Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов

мы неприменимы (разрушение асфальтобетонных покрытий под узкие траншеи при прокладке коммуникаций).

Разрушать асфальтобетонные покрытия ударным рабочим органом целесообразно с энергией удара 4000 H м, при оптимальной скорости приложения ударной нагрузки и ширине инструмента, равной 105 мм, по последовательной схеме разрушения с нанесением ударов параллельно краю уступа на расстоянии 18 см, при шаге ударов, равном 40 см.

Рассчитывают оборудование с роторными дробилками при окружной скорости молотков дробящего устройства v 25...35 м/с. Большее значение принимают для материалов повышенной прочности и получения высоких степеней измельчения.

Размеры молотков устанавливают на основании анализа удара молотка о кусок дробимого материала. Удар молотка о кусок материала сопровождается возникновением реактивных ударных сил, действующих на ротор (стержни, вал, подшипники). Принимают, что удар, наносимый наружным краем молотка, является неупругим и угловая скорость ротора изменяется незначительно. Исходя из этого (рис. 4.44) определяют импульс ударной силы (в Н с)

mRJω S1 J m(R r)2

и импульс ударной реакции оси крепления молотка (в Н∙с)

где m - масса разбиваемого куска в кг; M - масса молотка в кг;

J - момент инерции молотка относительно оси крепления в

Нм/с2;

xц - расстояние от оси крепления до центра тяжести молотка в

м;

r - радиус ротора дробилки в м;

277

R - расстояние от оси вращения ротора до оси крепления молотка в м;

- угловая скорость ротора в рад/с.

Рис. 4.44. Схема взаимодействия молотка с дробимым материалом

Ударная реактивная сила, действующая на ось крепления молот-

ка:

P2 S2 ,

τ

где - продолжительность удара в с.

Для исключения этой силы молотки должны быть уравновешены.

Для срезания старого асфальтобетонного покрытия используют землеройно-фрезерные машины, выполненные на базе колесного шасси, с гидромеханическим ходоуменьшителем. Рабочий орган – фрезерного типа, представляет собой полый вал с неподвижно закрепленными на нем держателями, в которых установлены сменные зубья из износостойкой марганцевой стали.

278

Куски снятого асфальтобетона, используемого на месте для устройства основания или нижнего слоя покрытия под укладываемую асфальтобетонную смесь, дробят кулачковыми катками, кулачки которых имеют форму заостренных шипов, или специальными дробилками.

Кулачковый каток – навесное оборудование машины для взламывания покрытия.

Применяют машины типа «Робот», обеспечивающие разогрев старого асфальтобетонного покрытия перед его срезанием. Рабочий орган дорожной фрезы «Робот» (типы RS-2000 и RS-2300, ФРГ) устанавливается на автомобиле-тягаче«ДБ-Унимог»позади еговедущих колес.

Перед передними колесами автомобиля расположен блок горелок для разогрева асфальтобетонного покрытия и снижения усилия резания.

Фреза RS-2000 – барабан, на поверхности которого закреплены 160 ножей из износостойкой стали с шириной режущей кромки 50 мм. Вал ее вращается в направлении, обратном движению машины. Привод вала осуществляется через боковые редукторы и гидродвигатели от насоса, приводимого в действие от дополнительного двигателя мощностью 51,5 кВт, установленного на платформе базовой машины. Глубина фрезерования регулируется жесткими боковыми опорными колесами, закрепленными на боковых редукторах, фреза поднимается и опускается с помощью гидроцилиндра. Нагревательный блок размером 2000?850 мм и массой 65 кг состоит из 20 инфракрасных горелок, работающих от баллонов со сжиженным пропаном, установленных на платформе автомобиля. Расход газа составляет 4 кг/ч для каждой горелки. Снятый материал забирается ковшовыми погрузчиками, после чего полотно очищают подметальными машинами.

Машины «Робот» (RS-2000, RS-2350) могут быть оборудованы как поверхностным открытым нагреванием сжиженным газом (of ) для небольших по объему фрезерных работ, так и более мощным инфракрасным нагревом покрытия (if ).

Производительность фрезы при глубине фрезерования 25-40 мм составляет:

279

При расчете тягового баланса усилия сцепления машин ударного разрушения покрытий при передвижении их собственным ходом (в транспортном режиме) проверяют по общепринятым формулам. Общее сопротивление в рабочем режиме Wp (в ньютонах) машин,

срезающих (фрезой, отвалом) или взламывающих (кирковщиком, рыхлителем) асфальтобетонное покрытие, включает сопротивление перемещению машины ходового оборудования, выравнивающих и срезающих рабочих органов. Таким образом, общее сопротивление

Wp Gм Gв Gср fпер Gвf1 Gпрf2 Gсрf1 kcрBh ,

где Gм , Gв , Gср , Gпр - вес соответственно машины, выравни-

вающего и срезающего оборудования, призмы волочения материала покрытия перед рабочим органом, Н;

fпер - коэффициент сопротивления дороги;

f1 - коэффициент трения материала покрытия по стали, прини-

маемый для разогретого асфальтобетона равным 0,3…0,4;

f2 0,35...0,45 - коэффициент внутреннего трения материала покрытия;

kср - коэффициент сопротивления резанию, Н/м2;

B , h - соответственно ширина и глубина резания, м. Вес призмы волочения срезаемого материала покрытия

Gпр 0,6 H h 2 L γ g ,

где H , L - соответственно высота и длина отвала, м; h - глубина резания, м;

- средняя плотность материала покрытия, принимаемая для асфальтобетона 2,2…2,3, Н/м3,

280

g 9,8 мс2 .

Силу тяги Wp по сцеплению и силу тяги, развиваемой двигате-

лем, определяют по формуле (4.1).

Тяговый расчет и проверку работы машины в транспортном режиме при ее передвижении собственным ходом производят по известным формулам.

В случае расчета энергетического баланса для единичного удара рабочих органов ударного действия определяют необходимую работу A (в джоулях) с учетом оптимальной ширины лезвия инструмента, скорости приложения ударной нагрузки и свойств асфальтобетона

A 98ξ81,6Rсжt0,32/? ,

где - коэффициент, учитывающий форму инструмента (для сим-

метричной шестигранной пики 0,016 );

B - ширина лезвия инструмента, мм;

Rсж - прочность асфальтобетона на сжатие, принимаемая рав-

ной 5 МПа при t = 20 °C и 1,6 МПа при t = 50 °C и сухом состоянии покрытия;

t - температура асфальтобетонного покрытия, °С;

- коэффициент, характеризующий асфальтобетон (для средне-

зернистого он равен 12,5).

Для машин, срезающих покрытие рабочим органом отвального типа и взламывающего действия, мощность (в киловаттах), расходуемая в рабочем режиме Nр на привод оборудования:

281

Для машин, срезающих покрытие вращающейся фрезой, мощность (в киловаттах), передающаяся через движитель и с помощью привода фрезы:

где ωф - угловая скорость фрезы, принимаемая для машин типа ЗФМ-2300 равной 0,9-1,4 рад/с;

Rф - радиус фрезы, м;

ηпф - КПД передачи между двигателем и фрезой.

Мощность (в киловаттах) машин, срезающих фрезой слой разогретого асфальтобетонного покрытия:

Np NудBHυм ,

где Nуд 3600 4700 кВт∙с/м3 - удельная мощность, затрачивае-

мая на срезание покрытия;

B , H - соответственно ширина и глубина срезаемого покрытия, м.

4.2.3.2. Машины и оборудование для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог механизированной укладкой эмульсионно-минеральных смесей с помощью универсальных машин для ямочного ремонта

Наиболее прогрессивным, эффективным и производительным способом ямочного ремонта в настоящее время является технология, при выполнении которой непрерывно осуществляются операции по приготовлению, укладке в ремонтируемую яму и уплотнению эмульсионно-минеральной смеси потоком воздуха, выполняемые рабочим органом универсальной машины. Такую технику, различную по конструкции, но одинаково выполняющую основные операции технологического процесса, выпускают ряд предприятий в Европе, России и Республике Беларусь.

ЗАО «Бецема» (г. Красногорск) [7], ЗАО «Химлегмаш – Псков» (г. Псков) [8] и ОАО ”Завод «Дормаш»” (г. Верхний Уфалей) вы-

282

пускают соответственно установки для ямочного ремонта БЦМ–24,

УДР–1 и УДМ–1 (рис. 4.45, 4.46) типа RA–2000 SPRAY PATCHER

фирмы «ROSCO» (США), конструктивно идентичные, отличающиеся только комплектующими изделиями, которые агрегатируются с автомобилем-самосвалом, на заднем борту которого навешивается приемный бункер, оборудованный шнековым питателем, из которого щебень транспортируется по гибкому щебнепроводу в рабочий орган под действием потока воздуха, создаваемого воздуходувкой. Привод воздуходувки осуществляется от дизельного двигателя, смонтированного на раме установки. Подача битумной эмульсии производится насосом из теплоизолированного бака, имеющего систему подогрева, к рабочему органу установки – соплу, где происходит смешивание щебня с битумной эмульсией и непрерывная укладка получаемой эмульсионно-минеральной смеси в ремонтируемую яму. Рабочий орган имеет возможность менять свое положение в пространстве охватывая определенную площадь покрытия автодороги.

Рис. 4.45. Установка для ямочного ремонта БЦМ–24 производства ЗАО «Бецема» (г. Красногорск)

283

ган, где она смешивается со щебнем. Получаемая в результате эмульсионно-минеральная смесь непрерывно укладывается в ремонтируемую яму. Рабочий орган (сопло) смонтирован на стреле гидроманипулятора и управляется водителем автомобиля непосредственно из кабины.

Рис. 4.47. Машина для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автодорог SR 800 фирмы «SAVALCO» (Швеция)

Недостатком данной машины является относительно невысокое качество ямочного ремонта вследствие отсутствия в выполняемом технологическом процессе операций по промывке щебня от пыли и ямы от грязи и засорителей; металлоемкость и энергонасыщенность, определяющие высокую стоимость изготовления и эксплуатации машины. Производительность машины составляет 140 м2 в смену, стоимость вместе с автомобилем – 170000 USD.

Производственно-торговой фирмой «РАСТОМ» (г. Москва) выпускается с применением импортных комплектующих машина для ямоч-

ного ремонта Turbo Jet T – 250 AE типа CRAFCO (США) (рис. 4.48),

устанавливаемая на шасси автомобиля ЗИЛ–133 Г42 грузоподъемностью 12,5 т, конструкция которой состоит из конического бункера объемом 5 м3 для щебня, опускаемого под действием силы тяжести в питатель и увлекаемого потоком воздуха, создаваемого воздуходувкой, по гибкому щебнепроводу в ремонтируемую яму. На конце гибкого щебнепровода, проложенного по стреле, управляемой оператором вручную, установлено сопло, в котором происходит обработка щебня битумной эмульсией, подаваемой под давлением из

285