工程機械夯實機械

1、第九章夯實機械第一節(jié)用途與分類夯實機械是一種適用于對粘性土壤和非粘性土壤進行夯實作業(yè)的沖擊式 機械，夯實厚度可達11.5m，在公路、鐵路、建筑、水利等工程施工中 應用廣泛。在公路修筑施工中，可用于夯實橋背涵側路基、陣實路面坑槽 以與夯實、平整路面養(yǎng)護維修，是筑路工程中不可缺少的設備之一。夯實機械可按沖擊能量、結構和工作原理進行分類：按夯實沖擊能量大小分為輕型(0.81kN m)、中型(110kN m)和重型(1050kN m)三種；按結構和工作原理分為自由落錘式夯實機、振動平板夯實機、振動沖擊 夯實機、爆炸式夯實機和蛙式夯實機。沖擊式壓路機是一種不同于傳統(tǒng)的徑靜碾壓實、振動壓實和打夯機壓實 原

2、理的新型壓實設備。這種20世紀90年代才實際投入使用的壓路機， 特別適用于濕陷性黃土壓實和大面積深填土石方的壓實工作。第二節(jié)結構與工作原理一、振動平板夯實機利用激振器產(chǎn)生的振動能量進行壓實作業(yè)的振動平板夯，廣泛應用于工 程量不大的狹窄場地。振動平板夯的結構如圖9-1所示。它由發(fā)動機、夯 板、激振器、彈簧懸掛系統(tǒng)的等組成。振動平板夯分非定向和定向兩種形式。動力通過發(fā)動機經(jīng)皮帶傳遞給偏 心塊式激振器。由激振器產(chǎn)生的偏心力矩帶動夯板以一定的振幅和激振力 振實被壓材料。非定向振動平板夯是利用激振器產(chǎn)生的水平分力自動前 移；而定向振動平板夯是利用兩個激振器殼體中心（兩激振器中心）所處 位置的不同，使振動

3、平板原地垂直振動或在總離心力的水平分力作用下水 平移動。振動平板夯的隔振元件是彈簧減震器。二、振動沖擊夯實機振動夯實機包括內(nèi)燃式振動沖擊夯和電動式?jīng)_擊夯兩種形式。前者動力 是內(nèi)燃發(fā)動機，而后者動力是電動機，都是由動力源（發(fā)動機、電機）、 激振裝置、缸筒和夯板等組成。振動沖擊夯的工作原理是由發(fā)動機（電機） 帶動曲柄連桿機構運動，產(chǎn)生上下往復作用力使夯實機跳離地面。在曲柄 連桿機構作用力和夯實機重力作用下，夯板往復沖擊被壓實材料，達到夯 實的目的。振動沖擊夯實的沖擊頻率711Hz，跳起高度4565mm，通過夯板對 被夯實材料的快速沖擊使材料顆粒產(chǎn)生位移，獲得很好的夯實效果。內(nèi)燃式?jīng)_擊夯的結構如圖9

4、-2所示，它由發(fā)動機、離合器、減速機構、 內(nèi)外缸體、曲柄連桿機構、活塞、彈簧、夯板和操縱機構等組成。發(fā)動機 動力經(jīng)離合器12、小齒輪11傳給大齒輪6,使安裝在大齒輪偏心軸上的 連桿16、活塞頭17、活塞桿19作上下往復運動，在彈簧力（壓縮和伸 張）作用下，使機器和夯板跳動，對被壓材料產(chǎn)生高頻沖擊振動作用。電動式?jīng)_擊夯的結構如圖9-3所示，它的結構與內(nèi)燃式振動沖擊夯基本 類似，僅動力裝置為電動機。三、爆炸式夯實機爆炸式夯實機利用燃料燃燒爆炸產(chǎn)生的沖擊力來進行夯實作業(yè)，又被 成為火力夯或內(nèi)燃式打夯機。爆炸夯實機的工作原理與兩沖程式內(nèi)燃機 相同。在結構上，爆炸式夯實機由缸體、缸蓋、活塞（上、下）、汽

5、油器、 夯軸、夯錘、夯板、郵箱等組成HB120型爆炸式夯實機結構如圖9-4 所示。HB120型爆炸式夯實機有上、下兩個活塞，上活塞6裝在主氣門桿 24的下端，弓形架25與主排氣門桿24上端連接，而弓形架又與環(huán)狀 的操縱手柄3連成一體，弓形架上裝有點火碰塊23。主排氣門桿上還裝 有彈簧拉板并連接著兩根彈簧，彈簧置于氣缸蓋上的套筒里，其端部由 螺栓固定在套筒的上方。啟動時，壓下環(huán)狀手柄，弓形架帶動主排氣門桿和上活塞下移，上活 塞中部的主排氣門開啟，氣缸7中的廢氣通過主排氣管20排除。當上 活塞下移到接觸下活塞16時，減小下壓力，主排氣門桿便在兩根彈簧 拉力作用下帶著上活塞上升，同時關閉主排氣門。此

6、時，混合氣體經(jīng)進 氣閥8吸入氣缸，上活塞到最高點時，氣體燃燒膨脹使夯身向上運動。當氣缸套上升到排氣孔15露出下活塞頂部時,廢氣由排氣孔15排出, 排氣閥17開啟，缸內(nèi)壓力驟然下降。此時夯身在慣性力作用下繼續(xù)上 升，下活塞底部空氣被壓縮，當壓縮彈力大于夯板部分的重力時，下活 塞將帶動夯板向上運動，直至與夯錘接合一起上升到慣性力為零處，然 后以自由落體下降夯擊輔助材料。在夯擊輔助材料的同時，上活塞在下 降慣性作用下到達最低位置，排出缸內(nèi)廢氣，再由彈簧拉起，進入到第 二個工作循環(huán)。四、蛙式打夯機蛙式打夯機是利用偏心塊旋轉產(chǎn)生離心力的沖擊作用進行夯實作業(yè)的一 種小型夯實機械，它具有結構簡單、工作可靠、

7、操作容易等優(yōu)點，因而在 公路、建筑、水利等施工工程中廣泛采用。如圖9-5所示，蛙式打夯機由夯頭架、托盤、傳動裝置、前軸裝置、操 縱裝置、操縱手把以與電氣控制設備（電動機、輸電纜、電控盒）等部分 組成。夯頭架由夯板8、立柱9、斜撐11、軸銷鉸接頭3、動臂5和前軸 7焊接而成。托盤采用鋼板沖壓而成，托盤上焊接有電動機支架、傳動軸 支承座、手把鉸接支承座等。傳動裝置由傳動軸、大小皮帶輪、軸承座等 組成。蛙式打夯機的傳動系統(tǒng)如圖9-6所示。電動機1通過兩級傳動2、3驅 動偏心塊4旋轉，產(chǎn)生離心力帶動夯板夯實輔助材料和夯機向前移動。五、沖擊式壓路機（一）主要結構與工作原理沖擊式壓路機由牽引車和壓實裝置兩

8、部分組成，中間通過緩沖架連接組 件連接，如圖9-7所示。5YCT18型沖擊式壓路機牽引車分前、后車架，中間用轉向鉸連接作為 液壓油缸轉向機構的回轉中心。前車架放置發(fā)動機、液力變速器、前橋與 駕駛室等部件。如圖9-8所示，壓實裝置主要由壓實輪組件7、機架2、 連桿架8、行走車輪5、連接頭1、防轉器9和液壓油缸6等組成。由連 桿、限位橡膠塊和緩沖液壓油缸等部分組成的緩沖機構是為了防止和減少 沖擊輪對機架的沖擊。沖擊壓實輪是工作部件，為兩個由幾段曲線組成的 非圓柱形滾筒，分布于機架兩側，中間通過輪軸相連，滾筒用厚鋼板焊接 而成。由提升油缸、放轉器、連桿架、行走車輪等組成的提升機構和行走 機構，主要是

9、用來短途轉移和更換施工場地。當提升液壓缸伸長時，兩個 沖擊輪離開地面，這時全部質量由四個行走車輪承擔，在牽引車的推動下 實現(xiàn)場地轉移。放轉器目的是防止在工地短途轉移時沖擊輪自由轉動。壓實裝置與牽引車通過連接裝置相連，連接裝置由牽引板、十字接頭、 銷軸、牽引軸、法蘭盤和緩沖橡膠套組成，可緩沖沖擊輪對牽引車的沖擊, 并在牽引過程中改善其受力狀況，可保證牽引車與壓式裝置之間具有三個 轉動自由度。當牽引車拖動壓實輪向前滾動時，壓實輪重心離地面的高度 上下交替變化，產(chǎn)生的勢能和動能集中向前、向下碾壓，形成巨大的沖擊 波，通過多邊弧形輪子連續(xù)均勻地沖擊地面，使土體均勻致密。（二）主要技術參數(shù)沖擊式壓路機的

10、主要技術參數(shù)有工作質量、沖擊輪尺寸、沖擊輪質量、 最大沖擊力、工作速度、壓實頻率、沖擊能量等。（三）特點與適用范圍新型滾動沖擊壓實技術突破了傳統(tǒng)的壓實方式，將往復夯擊與滾動壓實 技術相結合，以壓實能量高、影響深度大、機動性能好等特點日益受到重 視。沖擊式壓路機對高填方路段、松沙土源地基的土地壓實和石質擠密非 常有效。對于那些原地基土質不好的工程，可直接壓實而不需換土和分層 填方與壓實；對于含水量范圍的要求很高，可大大減少干性土的加水量并 能將濕的地基排干，加速軟土地基的穩(wěn)定；對于填方層的壓實，每次填方 厚度可達0.5m，壓實速度高達12km/h。沖擊式壓路機還可以用于破碎 舊水泥路面或瀝青路面

11、。沖擊壓路機的壓實能量與沖擊面的寬度、鋪層厚度、工作裝置質量、作業(yè)速度等有關。第十三章水泥混凝土攪拌設備第一節(jié)水泥混凝土攪拌機一、用途水泥混凝土攪拌機是將水泥、磚、砂、石和水等按一定的配合比例， 進行均勻拌和的專業(yè)機械，它是制作水泥混凝土的專用設備，主要應用 在道路、橋梁、房屋建筑等工程施工中。水泥混凝土攪拌機主要由供料 裝置、配料裝置、稱量系統(tǒng)、上料設備、水泥供給系統(tǒng)與計量裝置、供 水與添加劑系統(tǒng)、攪拌裝置、卸料裝置與控制系統(tǒng)等組成。二、分類與代號表示方法水泥混凝土攪拌機的種類很多，各種攪拌機的分類如下：按攪拌原理分為自落式和強制式。按作業(yè)方式分為周期式和連續(xù)式。周期式攪拌設備的進料、攪料和

12、 出料是分批循環(huán)進行的，完成一個循環(huán)進行后，再進入下一個循環(huán)。連續(xù) 式混凝土攪拌設備在進料、拌料和出料的工藝過程中是連續(xù)不斷進行的。 因此，在計量方面應力求精確。但是由于各種材料的配合比和攪和時間難 以控制，質量方面一般較差。按攪拌筒的結構分為鼓筒形、雙錐形、盤形和槽形等。按出料方式分為傾翻式和不傾翻式。按攪拌容量分為大型(出料容量13立方厘米)、中型(出料容量0.30.5立方厘米）、小型（出料容量0.050.25立方厘米）。水泥混凝土攪拌設備除上述的分類方法外，還有其他的分類方法。如按 攪拌裝置的移動方式可分為固定式和移動式。常用攪拌機的機型分類與代號見表13-1，它主要由機型代號和主參數(shù)組

13、 成。如JZ350，即表示出料容量為0.35立方厘米（350L）的錐形反轉 出料的自落式攪拌機。三、自落式水泥混凝土攪拌機（一）工作原理自落式水泥混凝土攪拌機的工作原理如圖13-2所示，其工作機構為筒體, 沿筒內(nèi)壁周圍安裝若干攪拌葉片。工作時，筒體圍繞其自身回轉，利用葉 片對筒內(nèi)物料進行分割、提升、灑落和沖擊等作用，從而使配料的相互位 置不斷進行重新分布而獲得攪和。其攪拌強度不大、效率低，只適用于攪 拌一般骨料的塑性混凝土。（二）錐形反轉出料式攪拌機的主要結構錐形反轉出料式攪拌機是取代鼓筒式攪拌機的機型，它的攪拌筒呈雙 錐形，正轉為攪拌，反轉為卸料。圖13-3所示為JZC200型錐形反轉出料式

14、攪拌機。該機進料容量為 320L，額定出料容量為0.2立方米（200L），生產(chǎn)率為68立方米/小時, 是一種小容量移動式攪拌機。它由上料機構、攪拌機構、供水系統(tǒng)、地盤 和電氣控制系統(tǒng)等組成。1、攪拌筒錐形反轉出料式攪拌機是按自落式原理進行攪拌，其攪拌筒構造如圖13-4所示。攪拌筒中間為圓柱體，兩端為截頭圓錐體，是由鋼板卷焊而 成的。攪拌筒內(nèi)壁焊有一對交叉布置的高位葉片，分別與攪拌筒軸線成45。夾 角，且方向相反。攪拌筒正傳時，葉片帶動物料作提升和自由降落運動， 同時還迫使物料沿斜面作軸向交叉竄動，強化了攪拌作用。當攪拌筒反轉 時，拌制好的混凝土料由低位葉片推向高位葉片，把混凝土卸出攪拌筒。2、

15、進料機構進料機構由簸萁形料斗、鋼絲繩、吊輪和離合器卷筒等組成，如圖13-5 所示。料斗由提升鋼絲繩牽引。提升料斗時操縱離合器結合，則減速器帶 動卷筒轉動，將料斗提升至上止點。當操縱料斗時，料斗靠自重下落。3、供水系統(tǒng)JZC20。型攪拌機的供水系統(tǒng)由電動機、水泵、三通閥和水箱等部分組 成。工作時，電動機帶動水泵直接向攪拌筒供水，通過時間繼電器控制水 泵的供水時間而實現(xiàn)定量供水。4、傳動系統(tǒng)攪拌機傳動系統(tǒng)工作原理為：原動機的動力輸出經(jīng)主離合器后分成兩 路，一路經(jīng)V形皮帶驅動水泵；另一路經(jīng)V形皮帶和齒輪減速器帶動傳 動軸，再由傳動軸上的小齒輪帶動大齒圈來驅動攪拌筒；空套在該軸上 的鋼絲繩卷筒則通過離

16、合器來驅動上料斗。圖13-6所示為JZC200型攪拌機的傳動機構，它主要由電動機、減 速器、小齒輪、攪拌筒和大齒圈等組成。攪拌筒支承在四個拖輪上。電 動機輸出的動力經(jīng)三角皮帶、減速器傳至小齒輪，小齒輪與大齒圈嚙合,使攪拌筒旋轉。5、底架和牽引系統(tǒng)攪拌機所有機構都安裝在一個拖掛式單軸或雙軸底架上，底架下裝行走 輪。輪軸上裝有減震彈簧，前輪軸上安裝轉向機構和牽引拖桿，用于車輛 拖行轉場。此外，可使輪胎卸載。6、電氣控制系統(tǒng)攪拌筒的正轉、反轉、停止，水泵的運轉、停止等動作分別由六個控制 按鈕操縱。供水量由時間繼電器的延時來確定。（三）錐形反轉出料式攪拌機的特點錐形反轉出料式攪拌機具有結構簡單、攪拌質

17、量好和易控制等優(yōu)點，用 于中小容量的攪拌機。其缺點是反轉出料時重載啟動，消耗功率大，容量 大，易發(fā)生啟動困難和出料時間長。四、強制式水泥混凝土攪拌機（一）工作原理圖13-7為強制式攪拌機的工作原理，其攪拌機構是水平或垂直設置在 筒內(nèi)的攪拌軸，轉軸上安裝攪拌葉片。工作時，轉軸帶動葉片對筒內(nèi)物料 進行剪切、擠壓和翻轉推動的強制攪拌作用，使配合料在劇烈的相對運動 中獲得均勻攪和。其攪拌質量好、效率高，特點適用于攪拌干硬性混凝土 和輕質骨料混凝土。（二）主要結構1、立軸強制式混凝土攪拌機立軸強制式混凝土攪拌機的攪拌原理，是靠安裝在攪拌筒內(nèi)帶葉片的立 軸旋轉時將物料擠壓、翻轉、拋出等復合動作對物料進行強

18、制攪拌。與自 落式攪拌機相比，強制式攪拌機具有攪拌質量好、攪拌效率高，適合攪拌 干硬性、高強和輕質混凝土等特點。立軸強制式攪拌機分為渦漿式和行星式兩種，其攪拌筒均為水平放置的 圓盤。渦漿式的圓盤中央有一根豎立轉軸，軸上裝有幾組攪拌葉片；行星 式的圓盤中則有兩根豎立轉軸，分別帶動幾個攪拌鏟。在定盤式行星式攪 拌機中，攪拌鏟除繞本身軸線自轉外，兩根轉軸還繞盤的中心公轉；在轉 盤行星式攪拌機中，兩根轉軸除自轉外，不做公轉，而是整個圓盤作與轉 軸回轉方向相反的轉動。目前，由于轉盤式能量消耗較大，結構也不夠理 想，故已逐漸被定盤式所代替。立軸渦漿強制式攪拌機具有結構緊湊、體積小、密封性能好等優(yōu)點，因 而

19、是主要機型。2、臥軸強制式混凝土攪拌機臥軸強制式攪拌機兼有自落式和強制式兩種機械的優(yōu)點，即攪拌質量好、 生產(chǎn)效率高、能耗較低，可用于攪拌干硬性、塑性、輕骨料混凝土，以與 各種砂漿、灰漿和硅鹽酸等混凝土。臥軸強制式攪拌機在機構上有單軸、雙軸之分，故有兩種系列型號，兩 個機種除了結構上的差異之外，在攪拌原理、功能特點等方面十分相似。圖13-8為JS350型攪拌機的攪拌原理圖。該機主要由攪拌系統(tǒng)、傳動 裝置、卸料機構等組成。攪拌系統(tǒng):攪拌系統(tǒng)由水平放置的兩個相連的圓槽型攪拌筒和兩根 按相反方向轉動的攪拌軸組成，在兩根攪拌軸上安裝了幾組機構相同的葉 片，但其前后上下都錯開一定的空間，使攪和料在兩個攪拌

20、筒內(nèi)得到虧蘇 爾均勻的攪拌。傳動裝置：攪拌電動機直接安裝在一個三級齒輪減速器箱體的斷面 上，其輸出軸再通過一對齒輪傳動和鏈輪分別驅動兩根水平攪拌軸作等速 凡響的回轉運動，如圖13-9所示。卸料機構：JS350型攪拌機的卸料機構如圖13-10所示。設置在 兩個攪拌筒底部的兩扇卸料門，由氣缸操縱經(jīng)齒輪連桿機構而獲的同步控 制。卸料門的長度比攪拌筒長度短200mm，故有80%90%的混凝土靠 其自重卸出，其余部分則靠攪拌葉片強制向外排出，卸料迅速而干凈，一 般卸料時間僅46s。第二節(jié)水泥混凝土攪拌站一、用途水泥混凝土攪拌站(樓)是用來集中攪拌混凝土的聯(lián)合裝置，又稱作混 凝土預拌工廠。由于它的自動化程

21、度高，生產(chǎn)效率大，被廣泛用于混凝土 工程量大和施工地點集中的大中型工程施工中。二、分類攪拌站按工藝形式可分為單階式和雙階式兩類：單階式：砂、石、水泥等材料一次就提升到攪拌站最高層的儲料斗, 然后配料稱量直到攪拌成混凝土，均借物料自重下落而形成垂直生產(chǎn)工藝 體系，其工藝流程見圖13-11a。此類型具有生產(chǎn)效率高、動力消耗少、 機械化和自動化程度高、布置緊湊和站的面積小等特點;但其設備較復雜， 基建投資大。因此，膽結石不只是用于大型永久性攪拌站。雙階式：砂、石、水泥等材料分兩次提升，第一次將材料提升至儲 料斗；經(jīng)配料稱量后，第二次在將材料提升并卸入攪拌機，其工藝流程見 圖13-11b。這種形式的攪

22、拌站具有設備簡單、投資少、建成塊等優(yōu)點； 但其機械化和自動化程度較低，占地面積大，動力消耗多。因此，該布置 形式適用于中間小型攪拌站。攪拌站安裝方式可分為固定式和移動是兩種類型。前者是用于永久性的 攪拌站；后者則使用與施工現(xiàn)場。大型攪拌站按攪拌機平面布置形式的不同，可分為巢式和直線式兩種。 巢式是數(shù)臺攪拌機環(huán)繞著一個共同的裝料和出料的中心布置，其特點是數(shù) 臺攪拌機共用一套稱量裝置，但一次只能交辦一個品種的混凝土。直線式 是指數(shù)臺攪拌機排列成一列或兩列，此種布置形式的每臺攪拌機均需配備 一套稱量裝置，但同時攪拌幾個品種的混凝土。三、水泥混凝土攪拌站的組成與使用下面主要介紹HZS50水泥混凝土攪拌

23、站的結構和使用方法。HZS50水泥混凝土攪拌站生產(chǎn)率為50立方米/小時，為雙臥軸式攪拌 站；利用計算機控制，可儲存100多種配合比，并可自動打印輸出混凝土 參數(shù)；具有生產(chǎn)效率高、自動化程度高等特點。它主要由以下幾部分組成。(一)供料裝置HZS50供料裝置由4個料倉和懸臂拉鏟組成。4個料倉中3個為石子 倉，1個為砂子倉。整個料倉容量大于2000立方米，可滿5天生產(chǎn)需要。 砂倉口可配置暖氣片，防止冬季施工落料不暢，懸臂拉鏟用于供料。懸臂拉鏟的結構如圖13-12所示。它由鏟斗、懸臂、雙卷筒卷揚機、回 轉機構等組成。卷揚機和操縱是安置在一個塔樓上。懸臂裝在回轉平臺上， 反向滑輪安裝在懸臂的端部。懸臂拉

24、鏟的特點是不需其他機械輔助集料， 拉料半徑大，可達20m以上。扇形料場的夾角可達21 ，且可把骨料堆 得較高，在料槽上面形成一個容積較大的活料堆，從而提高了生產(chǎn)效率， 并減少了料場占地面積。(二)配料系統(tǒng)配料系統(tǒng)由微機、稱量裝置、料倉與倉門開啟機構等組成。倉門采用以 氣缸為動力的扇形圓周門，門的開口可根據(jù)微機指定的配合比自動調(diào)節(jié)。 根據(jù)工藝流程的需要，稱量裝置依次對各料倉卸出的骨料進行計量。稱量 裝置主要有杠桿稱和電子稱兩種。前者的特點是使用可靠，維修方便，可 自動或手動操縱，但其體積大，自重大，制造費用高。而電子稱是一種新 型的稱量設備，體積小，重量輕，結構簡單，安裝方便，稱量精度也較高。如圖13-13所示，骨料杠桿稱量稱量稱由稱斗、稱盤、一級杠桿、二級 杠桿和彈簧表頭等主要組層部分。彈簧表頭是稱的關鍵部件，其表盤上有 三個定針，分別用來預選三種不同骨料的質量，當動針與定針重合時就發(fā) 出信號，控制骨料區(qū)三個閘門的開閉。配料系統(tǒng)在使用中應注意下列問題：切記倉斗卡料?？弦话闶怯捎趥}門變形和物料中有較長異物造成 的。為保證稱量的準確，不受外接電源電壓影響，傳感器和測量電橋必 須由穩(wěn)壓電源供電。新機安裝時應檢查電子稱的靈敏度。(三)上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)的作用是將稱