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文檔簡介
建筑機(jī)械與垂直運(yùn)輸設(shè)施
土方機(jī)械是土方工程機(jī)械化施工所用機(jī)械和設(shè)備的總稱。用以進(jìn)行鏟、挖、運(yùn)、卸、填、壓等作業(yè)。常用的土方機(jī)械有:挖掘機(jī),裝載機(jī)、推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和各種碾壓夯實機(jī)械設(shè)備。本章簡要介紹單斗挖掘機(jī)、推土機(jī)和裝載機(jī)。樁工機(jī)械是進(jìn)行樁基礎(chǔ)工程施工的機(jī)械設(shè)備。本章簡單介紹常用的柴油打樁錘、打樁架和鉆孔機(jī)?!?.1單斗挖掘機(jī)
單斗挖掘機(jī)是用單個鏟斗開挖和裝載土石方的挖掘機(jī)械。它可以單獨(dú)地進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)的開挖,還可以配合運(yùn)輸車輛進(jìn)行遠(yuǎn)距離卸土。
一、單斗挖掘機(jī)的類型1、按行走裝置的型式??煞譃槁膸?、輪胎式、汽車式、步履式等。最常用的是履帶式和輪胎式。履帶式挖機(jī)(圖10—1)與地面附著面積大,壓強(qiáng)小,重心低,穩(wěn)定性好。應(yīng)用最廣。輪胎式挖掘機(jī)行駛速度快,機(jī)動性好,可在一般城市道路上行駛。2、按傳動方式,可分為機(jī)械式、液壓式和混合式。
液壓式挖掘機(jī)具有挖掘力大、傳動性能好、工作平穩(wěn)、能實現(xiàn)無級調(diào)速且調(diào)速范圍大,操作靈活、省力,易實現(xiàn)自動控制,機(jī)構(gòu)布置合理緊湊等優(yōu)點。因此,現(xiàn)在生產(chǎn)的中小型單斗挖掘機(jī)幾乎都采用液壓傳動。液壓挖掘機(jī)的主要缺點是加工精度高,裝配、維修保養(yǎng)的技術(shù)要求較高,液壓油的粘度受溫度影響較大,易漏油。3、按用途分,有專用型和通用型兩種。專用型挖掘機(jī)一般只有一種工作裝置,進(jìn)行專一作業(yè),適用于礦山、隧道、深并等挖掘、裝載作業(yè)。通用型挖掘機(jī)是多功能、多用途的機(jī)械。它具有多種可以更換的工作裝置,可根據(jù)不同的施工需要進(jìn)行合理選用。4、按工作裝置型式分,有反鏟、正鏟、抓鏟、裝載、起重等型式(圖10—2)。反鏟挖掘方向朝向機(jī)身、用于挖掘停機(jī)面以下的土壤,工作靈活,使用最廣,是液壓挖掘機(jī)中的基本工作裝置型式。正鏟挖掘方向向前(離開機(jī)身)、主要用于挖掘停機(jī)面以上的土壤或裝載松散材料,大型礦用挖掘機(jī)多用正鏟。抓鏟主要用于小面積深挖.如挖并、深坑等。二、單斗挖掘機(jī)的基本
組成與作業(yè)過程單斗(反鏟)液壓挖掘機(jī)由工作裝置Ⅰ、行走裝置Ⅱ、上部轉(zhuǎn)臺Ⅲ三大部分組成。動力裝置、傳動操縱機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)施均裝在上部轉(zhuǎn)臺上。反鏟工作裝置由鏟斗1、斗杠2、動臂3、連桿4、鏟斗液壓缸5、斗桿液壓缸6、動臂液壓缸7等組成。這些部件之間的聯(lián)系以及動臂與轉(zhuǎn)臺、動臂液壓缸與轉(zhuǎn)臺的聯(lián)系全部采用鉸接,通過液壓缸活塞桿的伸縮來實現(xiàn)作業(yè)過程的各種動作。其作業(yè)過程是:
操縱斗桿與鏟斗液壓缸(活塞桿伸出)使鏟斗切削土壤并裝土;斗裝滿時,操縱動臂液壓缸(活塞桿伸出),使動臂連同鏟斗升到卸土高度,并同時操縱上部轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)至卸土位置,操縱斗桿與鏟斗液壓缸(活塞桿回縮)使鏟斗反轉(zhuǎn)并卸土;操縱上部轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)到挖掘位置,并同時操縱動臂液壓缸(活塞桿回縮)使動臂鏟斗下降至挖掘面進(jìn)行下一作業(yè)循環(huán)。每一作業(yè)循環(huán)均由以上所述的挖掘裝斗一提升回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)斗卸土一空斗返回四個工序所組成,當(dāng)挖掘機(jī)挖完一段土后,整機(jī)移動一段距離,以便繼續(xù)作業(yè)。因此單斗挖掘機(jī)是一種周期循環(huán)作業(yè)的自行式土方機(jī)械。三、單斗挖掘機(jī)的特點及生產(chǎn)率單斗挖掘機(jī)的主要特點是:(1)挖掘力大。可以挖Ⅳ級(指硬黃土、含石塊的粘土等)及Ⅳ級以下的土壤和爆破后的巖石;(2)一機(jī)多用,使用范圍大。更換相應(yīng)的工作裝置后,可進(jìn)行挖、裝、填、夯、抓、刨、吊、鉆等多種作業(yè)。土方工程通用型挖掘機(jī),其可換工作裝置多達(dá)70余種。(3)生產(chǎn)率高。挖土作業(yè)時,一臺斗容量為1m3的單斗挖掘機(jī),臺班生產(chǎn)率相當(dāng)于300-400名工人的日工作量。單斗挖掘機(jī)的生產(chǎn)率Q可按下式計算式中V——單斗的幾何容量(m3)T——每一工作循環(huán)時間(s);K1——土的松散系數(shù),K1=1.1—1.4;K2——鏟斗充盈系數(shù),常取0.8—1.13K3——工作循環(huán)時間的利用系數(shù),一般取0.7—0.9?!?.2推土機(jī)推土機(jī)是以拖拉機(jī)或?qū)S脿恳嚍橹鳈C(jī),并在其前端裝上推土裝置的施工機(jī)械。主要進(jìn)行推運(yùn)土方和石碴、平整場地、填溝壓實等作業(yè)。還可清除樹根,給鏟運(yùn)機(jī)助鏟和須松土,以及牽引各種拖式土方機(jī)械等作業(yè)。
一、推土機(jī)的類型1、推土機(jī)按行走裝置型式,分為履帶式(圖10—3)和輪胎式(圖10—4)兩類。履帶式推土機(jī)的履帶板有多種形式,以適應(yīng)不同地面上行走,按履帶接地比壓大小,又分為高比壓推土機(jī)(接地比壓98kPa以上,用于石質(zhì)地面行走)、中比壓推土機(jī)(接地比壓58kPa。96kPa,普通推土機(jī))和低比壓推土機(jī)(接地比壓10kPa一29.5kPa,濕地或沼澤地推土機(jī))。輪胎推土機(jī)大多采用寬基輪胎,全輪驅(qū)動,以提高牽引性能并改善通過性能,其接地比壓為200kPa一350kPa。由于履帶式推土機(jī)接地比壓小,附著牽引性好,后端還可以裝松土齒耙、鉸盤相反鏟裝置等,故目前應(yīng)用廣泛。2、按傳動方式可分為機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、全液壓傳動三種。液力機(jī)械傳動已逐漸代替機(jī)械傳動。由于引進(jìn)國外制造技術(shù),全液壓傳動也得到發(fā)展。3、按發(fā)動機(jī)功率可分為小型、中型、大型、特大型四種等級。國產(chǎn)推土機(jī)多是中型和大型。目前世界上最大型的推土機(jī)功率為735.5kw,最小為5.15kw。二、推土機(jī)的工作裝置和作業(yè)過程推土機(jī)的主要工作裝置是推土裝置。推土裝置分為固定式和回轉(zhuǎn)式兩種(圖10-5、圖10-6)。固定式推土刀與主機(jī)縱向軸線固定為900角,只能正向推土,故又稱直鏟式?;剞D(zhuǎn)式推土刀可在水平面內(nèi)向左或向右回轉(zhuǎn)一個角度,約250,還可在垂直平面內(nèi)相對水平面轉(zhuǎn)動0-900?;剞D(zhuǎn)式推土刀向左或向右偏斜,作業(yè)時,刀前碎土沿著推土刀表面斜向移動而卸于一側(cè),故又稱斜鏟式。
圖10—5和圖10-6所示為液壓操縱的固定式推土裝置和回轉(zhuǎn)式推土裝置,將此裝置安裝在主機(jī)前端即可工作。頂推架1末端相升降液壓缸3上端均與主機(jī)鉸接。升降液壓缸用來操縱推土刀升降。下降時,在液壓缸的作用下,使刀片8強(qiáng)制切入土中。只要同時調(diào)節(jié)左右兩側(cè)斜撐桿2,就可改變推土刀的切削角。在回轉(zhuǎn)式推土裝置中,同時改變左右兩側(cè)撐桿2、6在頂推架上的支點位置、推土刀就在水平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動一角度,形成斜鏟,實現(xiàn)側(cè)向卸土。作業(yè)過程:推土機(jī)作業(yè)時,將推土刀切入土中,依靠主機(jī)的前進(jìn)動力,鏟起一層土壤,并堆積在推土板前,待逐漸堆滿后,略提起推土刀,使刀刃貼著地面報移碎土、將土推運(yùn)到卸土處,提刀卸土,然后倒車或調(diào)頭返回鏟土處。在運(yùn)土過程中,由于土壤會從推土刀兩端流失,故其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距一般在100m以內(nèi)。為了減少土壤從推土刀兩端流失,直鏟式推土刀兩端焊有側(cè)板?!?.3裝載機(jī)
裝載機(jī)在建筑施工中主要用于裝松散土和短距離運(yùn)土,也可用作松軟土的表層剝離、地面的平整和松散材料的收集清理工作。它與自卸汽車配合作業(yè),具有較高的生產(chǎn)率。分類:
裝載機(jī)按行走裝置不同,可分為輪胎式、履帶式兩種。輪胎式裝載機(jī)(圖10-7)機(jī)動靈活,行駛速度快,并可在一定距商內(nèi)自鏟自運(yùn),因而得到廣泛應(yīng)用。按傳動形式可分為機(jī)械傳動、電傳動.液壓傳動和液力機(jī)械傳動四種,液力機(jī)械傳動是目前裝載機(jī)普遍采用的一種型式。組成:裝載機(jī)一般由發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、行走機(jī)構(gòu)、操縱系統(tǒng)、機(jī)架和機(jī)身等部分組成。
裝載機(jī)的工作裝置如圖10—8所示。它由鏟斗1、連桿2、動臂3、搖臂4等組成。它們互相鉸接,形成連桿機(jī)構(gòu),以實現(xiàn)作業(yè)動作。通過轉(zhuǎn)斗液壓缸5帶動搖臂和連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動,以便鏟斗在最好的角度鏟土和翻轉(zhuǎn)卸土。動管的另一端鉸接在機(jī)架上,通過動臂液壓缸6推動動臂轉(zhuǎn)動,使動臂帶動鏟斗下降至鏟土位置或升高至卸土位置。
裝載機(jī)進(jìn)行裝卸作業(yè)的過程是:機(jī)械駛近料堆,放下動臂、鏟斗插入料堆,待插入一定深度后轉(zhuǎn)斗裝滿,舉升動臂至運(yùn)輸高度,倒車調(diào)頭,駛向卸料地點,提臂至卸料位置,鏟斗傾翻卸料,再返回裝料處進(jìn)行下一循環(huán)。每一循環(huán)均包括鏟裝、運(yùn)載、卸料、返回四個工序?!?.4樁工機(jī)械樁工機(jī)械是用于完成預(yù)制樁的打入、沉入、壓入、拔出或灌注樁的成孔等作業(yè)的機(jī)械。樁工機(jī)械按其工作原理可分為沖擊式、振動式、靜壓式和成孔灌注式四類。常用的樁工機(jī)械有柴油打樁錘、振動樁錘、靜力壓樁機(jī)、各種鉆孔機(jī)以及與樁錘配套使用的各種打樁架等。樁錘與樁架合在一起稱為打樁機(jī)。一、筒式柴油打樁錘
筒式柴油打樁錘(簡稱柴油錘)是根據(jù)單缸二沖程柴油發(fā)動機(jī)的原理設(shè)計制造的打樁設(shè)備,應(yīng)用最廣泛。圖10—9所示為柴油錘的結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由氣缸2、上活塞1、下活塞4、燃油泵3和導(dǎo)向裝置8等組成。整個打樁錘置于樁5上進(jìn)行工作。上活塞(即沖擊體,其下端呈球形)在氣缸2中作上下往復(fù)運(yùn)動。氣缸下部有固定的下活塞,下活塞除了封住氣缸下端外,其上端面還有凹形球碗,以貯柴油,并且承受上活塞的沖擊力,故又稱砧子。樁帽6是個緩沖墊,保護(hù)樁頭,以免把樁頭打壞。圖10-9筒式柴油打樁錘的結(jié)構(gòu)示意圖1——上活塞2——?dú)飧?——燃油泵4——下活塞5——樁6——樁帽7——吸、排氣口8——導(dǎo)向裝置
柴油錘的一個重要特點是:地層越硬,上活塞彈跳得越高,這樣就自動調(diào)節(jié)了沖擊力。其缺點是:軟地層打樁時,固反跳力不大,工作往往中斷,需要重新啟動;此外打斜樁效果較差;還有,打樁時的振動,噪音和廢氣對空氣的污染問題有待解決。柴油錘的工作原理:
當(dāng)上活塞在重力作用下降落時,燃油泵把適量燃油噴入下活塞凹形球碗中;上活塞繼續(xù)下落,封閉吸排氣口,壓縮空氣;當(dāng)上活塞打擊在下活塞上部時,對樁進(jìn)行沖擊使樁下沉;同時凹形球碗中的燃油受沖擊而霧化,與氣缸內(nèi)受壓縮的高溫氣體混合燃燒產(chǎn)生爆發(fā)力,又給樁一個下沉力,使樁再度下沉,并使上活塞向上跳動;上活塞上升時,經(jīng)吸排氣口進(jìn)行排氣吸氣,燃油泵吸入適量燃油;當(dāng)上活塞上升失去動能時,便又靠自重下落,進(jìn)行排氣,重復(fù)上述過程。由此可知,柴油錘打樁時,是利用上活塞下落的沖擊力和柴油燃燒一爆發(fā)力使樁下沉。
二、打樁架
打樁架是和打樁錘配套使用的設(shè)備。其主要作用是懸掛各種樁錘、鉆機(jī)以及起吊樁、料斗,并給樁錘導(dǎo)向等。打樁架按其移動方式不同,可分為軌道式、履帶式、步履式等形式。如圖10-10所示,履帶式打樁架是以通用型履帶起重機(jī)為主機(jī),以起重機(jī)吊臂懸掛樁架立柱,在起重機(jī)底盤與立柱之間用一個支撐架,以保持立柱穩(wěn)定。為了調(diào)整立柱的垂直度,下部支撐架18上轉(zhuǎn)有立柱垂直度調(diào)整螺母19。為了便于運(yùn)輸,立柱由若干立柱節(jié)組成。立柱上有樁錘導(dǎo)軌,用于沉樁導(dǎo)向。立柱頂部有滑輪組,用以提升樁錘或吊鉤。
這種樁架的優(yōu)點:是機(jī)動性好,安裝簡便、改裝容易,可由起重機(jī)改裝成打樁架,又可由打樁架改為起重機(jī),所以是一機(jī)多用。缺點:橫向承載能力較弱。三、鉆孔機(jī)
鉆孔機(jī)是鉆孔灌注樁、鉆孔打入預(yù)制樁的成孔設(shè)備。根據(jù)地質(zhì)條件的不同,采用的鉆機(jī)和鉆頭也不同。常用的有螺旋鉆孔機(jī)、潛水鉆孔機(jī)、轉(zhuǎn)盤鉆孔機(jī)等。螺旋鉆孔機(jī)按鉆桿長短分為長螺旋式(鉆桿長度在10m以上)和短螺旋式;按其行走機(jī)構(gòu)不同可分為汽車式和履帶式。圖10—11所示為汽車式長螺旋鉆孔機(jī)的構(gòu)造簡圖。它主要由機(jī)頭、鉆桿、鉆頭、鉆架和汽車底盤等組成。其中機(jī)頭又主要由電動機(jī)、減速器、機(jī)頭架等組成。鉆桿是一根焊有螺旋葉片的無縫鋼管。螺旋葉片的外徑就是樁孔直徑。長螺旋鉆桿大多分段制作,再用法蘭連接。鉆
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