Строительные машины. Экскаваторы и башенные краны

Для бурения скважин  различных диаметров каждая бурильно-крановая машина комплектуется набором сменного бурильного инструмента.

Бурильно-крановая машина

Бурильно-крановая машина (рис. 1) состоит из базового автомобиля 1, специальной рамы, закрепленной на раме автомобиля, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами 8, механической трансмиссии, гидросистемы и электрооборудования. Бурильно-крановое оборудование шарнирно закреплено на кронштейнах специальной рамы и может поворачиваться в продольно-вертикальной плоскости машины гидроцилиндром 2 при установке оборудования в транспортное и рабочее положение. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку. Бурильно-крановое оборудование включает бурильную мачту 5 с оголовком, штангу с бурильным инструментом в виде лопастного бура 6 с забурником 7 и резцами, гидравлический механизм подачи бурильного инструмента на забой и извлечения его из скважины, вращатель штанги и однобарабанную червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренную скважину. Подача и извлечение штанги с бурильным инструментом осуществляется гидроцилиндром двойного действия, смонтированным внутри бурильной мачты. Штанга перемещается по поршню со штоком, закрепленным в верхней части бурильной мачты. Вращатель 5 - гипоидный конический редуктор - приводится в действие от коробки отбора мощности 11 автомобиля через раздаточную коробку 10, управляемый гидроцилиндром фрикцион и карданный вал 9. Привод барабана реверсивной червячной лебедки осуществляется от раздаточной коробки. На барабан лебедки запасован канат грузового полиспаста с крюковой обоймой 4. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бура в зависимости от прочности разрабатываемого грунта, а также реверс бурильного инструмента и барабана лебедки. При работе машина опирается на две выносные опоры с гидродомкратами, разгружающие задний мост базового автомобиля. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, управления фрикционной муфтой и выносных опор обслуживаются шестеренным насосом, приводимым в действие от раздаточной коробки. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется с пульта, расположенного в кузове у рабочего места оператора.

Рис. 1. Бурильно-крановая машина

В настоящее время  более 70 % потребности российского  рынка в бурильно-крановых машинах  обеспечивает Алапаевский завод «Стройдормаш», входящий в промышленную группу «Уралинвестэнерго». Завод «Стройдормаш» выпускает широкую гамму бурильно-крановых машин на автомобильных и тракторных шасси. Машины могут работать при температуре окружающего воздуха - 40...+ 40 °С.

Бурильно-крановая машина БКМ-1501А

Бурильно-крановая машина БКМ-1501А (рис. 1) с поворотным в плане рабочим оборудованием смонтирована на шасси автомобиля КРАЗ-65101 и предназначена для бурения скважин диаметром 0,63 м на глубину до 15 м в талых мерзлых грунтах. На раме базовой машины 3смонтированы насосная станция выносные гидроуправляемые опоры 13 и опорная стойка 2 мачты. На поворотной платформе 8 с роликовым опорно-поворотным устройством 14 размены бурильно-крановое оборудование, лебедка 5 спускоподъемного механизма, гидравлический механизм 6 подъема-опускания мачты, механизм 7 поворота платформы, указатель 12 центра скважины и кабина оператора 10. Поворотное в плане рабочее оборудование обеспечивает быструю его наводку на точку бурения и возможность бурения нескольких скважин с одной позиции мамы, что существенно повышает ее производительность. Буровое оборудование машины включает шарнирно закрепленную на поворотной платформе мачту 1, на которой смонтированы вращатель 9, штанга со сменным буровым инструментом - шнековым буром 11 и гидравлический механизм подачи бурового инструмента на забой и извлечения его из скважины. Подъем мачты в вертикальное (рабочее) и опускание ее в горизонтальное (транспортное) положения относительно оси поворота производятся двумя гидроцилиндрами 7.

Рис. 1. Бурильно-крановая машина БКМ-1501А

На рис. 2 показана кинематическая схема бурильно-кранового оборудования машины БКМ-1501А. Телескопическая штанга 10, на нижнем конце ко торой крепится сменный шнековый бур 11, пропущена через вращатель и шарнирно соединена с вертлюгом 6. Она служит для направленного перемещения штанги. Вертлюг подвешен на канате, сходящем с барабана 3. Вращатель обеспечивает вращение штанги от двух гидромоторов 5 через двухскоростной одноступенчатый редуктор 9.

Рис. 2. Кинематическая схема  бурильно-кранового оборудования машины БКМ-1501А

Принудительная подача бурового инструмента в забой  производится гидравлическим механизмом зажима и подачи штанги, основным узлом  которого является патрон 8, подвешенный к штокам двух гидроцилиндров 7. В процессе бурения патрон зажимает штангу, а гидроцилиндры подают ее в забой. Скорости подачи и вращения бура меняются с помощью гидравлического привода бесступенчато в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта.

Подъем-опускание штанги с буровым инструментом при бурении  скважин и выемке грунта обеспечиваются однобарабанной лебедкой, привод барабана 3 которой осуществляется от высокомоментного гидромотора 1 через одноступенчатый планетарный редуктор 4. Лебедка оснащена ленточным тормозом 2.

Поворот платформы с  бурильно-крановым оборудованием в  плане обеспечивается механизмом поворота, включающим высокомоментный гидромотор, ленточный тормоз и одноступенчатый  зубчатый редуктор, на выходном валу которого закреплена поворотная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного круга.

При бурении скважин  машина опирается на выносные опоры, каждая из которых снабжена опорным  гидродомкратом и гидроцилиндром поворота опоры.

Гидромоторы лебедки, вращателя и механизма поворота, гидроцилиндры подъема-опускания мачты, механизма подачи бурового инструмента, выносных опор и переключения передач вращателя обслуживаются тремя гидронасосами насосной станции, привод которых осуществляется от раздаточной коробки базовой машины через карданный вал и одноступенчатый редуктор. Включение привода насосной станции осуществляется из кабины автомобиля, а управление процессом бурения и установки машины - из кабины машиниста.

Бурильно-крановые машины БМ-205Б и БМ-305А

Бурильно-крановые машины БМ-205Б и БМ-305А на базе тракторов используются для бурения в талых и сезонно промерзающих грунтах I-IV категорий вертикальных и наклонных скважин и установки свайных фундаментов зданий и сооружений, опор трубопроводов, линий электроснабжения и связи, столбов ограждений и дорожных знаков, а также при посадке деревьев. Они имеют унифицированное бурильно-крановое оборудование и различаются между собой в основном базовым трактором, типом бурильного инструмента, диаметром и глубиной бурения. Бурильно-крановая машина БМ-205Б смонтирована на пневмоколесном тракторе МТЗ-82.1, машина БМ-305А - на гусеничном тракторе ДТ-75. В качестве сменного бурильного инструмента у машины БМ-205Б используются лопастные буры, у машины БМ-305А - короткошнековые буры.

Машина БМ-205Б обеспечивает бурение вертикальных и наклонных скважин диаметром 0,36; 0,5; 0,63 и 0,8 м на глубину до 2 м, машина БМ-305А - диаметром 0,36; 0,5,0,63 и 0,8 м на глубину до 3 м. Обе машины имеют бульдозерное оборудование для выполнения несложных планировочных работ, уборки разбуренного грунта, засыпки ям и траншей. Они способны работать при температуре окружающего воздуха - 40...+ 40 °С.

Бурильно-крановая машина БМ-305А (рис. 1) состоит из базового трактора 2, бульдозерного оборудования 1, рамы 11, опорной стойки 4, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами 12, трансмиссии 7, гидросистемы и электрооборудования.

Рис. 1. Бурильно-крановая машина БМ-305А

Бурильно-крановое оборудование шарнирно крепится к раме 11, присоединенной к раме базового трактора, и может поворачиваться в продольной вертикальной плоскости машины при установке в рабочее и транспортное положения двумя гидроцилиндрами 6. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку 4. Бурильно-крановое оборудование обеспечивает подачу на забой и извлечение из скважины бурильного инструмента и установку опор. Оно включает бурильную мачту 5 с неповоротным гуськом 3 кранового устройства, бурильную штангу, на нижнем конце которой крепится сменный короткошнековый бур 9 с забурником 10 и резцами, гидравлический механизм подачи бура, помещенный внутри бурильной мачты, вращатель 8 штанги с буровым инструментом, червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренные скважины. На барабан лебедки навивается канат грузового полиспаста с крюковой подвеской. Вращатель штанги представляет собой одноступенчатый конический редуктор и приводится в действие от коробки передач трактора с помощью механической трансмиссии 7, в состав которой входят соединительная муфта, карданные валы и раздаточная коробка с фрикционом для включения-выключения привода бурильного инструмента. От раздаточной коробки осуществляется привод выполненной с ней заодно крановой лебедки. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бурового инструмента (1,7; 2,35 и 2,95 с-1) в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта, а также реверс бура и барабана лебедки. При бурении скважин и установке опор машина дополнительно опирается на две выносные опоры с гидродомкратами 12, установленные на раме 11. Неповоротный бульдозерный отвал управляется одним гидроцилиндром. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, бульдозерного оборудования, выносных опор и управления фрикционом обслуживаются двумя гидронасосами гидросистемы базового трактора. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется из кабины трактора. При строительстве зданий и сооружений широко применяются основания и фундаменты из буронабивных свай, при устройстве которых в сложившихся условиях застройки исключается деформация элементов несущих конструкций зданий и сооружений, расположенных поблизости от места производства работ, и шум, возникающий при работе молотов. Фундаменты из набивных свай имеют большую несущую способность, чем фундаменты из забивных свай. Буронабивные сваи изготовляются диаметром 600... 1700 мм при глубине заложения до 40...50 м и способны воспринимать сосредоточенные нагрузки до 300... 1000 т на сваю. Их широко применяют в фундаментах опор мостов и несущих конструкций каркасных зданий и сооружений.

Технологический цикл изготовления буронабивных свай включает операции бурения ствола скважины под будущую сваю, изготовление и установку каркаса сваи, бетонирование ствола скважины. Защиту стенок скважин от возможного обрушения при проходке скважин в неустойчивых фунтах осуществляют обычно с помощью обсадных не извлекаемых или инвентарных извлекаемых труб, а также избыточным давлением глинистого раствора или воды. Наиболее трудоемкой и продолжительной (55...60 % общего времени цикла) технологической операцией является бурение ствола скважины, которое осуществляется с помощью специальных (бурильных) машин или навесного бурильного оборудования, смонтированного на базе одноковшовых экскаваторов с гидравлическим и механическим приводами.

Бурильная машина БМ-2501-1

Бурильная машина БМ-2501-1 (рис. 1) предназначена для бурения вертикальных скважин под защитой обсадных труб диаметром 0,62; 0,75; 0,88; 1,0; 1,18 м и глубиной до 30 м в слабых и обводненных грунтах, а также в не мерзлых устойчивых грунтах I-IV категорий. БМ-2501-1 используется при сооружении буронабивных и буросекущих свай, возводимых в качестве фундаментов и стен в грунте промышленных и транспортных сооружений, в том числе пойменных и русловых опор мостов, несущих подпорных стенок и т. п.

Бурильная машина включает мачту 2, телескопическую штангу 6, лебедку 1, гидромеханический вращатель 8, обеспечивающий две скорости вращения бура (8; 30 мин-1), комплект бурильного инструмента, обсадное оборудование 11, гидроцилиндры подъема-опускания мачты и перемещения вращателя. В комплект бурильного инструмента входит винтовой бур 9, а также бур ковшовый, бур ковшовый скальный, бур винтовой скальный, грейфер штанговый, долото ударное, расширитель, которые значительно увеличивают возможности машины. Ударное долото и грейфер делают возможным преодоление каменистых прослоек.

Рис. 1. Бурильная машина БМ-2501-1

Мачта 2 с оголовком 4 шарнирно крепится в проушинах поворотной платформы и переводится из транспортного положения в рабочее и обратно с помощью гидроцилиндров 10. Положение оголовка с отводными блоками 5 регулируются канатом 3. Подача вращателя с бурильным инструментом на забой осуществляется с помощью длинноходового цилиндра 7 (ход подачи 4,7 м). Усилие подачи бурильного инструмента составляет 250 кН, извлечения - 90 кН. Скорость подъема-опускания бурильного инструмента не менее 40 м/мин. Вращатель можно использовать также для задавливания обсадных труб без использования обсадного стола, при этом усилие погружения и извлечения обсадных труб вращателем достигает 250. ..280 кН, с обсадным столом усилие увеличивается до 640 кН.

Наличие на машине дополнительной лебедки грузоподъемностью 7 т позволяет обходиться без подъемного крана при монтаже-демонтаже обсадных труб, установке арматурных каркасов.

Для облегчения работы обслуживающего персонала на машине используется механизированная разгрузка винтового бура путем обратного ускоренного вращения с частотой 150 мин-1. Перевод машины из транспортного в рабочее положение производится оператором не выходя из кабины.

На БМ-2501 -1 используется система нивелировки мачты в  продольной и поперечной плоскостях в пределах ± 5°, что значительно  снижает требования к рабочей площадке и исключает необходимость переставлять машину в случае незначительной просадки грунта или плит под ней.

Бурильная машина может  эксплуатироваться в районах  с умеренным климатом в интервале  температур окружающей среды - 40 ...+ 40 °С.

Лекция №7 Башенные краны. Самоходные стреловые краны.

Башенные краны являются ведущими грузоподъемными машинами в строительстве и предназначены для механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, гражданских и промышленных зданий и сооружений, а также для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на складах, полигонах, и перегрузочных площадках. Они обеспечивают вертикальное и горизонтальное транспортирование строительных конструкций, элементов зданий и строительных материалов непосредственно к рабочему месту в любой точке роящегося объекта. Темп строительства определяется производительностью башенного крана, существенно зависящей от скоростей рабочих движений.

Рабочими движениями башенных кранов являются подъем и  опускание груза, изменение вылета стрелы (крюка) с грузом, поворот стрелы в плане на 360°, передвижение самоходного крана. Отдельные движения могут быть совмещены, пример подъем груза с поворотом стрелы в плане. Все башенные краны снабжены многодвигательным электроприводом с питанием от сети переменного тока напряжением 220/380 В. В общем случае каждый башенный кран - это поворотный кран с подъемной или балочной стрелой, шарнирно закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни.

Башенные краны классифицируют по назначению, конструкции башен, типу стрел, способу установки и типу ходового устройства.

По назначению различают  краны для строительно-монтажных  работ в жилищном, гражданском  и промышленном строительстве, для  обслуживания складов и полигонов  заводов железобетонных изделий и конструкций, для подачи бетона на гидротехническом строительстве.

По конструкции башен  различают краны с поворотной и неповоротной башнями. Башни кранов могут быть постоянной длины и  раздвижными (телескопическими).