонним швом; д– стыковые со скосом стыкуемых кромок; е – расположение швов нахлесточных соединений; 1 – с односторонним швом; 2 – с двусторонним швом; 3 – V-образное ( < 30 мм); 4 – Х-образное ( =30...40мм);5– U-образное ( =30...40мм);6– лобовое;7 – фланговое;8 – косое

10