《建筑施工機械》6土方機械.ppt

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1,主編：高文安楊庚副主編：陳建軍馬晉芳賈瑜,6土方機械,建筑施工機械（第2版）,JIANZHUSHIGONGJIXIE,2,6.1推土機,1,6土方機械,目錄,3,【知識目標(biāo)】掌握推土機、鏟運機、挖掘機、裝載機及壓路機的類型、特點和工作過程；了解推土機、鏟運機、挖掘機、裝載機、壓路機、蛙式打夯機及內(nèi)燃式打夯機的構(gòu)造、工作原理和使用場合?！灸芰δ繕?biāo)】能夠在土方工程施工過程中選擇采用推土機、鏟運機、挖掘機、裝載機、壓路機、蛙式打夯機和內(nèi)燃式打夯機；能組織土方機械施工；能計算機械生產(chǎn)率。,6土方機械,4,土方工程施工過程中使用的機械稱為土方機械。土方工程的施工過程主要有土方開挖、運輸、填筑和壓實等。土方施工機械主要有鏟土運輸機械、挖掘機械、壓實機械、水力土方機械和準(zhǔn)備作業(yè)機械等。土方機械根據(jù)行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為輪胎式和履帶式兩種。土方機械一般由動力裝置（大部分為柴油機）、傳動裝置、行走裝置和工作裝置等組成。土方工程施工中主要根據(jù)作業(yè)對象和作業(yè)要求選用土方機械。,6土方機械,5,1鏟土運輸機械鏟土運輸機械主要用于鏟運、推運或平整場地。根據(jù)用途又分為推土機、鏟運機、裝載機、平地機等。選用鏟土運輸機械應(yīng)考慮運料距離。例如，推土機沿地面推運物料時適應(yīng)于3060m的距離；自行式鏟運機能自裝、自運、自卸地面物料，適應(yīng)于1802000m的長運距；單斗裝載機與自卸汽車配套使用時適于300m以上的運距；平地機適于大面積場地的平整作業(yè)等。,6土方機械,6,2挖掘機械挖掘機械用于挖掘高于或低于承機面的物料（包括土壤、煤、泥沙及經(jīng)過預(yù)松后的巖土和礦石等），并將其裝入運輸車輛或卸至堆料場。它又分為單斗挖掘機和多斗挖掘機兩類。3壓實機械壓實機械利用靜壓、振動或夯擊原理，密實地基土壤和道路鋪砌層，使其密度增大，承載能力提高。常用的壓實機械有羊足碾、光輪壓路機、輪胎壓路機、振動壓路機、蛙式夯和內(nèi)燃打夯機等。,6土方機械,7,4水力土方機械水力土方機械是利用高速水射流沖擊土壤或巖體進行開挖，然后將泥漿（或巖漿）輸送到指定地點的土方機械。常用的有水泵、水槍、吸泥泵等。它能綜合完成挖掘、輸送、填筑等作業(yè)，利用刀形或斗形工作裝置切削土壤，效率較高，但消耗水電量大，應(yīng)用有局限性。5準(zhǔn)備作業(yè)機械準(zhǔn)備作業(yè)機械包括松土機和除荊機等。,6土方機械,8,6.1推土機,6.1推土機,9,推土機是土方工程施工的主要機械之一，它是以履帶式拖拉機為基礎(chǔ)，經(jīng)必要的加固改裝而成的機械。推土板多用油壓操縱。推土機操縱靈活，運轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬30左右的緩坡，因此應(yīng)用范圍較廣。推土機適應(yīng)于開挖I至類土，多用于平整場地、回填土方、開挖深度不大的基坑、堆筑堤壩以及配合挖土機集中土方、修路開道等。圖6.1是液壓操縱的T2-100型推土機外形圖。液壓操縱推土機除了可以升降推土板外，還可調(diào)整推土板的角度，具有更大的靈活性。,6.1推土機,10,圖6.1T2-100型推土機,6.1推土機,11,1.固定式推土機與萬能式推土機固定式推土機又稱為直鏟式推土機，其推土刀的安裝垂直于拖拉機縱軸方向并且與頂推架的聯(lián)接為剛性固定。這種推土機在作業(yè)時只能進行正向前進推土，而不能作側(cè)向移土和側(cè)向開挖。萬能式推土機又稱為回轉(zhuǎn)式推土機，其推土刀除了可以在水平面向左或向右作傾斜2030安裝外，還可在垂直面相對水平面轉(zhuǎn)動09安裝。這種推土機既可以在前進推土的同時作側(cè)向移土，還可以根據(jù)作業(yè)要求進行一定深度的側(cè)向開挖。,6.1.1推土機的類型、特點及應(yīng)用,6.1推土機,12,2.機械式推土機與液壓式推土機機械式推土機又稱繩索式推土機，其推土刀的升降是利用裝在拖拉機后部的絞盤和鋼絲繩、滑輪組來操縱的，推土刀靠自重切入土壤。這種推土機是我國20世紀(jì)50年代的老產(chǎn)品，現(xiàn)在工程上很少使用。液壓式推土機即液壓操縱式推土機，其推土刀的升降是靠安裝在拖拉機前方兩側(cè)的雙作用油缸來操縱的。這種推土機在作業(yè)中可以隨時改變推土刀的切入深度。,6.1推土機,13,3.履帶式推土機與輪胎式推土機履帶式推土機的行走裝置為履帶，是目前使用最普遍的一種推土機。其主要特點是機動性大、動作靈活、爬坡能力強，履帶與地面的接觸壓強小，可在松軟、濕地作業(yè)。其缺點是行駛時易損壞路面。輪胎式推土機有的采用專用底盤，也有的以輪胎式拖拉機為基礎(chǔ)，經(jīng)加固改裝而成。其特點是行駛速度快、動作靈活、對路面無損壞，廣泛用于搶險，修筑港口、道路，構(gòu)筑軍事掩體等工程。其缺點是接地比壓大，在泥濘、松軟場地作業(yè)時易打滑、陷機。,6.1推土機,14,推土機的工作裝置主要由推土刀和支持架兩部分組成。推土刀分固定式和回轉(zhuǎn)式兩種，如圖6.2和圖6.3所示。如圖6.2所示為固定式推土裝置，推土鏟刀與主機軸線固定成90角。它由頂推架1、斜撐桿2、鏟刀升降油缸3、推土板4和水平撐桿6組成。推桿與推土鏟刀鉸接成一剛架裝在履帶架上。如圖6.3所示為回轉(zhuǎn)式推土裝置，它通過中間球鉸4、斜撐桿5和下?lián)螚U6與推土板3和頂推架1鉸接成一個剛架。,6.1.2推土機的工作裝置與工作過程,6.1推土機,15,圖6.2固定式推土裝置1頂推架；2斜撐桿；3鏟刀升降油缸；4推土板；5球形鉸；6水平撐桿；7銷連接；8刀片,6.1推土機,16,圖6.3回轉(zhuǎn)式推土裝置1頂推架；2鏟刀升降油缸；3推土板；4中間球鉸；5斜撐桿；6下?lián)螚U；7鉸接；8刀片,6.1推土機,17,由于斜撐桿可以根據(jù)作業(yè)的需要固定在頂推架兩邊不同位置的耳座上，所以推土鏟刀可調(diào)節(jié)成斜鏟。當(dāng)調(diào)節(jié)兩提升缸為不同長度時，便可調(diào)成側(cè)鏟。若要改變推土鏟刀切削角，只要同時調(diào)節(jié)左、右斜撐桿的長度就可以實現(xiàn)。,6.1推土機,18,操縱機構(gòu)有液壓操縱和機械鋼索操縱兩大類，目前多采用液壓式。圖6.4為推土機工作裝置的液壓操縱系統(tǒng)圖，它由單向定量泵、四位四通手動換向閥、溢流閥、濾油器、液壓缸和管路等組成。換向閥有上升、靜止、下降和浮動四個工作位置。,6.1.3推土機的操縱機構(gòu),6.1推土機,19,圖6.4推土機工作裝置的液壓操縱系統(tǒng)圖(a)液壓操縱示意圖；（b）四位四通閥工作原理示意圖1油箱；2粗濾器；3精濾器；4單向閥；5單向定量泵；6溢流閥；7四位四通換向閥；8液壓油缸,6.1推土機,20,當(dāng)閥桿處于上升或下降位置時，由于閥的頂端裝有彈簧復(fù)位裝置，只要放松操縱桿，就能自動回到封閉（靜止）位置。當(dāng)閥桿處于浮動位置時，換向閥四個油口全通，油液可以自動地流入或流出液壓缸的上、下腔，此時推土刀處于浮動狀態(tài)（即非切土狀態(tài)），推土刀可隨地面阻力自動升降，以適應(yīng)運土和平整作業(yè)的需要。,6.1推土機,21,1作業(yè)過程（1）切土過程在推土機前進的同時推土板放下切入土中，從地表切削的土屑聚集在推土板前。此時推土機采用I檔行駛速度。（2）運土過程鏟土過程結(jié)束后，推土板在運行中提升到地面高度，將土推運到卸土地點。此時可采用檔的行駛速度，液壓操縱系統(tǒng)的換向閥處于浮動狀態(tài)，一般運距在100m以內(nèi)。,6.1.4推土機的作業(yè)過程和生產(chǎn)率計算,6.1推土機,22,（3）卸土過程卸土方法有兩種：一種是棄土法，即推土機將土運至卸土處，將推土板提升后返回，卸掉的土壤無一定的堆放要求；另一種是按施工要求分層鋪卸土壤，此時推土機將土運至卸土地點后，將推土板提升一定高度，推土機繼續(xù)前進，土壤即從推土板下方卸掉，然后將推土板略提高一些返回。（4）返回過程即推土機由卸土地點以最高的速度返回鏟土地點。為了縮短空行程時間，在3050m的運距內(nèi)，應(yīng)以最高的倒擋速度退回。,6.1推土機,23,2作業(yè)法選擇履帶式推土機能對土壤、石碴、帶卵石的混合土進行推運作業(yè)，也可以在條件較差的地段和沼澤地進行作業(yè)。對級以下土壤可直接進行推運作業(yè)，而在級以上土壤和凍土區(qū)作業(yè)時，必須預(yù)松。推土機的作業(yè)方法如下：（1）直鏟作業(yè)法它是推土機的主要作業(yè)方法，能對土壤、石碴進行推運和場地的平整。其經(jīng)濟運距如下：小型履帶式推土機為50m以內(nèi)；中型履帶式推土機為50100m；大型履帶式推土機為50100m，也可達150m。推土機在經(jīng)濟運距內(nèi)比鏟運機有更高的生產(chǎn)率。,6.1推土機,24,（2）斜鏟作業(yè)法它用于填土、鏟土、單側(cè)棄土或落方推運。此時推土板水平回轉(zhuǎn)(左、右極限轉(zhuǎn)角為25)，運距宜短，生產(chǎn)效率低。（3）側(cè)鏟作業(yè)法對坡度不大的切削硬土、掘溝作業(yè)，推土板可以在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動作業(yè)。但工作場地以縱向坡度不大于30、橫向坡度不大于25為宜。,6.1推土機,25,3.推土機的生產(chǎn)率計算推土機的生產(chǎn)率指單位時間內(nèi)所完成的土方量或平整場地的面積。（1）推土作業(yè)生產(chǎn)率QT(m3/h)式中V每鏟最大推土量，m3，常用經(jīng)驗公式計算，V=0.86BH2，B為鏟刀寬度，H為鏟刀高度；Kt時間利用系數(shù)，取Kt=0.850.90；Kn推土量損漏系數(shù)，取Kn=0.51.0；Ky坡度影響系數(shù)，按表6.2選取(祥見課本128頁）；T作業(yè)循環(huán)時間，s。,（6.1）,6.1推土機,26,式中l(wèi)1切土距離，一般為610m；l2運土距離，一般小于100m，60m最佳；v1,v2,v3切土、運土、返回速度，m/s；t5推土機調(diào)頭時間，可取10s；t6換擋時間，每次換擋時間取45s。,6.1推土機,27,（2）平地作業(yè)生產(chǎn)率Qp(m2/h)式中B鏟刀寬度，m；鏟刀水平回轉(zhuǎn)角；m相鄰兩次平整時重疊部分寬度，m；L平整地段長度，m；n每段地的平整次數(shù)；v推土機平地速度，取0.81.0m/s；t5推土機調(diào)頭時間，取t5=10s。,（6.2）,6.1推土機,28,（3）提高生產(chǎn)率的措施加強機械的維護保養(yǎng)，使推土機經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。減少輔助時間，加快作業(yè)循環(huán)，提高時間利用率。遇硬土?xí)r，用松土機預(yù)先松土，或在鏟土刀后面加裝鋼齒，在倒退時進行松土。土質(zhì)松軟時，可將鏟刀兩側(cè)的擋土板加長，提高鏟刀前的堆土量。正確選擇運行路線，盡量利用下坡推土，或分批集中，一次推送。條件允許的大面積土方作業(yè)，可采用多機并進式推土。,6.1推土機,29,6.2鏟運機,6.2鏟運機,鏟運機是大面積填挖土方中循環(huán)作業(yè)式高效鏟土運輸機械。,30,（1）鏟運機產(chǎn)品類型較多，按運行方式可分為拖式和自行式兩種。拖式常用履帶式拖拉機牽引，其運距為70800m。自行式其運距為15005000m，生產(chǎn)率較高。（2）按操縱機構(gòu)可分為液壓式和機械式兩種。,6.2.1鏟運機的類型及特點,6.2鏟運機,31,（3）按卸土方式可分為強制卸土、半強制卸土和自由卸土三種。強制卸土土是被可向前移動的后斗壁強制推出。即使是黏土、過濕土，斗底和側(cè)壁均卸得干凈，功率消耗大。半強制卸土斗底連同后斗壁向前翻轉(zhuǎn)，以強制方式卸去一部分土，其余土壤靠自重卸出，不能徹底消除斗內(nèi)土壤。自由卸土鏟斗是整體結(jié)構(gòu)，卸土?xí)r將鏟斗傾翻，靠土的自重卸去。所需功率較小，但卸土不徹底，一般為小型鏟運機所采用。,6.2鏟運機,32,鏟運機在工作過程中可獨立地完成鏟、運、卸三個工序，如圖6.5所示。工作時鏟運機工作裝置的斗門打開，斗體落地，斗體前部的刀片切入土壤，借助牽引力在行駛中將土鏟入斗內(nèi)，如圖6.5（a）所示。土裝滿后關(guān)閉斗門抬起斗體，使鏟運機進入運輸狀態(tài)，如圖6.5（b）所示。到達卸土地點后，鏟運機一邊行駛一邊打開斗門，在卸土板的作用下強制卸土，如圖6.5（c）所示。與此同時，斗體前面的刀片將土拉平，完成鏟、運、卸三個工序。,6.2.2鏟運機的工作過程,6.2鏟運機,33,圖6.5鏟運機的工作情況（a）鏟土；（b）運土；（c）卸土,6.2鏟運機,34,鏟運機的生產(chǎn)率Q（m3/h）可按下式計算：式中V鏟斗的幾何容量，m3；K1土的松散系數(shù)，取K1=1.11.4；K2鏟斗的充盈系數(shù)，取K2=0.61.25；K3時間利用系數(shù)，取K3=0.850.90；T每一工作循環(huán)所延續(xù)的總時間，s。,6.2.3鏟運機的生產(chǎn)率,（6.3）,6.2鏟運機,35,6.3挖掘機,6.3挖掘機,36,挖掘機有循環(huán)作業(yè)式和連續(xù)作業(yè)式兩大類，即單斗挖掘機和多斗挖掘機。單斗挖掘機是土方工程中的一種主要施工機械，它可以單獨進行基坑的挖掘作業(yè)或配合汽車等運輸工具進行遠(yuǎn)距離的土的運移，目前已被廣泛應(yīng)用于建筑施工、交通運輸、水利電力、礦山采掘以及軍事工程等。,6.3挖掘機,37,單斗挖掘機的種類很多，按傳動方式不同分為機械式和液壓式兩類。在中、小型單斗挖掘機中主要采用液壓式。按工作裝置的不同，液壓單斗挖掘機有反鏟、正鏟、抓鏟和拉鏟四種主要形式。反鏟用于挖掘停機面以下的土壤，其工作靈活，使用較多，是液壓挖掘機的一種主要工作裝置形式。正鏟主要用于挖掘停機面以上的土壤，大面積開挖時采用此形式。抓鏟則主要用于小面積深挖，如挖井、深坑等。拉鏟主要用于大面積開挖。,6.3.1單斗挖掘機的種類和特點,6.3挖掘機,38,以上幾種工作裝置的主要形式如圖6.6所示。,圖6.6單斗挖掘機工作簡圖（a）正鏟挖掘機；(b)反鏟挖掘機；(c)拉鏟挖掘機；(d)抓鏟挖掘機,6.3挖掘機,39,按行走機構(gòu)的不同，液壓挖掘機可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式和拖式等形式。履帶式具有良好的通過性，輪胎式具有良好的越野性，而后三種直接采用汽車或拖拉機底盤，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。按動力裝置的不同，挖掘機可分為電驅(qū)動、內(nèi)燃機驅(qū)動和復(fù)合驅(qū)動等形式。單斗液壓挖掘機采用內(nèi)燃機驅(qū)動。單斗挖掘機型號編制規(guī)定見表6.3。（祥見課本131頁）,6.3挖掘機,40,單斗液壓挖掘機主要由工作裝置、回轉(zhuǎn)平臺和行走機構(gòu)三大部分組成，工作裝置又包括動臂、斗桿、鏟斗以及它們的油缸，如圖6.7所示。發(fā)動機（常用柴油機）驅(qū)動兩個液壓泵，把高壓油輸入到兩個換向閥組。操縱換向閥，將高壓油送往有關(guān)執(zhí)行元件，驅(qū)動相應(yīng)機構(gòu)進行工作。圖6.7所示為液壓挖掘機最常用的反鏟工作裝置工作情況。,6.3.2單斗液壓挖掘機的基本組成及傳動,6.3挖掘機,41,圖6.7液壓挖掘機基本組成及傳動示意圖1鏟斗；2斗桿；3動臂；4連桿；5，6，7油缸；挖掘裝置；回轉(zhuǎn)裝置；行走裝置,6.3挖掘機,42,工作時，操縱換向閥，接通回轉(zhuǎn)機構(gòu)液壓馬達，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點。同時操縱換向閥，使動臂油缸5回縮，動臂下降至鏟斗接觸工作面。然后再操縱換向閥，使斗桿油缸6和鏟斗油缸7伸出，鏟斗向下旋轉(zhuǎn)挖掘。斗滿后，操縱換向閥，將油缸6和7關(guān)閉，動臂油缸5伸出，動臂上升離開工作面，然后操縱換向閥接通回轉(zhuǎn)馬達，使鏟斗轉(zhuǎn)到卸載地點，再操縱換向閥使油缸6和7回縮，鏟斗反轉(zhuǎn)卸土。卸完后再進行第二次循環(huán)挖掘工作。,6.3挖掘機,43,挖掘機生產(chǎn)率（m3/h）可按下式計算：式中q鏟斗的幾何容量，m3；T每一工作循環(huán)持續(xù)時間，s；K1土的松散系數(shù)，取K1=1.11.4；K2鏟斗的充盈系數(shù)，取K2=0.81.1；K3時間利用系數(shù)，取K3=0.70.9。,6.3.3單斗液壓挖掘機的生產(chǎn)率,（6.4）,6.3挖掘機,44,提高單斗挖掘機生產(chǎn)率的主要方法是盡量縮短工作循環(huán)時間，一般可采用如下措施：（1）在挖土?xí)r，工作裝置即斗與斗桿不要離工作面太遠(yuǎn)，如機械式的斗柄不要伸出過長，最好不超過全行程的2/3。這樣能保證鏟斗具有足夠的挖掘力和提升力，能縮短挖土?xí)r間。（2）保持斗齒鋒利，形狀正確。試驗表明，磨損的斗齒雖然還能使用，但切削阻力會增加64%90%，因此要及時更換磨鈍的斗齒。,6.3挖掘機,45,（3）采用合理的開挖方法，以獲得較小的回轉(zhuǎn)角，并保證適當(dāng)?shù)墓ぷ髅?，減少機械移位次數(shù)。（4）采用多種工序聯(lián)合操縱方式。,6.3挖掘機,46,1.挖掘機數(shù)量的確定根據(jù)土方量的大小、工期長短，并考慮合理的經(jīng)濟效果，挖掘機的數(shù)量（臺）計算公式如下：式中V土方量，m3Q挖掘機的生產(chǎn)率，m3/h；T工期，工作日；C每天工作班數(shù)；K3時間利用系數(shù)，取K3=0.80.85。在實際工作中，當(dāng)挖掘機數(shù)量已確定時，也可利用上述公式計算工期。,6.3.4施工中機械數(shù)量的確定,（6.5）,6.3挖掘機,47,2.運輸車輛數(shù)量的確定運輸車輛的裝載容量常取挖掘機34斗的卸土容量，且應(yīng)保持挖掘機連續(xù)工作，因此運輸車輛的數(shù)量可按下式計算：式中T運送一次循環(huán)時間，s。t裝挖掘機每裝一輛所需時間，s。,裝,（6.6）,6.3挖掘機,48,式中L運距，m；V平空車和重車時的平均速度，m/s，自卸汽車取V平=2030km/h；t卸自卸汽車的卸土?xí)r間，取t卸=12s；t輔自卸汽車的輔助時間，取t輔=23s；t裝自卸汽車的裝車時間，t裝=nt。,卸,裝,輔,平,（6.7）,6.3挖掘機,49,式中n汽車每車裝土斗數(shù)，斗；m自卸汽車裝載質(zhì)量，t；土的自然容積密度，取=1.7t/m3；k鏟斗利用系數(shù)，取k=0.80.95。在實際使用中上述計算只能作為參考，其實際影響因素較多，很難用公式準(zhǔn)確計算，可采用實際測定的方法得出正確結(jié)論。,（6.8）,6.3挖掘機,50,6.4裝載機,6.4裝載機,51,裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建筑工程的土石方施工機械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。換裝不同的輔助工作裝置還可進行推土、起重和其他物料如木材的裝卸作業(yè)。在道路，特別是在高等級公路施工中，裝載機常用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場的集料與裝料等作業(yè)。此外它還可進行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業(yè)。由于裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此它已成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機種之一。,6.4裝載機,52,對于常用的單斗裝載機，可按發(fā)動機功率、傳動形式、行走機構(gòu)、裝卸方式的不同進行如下分類：1.發(fā)動機功率（1）功率小于74kW的稱為小型裝載機；（2）功率為74147kW的稱為中型裝載機；（3）功率為147515kW的稱為大型裝載機；（4）功率大于515kW的稱為特大型裝載機。,6.4.1裝載機的種類和特點,6.4裝載機,53,2.傳動形式（1）液力機械傳動沖擊振動小，傳動件壽命長，操縱方便，車速與外載間可自動調(diào)節(jié)，一般多在大中型裝載機上采用；（2）液力傳動可無級調(diào)速，操縱方便，但啟動性較差，一般僅在小型裝載機上采用；（3）電力傳動無級調(diào)速，工作可靠，維修簡單，費用較高，一般在大型裝載機上采用。,6.4裝載機,54,3.行走機構(gòu)（1）輪胎式質(zhì)量輕，速度快，機動靈活，效率高，不易損壞路面，接地比壓大，通過性差，應(yīng)用廣泛。（2）履帶式接地比壓小，通過性好，重心低，穩(wěn)定性好，附著力強，牽引力大，比切入力大，速度低，靈活性相對較差，成本高，行走時易損壞路面。,6.4裝載機,55,4.裝卸方式（1）前卸式結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，視野好，適合于各種作業(yè)場地，應(yīng)用較廣；（2）回轉(zhuǎn)式工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn)360的轉(zhuǎn)臺上，側(cè)面卸載不需要調(diào)頭，作業(yè)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，成本高，側(cè)面穩(wěn)定性較差，適用于較狹小的場地；（3）后卸式前端裝、后端卸，作業(yè)效率高，作業(yè)的安全性欠佳。裝載機代號用“Z”表示，“Z”后面的數(shù)字為額定承載力。輪胎式裝載機用“ZL”表示。,6.4裝載機,56,1.機型的選擇主要依據(jù)作業(yè)場合和用途進行選擇和確定。在采石場和軟基地進行作業(yè)時，一般多選用履帶式裝載機。2.動力的選擇一般多采用工程機械用柴油發(fā)動機，在特殊地域作業(yè)，如海拔高于3000m的地方時，應(yīng)采用特殊的高原型柴油發(fā)動機。,6.4.2選用原則,6.4裝載機,57,3.傳動形式的選擇一般選用液力機械傳動。其中關(guān)鍵部件是變矩器。目前我國生產(chǎn)的裝載機多選用雙渦輪、單級兩相液力變矩器。在選用裝載機時，還要充分考慮裝載機的制動性能。制動器有蹄式、鉗盤式和濕式多片式三種。制動器的驅(qū)動機構(gòu)一般采用加力裝置，其動力源有壓縮空氣、氣頂油和液壓式三種。目前常用的是氣頂油制動系統(tǒng)，一般采用雙回路制動系統(tǒng)，以提高行駛的安全性。,6.4裝載機,58,單斗裝載機的工作裝置如圖6.8所示。根據(jù)鏟斗有無托架，其工作裝置可分為有托架式和無托架式兩種。有托架式的動臂5和連桿4的前端與鏟斗托架3鉸接，其后端分別與車架支座鉸接。托架上部與鏟斗油缸2的缸體鉸接，托架下部與鏟斗1鉸接，鏟斗油缸2的活塞桿與鏟斗上另一點鉸接。托架、動臂、連桿及車架支座組成平行四桿機構(gòu)。,6.4.3裝載機的工作裝置和工作過程,6.4裝載機,59,圖6.8裝載機的工作裝置（a）有托架式鏟斗；（b）無托架式鏟斗1鏟斗；2鏟斗油缸；3鏟斗托架；4連桿；5動臂；6動臂油缸；7搖臂,6.4裝載機,60,當(dāng)動臂提升，鏟斗油缸閉鎖時，鏟斗始終保持平移，斗內(nèi)物料不會撒落。由于鏟斗油缸及鏟斗都是直接鉸接在托架上，鏟斗的轉(zhuǎn)動角大，所以使用靈活。托架結(jié)構(gòu)雖然簡單，但因動臂前端裝有比較重的托架，因而減少了鏟斗的載重量。而無托架式鏟斗，當(dāng)動臂提升時，是通過反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)以使鏟斗中物料不撒落的。無托架式鏟斗的結(jié)構(gòu)較有托架式鏟斗的結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些。,6.4裝載機,61,裝載機用于裝卸松散物料時，其作業(yè)過程主要由鏟裝、收斗提升、卸料和空車返回四個工序組成。根據(jù)物料種類不同，鏟裝作業(yè)分為一次插入鏟裝法和配合鏟裝法兩種。一次插入鏟裝法常用于鏟裝顆粒狀松散的輕物料，它是通過裝載機低速直線駛向料堆，插入深度大于鏟斗的深度，然后鏟斗上翻。這種鏟裝方法簡單，操作容易，但所需功率大。,6.4裝載機,62,若鏟裝礦石和塊狀不均勻物料時可采用配合鏟裝法，即在鏟斗插入料堆不大的深度時，配合鏟斗間斷上翻或動臂間斷提升鏟裝。這種方法使鏟斗插入阻力大大減小，所需功率相應(yīng)減小，可以縮短作業(yè)時間。實際作業(yè)時，熟練的司機在卸完料駛向料堆的過程中就放斗、變速，使鏟斗插入料堆一定深度時即轉(zhuǎn)斗、提臂，使鏟斗裝滿，后退調(diào)頭，在駛向卸料地點的過程中，提臂至卸料高度，并把物料卸入運輸工具等動作是同時連續(xù)進行的。,6.4裝載機,63,裝載機的生產(chǎn)率是指單位時間內(nèi)裝載機裝載物料的重量，單位為kN/h，由下式計算：式中q裝載機額定承載力，kN。KH鏟斗裝滿系數(shù)。松散土壤取1.11.3；砂石取0.91.2；經(jīng)破碎塊度小于40mm的石灰石、碎石和塊度小于50mm的礫石取1.01.2；經(jīng)破碎塊度小于50mm的堅硬巖石取0.71.0。Kp物料松散系數(shù)，常取1.25。T一個作業(yè)循環(huán)的時間，s。,6.4.4裝載機的生產(chǎn)率,（6.9）,6.4裝載機,64,6.5壓實機械,6.5壓實機械,65,壓實機械是用來壓實由土和各種松散材料（碎石、礫石、砂及各種混合料）所組成的任何建筑工程的基礎(chǔ)及其承載面層，使其具有足夠的強度和穩(wěn)定性，能承受一定的載荷并且有抗侵蝕能力。土壤的壓實是指對土壤施加作用力，使土粒移動，土壤孔隙中的空氣被擠出，土體的體積縮小，密實度和干容積密度增大，使其承載能力和抗剪強度得到提高，沉陷量和透水性降低。壓實機械根據(jù)壓實的原理不同，可分為沖擊式、碾壓式和振動夯實機械三大類。,6.5壓實機械,66,沖擊式壓實機械的工作原理是：把重物提升到一定高度，然后利用重物自重落下沖擊土壤，使土壤在動載荷作用下產(chǎn)生永久變形而被壓實。沖擊式壓實機械壓實土的厚度大，沖擊時間短，對土壤的作用力大，適用于壓（夯）實黏性較小的土壤，但有噪音污染。,6.5.1沖擊式壓實機械,6.5壓實機械,67,1.蛙式打夯機蛙式打夯機的組成如圖6.9所示。工作時由于偏心塊旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力使夯錘升起又落下，夯實土壤，而且能邊夯邊前進，像青蛙行走一樣，故得其名。蛙式打夯機結(jié)構(gòu)簡單，操作維護簡便，夯實效果好。但因它是連續(xù)沖擊，機體的金屬結(jié)構(gòu)部分易出現(xiàn)斷裂，同時夯頭架上的聯(lián)接螺栓也易松動，如不經(jīng)常檢查偏心塊會飛出傷人。蛙式打夯機在工地上使用較多，但作業(yè)效率低，有被淘汰的趨勢。,6.5壓實機械,68,圖6.9蛙式打夯機1偏心塊；2前軸；3夯頭架；4夯板；5拖板,6.5壓實機械,69,2.內(nèi)燃式打夯機內(nèi)燃式打夯機是一種以內(nèi)燃機為動力的夯實機械。由于其沖擊頻率很高，因此具有振動作用，適用于多種土壤，尤其適用于砂質(zhì)土壤。工作時，內(nèi)燃機汽缸內(nèi)混合氣被火花塞點燃，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體將整個夯機抬升到最高點，然后以自由落體的形式下落，夯擊地面，形成振動沖擊，將土壓實。振動沖擊夯適用于窄小場地和溝槽作業(yè)，可用于室內(nèi)地面的壓實，特別適用于柱角、屋角和墻邊的夯實。,6.5壓實機械,70,碾壓式壓實機械是利用機械本身的重力或加重（靜力）通過碾壓輪作用在被壓實的土壤上，使被壓實土壤產(chǎn)生永久變形。它的壓實效果與機重有關(guān)。常用的碾壓機械有自行式壓路機（如光輪式壓路機、輪胎式壓路機等）和拖式壓路機（如羊足碾、光輪路滾等）。,6.5.2碾壓式壓實機械,6.5壓實機械,71,1.光輪壓路機光輪壓路機主要由柴油機、傳動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和滾輪等組成。按滾輪和輪軸的數(shù)目可分為兩軸兩輪式和兩軸三輪式。光輪壓路機的加載方法是在前后滾輪內(nèi)加注水或裝沙，用來壓實路基土方和路面基礎(chǔ)，以及用來完成礫石、碎石和瀝青混凝土路面的施工。,6.5壓實機械,72,2.輪胎壓路機輪胎壓路機是一種多輪胎的特種車輛，其工作裝置是由前后輪密排的輪胎組成，它們既是行駛輪也是碾壓輪。由于輪胎的彈性作用，使壓實層受力均勻，碾壓面平滑，壓實時不致破壞壓實層的黏結(jié)，壓實層之間能有良好的結(jié)合，能用較少的碾壓次數(shù)達到較大的碾壓深度。增減配重或增減輪胎內(nèi)壓可改變接觸壓力，使其適用于黏性和非黏性土的壓實。輪胎式壓路機主要用于路基和碎石、礫石及瀝青混凝土路面的壓實。,6.5壓實機械,73,3.羊足碾在拖式壓路機中，羊足碾較常用。它的光面滾輪上裝有許多凸爪，由于這些凸爪與羊足相似，故稱羊足碾，如圖6.10所示。羊足碾是基礎(chǔ)土方壓實的常用機械，最適用于黏性和半黏性土壤的碾壓。羊足碾與土壤的接觸面積小，單位壓力大。,6.5壓實機械,74,圖6.10羊足碾1羊足式鋼棒；2滾筒；3刮刀；4拖架；5充水口；6轅桿；7拖拉機（部分）,6.5壓實機械,75,羊足插入土體時，土壤受到擠壓和揉搓的綜合作用，壓實效果好。另外，由于羊足碾的滾動，表層土壤不斷被翻松搗碎，使黏性土內(nèi)的氣泡和水泡受到破壞，利于濕土晾干和干土灑水，從而使土層與土層之間結(jié)合良好，土壤的密度增大。羊足碾適用于黏性土壤，不適用于壓實沙土和工程面層。,6.5壓實機械,76,利用機械的高頻振動把能量傳給土壤，使土壤顆粒重新組合而達到密實的機械稱為振動式壓實機。振動式壓實機有兩種，一種為手扶平板式振動壓實機（又稱振動平板夯），另一種為振動壓路機。前者可用于小面積的地基夯實，后者可用于大面積的土壤壓實。,6.5.3振動式壓實機械,6.5壓實機械,77,振動式壓路機是目前比較高效、經(jīng)濟的壓實機械，其生產(chǎn)率高，壓實效果好，能壓實多種性質(zhì)的土壤，在大型的土石方填筑工程中配合大容量、高功能的挖裝和運輸機械施工，施工進度快、成本低，因此應(yīng)用較廣。振動壓路機也可分為自行式和牽引式兩種。自行式機型小，行駛速度快，機動靈活，適用于狹小場地的壓實。牽引式機型較大，由拖拉機牽引，壓實厚度大、生產(chǎn)率高，一般多用于大型的水工建筑。,6.5壓實機械,78,武漢理工大學(xué)出版社發(fā)行部地址：武漢市武昌珞獅路122號郵編：430070電話：027-8739441287383695傳真：027-87397097,ThankYou!,建筑施工機械（第2版）,JIANZHUSHIGONGJIXIE,