I. Ощие сввдения об экскаваторах

Экскаваторы относятся к землеройным машинам и предназна­чены для разработки грунта и перемещения его на небольшие рас­стояния для выгрузки в отвал или транспортные средства.

По принципу действия они разделяются на циклического дейст­вия (одноковшовые экскаваторы) и непрерывного действия (многоков­шовые экскаваторы).

По назначению одноковшовые экскаваторы классифицируются на строительные, карьерные, вкрышные, шахтные, туннельные, пла­вучие, башенные ; по типу ходового оборудования — пневмоколесные, гусеничные и шагающие.

По типу привода экскаваторы разделяются на одномоторные и многомоторные ; с механическим и гидромеханическим приводом ; по подвеске рабочего оборудования - экскаваторы с гибкой и жес-

116

ляется раздвижной линейкой; размер в определяется как расстояние от поверхности шаров до внутренней стенки барабана; размер с измеряется в пустой камере и сравнивается с паспортным значением диаметра барабана; размер h, определяется как разность размеров с и в .Все размеры определяются в метрах.

Рис.2 Схема определения объема мелющих тел

Фактический объем мелющих тел с достаточной степенью точности определить по формуле

V_о ≈ 2,2/3 а h L (5)

где L - длина камеры барабана, м (измеряется раздвижной линейкой).

Фактический внутренний объем камеры барабана определять по формуле .

V = 0,25 π D² L (6)

где D - внутренний диаметр барабана, м (измеряется через открытый люк раздвижной линейкой);

L - длина камеры барабана, м (определяется раздвиж­ной линейкой).

Фактический коэффициент заполнения определить по

21

формуле

φ_ф = V_о / V (7)

где V_о - фактический объем мелющих тел, м, формула (5);

V - фактический внутренний объем камеры, м , форму­ла (6).

2.2. Определение теоретического коэффициента заполнения

Теоретическое значение коэффициента заполнения определить по формуле

φ = V_о / V = G_ш / ρ_нас V (8)

где G_ш - масса шаров, кг;

ρ_нас - насыпная плотность шаров, кг/м³ (для цильпебса

ρ_нас =45OO кг/м³);

V - внутренний объем камеры барабана, м³ ,

V = 0,25 π D² L

здесь D и L — паспортные значения внутреннего диамет­ра длины камеры барабана.

Сравнить полученные значения φ и φ_ф и указать воз­можные причины расхождения.

3. Определение мощности, потребляемой мельницей мбл-5

3.1. Экспериментальное определение потребляемой мощности Экспериментально потребляемая мощность определяется по по­казаниям ваттметра, установленного на приборном щите лабора­торной установки. Из-за особенностей электрической схемы включения ваттметра фактически потребляемая мощность будет

22

Таблица 4

Коэффициент, зависящий от степени уплотнения, и вида грунта

Вид грунта	Степень уплотнения
	0,95	0,98	1,00
Связный Несвязный	4 2	7 4	14 10

11. Вычислить мощность, кВт, затрачиваемую на удар:

N_у = P_max V·10^-3 , (12)

где V - скорость удара, м/с:

V = 2 π r n_к ;

здесь r - радиус вращения кривошипа, м (r = 0,015 м);

n_к - частота вращения кривошипа, равная паспортной частоте ударов трамбующего башмака, с^-1 (n_к = n_δ = 7... 10 с^-1). Сравнить полученное значение с паспортным и сделать вывод.

12. Найти мощность, кВт, затрачиваемую на подъем трамбующего башмака:

N_у = 10^-3m g H/(η t_под), (13)

где η - общий КПД привода механизма подъема (η = 0,85) ;

t_под - время подъема трамбующего башмака:

t_под = 1/(2nδ) = 1/14...1/20 c .

13. Определить производительность, м³/ч, ручной трамбовки:

n = 3600(a-b)² h k_u /m, (14)

где a - размер опорной поверхности трамбующего башмака, м;

b - ширина перекрытия смежных полос, м:

b = 0,10...О,15 м [9, с.314] ;

h - толщина слоя эффективного уплотнения, м;

k_u - коэффициент использования машины по времени, равный:

k_u = 0,80...0,86 [9, с.314] ;

m - число ударов по одному месту.

115

женного состояния (для связных грунтов α = 1,1; для несвязных грунтов – α = 1,5);

B_min - минимальный размер рабочего уплотняющего органа (башмака), м.

Сравнить полученный результат со значениями h₀ , принимаемы­ми для ориентировочной оценки эффективности уплотнения (табл.3).

Таблица 3

Зависимость оптимальной толщины слоя уплотнения

от удельного импульса i при ориентировочной оценке

эффективности уплотнения

i · 104 , H c/м2	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,4	1,8
h0 , м	0,30	0,40	0,55	0,65	0,85	1,00	1,35

Примечание. При условии, что B_min ≥ (0,8...1,0).

9. Определить приближенно необходимое число ударов трамбующе­го башмака для достижения требуемой плотности грунта:

m = к₁ ( h / h₀ )( i_пр / i ), (10)

где к₁ - коэффициент, зависящий от степени уплотнения и

вида грунта (табл.4).

h - толщина уплотняемого слоя.

10. Определить число ударов трамбующего башмака в секунду, Гц: n_δ = n_дв / (60 u), (п)

где n_дв - частота вращения вала электродвигателя

(n_дв= 2900 мин^-1);

u - передаточное число редуктора (u = 4,846).

Сравнить полученный результат с паспортным числом ударов и сделать вывод.

114

в 2 раза выше, чем показывает ваттметр.

Потребляемую мощность определить для следующих трех режи­мов работы мельницы:

а) Без загрузки барабана мельницы N₀

Для этого, не загружая мельницу шарами и материалом, вклю­чить привод мельницы и по показаниям ваттметра определить расход мощности в холостом режиме работы. Результаты измере­ний занести в таблицу.

Таблица

Способ определения потребляемой мощности	Масса шаров, кг
	0	35	70
	Потребляемая мощность, кВт
Экспериментальный	N0 =	N0,5 =	N1,0 =
Теоретический	N0Т =	N0,5Т =	N1,0Т =

б) С половинной загрузкой барабана N_0,5

Для этого необходимо приготовить 36 кг шаров и 5 кг песка. Затем открыть люк одной камеры барабана и загрузить в неё ша­ры и песок. После загрузки надежно закрыть люк камеры. Вклю­чить привод мельницы и определить потребляемую мощность N_0,5 по показаниям ваттметра. Результаты измерений занести в табли­цу.

в) С полной загрузкой барабана N_1,0

Для этого в одну камеру барабана загрузить 70 кг шаров и 10 кг песка. (Если ранее камера барабана была загружена напо-

23

ловину, то теперь, добавить 35 кг шаров и 5 кг песка). После загрузки надежно закрыть люк камеры. Включить привод мельни­цы и определить потребляемую мощность N_1,0 по показаниям ватт­метра. Результаты измерений занести в таблицу.

По окончании измерений высыпать из камеры барабана все ша­ры и песок в металлический поддон.

3.2.Теоретическое определение потребляемой мощности

Теоретически потребляемая мощность определяется по формуле

N ^Т = с G_ш √D / 1,36·10³ η

где N ^Т - теоретически потребляемая мощность, кВт;

с - коэффициент, учитывающий степень заполнения ба­рабана мельницы и вид мелющих тел ( для цильпебса при коэффи­циенте заполнения φ = 0,3 , с = 9,6);

D - внутренний диаметр барабана, м;

η - к.п.д. привода (η = 0,85).

Потребляемую мощность определить для следующих 3-х случа­ев работы мельницы:

• без загрузки барабана шарами N₀^Т (G_ш = 0 );

• с половинной загрузкой барабана шарами N_0,5^Т (G_ш = 35 кг);

• с полной загрузкой барабана шарами N_1,0^Т (G_ш = 70 кг). Полученные значения N ^Т занести в таблицу.

3.3. Анализ мощности, потребляемой мельницей

Для определения характера зависимости, потребляемой мощ­ности от массы шаров необходимо построить график в координатах N = ƒ(G_ш) (рис.3), используя данные таблицы.

24

Таблица 2

Пределы прочности и предельные удельные импульсы для грунтов

Грунты	Предел прочности грунта, σр·104, Н/м2	Предельные удельные значения импульсов, iпр·104, Н·с/м2
Малосвязные (песчаные, супесьпесчаные, пылеватые)	30...70	0,4...0,6
Средней связности (суглинистые)	70...120	0,6...1,0
Высокой связности (тяжелосуглинистые)	120...200	1,0...1,75
Весьма связные(глинистые)	200...230	1,75...2,25

7. Проверить условие:

-для насыпных грунтов

i = (0,8,.. 0,9) i_пр , (7)

где i_пр - предельный импульс, при котором контактные давления равны пределу прочности грунта и вместо уплотнения наступает разрушение грунта, Н·с/м²;

-для грунтов ненарушенной структуры

i = (1,5,.. 2,0) i_пр . (8)

8. Оптимальная толщина слоя уплотнения, м, при уплотнении грунтов оптимальной влажности с коэффициентом к_у =0,95

h₀ = 0,01 α B_min ( 1 - e^-3,7i/iпр ),

где α - коэффициент, учитывающий скорость изменения напря­

113

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТРАМБОВКИ ИЭ-4502А

Задавшись видом грунта (несвязный, связный), толщиной уплот­няемого слоя и коэффициентом (степенью) уплотнения, выполнить следующие расчеты:

1. Определить скорость, м/с, соответствующую началу удара:

V = ( 2 g H )^0,5 , (1)

где g - ускорение силы тяжести (g = 9,81 м/с);

Н - высота сбрасывания (размах колебаний) трамбующего рабочего органа, м.

2. Найти импульс силы в момент удара, Н·с:

I = m ( 2 g H )^0,5, (2)

где m - масса плиты (масса трамбовки), кг.

3. Вычислить максимальную силу удара, Н, трамбующего башмака:

Р_max = 2 m ( 2 g H )^0,5 / τ, (3)

где τ - время удара, с (для несвязных грунтов) τ = 0,008...0,016 с; для связных грунтов τ = 0,011...0,023 с).

4. Определить максимальное напряжение при ударе, H/м²:

σ_max = P_max / S = 2 m ( 2 g H )^0,5 /( S τ ), (4)

где S - площадь основания башмака, м².

5. Проверить условие

σ_{ma x}≤ ( 0,9 . . . 1,0 ) σ_p, (5)

■ где σ_p - предел прочности грунта, Н/м (табл.2).

6. Найти удельный импульс удара, Н·с/м² :

i = I/S = m (2 g H) 0,5/S (6)

112

При несовпадении экспериментальных теоретических данных объяснить возможные причины расхождений.

Рис.3.Зависимость потребляемой мощности N от массы шаров G_ш

4. Проверочный расчет производительности шаровой мельницы

Производительность шаровой мельницы определить по эмпири­ческой формуле

П = 6,45 V √D ( G_ш / (10³ V))^0.8 k q

где П - производительность мельницы, кг/ч;

V - внутренний объем камеры барабана, м³ (см.п.3.2) ;

D - внутренний диаметр барабана, м (см.техническую характеристику);

q - удельная производительность мельницы, кг/кВт ч; принимается q = 36 - 40 кг/кВт ч, что соответствует помолу клинкера, для которого указана паспортная производитель­ность;

k - коэффициент, учитывающий тонкость помола, при­нимается: k = 0,59 при 2%-ом остатке на сите № 009, k = I при 10%-ом остатке на сите № 009, k = 1,42 при 20%-ом остат-

25

ке на сите № 009,

При расчете необходимо подобрать такое значение коэффициента k , чтобы расчетная производительность бала бы близка к паспортной.

При расчете необходимо обратить внимание на то, что

G_ш / ( 10³ V ) = φ ρ_нас 10^-3.

поэтому при среднем значения φ = 0,3 величина ( G_ш V^-1 10^-3 )^0.8 = =( φ ρ_нас 10^-3 ) ^0.8 = ( 0,3·4,500 )^0,8 = 1,27.

Определив П , сравнить полученное значение с П_пасп , определять отклонение и объяснить возможные причины расхожде­ний.

Оформление лабораторной, работы

Лабораторная работа оформляется в виде отчета, который включает: кинематическую схему привода мельницы, результаты измерений, расчеты и анализ параметров в соответствии с пре­дыдущим разделом данных методических указаний.

Графическая часть выполняется карандашом с обязательным применением необходимых чертежных инструментов.

Расчетная часть должна быть составлена в последовательности, изложенной в предыдущем разделе. Каждый пункт расчета должен иметь соответствующий заголовок. После каждой расчет­ной формулы должны быть записаны их численные значения в порядке буквенной записи параметров в формуле, результат решения и единица измерения результата.

26

Рис. Ручная электрическая трамбовка ИЭ-4502А :

а – общий вид; б – принципиальная схема; 1 – трамбующий башмак; 2 – цилиндр; 3 – нижняя оправка; 4 – пружина; 5 – верхняя оправка; 6 – ступенчатый шток; 7 – ползун; 8 – дебаланс; 9 – кривошипно-шатунный механизм; 10 – электродвигатель с редуктором; 11 – рукоятка управления; 12 – корпус.

111

1	2	3
4.	Частота ударов, Гц	7....10
5.	Размах колебаний трамбующего башмака, м	0,03
6.	Площадь трамбующего башмака, м	0,109
7.	Ударная мощность, Вт	0,936
8.	Электродвигатель:
	- тип	Трехфазный асинхронный
	потребляемая мощность, кВт	1,6
	напряжение, В	220
	частота тока, Гц	50
	класс защиты	II
	режим работы	Продолжительность
9.	Габаритные размеры, мм	970x475x1050
10.	Масса (без приспособлений и кабеля),кг	80

110

Лабораторная работа №3

ЛЕБЕДКИ

Цель работы: изучить назначение и конструкции лебедок, спо- собы работы с ними; научиться определять основные кинематичес­кие параметры лебедок.

Содержание лабораторной работы

При выполнении лабораторной работы студенты:

• изучают назначение, конструкции и работу ручной, зубчато- фрикционной и электрореверсивной лебедок;

• производят контрольные замеры и проверочные расчеты основ­- ных кинематических параметров лебедок и их анализ;

• оформляют отчет о лабораторной работе.

Лабораторное оборудование, инструмент и приборы

а) Лебедки: ручная строительная, зубчато-фрикционная и

электрореверсивная.

б) Канат стальной диаметром 6...10 мм (на ручной лебедке).

в) Инструмент и приборы:

• динамометр с максимальным усилием 3 тс;

• динамометр с максимальным усилием 20...40 кгс;

• штангенциркуля - 2 шт.;

• линейки металлические 50 см - 2 шт.

г) Плакаты с изображением лебедок.

д) Кинематические схемы лебедок по ГОСТ 2.770-68.

Основные правила техники безопасности

. При выполнении лабораторной работы запрещается:

• производить замеры и включать лебедки без указания пре- подавателя или учебного мастера;

• заходить за ограждение при работающей лебедке;

• производить замеры параметров лебедок с электроприводом при включенном пакетнике и главном рубильнике.

При подсчете числа зубьев колес ручной лебедки обязательно пользоваться палочкой, карандашом и т.п., чтобы не получить

27

травму пальцев при неосторожном повороте рукоятки.

Общие сведение о лебедках и описание лабораторного оборудования

Строительные лебедки предназначены для подъема или переме­щения груза. По типу привода она подразделяются на механичес­кие и ручные; по числу барабанов - одно- и многобарабанные; по направлению вращения барабана - реверсивные и нереверсивные; по скорости намотки каната - одно- и многоскоростные.

Ручная строительная лебедка (рис.1) применяется для подъема (опускания) груза и перемеще­ния его по горизонтальной или наклонной плоскостям на строи­тельной площадке при монтажных и погрузочно-разгрузочных рабо­тах. Конструктивной обязанностью лебедки является наличие двухскоростной передачи и винтового грузоупорного тормоза с храповым остановом, чем обеспечивается её безопасная работа. Привод барабана лебедки осуществляется одной или двумя рукоят­ками через двухступенчатую, двухскоростную открытую зубчатую

передачу.

Для работ на первой (меньшей) скорости необходимо зубча­тое колесо 9 соединить жестко с валом 8. Для этого нужно зуб­чатое колесо 10 вывести из зацепления с шестерней и передви­нуть его по направляющей шпонке 10,а вдоль вала влево до вхо­да торцевых кулачков колеса между спицами колеса 9. Крутящий момент от рукояток будет передаваться на барабан лебедки 14 через вал I, шестерню блока 4 с числом зубьев Z₁, колесо 9, торцевые кулачки колеса 10, направляющую шпонку, промежуточ­ный вал 8, шестерню и колесо II.

Для работы на второй (большей скорости) необходимо зубча­тое колесо 10 передвинуть вдоль вала вправо и ввести в зацеп­ление с большей шестерней блока 4 с числом зубьев Z₁¹.

При подъеме груза храповое колесо 3, свободно насаженное на вал I, вращается за счет того, что оно зажато между фланцем 2 и блоком шестерен 4, а собачка проскальзывает по зубьям. После прекращения подъема, под действием силы тяжести груза, барабан 14 поворачивается в обратном направлении, вращая через зубчатые передачи II и 10 блок шестерен 4. Поэтому блох шес­терен 4 силами трения по-прежнему связан с храповым колесом,

28

имно уравновешенные в горизонтальной плоскости, суммарная цент­робежная сила которых гасит вибрацию корпуса трамбовки, обеспе­чивая тем самым вибробеэопасность машины. Взаимопротивоположное вращение дебалансов 8, расположенных под определенным углом к кривошипу, синхронизировано двумя шестернями, находящимися в зацеплении.

Для предохранения деталей ударного механизма трамбовки от перегрузок между подвижными оправками и ступенчатыми штоками установлены амортизаторы. Управление электротрамбовкой осуществляется с помощью рукоятки 2, связанной с корпусом 12 шарниром с пружинным амортизатором.

Электротрамбовка подключается к сети переменного тока нор­мальной частоты (50 Гц) напряжением 220 В. Электробезопасность трамбовки обеспечивается применением защитно-отключающих устройств.

Техническая характеристика электрической, трамбовки приведена в табл.1.

Таблица 1

Техническая характеристика электрической ручной трамбовки

ИЭ-4502 А

№ п/п	Параметры	Численные значения
1	2	3
1.	Толщина уплотняемого слоя, м:
	несвязного грунта	0,45
	связного грунта	0,30
2.	Производительность, м3/ч:
	на несвязном грунте	27
	на связном грунте	18
3.	Энергия удара трамбующего башмака, Дж	102

109

при ограни­ченных объемах работ в стесненных условиях (ремонтные работы, уплотнения грунта у стен сооружений, засыпка траншей и т.п.).

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЙ

Электрическая ручная трамбовка ИЭ-4502А представляет собой высокоманевренную малогабаритную уплотняющую машину массой 80 кг с двухпружинным ударным механизмом и двухмассовым га­сителем колебаний. Трамбовка является самопередвигающейся, для её перемещения не надо прилагать усилия, а лишь необходимо за­дать машине направление движения.

Основными узлами трамбовки ИЭ-4502А, представленной на ри­сунке, являются корпус 12, электродвигатель с редуктором 10, кривошипно-шатунные механизмы 9, цилиндры 2 со ступенчатыми штоками б и пружинами 4, рабочий орган - трамбующий башмак I и рукоятка управления II с выключателем. Кривошипно-шатунные механизмы 9 преобразуют вращательное движение вала электродвигателя в возвратно-поступательное движение ползунов 7 и ступен­чатых штоков 6, пропущенных через отверстия верхней 5 и нижней 3 оправок, между которыми установлены с предварительным натяже­нием пружины 4. Направляющими для оправок служат два цилиндра 2, закрепленные на трамбующем башмаке. При движении ступенчатых штоков вверх перемещаются нижние оправки 3, которые деформируют пружины 4 снизу и увлекают за собой башмак I. После перехода кривошипами верхней "мертвой" точки ступенчатые штоки движутся вниз, давят на верхние оправки 5 и направляют движение башмака вниз. В конце хода башмак ударяет по плотному материалу. Размах колебаний трамбующего башмака составляет 0,03 м, частота уда­ров 7...10 Гц.

На кривошипных валах закреплены массивные дебалансы 8, вза-­

108

которое остается зажатым между блоком шестерен 4 и фланцем 2. Благодаря этому создается необходимый момент трения, который обеспечивает работу грузоупорного тормоза (храпового останова): храповое колесо, упираясь зубом в собачку, препятствует даль-нейшему повороту блока шестерен 4.

Рис.1. Кинематическая схема ручкой лебедки

1-ведущий вал (с резьбой на участке блока шестерен 4); 2-упоряый фланец; 3-храповый останов (собачка и храповое колесо); 4-блок шестерен с внутренней резьбой и фланцем; 5-упорные гайки; 6-рукоятки; 7-подшипники; 8-промежуточный вал; 9 и 10-зубчатые колеса; 11-шестерня и колесо второй ступени передачи; 12-ось барабана; 13-подшипники барабана; 14-барабан

29

Чтобы опустить груз, необходимо вращать рукоятку в направ­лении, обратном подъему. При этом храповое колесо перестает быть прижатым к фланцу, так как блок шестерен 4 свинчивается по резьбе влево. Поэтому при опускании груза храповое колесо не вращается и не мешает вращению вала 1.

Зубчато-фрикционная лебедка (рис.2) предназначена для комплектования копровых и скрепер­ных установок, машин для разработки мерзлых грунтов ударным способом и монтажных работ. Лебедки такого типа используют и в качестве механизмов экскаваторов. Конструктивной особенностью привода является использование фрикциона.

Ряс.2. Кинематическая схема зубчато-фрикционной лебедки

1-электродвигаталь; 2-клиноременная передача; 3-4-шестерня и колесо зубчатой передачи; 5-ленточный тормоз; 6-фрикцион; 7-собачка храпового останова; 8-рычаг управления; 9-ось барабана с резьбой на концевом участке; 10-втулка с гайкой; 11-вал; 12-барабан

30

удара.

Скорость рабочего органа в момент удара может быть как у свободнопадающего с некоторой высоты тела, так и значительно вы­ше за счет работы соответствующих механизмов.

Современные трамбующие машины по энергии единичного удара под­разделяют на тяжелые (10...50 кДж), средние (I...10 кДж) и лег­кие (до 0,8...1,0 кДж).

Тяжелые трамбующие машины имеют свободно сбрасываемый с высоты 1,0...2,5 м и более рабочий орган в виде плиты массой I...3 т с опорной поверхностью площадью 0,6...1,0 м². Опорная поверхность может быть плоской, рифленой или кулачковой. К тя­желым трамбующим машинам относятся трамбующие плиты на одноков­шовых экскаваторах и гусеничных тракторах. Разновидностью трам­бующих машин являются катки с падающими грузами, совмещающие уплотнения грунта укатыванием с трамбованием.

Средние трамбующие машины выполняют в виде прицепного, полу­прицепного и навесного оборудования к пневмоколесным и

гусенич­ным тракторам или сменного рабочего оборудования к экскаваторам одноковшовым. Рабочий орган совершает посту-

пательное движение под действием специальных механизмов (механические трамбовки), энергии газов (пневмотрамбовки, дизель - взрывтрамбовки) или вибровозбудителя. По способу передачи энергии удара от рабочего органа к грунту трамбующие машины бывают непосредственного дейст­вия и с шаботом, то есть удар в последних передается шаботу, а от шабота - грунту (меньший КПД и ограничение по мощности).

Легкие трамбующие машины выполняют в виде ручных трамбовок: механических, дизельных, с карбюраторным двигателем, электричес­ких и пневматических массой до 200 кг. Их применяют

107

весьма незначителен. Если возмущения массы превзойдут определенный предел, то будет иметь место отрыв её от поверхности грунта, что приведет к частым ударам массы о грунт. В этом случае вибрирование перейдет в вибротрамбование. От трамбования этот процесс отличается высокой частотой ударов. Несмотря на малую высоту падения массы ввиду развивающихся высо­ких скоростей движения энергия удара может быть значительной.

Основное преимущество трамбующих машин по сравнению с катками заключается в возможности уплотнения грунта на значительную глу­бину (до 1,2...1,8 м). Эти машины менее чувствительны к влажности. Их можно применять для уплотнения различных видов грунтов (кроме малосвязных и полностью водонасыщенных).

В качестве рабочих органов применяют трамбующие плиты различ­ных масс, размеров и форм, сбрасываемые на поверхность уплотня­емого грунта свободно (под действием сил тяжести) или с примене­нием дополнительных внешних сил (сжатый воздух, сгоревшие газы и др.). Грунт уплотняется под действием кинетической энергии падающего груза, которая расходуется на необратимые перемещения частиц грунта, выжимание планок жидкой фазы из зоны контактов и на упругие деформации компонентов грунта.

Удар - быстро протекающий процесс. Он начинается с момента соприкосновения рабочего органа с грунтом и прекращается после погружения в грунт на какую-то глубину. При этом за кратковремен­ный промежуток на поверхности и по глубине возникают напряжения, достигающие значительной величины. Напряжения возрастают столь быстро, что деформация грунта отстает от времени и начинает раз­виваться через некоторый промежуток времени после

106

Включение и выключение электродвигателя l осуществляется нажатием соответствующих пусковых кнопок на щите управления, а барабана - поворотом рычага 8. При включении барабана и работе лебедки ленточный тормоз 5, постоянно замкнутого типа, растор­маживается нажатием и удержанием педали ногой.

Включение барабана на подъем осуществляется поворотом рычага управления 8 против часовой стрелки. При этом втулка с гайкой 10, двигаясь по резьбе на оси барабана 9, перемещает барабан 12 в осевом направлении в сторону зубчатого колеса 4 и прижимает с усилием конические поверхности фрикциона, создавая необходи­мый момент трения, обеспечивающий их оцепление. Барабан начина­ет вращаться, поднимая груз. Для длительного удержания груза на весу собачка с помощью связанного с ней рычага вводится в зацеп­ление с храповым колесом.

Опускание груза происходит под действием его силы тяжести при выключенном фрикционе и расторможенном ленточном тормозе. Электродвигатель при этом может быть выключен или работать вхолостую.

Так как под действием силы тяжести происходит свободное па­дение груза, то создаются наилучшие условия, например, при за­бивке свай, так как кинетическая анергия пропорциональна квадра­ту скорости падающей части.

Электрореверсивная лебедка

(рис.3) принадлежит к группе строительно-монтажных лебедок (ГОСТ 2914-67). Конструктивная схема таких лебедок одинаковая и выполнена по П-образной компоновке (электродвигатель-редуктор-барабан). Особенностью конструкции являемся реверсивность работы и наличие короткоходового электромагнитного нормально замкнутого колодочного тормоза 3.

Торможение происходит в момент отключения электродвигателя. В результате спуск груза, как и подъем, происходит в силовом режиме (при работающем электродвигателе). Этим обеспечивается постоянная скорость опускания груза, что облегчает управление лебедкой и повышает безопасность в работе.

Включение электродвигателя на подъем и спуск груза осуществ­ляется нажатием пусковой кнопки на щите управления.

31

Рис.3. Кинематическая схема электрореверсивной лебедки:

1-электродвигатель; 2-муфта типа М7ВП; 3-електромагнитный колодочный тормоз; 4-двухступенчатый редуктор; 5-муфта типа М3; 6-барабан; 7-сферические роликоподшипники

Порядок выполнения лабораторной работы

а) Изучить правила техники безопасности работы на лебедках.

б) Изучить конструкцию, принцип работы и основные характе­ристики ручной лебедки; определить подсчетом число зубьев ко­лес z₁, z₂, z₁', z₂', z₃ и z₄ (рис.1); измерить диаметр ка­ната d_к, диаметр d_δ и длину l_δ барабана 14, длину l_p ру­коятки 6 и определить:

- передаточные числа зубчатых передач

U₁= z₂/ z₁ ; U₁'= z₂'/ z₁' ; U₂= z₄/ z₃

общие передаточные числа U=U₁ U₂ и U'=U₁' U₂

• крутящий момент на ведущем валу, Н·м, Т₁=F_p l_p, принимая усилие на рукоятке F_p = 120 Н;

• создаваемые крутящие моменты, Н·м, и окружные усилия, Н, на барабане (в канате) при максимальной (Т_δ1, F_δ1 ) и минимальной

(Т_δ2, F_δ2) скоростях подъема груза;

32

Каждой действующей на грунт нагрузке соответствует своя оптималь­ная влажность, при которой требуемая плотность может быть достиг­нута при наименьшей затрате механической работы. При недостаточ­ной влажности для достижения требуемой плотности необходимо при­менять ряд мер, к числу которых относится, например, снижение толщины уплотняемого слоя. Нужно заметить, что очень сухие грун­ты вообще не могут быть доведены до требуемой плотности. Опти­мальная влажность грунта W_o , которая определяется методом стандартного уплотнения, соответствует работе средних машин. Оп­тимальная влажность, соответствующая работе тяжелых машин, обыч­но равна (O,8...O,9) W_o .

Грунты уплотняются укаткой, трамбованием, вибрацией и вибро­трамбованием.

При укатке по грунту перекатывается валец или колесо, на по­верхности контакта которого с грунтом имеет место какое-то дав­ление (напряжение), за счет которого и развивается необратимая деформация грунта. На этом принципе основана работа всех катков.

При трамбовании грунт уплотняется падающей массой, которая была поднята на какую-то высоту и в момент встречи с грунтовой поверхностью обладает определенной скоростью. Таким образом, трамбование связано с ударом рабочего органа машины о грунт.

При вибрировании уплотняющая масса находится либо на поверх­ности уплотняемого слоя (поверхностные вибраторы), либо внутри

него (глубинные вибраторы). Специальным механизмом она приводит­ся в состояние колебательного движения. Часть кинетической энер­гии этой массы расходуется на колебание грунта, которое вызывает относительные смещения его частиц, чем достигается более плотная их упаковка. При вибрировании не происходит отрыва массы от уплот­няемой поверхности или он

105

чена от питающей электросети.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА

Уплотнение грунтов относится к числу наиболее важных элемен­тов технологического процесса возведения земляного полотна ав­томобильных и железных дорог, плотин и т.п. От качества выполнения этого процесса зависит дальнейшая их служба. Для каждого из нения этого процесса зависит дальнейшая их служба, Для каждого из этих сооружений установлены требования к плотности грунтов. При этом в основу оценки степени уплотнения положен метод стан­дартного уплотнения и поэтому требования к плотности грунтов обычно выражены коэффициентом (степенью) уплотнения к_у , т.е. в долях от максимальной стандартной плотности δ_{max .} Для верх­них слоев грунтов земляного полотна автомобильных дорог требо­вания к плотностям высоки - здесь плотность грунта должна быть не ниже (0,98...1,0)δ_max , а для нижних слоев насыпей она может быть снижена до 0,95δ_max .

Плотности грунтов плотин устанавливаются в каждом конкретном случае. Следует заметить, что достижение такой высокой плотнос­ти, как (0,98..1,0)δ_max связано со значительными трудностями и может быть осуществлено лишь при правильном выборе как пара­метров применяемых машин, так и режима их работы. Уплотнение грунтов должно производиться только специально предназначен­ными для этой цели машинами. Попытка использовать для этого землеройно-

транспортные машины и совместить этот процесс с воз­ведением насыпей показала, что плотности грунтов получаются недостато-

чными и уплотнение неравномерным, поэтому этот метод мо­жет служить только для предварительного уплотнения грунтов, что облегчает работу основных машин.

Огромное значение при уплотнении имеет влажность грунтов.

104

Т_δ1= Т₁ U' η ; F_δ1=2 Т_δ1 /d_δ ;

Т_δ2= Т₁ U η ; F_δ2=2 Т_δ2 /d_δ ,

принимая значение КПД лебедки η = 0,6;

- определить фактическое значение КПД η по формулам:

η= F_δ1 d_δ/(2 F_p l_pU') и η= F_δ2 d_δ/(2 F_p l_pU)

где усилие в канате (на барабане) F_δ1 и F_δ2 измерить по динамо­метру с максимальным усилием 3 тс, а усилив на рукоятке F_p - по динамометру с максимальным усилием 20 кгс.

Сравнить полученные значения с паспортным η ≈ 0,6 и сделать заключение о сопоставимости фактических и паспортных значений.

Произвести анализ полученных результатов расчета и сделать выводы.

в) Изучить конструкцию, принцип работы и основные характе­ристики зубчато-фрикционной лебедки, измерить диаметр бараба­на d_δ и определить:

- крутящий момент на валу электродвигателя, Н м,

Т_дв= 9550 N_дв/n_дв

если на лебедке установлен электродвигатель типа AK-6I-6 мощностью N_дв = 7 кВт с частотой вращения n_дв = 970 об/мин;

- передаточные числа:

ременной передачи U_p = d₂ /[ d₂(1-ξ)]

зубчатой передачи U_з = z₂ /z₁

и общее передаточное число привода U = U_pU_з ,

если диаметр ведущего шкива d₁ = 150 мм, диаметр ведомого

шкива d₂ = 600 мм, коэффициент скольжения ξ = 0,02, число

зубьев шестерни z₁ = 17 и колеса z₂ = 88;

- частоту вращения барабана, об/мин, n_δ = n_дв /U

и скорость намотки каната на барабан, м/с, U_δ = π d_δ n_δ/60,

- общий КПД передачи η = η_р η_з η_п²,

если КПД ременной передачи η_р = 0,95, КПД открытой зубчатой передачи η_з = 0,93 и одной пары подшипников качения η_п = 0,99;

- создаваемые на барабане крутящий момент, Н м, Т_δ = Т_двU η, окружное усилие, Н, F_δ = 2 Т_δ /d_δ и мощность, кВт, N_δ = F_δ U_δ

или N_δ = η N_дв

Произвести анализ полученных результатов расчета и сделать выводы.

33

г) Изучить конструкцию и принцип работы электрореверсивной лебедки и колодочного короткоходового электромагнитного тормо­за, измерить диаметр d_δ и длину l_δ барабана и определить:

- крутящий момент на валу электродвигателя, Н м,

Т_дв= 9550 N_дв/n_дв

если на лебедке установлен электродвигатель типа МТ 211-6 мощностью 6,3 кВт и с частотой вращения 960 об/мин, ПВ = 40%;

- частоту вращения барабана, об/мин, n_δ = n_дв /U_ред

и скорость намотки каната на барабан, м/с, U_δ = π d_δ n_δ/60 если на лебедке установлен зубчатый цилиндрический двухступен­чатый редуктор РM-400 с передаточным числом U_ред = 40,17;

- создаваемые на барабане крутящий момент, Н м,

Т_δ = Т_дв U_ред η , окружное усилие, Н, F_δ = 2 Т_δ /d_δ и мощность, кВт, N_δ = F_δ U_δ , если общий КПД привода η = 0,92.

Произвести анализ полученных результатов расчета и сделать

выводы.

Оформление лабораторной работы

Лабораторная работа оформляется в отдельной тетради в виде отчета, в котором должно быть указано:

а) Название лабораторной работы.

б) Кинематические схемы изученных лебедок с указанием наз­ваний узлов и деталей.

в) Измеренные и рассчитанные параметры каждой лебедки и вхо­дящих в них передач, порядок расчета, анализ результатов и вы­воды.

В расчетной частя отчета после каждой формулы должены быть записаны их численные значения в порядке буквенной записи па­раметров в формулы, результат и единица измерения результата.

Отчет составляется каждым студентом, чернилами, схемы выпол­няются карандашом с обязательным использованием линейки, цирку­ля и лекал.

При сдаче отчета производится опрос, цель которого - уста­новить степень усвоения студентом материала работы.

34

2. Перед включением трамбовки необходимо проверить соответст­вие паспортных значений напряжения (220 В) и частоты тока(5О Гц) напряжению и частоте тока сети, при которых должен работать инструмент.

3. Запрещается работать с электротрамбовкой, у которой обна­ружены какие-либо неисправности, например, поврежден, выключа­тель, штепсельная вилка, оголен провод (кабель) и т.п.

4. Категорически запрещается заземлять электрические трам­бовки П класса защиты.

5. Ручными электрическими трамбовками П класса защиты разре­шается работать без применения средств индивидуальной защиты.

6. У места работы допускается проводить лишь внешний осмотр электротрамбовки. Ери этом подтяжку болтов, гаек, смазку удар­ного механизма и т.п. следует осуществлять при отключенном от сети питающем кабеле.

7. Разборка электротрамбовки, ремонт и испытание её на мес­те работ запрещается. Эти работы должны выполняться в специаль­ной мастерской. Во время работы необходимо следить за нагревом электротрамбовки. Перегрев электротрамбовки запрещается.

8. Во время работы необходимо следить за положением кабеля и не допускать его натяжения и ослабления концов контактов в штепсельном соединении во избежание короткого замыкания. Не допускается петление и перекручивание кабеля.

9. Не разрешается прокладывать питающий кабель через авто­дороги, а также в местах складирования материалов и т.п.. В этих случаях, при необходимости прокладки (по указанию механика или мастера), кабель должен быть надежно защищен от повреждения либо подвешен, либо огражден специальной защитой.

10. При перерыве в работе электротрамбовка должна быть отклю­-

103

Лабораторная работа №10

Электрические трамбовки ИЭ-402А

Цель работы - ознакомление с физическими основами процесса уплотнения грунтов; изучение устройства и принципа работы ручной электрической трамбовки ИЭ-4502А ; определение эксплуатационных и кинематических параметров трамбовки.

ХОД РАБОТЫ

1. Ознакомиться с правилами по технике безопасности.

2. Изучить устройство ручной электрической трамбовки ИЭ-4502А.

3. Задавшись условиями работы (видом грунта, толщиной уплот­няемого слоя, коэффициентом уплотнения), определить: скорость удара, импульс силы, максимальную силу, напряжения и удельный импульс при ударе башмака о грунт, оптимальную толщину уплотняемого слоя, необходимое число ударов по одному месту, число ударов башмака за I секунду, мощность на подъем и удар, производительность трамбовки.

4. Проанализировать полученные результаты и сделать вывод.

5. Оформить отчет в тетради для лабораторных работ.

Лабораторное оборудование

1. Ручная электрическая трамбовка ИЭ-4502А .

2. Плакат с принципиальной схемой ручной электрической трамбовки ИЭ-4502А.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ

1. При получении электрической трамбовки следует проверить её

исправность путем наружного осмотра. Питающий кабель должен быть исправным, изоляция не должна быть нарушена.

102

Лабораторная работа №4

ВИБРАТОРЫ

Цель работы: изучить конструкцию и работу вибраторов, исполь­зуемых в строительстве и на заводах стройиндустрии, получить на­выки в выполнении, проверочных расчетов основных параметров виб­раторов.

Содержание лабораторной работы

При выполнении лабораторной работы студенты:

• изучают конструкции и технические характеристики вибрато­- ров, имеющихся в лаборатории, и составляют их кинематические схемы;

• изучают основные правила техники безопасности при работе с вибраторами;

• выполняют необходимые проверочные расчеты параметров виб- раторов и сравнивают их с паспортными, объясняют возможные причины отклонений;

• производят пробные включения вибраторов и уплотнение грун-­ та (песка) на учебной площадке, используя вибробулаву и глубин­-­ ный вибратор;

• оформляют отчет о лабораторной работе.

Лабораторное оборудование и инструмент

Вибратор поверхностный C-413.

Вибробулава внутренняя И-50.

Вибратор внутренний с гибким валом И-116.

Штангенциркуль.

Основные правила техники безопасности при работе с вибраторами

а) При выполнении лабораторной работы:

• включать вибраторы можно только по указанию преподавателя или учебного мастера и под их наблюдением;

• наружным осмотром убедиться в исправности вибраторов (исп­- равность токоведущих проводов, отсутствие трещин на вилках вклю-­ чения и деталях вибратора);

35

- при изучений конструкций и проведения замеров вибраторы

и их отдельные части необходимо надежно устанавливать в нужном положении во избежание их опрокидывания и падения.

б) На производстве:

- не начинать работу вибратором, не убедившись в его исправ­ности;

• не оставлять без надзора вибратор, подключенный к сети;

• работу производить в резиновых перчатках и сапогах;

• выполнять подготовительные и основные работы, а также ра­боты по уходу за вибратором согласно инструкции по эксплуата­ции.

Общие сведения о вибраторах

Вибратор поверхностный C-413

Вибратор C-413 предназначен для уплотнения бетонной смеси при бетонировании полов, дорог, дна каналов, основания тоннелей, аэродромов; изготовления отдельных деталей из железобе­тона и других аналогичных работ.

Техническая характеристика

А. Вибратор

Система механизма возбуждения колебаний дебалансная

Количество дебалансов 2

Дебалансный момент 0,441 Н м (4,5 кгс см)

Возмущающая сила 3970 Н (405 кгс)

Расчетная частота колебания 2800 кол/мин

Рабочее основание:

длина 830 мм

ширина 430 мм

Габаритные размеры

длина 950 мм

ширина 550 мм

высота 306 мм

масса 41 кг

Б. Электродвигатель

Тип асинхронный, 3-х фазный

Частота тока в сети . 50 Гц

Напряжение 36 В

36

Результаты записать в бланк отсчета по лабораторной работе.

Привести в порядок рабочее место, сдать инструмент.

Подписать у преподавателя результаты замеров.

Правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы «Бетоносмесители и растворосмесители»

1. Категорически запрещается самостоятельно включать привод бетоносмесителя и растворосмесителя.

2. Помни: для остановки надо нажать красную кнопку с надписью : СТОП

3. При пуске в ход и работе бетоносмесителя нельзя стоять непосредственно у вращающегося барабана смесителя и со стороны загрузочного ковша.

4. При осмотре бетоносмесителя перед включением (ПРОИЗВОДИТСЯ ОБЯЗАТЕЛЬНО!) преподаватель или учебный мастер вместе со студентами должен принять следующие меры предосторожности:

а) обязательно убедиться в наличии и исправности ограждения ременной передачи; без ограждения включать привод категорически запрещается;

б) перед включением привода барабана проверить, нет ли внутри его случайно попавших предметов (например, инструмента после ремонта и т.п.);

в) обязательно проверить, не оголены ли токоведущие части, исправность изоляции питающих проводов, все ли токоведущие части надежно изолированы, закрыты ли токоподводящие коробки;

г) убедиться, что установка заземлена, для чего надо осмотреть места присоединения заземляющего проводника: у станины машины и у заземляющего контура.

101

1. повернуть барабан для выгрузки смеси;

2. установить барабан в вертикальное положение.

Для определения параметров механизмов вращения барабана нужно воспользоваться технической характеристикой бетоносмесителя и следующими исходными данными:

а) электродвигатель N = 1.0 кВт, n = 1410 об/мин;

б) клиноременная передача Д₁ = 145, Д₂ = 345,

U_р.п. = Д₂ / Д₁ ;

в) редуктор одноступенчатый z₁ = 17; z₂ = 71;

U_п = z₂ / z₁ ;

г) коническая открытая передача z₃ = 15; z₄ = 120;

U_к = z₄ / z₃ ;

д) общее передаточное число

U_общ = U_р.п · U_п · U_к;

е) число оборотов барабана

n_б. = n_дв./ U_общ;

ж) определить наблюдением на вращающимся барабаном фактическое число оборотов барабана

n_фак = n^'/t об/с (об/мин),

где n^' - число оборотов барабана из наблюдений в течение t секунд, t принять равным 30 с.

Сравнить практически полученное число оборотов барабана смесителя с вычисленным по формуле:

n = 25,4/√Д об/мин, где Д = 0.92 м

определить эксплутационную производительность по формуле:

П_э =( V · ƒ· n ·K_B )/1000 м³/ч,

где V – емкость по загрузке 250 л;

f – коэффициент выхода готовой смеси 0.65 - 0.7;

K_B – коэффициент использования рабочего времени 0.8 – 0.9.

100

Сила тока 11,3 А

Мощность 0,4 кВт

Частота вращения ротора 2800 об/мин

Конструкция вибратора C-413

На концах вала 2 электродвигателя 1 (рис.1) посажены на шпонках дебалансы 3, закрепленные от осевого смещения пружин­ными установочными кольцами.

Ряс.1. Кинематическая схема вибратора C-413

Рабочее основание 4 выполнено в форме неглубокого корыта, усиленного ребрами жесткости 8 в продольном и поперечном нап­равлениях. На боковых стенках рабочего основания 4 укреплена подставка 7 под электродвигатель, которая придает рабочему основанию дополнительную жесткость. С торцов рабочее основа­ние имеет ручки 6 для переноски вибратора, а также для закреп­ления резинового шнура 5, за который перемешают вибратор в процессе работы. На электродвигателе укреплена коробка вво­да 9 шлангового четырехжильного провода 10, оканчивающегося штепсельной вилкой 11 трехфазного штепсельного соединения И-73В на 36 вольт. Для питания вибратора используют поникаю­щий трансформатор, в котором напряжение 380 В понижается до 36 В.

Вибробулава внутренняя И-50

Вибробулава предназначена для уплотнения бетонной смеси в бетонных и железобетонных конструкциях с шагом между стерж­нями арматуры не менее 120 мм.

37

Техническая характеристика

А. Вибробулава

Система механизма возбуждения колебаний дебалансная

Частота колебаний 5700 кол/мин

Дебалансный момент 0,110 Н м (1,12 кгс·см)

Длина рабочей части (наконечника) 415 мм

Диаметр рабочей частя 114 мм

Общая длина 1215 мм

Масса вибробулавы 21 кг

Б. Электродвигатель

Тип асинхронный, 3-х фазный

Частота тока 200 Гц

Напряжение 36 В

Мощность 0,5 кВт

Частота вращения 5700 об/мин

Ражим работы поворотнократковременный, ПВ 60%

Конструкция вибробулавы И-50

Рабочий наконечник 5 (рис.2) вибробулавы представляет собой герметически закрытый цилиндр, внутри которого помещен электро-двигатель 6. Возбудителем колеба­ний наконечника являются дебалансы 10, укрепленные на консолях вала электродвигателя. Штанга 2 состоит из двух частей, оканчи­вающихся фланцами 3, между кото­рыми вставлен резиновый амортиза­тор 4. Благодаря ему колебания корпуса не передаются не рукоят­ку 1. На штанге укреплена короб­ка 7 ввода шлангового четырех-жильного электропровода 8, закан­чивающегося вилкой 9 штепсельного соединения И-73В на 36 вольт. Коробка ввода 7 имеет встроенный трехфазный выключатель, поворачи­вавшаяся рукоятка которого находится

Рис.2. Вибробулава И-50

38

t₄ – время возврата барабана в исходное положение (10-20 с).

Продолжительность перемешивания смеси колеблется в пределах от 1 до 2.5 мин в зависимости от вместимости барабана по загрузке, состава смеси и ее жесткости.

Часовая производительность П = (V · ƒ· n ·K_B )/1000 м³/ч,

где V – емкость смесительного барабана по загрузке в л;

f – коэффициент выхода готовой смеси;

n – число замесов в час;

K_B – коэффициент использования рабочего времени.

Порядок выполнения работы

1. Перед выполнением лабораторной работы каждый студент должен ознакомиться:

а) с описанием смесителей;

б) с правилами техники безопастности при работе на бетоносмесителях и растворителях.

2. Провести имитацию выполнения циклов по приготовлению бетона на смесителе с опрокидным барабаном емкостью 250 л.

3. Произвести определение параметров механизма вращения.

Имитация выполнения циклов по приготовлению бетона на смесителе с опрокидным барабаном заключается в том, что каждый студент должен, стоя у пульта управления, выполнить все операции по приготовлению бетона:

3. включить механизм вращения барабана;

4. повернуть барабан в положение загрузки;

5. включить механизм загрузки;

6. после опрокидывания и остановки ковша путем повторного включения механизма загрузки опустить загрузочный ковш;

7. повернуть барабан в верхнее положение для заливки воды;

8. повернуть барабан в положение для приготовления смеси;

99

сти; для емкости в 100 л число оборотов барабана равно 23 или 30 об/мин в зависимости от модели (последняя модель СБ-101 имеет 30 об/мин).

Имеется теоретические обоснование выбора числа оборотов барабана. Скорость вращения смесительного барабана определяется с таким расчетом, чтобы развивающие центробежные ускорения были приблизительного в два раза меньше g = 9.81 м/сек². на практике пользуются следующей формулой:

n_T = 0,3/√R , об/с или

n_T = (0,3 ·60 ·√2)/√Д = 25,4/√Д , об/мин

где R – радиус барабана, м;

Д – диаметр барабана, м.

Производительность смесительных машин

Для смесителей циклического действия производительность зависит от продолжительности одного цикла и емкости барабана по загрузке, которая определяется суммой объемов сухих материалов, загружаемых в барабан для одного замеса.

При перемешивании мелкие частицы материалов попадают между крупными частицами, поэтому смесь уплотняется в объем готовой смеси получается меньше, чем общий объем исходных материалов. Отношение этих объемов характеризуется коэффициентом выхода ƒ.

Экспериментально установлено, что коэффициент выхода для бетонной смеси ƒ = 0.65 – 0.7, а для растворов ƒ = 0.75 – 0.85.

Число замесов в час

n = 3600/Т, Т = t₁ + t₂ + t₃ + t₄,

где Т – время цикла;

t₁ – продолжительность загрузки барабана (16-20 с);

t₂ – продолжительность перемешивания в с;

t₃ – продолжительность разгрузки барабана (10-20 с);

98

снаружи. В состав виброустановки входит частотный преобразователь, в котором общепромышленное напряжение 380 В с частотой 50 Гц, преобразуется в напряжение 36 В с частотой 200 Гц. Такое преобразование позволяет использовать в вибробулаве небольшой по габаритам электродвигатель, обеспечивающий относи­тельно высокую частоту колебаний вибронаконечника.

Вибратор внутренний с гибким валом И - 116

Вибратор И-116 предназначен для уплотнения бетонной смеси в бетонных и железобетонных конструкциях с шагом между стерж­нями арматуры не менее 55 мм.

Техническая характеристика

А. Вибронаконечник

		большой		малый
Система механизма возбуждения колебаний		дебалансно-планетарная
Частота колебаний, кол/мин		10000		14000
Дебалансный момент, Н м		0,034		0,0084
Длина рабочей части, мм		490		400
Диметр, мм		76		51
Масса, кг		7.5		3,4
Б. Электродвигатель
Тип			асинхронный,3-х фазный
Частота тока					50 Гц
Напряжение					36 В
Мощность					1 кВт
Частота вращения ротора					2750 об/мин
Режим работы					длительный
Масса					13 кг
В. Гибкий вал
Направление вращения					правое
Длина					3600 мм
Диаметр (брони)					39 мм
Наименьший радиус изгиба					300 мм
	Масса с броней				11.3 кг

39

Конструкция вибратора И-116

Вибратор состоит из электродвигателя 1 (рис.3), гибкого вала 3 и сменного вибронаконечника 4. Крутящий момент от вала двигателя передается гибкому валу через кулачковую муфту 2 свободного хода, выполняющую ту же роль, что и роликовый автолог (обгонная муфта).

Рис. 3. Схема вибратора И-116

Она может передавать гибкому валу крутящий момент только правого направления. Это предохраняет гибкий вал от раскручивания и порчи, т.к. при раскручивании диаметр спирали будет увеличиваться, вал упрется в охватывающую его броню и выйдет из строя.

Гибкий вал соединяется с муфтой 2 и шпинделем вибронако-нечника соединениями 5 телескопического типа. Двигатель установлен на подставке 6, имеет для переноски ручку 7 и подсое-

40

располагаются на валу по прерывистой винтовой линии и образуют

шнек. При таком расположении обеспечивается образование в корпусе смесителя интенсивных встречных потоков смешиваемой массы в радиальном направлении и продвижении ее вдоль корпуса.

Скорость продольного движения смеси определяет продолжительность перемешивания компонентов, степень заполнения корпуса и производительность машины.

Валы с лопастями установлены на выносных подшипниках и вращаются двигателем через клиноременную передачу, редуктор и зубчатого колеса.

ГОСТ 6508-63 предусматривает в качестве главного параметра растворосмесителей объем готового замеса: коэффициент выхода раствора принят равным 0.8. промышленность выпускает растворосмесители с объемом готового замеса 30, 65, 80, 250, 900 и 1800 л. Первые четыре – передвижные, а вторые два – стационарные.

Частота вращения барабана гравитационного бетоносмесителя

Одним из основных параметров бетоносмесителей является число оборотов барабана. От числа оборотов барабана, а, следовательно, и от окружной скорости зависит качество перемешивания и производительность. Для бетоносмесителей со свободным падением материала большое число оборотов барабана приведет к тому, что материал вообще не будет перемешиваться. В изготавливаемых смесителях число оборотов барабана задается в зависимости от емкости его и составляет 12.0 об/мин для емкости 2400 и 3000 л; для емкости от 500 до 1500 л число оборотов барабана находится в пределах 18.2 – 17.6 об/мин, уменьшить по мере увеличения емко-

97

ленными на нем кронштейнами, несущими две смесительные лопасти 6 с разным направлением винтовых поверхностей. Такая конструкция лопастей при вращении вала сообщает смеси как радиальное, так и встречное осевое перемещение, что обеспечивает интенсивное перемешивание. Вал с лопастями получает вращение от эл. двигателя 1 через клиноременную передачу 2 и цилиндрический двухступенчатый редуктор 3.

Рис. 3. Схема растворосмесителя циклического действия.

1 – эл. двигатель; 2 – ременная передача; цилиндрический двухступенчатый редуктор; 4 – смесительный барабан; 5 – лопастной вал; 6 – смесительные лопасти; 7 – рукоятка.

Растворосмеситель непрерывного действия с принудительным перемешиванием предоставляет собой корытообразный корпус, два горизонтально расположенных лопастных вала, вращающихся навстречу друг другу, и привод смесителя. Корпус крепится на раме. Плоские смесительные лопасти насажены на валы попарно. Лопасти

96

динен к сети с помощью шлангового четырехжильного провода 8, оканчивающегося штепсельной вилкой 9 штепсельного соединения И-73В на 36 вольт. Вибратор снабжен трансформатором, который понижает напряжение с 380 В до 36 В. Рабочим органом вибратора служит сменный наконечник, устройство которого показано на

рис.4.

Корпус вибронаконечника 3 (рис.4) выполнен из стальной трубы, внутрь которой запрес­сован конус 7, по поверхности которого обкатывается дебаланс 6. Для его разбалансировки сделан вырез 8. В верхнюю часть трубы на резьбе ввернут шпиндель 2. Крутящий момент от вала шпин­деля 1 передается валу 5 деба­ланса через упругую муфту 4 выполненную в виде отрезка стальной пружины. В другом исполнении эта муфта выполнена из резины. В учебной лабо­ратории имеются вибронаконечники обеих конструкций.

Рис.4. Схема вибронаконечника

Проверочные расчеты параметров вибраторов

а) Определение величины дебалансного момента вибратора

С-413

Общий дебалансный момент вибратора М_д^общ, H м, создается

двумя дебалансными, закрепленными на консолях вала двигателя,

то есть М_д^общ=2М_д,

где М_д - дебалансный момент, создаваемый одним дебалансом; в практических расчетах М_д можно определить по формуле

41

М_д = 9,81 G_д а ,

в которой G_д = π R² b ρ ,

здесь G_д - масса дебаланса, кг; а - расстояние от оси враще­ния до центра тяжести дебаланса, м (рис.5); R - радиус дебаланса, м; b - толщина дебаланса, м; ρ - плотность, для ста­ли ρ = 7800 кг/м .

Параметры а , R и b изме­ряются штангенциркулем.

Полученное значение дебалансного момента сравнять с паспортным (см.техническую характеристику C-413) и объ­яснить возможные причины от­клонения.

РРис.5. Расчетная схема

дебаланса вибратора C-413

б) Определение возмущающей силы вибратора C-413 Возмущающая сила вибратора P_общ , H, определяется по формуле

P_общ = 2Р₁ ,

в которой Р₁ = m ω² а ,

где Р₁ - возмущающая сила, создаваемая одним дебалансом, Н;

m - масса одного дебаланса, кг;

а - эксцентриситет дебаланса, посаженного на вал, м (рис.5);

ω - угловая скорость дебалансов, рад/с: ω = π n/30 , здесь n - частота вращения дебалансов, об/мин, равная частоте вращения ротора двигателя (см.техническую характеристику).

Полученное значение возмущающей силы сравнить с паспортным (см.техническую характеристику) и объяснить возможные причины отклонения.

в) Определение амплитуды колебаний поверхности вибратра C-4I3

Амплитуда колебаний поверхности вибратора А, и, определяется по формуле А= М_д^общ/ G_в ,

42

Рис. 2. Дозатор воды

1 – корпус; 2 – шкала; 3 – стрелка; 4 – дозирующая трубка; 5 – воздушный клапан; 6 – указатель; 7 – седло; 8 – сифон; 9 – трехходовой кран.

РАСТВОРОСМЕСИТЕЛИ

Приготовление строительных растворов для кладочных и штукатурных работ производится в растворосмесителях циклического непрерывного действия.

Циклический растворосмеситель (рис.3) предоставляет собой неподвижный горизонтальный корытообразный барабан 4. Внутри смесительного барабана установлен лопастной вал 5 у укреп-

95

Описание дозатора воды (рис. 2)

Дозатор состоит из корпуса 1, который через трехходовой кран 9 наполняется водой из водопровода. При заполнении закрытого бака водой воздух вытесняется через воздушный клапан 5. как только бак будет полностью заполнен водой, воздушный клапан поднимается и своим седлом 7 перекрывает выходное отверстие, прекращая этим дальнейшее поступление воды и предотвращая ее выход через воздушный клапан. Подъем указателя 6 фиксирует наполнение бака водой. При переключении трехходового крана в положение слива вода из бака начнет поступать в смесительный барабан по трубе 8 (явление сифона), а седло 7 воздушного клапана вновь опустится, и воздух начнет поступать в бак.

Сила воды из бака будет продолжаться до тех пор, пока уровень воды в нем не достигнет отверстия на конце трубки 4 дозирующего устройства. При этом воздух, засасываемый трубкой, попадает в колено сифона 8 и прервет его действие, слив воды прекратится.

Поворачивая при помощи рычага – стрелки 3 дозирующую трубку 4, можно установить отверстие на ее конце на любом уровне внутри бака. Чем выше будет поднят конец дозирующей трубки (положение 2), тем меньше будет доза слитой из бака воды и наоборот. Количество сливаемой порции воды указывается стрелкой 3 на шкале 2.

94

где М_д^общ - дебалансный момент вибратора, Н м (см.техническую

характеристику);

G_в - сила тяжести вибратора, Н (см.техническую характерис­тику): G_в = 9.81m , здесь m - масса вибратора, кг.

г) Определение расчетной частоты колебаний планетарного вибратора И-116

Рис.6. Расчетная схема вибратора И-116

Частота колебание вйбронаконечника n_о определяется по формуле n_о = R n/(R–r),

где n - частота вращения вала дебаланса, совпадающая с частотой вращения вала электродвигателя, об/мин;

R - внутренний радиус конической выточки дебаланса, м;

r - радиус конического выступа корпуса наконечника в том же сечении, что и радиус R , м.

R и r определяются через измерение штангенциркулем соот-ветствующих диаметров.

Оформление лабораторной работы

Лабораторная работа оформляется в виде отчета, который должен содержать:

а) Кинематические схемы вибраторов (рас.1, 2, 3) с указанием-

43

ем названий элементов, приведенных на схемах.

б) Проверочные расчеты и анализ результатов.

Расчетная часть должна быть выполнена в изложенной последо­вательности. Каждый пункт расчета должен иметь соответствую­щий заголовок. После каждой расчетной формулы должны быть за­писаны численные значения параметров в порядке их буквенной записи в формуле, а также результаты расчета и единица изме­рения результата.

44

БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ С-399

Техническая характеристика

Емкость смесительного барабана по загрузке, л 250

Объем готового замеса, л 165

Производительность, м³/ч 5

Диаметр относительного барабана, м 0.92

Частота вращения смесительного барабана, об/мин 17.4

Угол наклона смесительного барабана, град.:

при загрузке – 38,

при перемешивании – 18,

при выгрузке – 50.

Скорость подъема загрузочного ковша, м/сек 0.3

Диаметр каната, мм 7.7

Электродвигатель механизма вращения смесительного барабана:

тип АО-32-4,

мощность, кВт 1,

частота вращения, об/мин 1410.

Электродвигатель механизма подъема загрузочного ковша:

тип АО-42-4,

мощность, кВт-2.8,

частота вращения, об/мин 1429.

Габаритные размеры, мм:

длина 1915,

ширина 1680,

высота 2260.

Масса, кг 1100.

93

В механизм загрузки материала входит электродвигатель 14, червячный редуктор 15, барабаны 11, конечные выключатели 10, ковш 23, канат 1.

Смесительный барабан 9 грушевидной формы внутри снабжен лопастями, расположенными по винтовой линии.

Опирание смесительного барабана 9 на поворотную траверсу 22 осуществляется через посредство радиаоьно-упорных конических подшипников 20, устанавливаемых на центральную цапфу оси 21.

Рама служит для соединения всех механизмов и узлов.

Дозатор воды представляет собой бачок с поплавком, отсекающим струю воды по достижении ею определенного заранее намеченного уровня.

Пульт служит для управления всеми механизмами смесителя.

Принцип работы бетоносмесителя с опрокидным барабаном

Для приготовления бетона включается привод вращения барабана. Затем барабан 9 с помощью механизма опрокидывания поворачивается влево на угол 38°. Включается привод механизма загрузки. При этом вращение от электродвигателя через червячный редуктор передается на барабаны 11, затем через канат 1 движение передается скиповому ковшу 23. при подтягивании ковша к горловине опрокидного барабана производится разгрузка ковша и автоматическая его остановка. Включением реверса загрузочный ковш опускается. Поворотом штурвала 18 через механизм опрокидывания барабан устанавливается в вертикальное положение и производится заливка воды. Далее барабан поворачивается на угол 18° от вертикали и производится перемешивание, затем барабан поворачивается на угол 140° от вертикали, и готовая смесь выгружается. После этого все операции повторяются.

92

Лабораторная работа №5

ШТАНГОВЫЙ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТ ДБ-45

Цель работы: изучить конструкцию, назначение и принцип работы штангового дизель-молота ДБ-45,

Содержание лабораторной работы

При выполнения лабораторной работы студенты:

• изучают назначение, устройство и работу дизель-молота;

• изучают основные правила техники безопасности при рабо­те с дизель-молотом;

• производят учебное включение дизель-молота;

• оформляют отчет о лабораторной работе.

Лабораторное оборудование Штанговый дизель-молот ДБ-45.

Основные правила техники безопасности при работе с длзель-молотом

а) Запрещается включать дизель-молот и работать подъем­ным механизмом без разрешения и в отсутствии преподавателя или учебного мастера.

б) При пуске и работе дизель-молота не подходить к нему ближе 2,5 м.

в) Запрещается оставлять ударный цилиндр молота в припод­нятом положения и в этом положения производить ремонтные и регулировочные работы.

г) Заправку дизель-молота производить только дизельным топ­ливом при неработающем молоте и нижнем положении ударного ци­линдра.

д) Для остановки дизель-молота необходимо прекратить, пода­ чу горючего поворотом рычага подачи топлива против часовой стрелки в крайнее положение.

Общие сведения о сваебойном оборудовании

Пря устройстве искусственных оснований под фундаменты зда-ний и сооружений используются погружаемые в грунт бетонные и железобетонные сваи, а также металлические шпунты.

45

Основным способом погружения свай в грунт является забивка их свайными молотами. Процесс забивки свай состоит из подъема и установки сваи на место забивки, собственно забив­ки и перемещения сваебойного оборудования к месту забивки следующей сваи.

Все основные операции при выполнении свайных работ в настоя­щее время механизированы, а необходимое для этого оборудова­ние объединено в так называемые сваебойные установки, состоя­щие из молота, подъемного и силового оборудования и копра, на котором монтируются все агрегаты.

По виду привода свайные молоты делятся на: механические, работающие от приводной лебедки; паровоздушные, использующие для своей работы энергию пара или сжатого воздуха; дизель-молоты, построенные на принципе работы двигателей внутренне­го сгорания; электрические, работающие от электродвигателей (вибропогружатели и вибромолоты); электромагнитные, осуществ­ляющие подъем ударной часта электромагнитными силами; гид­равлические, энергоносителем которых является жидкость.

Устройство и принцип действия свайных штанговых дизель-молотов

Дизель-молоты работают на жидком топливе по принципу двух­тактных дизелей. В них конструктивно объединены в единый аг­регат двигатель внутреннего сгорания и молот. Преобразование и использование энергии осуществляется в ходе единого рабо­чего процесса. По принципу ударного воздействия они относят­ся к молотам простого (одностороннего) действия.

В строительстве получили распространение два вида диэель-мо-лотов: штанговые и трубчатые. Технические характеристики штанговых дизель-молотов приведены в таблице.

46

Рис. 1. Схема бетоносмесителя с опрокидным барабаном емкостью 250 л

1 – канат; 2 – электродвигатель N = 1кВт n = 1410об/мин; 3 – клиноременная передача; 4 – рама; 5 – редуктор; 6 – вал; 7 – коническая шестерня; 8 – конический зубчатый венец; 9 – смесительный барабан; 10 – конечный выключатель; 11 – барабан канатный; 12 – червячное колесо; 13 – червяк; 14 - электродвигатель N = 2,8кВт n = 1420об/мин; 15 – червячный редуктор; 16 – ленточный тормоз; 17 – тормозной шкиф; 18 – штурвал; 19 – зубчатая пара; 20 – радиально-упорный подшипник; 21 – ось; 22 – траверса; 23 – скиповый ковш.

91

ГОСТ 16349-70 предусматривает девять типоразмеров гравитационных бетоносмесителей с объемом замеса бетонной смеси 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 1600, 2000 и 3000 л. Для бетоносмесителей принудительного перемешивания предусмотрено восемь типоразмеров (кроме 1600 л). Вместимость по загрузке сухими составляющими в 1.5 раза больше. Геометрический объем барабана в 2.5 – 3 раза больше емкости по загрузке для надлежащего перемешивания смеси.

Лабораторная работа выполняется на бетоносмесителе С-399. в

настоящее время выпускается модернизированный вариант смесителя этого типа СБ-30 (С-739 А), в котором барабан посажен на вал мотор-редуктора.

Описание бетоносмесителя с опрокидным барабаном емкостью 250 л, тип С-399 (рис.1)

Бетоносмеситель состоит из следующих механизмов и узлов:

1. Механизма вращения барабана.

2. Механизма опрокидывания барабана.

3. Механизма загрузки материала.

4. барабана

5. Рамы.

6. Дозатора воды.

7. Пульта управления.

В механизм вращения барабана входит эл.двигалетель 2, клиноременная передача 3, редуктор 5, коническая зубчатая шестерня 7, конический зубчатый венец 8.

Механизм опрокидывания барабана состоит из штурвала 18, тормозного шкива 17, ленточного тормоза 16, зубчатой пары 19, качающейся траверсы 22.

90

Таблица

Технические характеристики штанговых дизель-молотов для забивки деревянных свай

Параметры	ДБ-45	ДО-150	ДМ-150А
Масса ударной части, кг	140	190	240
Наибольший ход ударной части, м	I	I	1,3
Энергия удара, Н·м	1000	1500	1900
Число ударов, мин	100	100	60
Ход поршня, мм	163	164	160
Диаметр поршня, мм	120	135	135
Род топлива	Дизельное		автотрак-
	торное ГОСТ		305-62
Емкость топливного бака, л	1,5	1,5	1.5
Расход топлива, л/ч	1,5	1,5	1,5
Общая масса молота, кг	260	330	340
Габаритные размеры, мм: высота	1735	1970	1980
ширина	500	500	550
длила	360	400	500
Предельная глубина забивки сваи диа-
метром 18-20 см в верхнем отрубе
массой до 200 кг в грунт средней
плотности, м	4	4,5	5,5
Время забивки сваи в грунт сред-
ней плотности на глубину
3...3.5 м, мин	8	6	5

Штанговый дизель-молот (рис.1) состоит из трех основных узлов: собственно дизель-молота, патрона и кран-балки. Дизель-молот соединяется с патроном болтами, а кран-балка с патроном -сваркой.

Собственно дизель-молот состоит из основания молота 8, поршня с поршневыми кольцами 7, форсунки 23, ударного цилинд­ра 12 ( открытого снизу), направляющих штанг 2, направляющих гильз 3,-амортизирующих пружин 4. Ударный цилиндр снабжен штырем подачи топлива 24 и рым-болтом 17 для подъема ударного цилиндра при монтажных работах. Топливный бак 9 смонтирован на основании молота 8. Внутри топливного бака

47

Рас.1. Штанговый дизель-молот ДБ-45

48

и жестких бетонных смесей. В этих бетоносмесителях достигается большая однородность бетонной смеси, чем в смесителях гравитационных. Смеситель имеет чашу, составляющую из 2-х цилиндров: внешнего и внутреннего. Тем самым перемешивание происходит в кольцевой зоне с помощью ротора, снабженного рабочими и очистными лопастями. Они расположены на разных расстояниях от оси вращения и перекрывают все кольцевое пространство смесителя. Привод осуществлен от мотор-редуктора вертикального исполнения. Для выгрузки имеется секторный люк с затвором.

Бетоносители непрерывного действия. Бетоносмеситель непрерывного действия представляют собой горизонтальный барабан цилиндрической формы. Барабан получает вращение от электродвигателя через цилиндрический редуктор и открытую зубчатую передачу. Перемешивание составляющих компонентов происходит непрерывно за счет свободного падения с одновременным перемещением их от одного конца смесительного барабана к другому. Кроме бетоносмесителей непрерывного действия, работающих по гравитационному способу перемешивания, имеются смесители корытообразные, работающие по принципу принудительного перемешивания компонентов.

Вибрационные бетоносмесители. Они имеют ограниченное применение для приготовления жестких смесей, гипсбетонов.

Автобетоносмесители. Применяются в городском, дорожном и сельскохозяйственном строительстве при централизованном приготовлении бетонных смесей и больших расстояниях перевозки.

Имеется несколько конструкций автобетоносмесителей, но наибольшее распространение получили бетоносмесители с опрокидным барабаном, устанавливаемые на автомобиль.

89

По конструкции различают:

1. Бетоносмесители с опрокидным барабаном.

2. Бетоносмесители с наклоняющимися барабаном.

3. Бетоносмесители циклического действия с принудительным

смешиванием.

4. Бетоносмесители непрерывного действия.

5. Вибрационные бетоносмесители.

6. Автобетоносмесители.

Бетоносмесители с опрокидным барабаном изготавливаются грушевидной формы, на внутренней конусообразной поверхности которого укрепляются лопасти, обеспечивающие перемешивание бетонной смеси. Барабан имеет совершать двоякое движение: вращение вокруг продольной оси и вместе с ней вокруг поперечной оси. Смысл такой конструкции заключается в том, чтобы наклоняя барабан в одну сторону на 40° – 50° от вертикали, облегчить загрузку в него материала, а опрокидывая его в другую сторону на 140°, наиболее просто произвести разгрузку его.

Бетоносмесители с наклоняющимся барабаном, состоящими на двух (короткого и длинного) сварных усеченных конусов, соединяются в середине цилиндрическим ободом. В каждом усеченном конусе крепится по четыре больших лопасти. При чем все лопасти расположены по винтовой линии: лопасти конуса – правого вращения, а лопасти короткого конуса – левого. Смесительный барабан в процессе работы непрерывно вращается вокруг продольной оси. По истечении времени перемешивания бабаран наклоняются на 55° – 60° для его разгрузки.

Бетоносмесители циклического действия с принудительным смешиванием составляющих бетона предназначены для приготовления преимущественно малоподвижных умеренно жестких

88

находится насос высокого давления для подачи дизельного топлива. Управление количеством подачи топлива осуществляется ры­чагами 10 и 11. Патрон 5 одевается на сваю 1 и служит для пе­редачи удара. Кран-балка 6 служит для подъема ударной части во время запуска молота в работу. Она состоит из кошки 13, троса 16, рычага 18, блока 19, барабана 20, защелки 21 и храпового колеса 22.

Перед запуском дизель-молота в работу необходимо поднять ударный цилиндр 12 вверх. Подъем его осуществляется поворотом рычага 18, который вращает барабан 20, наматывающий на себя трос. Трос соединен с кошкой 13 и перекинут через блок 19. . При подъеме троса лапки кошки 14 захватывают ударный цилиндр, за выступ и поднимают его. Для предотвращения падения ударно­го цилиндра, при прекращении вращения рычага 18, имеется хра­повое колесо 22 с собачкой 21. При подъеме ударного цилиндра копир 15 скользит по кран-балке до тех пор, пока его верхний конец не провалится в углубление балки. При этом поворачива­ются лапки 14, освобождая ударный цилиндр. Ударный цилиндр, падая вниз, одевается на поршень и сжимает захваченный воздух. Степень сжатия в дизель-молотах составляет 12...16. При быстром сжатии воздуха резко возрастает температура до 500.,.600°С. При падении ударного цилиндра 12, штырь 24 заде­вает рычаг 11, который давит на плунжер насоса, и из форсунки 23 выбрасываются мельчайшие частички дизельного топлива. На­жатие на плунжер насоса производится в тот момент, когда воздух сжат, но цилиндр еще немного не дошел до нижней мерт­вой точки. При впрыскивании топливо загорается и образую­щиеся газы давят во все стороны с одинаковой силой. В ци­линдрической части силы давления уравновешиваются. Давление газов на торец поршня передается забиваемой свае через осно­вание и патрон, а давление газов на дно цилиндра отбрасывает ударный цилиндр вверх. Так как вверху ударный цилиндр ничем не удерживается, то он снова падает и так цикл будет повто­ряться до тех пор, пока не будет отключена подача топлива рычагом 10.

Таким образом, за один цикл работы молота свая испытывает два удара: один от падения ударного цилиндра, вторй - от взрыва топлива. Первый удар более эффективен.

49

Основными параметрами свайных молотов являются: анергия удара, частота ударов, мощность молота, масса ударной части и скорость ее движения в момент удара.

Энергия удара дизель-молота Е, Н.м, определяется толь­ко для рабочего хода по формуле

E = Q H η - L_сж

где Q - сила тяжести ударной части молота, Н;

Н - высота падения ударной частя молота, м;

η - КПД подвижной части молота;

L_сж -расход энергии на сжатие воздуха в цилиндре молота, определяется по индикаторной диаграмме и обычно составляет 35...40% от общей энергии падающего груза.

Мощность свайного молота N , Вт, определяется по формуле

N = E n /60

где n- число ударов молота в минуту.

Эффективность погружения сваи в грунт зависит от соотноше­ния масс сваи m_С и ударной части молота m_M частоты уда­ров молота n_M и скорости соударения V_С ударной части молота с шаботом. Практически установлена необходимость соблюдения следующих условий: 0,5≤ m_С/m_M ≤2,5 ( при m_С/m_M> 2,5 эф­фективность погружения сваи резко снижается), V_С≤6 м/с (при V_С >6 м/с большая часть энергии удара затрачивается на разрушение наголовника и головки сваи). На интенсивность погружения сваи большое влияние оказывает число ударов моло­та в единицу времени n_M. Чем чаще наносятся удары, тем эф­фективнее проходит забивка сваи. Это объясняется тем, что сопротивление грунта погружения свай неодинаково. Когда грунт находится в статическом состоянии, сопротивление грун­та велико. Пол действием удара грунт у сваи приходит в дви­жение и его сопротивление значительно уменьшается. Должно быть n_M≥30 ударов мин ( при n_M<30 - свая успевает пол­ностью остановиться и молоту приходится дополнительно преодолевать инерцию неподвижной сваи).

50

Лабораторная работа №9

БЕТОНОСМЕСИТЕЛИ И РАСТВОРОСМЕСИТЕЛИ

Цель работы:

2. Изучение конструкции и принципа действия бетоносмесителей и растворителей.

3. Приобретение навыков в работе со смесителем.

4. Ознакомление с правилами техники безопасности при работе на бетоносмесителях и растворителях.

Оборудование и инструменты для выполнения лабораторной работы:

1. Бетоносмеситель с опрокидыванием барабаном емкостью 250 л.

2. Растворосмеситель передвижной периодического действия с барабаном емкостью 80 л.

3. Модель передвижного бетоносмесителя с наклоняемым барабаном.

Краткие сведения о смесителях. Классификация бетоносмесителей:

Бетоносмесители, применяемые для приготовления бетонов, различаются по следующим показателям:

по способу перемешивания – смесительные машины с принудительным перемешиванием и с перемешиванием при свободном падение материала (гравитационные);

по режиму работы различают бетоносмесители непрерывного и циклического (периодического) действия;

по способу установки смесительные машины подразделяются на передвижные и стационарные. Первые применяются во временных индивидуальных передвижных установках; вторые находят применение на заводах, изготовляющих бетонную смесь.

87

Для этого при любом неизменном вылете стрелы определить по изложенной выше методике значение опрокидывающих усилий Р_гр при трех положениях стрелы относительно продольной оси тележки:

- направление стрелы совпадает с продольной остью тележки (β = 0°);

- направление стрелы совпадает с диагональю тележки (β= 45°);

- направление стрелы перпендикулярно продольной оси тележки(β= 90°).

Определить для этих положений стрелы допустимую грузоподъемность Q (см.п.6).

Полученные данные Р_гр и Q занести в табл.3.

Таблица 3

№ п/п	Положение стрелы β °	Опрокидывающее усилие Ргр, кгс	Допускаемая грузоподъемность Q, кг

Для построения круговой диаграммы грузоподъемность (рис.4) из произвольной точки на плоскости провести радиусы-векторы, соответствующие различным положениям стрелы, и отложить на них в масштабе соответствующие значения допустимой грузоподъемности. Полученные точки соединить.

Рис. 4. Круговая диаграмма грузоподъемности

86

Лабораторная работа №6

Определение конструктивных и эксплуатационных характеристик стальных канатов

Цель работы: по образцам канатов и сопроводительным к ним документам завода-изготовителя, используя ГОСТы, научиться: определять основные конструктивные и эксплуатационные характеристики канатов; назначать допускаемую нагрузку на канат в зависимости от условий его эксплуатации; устанавливать характер повреждений канатов, бывших в эксплуатации, и делать их выбраковку.

1. Содержание лабораторной работы

На бригаду из 2-х человек выдаются 2 образца нового каната и 1 образец каната, бывшего в эксплуатации.

После ознакомления с названием, областями применения и конструктивными особенностями канатов определяется диаметр образца данного каната, выбирается соответствующий канату сертификат качества и находится нужный ГОСТ в сборнике стандартов.

По образцу каната с расплетенной прядью, а также по соответствующим сертификату качества и ГОСТу определяются конструктивные и эксплутационные характеристики данного каната. Результаты заносятся в табл.1.

По данным условиям эксплуатации определяется допускаемая нагрузка на канат.

По результатам обследования образца каната, бывшего в эксплуатации, дается заключение о пригодности его к дальнейшему использованию.

2. Лабораторные принадлежности (на бригаду)

1. Образцы нового каната – 2 шт.

51

2. Образцы каната, бывшего в эксплуатации, - 1 шт.

3. Штангенциркуль или микрометр – 1 шт.

4. Сертификаты качества – 5 шт.

5. Сборник ГОСТов – 1 шт.

6. Прокладка из линолеума (для предохранения поверхностей лабораторного стола) – 1 шт.