《建筑施工機(jī)械》6土方機(jī)械.ppt

1,主 編：高文安 楊 庚 副主編：陳建軍 馬晉芳 賈 瑜,6 土方機(jī)械,建筑施工機(jī)械（第2版）,JIAN ZHU SHI GONG JI XIE,2,6.1 推土機(jī),1,6 土方機(jī)械,目 錄,3,【知識目標(biāo)】 掌握推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)及壓路機(jī)的類型、特點(diǎn)和工作過程；了解推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、壓路機(jī)、蛙式打夯機(jī)及內(nèi)燃式打夯機(jī)的構(gòu)造、工作原理和使用場合。 【能力目標(biāo)】 能夠在土方工程施工過程中選擇采用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、壓路機(jī)、蛙式打夯機(jī)和內(nèi)燃式打夯機(jī)；能組織土方機(jī)械施工；能計(jì)算機(jī)械生產(chǎn)率。,6 土方機(jī)械,4,土方工程施工過程中使用的機(jī)械稱為土方機(jī)械。土方工程的施工過程主要有土方開挖、運(yùn)輸、填筑和壓實(shí)等。 土方施工機(jī)械主要有鏟土運(yùn)輸機(jī)械、挖掘機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械、水力土方機(jī)械和準(zhǔn)備作業(yè)機(jī)械等。土方機(jī)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(jī)械一般由動力裝置（大部分為柴油機(jī)）、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(jī)械。,6 土方機(jī)械,5,1鏟土運(yùn)輸機(jī)械 鏟土運(yùn)輸機(jī)械主要用于鏟運(yùn)、推運(yùn)或平整場地。根據(jù)用途又分為推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、平地機(jī)等。選用鏟土運(yùn)輸機(jī)械應(yīng)考慮運(yùn)料距離。例如，推土機(jī)沿地面推運(yùn)物料時(shí)適應(yīng)于3060m的距離；自行式鏟運(yùn)機(jī)能自裝、自運(yùn)、自卸地面物料，適應(yīng)于1802000m的長運(yùn)距；單斗裝載機(jī)與自卸汽車配套使用時(shí)適于300m以上的運(yùn)距；平地機(jī)適于大面積場地的平整作業(yè)等。,6 土方機(jī)械,6,2挖掘機(jī)械 挖掘機(jī)械用于挖掘高于或低于承機(jī)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(yùn)輸車輛或卸至堆料場。它又分為單斗挖掘機(jī)和多斗挖掘機(jī)兩類。 3壓實(shí)機(jī)械 壓實(shí)機(jī)械利用靜壓、振動或夯擊原理，密實(shí)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(shí)機(jī)械有羊足碾、光輪壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、振動壓路機(jī)、蛙式夯和內(nèi)燃打夯機(jī)等。,6 土方機(jī)械,7,4水力土方機(jī)械 水力土方機(jī)械是利用高速水射流沖擊土壤或巖體進(jìn)行開挖，然后將泥漿（或巖漿）輸送到指定地點(diǎn)的土方機(jī)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(jī)械 準(zhǔn)備作業(yè)機(jī)械包括松土機(jī)和除荊機(jī)等。,6 土方機(jī)械,8,6.1 推土機(jī),6.1 推土機(jī),9,推土機(jī)是土方工程施工的主要機(jī)械之一，它是以履帶式拖拉機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)必要的加固改裝而成的機(jī)械。推土板多用油壓操縱。推土機(jī)操縱靈活，運(yùn)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(jī)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(jī)集中土方、修路開道等。圖6.1是液壓操縱的T2-100型推土機(jī)外形圖。液壓操縱推土機(jī)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(jī),10,圖6.1 T2-100型推土機(jī),6.1 推土機(jī),11,1. 固定式推土機(jī)與萬能式推土機(jī) 固定式推土機(jī)又稱為直鏟式推土機(jī)，其推土刀的安裝垂直于拖拉機(jī)縱軸方向并且與頂推架的聯(lián)接為剛性固定。這種推土機(jī)在作業(yè)時(shí)只能進(jìn)行正向前進(jìn)推土，而不能作側(cè)向移土和側(cè)向開挖。 萬能式推土機(jī)又稱為回轉(zhuǎn)式推土機(jī)，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(jī)既可以在前進(jìn)推土的同時(shí)作側(cè)向移土，還可以根據(jù)作業(yè)要求進(jìn)行一定深度的側(cè)向開挖。,6.1.1 推土機(jī)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用,6.1 推土機(jī),12,2. 機(jī)械式推土機(jī)與液壓式推土機(jī) 機(jī)械式推土機(jī)又稱繩索式推土機(jī)，其推土刀的升降是利用裝在拖拉機(jī)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(jī)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(jī)即液壓操縱式推土機(jī)，其推土刀的升降是靠安裝在拖拉機(jī)前方兩側(cè)的雙作用油缸來操縱的。這種推土機(jī)在作業(yè)中可以隨時(shí)改變推土刀的切入深度。,6.1 推土機(jī),13,3. 履帶式推土機(jī)與輪胎式推土機(jī) 履帶式推土機(jī)的行走裝置為履帶，是目前使用最普遍的一種推土機(jī)。其主要特點(diǎn)是機(jī)動性大、動作靈活、爬坡能力強(qiáng)，履帶與地面的接觸壓強(qiáng)小，可在松軟、濕地作業(yè)。其缺點(diǎn)是行駛時(shí)易損壞路面。 輪胎式推土機(jī)有的采用專用底盤，也有的以輪胎式拖拉機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)加固改裝而成。其特點(diǎn)是行駛速度快、動作靈活、對路面無損壞，廣泛用于搶險(xiǎn)，修筑港口、道路，構(gòu)筑軍事掩體等工程。其缺點(diǎn)是接地比壓大，在泥濘、松軟場地作業(yè)時(shí)易打滑、陷機(jī)。,6.1 推土機(jī),14,推土機(jī)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(jī)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(gè)剛架。,6.1.2 推土機(jī)的工作裝置與工作過程,6.1 推土機(jī),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(jī),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(jī),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(shí)，便可調(diào)成側(cè)鏟。若要改變推土鏟刀切削角，只要同時(shí)調(diào)節(jié)左、右斜撐桿的長度就可以實(shí)現(xiàn)。,6.1 推土機(jī),18,操縱機(jī)構(gòu)有液壓操縱和機(jī)械鋼索操縱兩大類，目前多采用液壓式。 圖6.4為推土機(jī)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(gè)工作位置。,6.1.3 推土機(jī)的操縱機(jī)構(gòu),6.1 推土機(jī),19,圖6.4 推土機(jī)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(jī),20,當(dāng)閥桿處于上升或下降位置時(shí)，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(shí)，換向閥四個(gè)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(shí)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(yùn)土和平整作業(yè)的需要。,6.1 推土機(jī),21,1作業(yè)過程 （1）切土過程在推土機(jī)前進(jìn)的同時(shí)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(shí)推土機(jī)采用I檔行駛速度。 （2）運(yùn)土過程鏟土過程結(jié)束后，推土板在運(yùn)行中提升到地面高度，將土推運(yùn)到卸土地點(diǎn)。此時(shí)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(yùn)距在100m以內(nèi)。,6.1.4 推土機(jī)的作業(yè)過程和生產(chǎn)率計(jì)算,6.1 推土機(jī),22,（3）卸土過程卸土方法有兩種：一種是棄土法，即推土機(jī)將土運(yùn)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(shí)推土機(jī)將土運(yùn)至卸土地點(diǎn)后，將推土板提升一定高度，推土機(jī)繼續(xù)前進(jìn)，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(jī)由卸土地點(diǎn)以最高的速度返回鏟土地點(diǎn)。為了縮短空行程時(shí)間，在3050 m的運(yùn)距內(nèi)，應(yīng)以最高的倒擋速度退回。,6.1 推土機(jī),23,2作業(yè)法選擇 履帶式推土機(jī)能對土壤、石碴、帶卵石的混合土進(jìn)行推運(yùn)作業(yè)，也可以在條件較差的地段和沼澤地進(jìn)行作業(yè)。對級以下土壤可直接進(jìn)行推運(yùn)作業(yè)，而在級以上土壤和凍土區(qū)作業(yè)時(shí)，必須預(yù)松。推土機(jī)的作業(yè)方法如下： （1）直鏟作業(yè)法它是推土機(jī)的主要作業(yè)方法，能對土壤、石碴進(jìn)行推運(yùn)和場地的平整。其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距如下：小型履帶式推土機(jī)為50m以內(nèi)；中型履帶式推土機(jī)為50100m；大型履帶式推土機(jī)為50100m，也可達(dá)150m。推土機(jī)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)比鏟運(yùn)機(jī)有更高的生產(chǎn)率。,6.1 推土機(jī),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(yùn)。此時(shí)推土板水平回轉(zhuǎn)(左、右極限轉(zhuǎn)角為25 )，運(yùn)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(jī),25,3. 推土機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算 推土機(jī)的生產(chǎn)率指單位時(shí)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(yàn)公式計(jì)算， V=0.86BH2，B為鏟刀寬度，H為鏟刀高度； Kt時(shí)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(shí)間，s。,（6.1）,6.1 推土機(jī),26,式中l(wèi)1切土距離，一般為610m； l2運(yùn)土距離，一般小于100m，60m最佳； v1,v2,v3切土、運(yùn)土、返回速度，m/s； t5推土機(jī)調(diào)頭時(shí)間，可取10s； t6換擋時(shí)間，每次換擋時(shí)間取45s。,6.1 推土機(jī),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(shí)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(jī)平地速度，取0.81.0m/s； t5推土機(jī)調(diào)頭時(shí)間，取t5=10s。,（6.2）,6.1 推土機(jī),28,（3）提高生產(chǎn)率的措施 加強(qiáng)機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)，使推土機(jī)經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。 減少輔助時(shí)間，加快作業(yè)循環(huán)，提高時(shí)間利用率。 遇硬土?xí)r，用松土機(jī)預(yù)先松土，或在鏟土刀后面加裝鋼齒，在倒退時(shí)進(jìn)行松土。 土質(zhì)松軟時(shí)，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(yùn)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(jī)并進(jìn)式推土。,6.1 推土機(jī),29,6.2 鏟運(yùn)機(jī),6.2 鏟運(yùn)機(jī),鏟運(yùn)機(jī)是大面積填挖土方中循環(huán)作業(yè)式高效鏟土運(yùn)輸機(jī)械。,30,（1）鏟運(yùn)機(jī)產(chǎn)品類型較多，按運(yùn)行方式可分為拖式和自行式兩種。 拖式常用履帶式拖拉機(jī)牽引，其運(yùn)距為70800m。 自行式其運(yùn)距為15005000m，生產(chǎn)率較高。 （2）按操縱機(jī)構(gòu)可分為液壓式和機(jī)械式兩種。,6.2.1 鏟運(yùn)機(jī)的類型及特點(diǎn),6.2 鏟運(yùn)機(jī),31,（3）按卸土方式可分為強(qiáng)制卸土、半強(qiáng)制卸土和自由卸土三種。 強(qiáng)制卸土 土是被可向前移動的后斗壁強(qiáng)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(qiáng)制卸土 斗底連同后斗壁向前翻轉(zhuǎn)，以強(qiáng)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(yùn)機(jī)所采用。,6.2 鏟運(yùn)機(jī),32,鏟運(yùn)機(jī)在工作過程中可獨(dú)立地完成鏟、運(yùn)、卸三個(gè)工序，如圖6.5所示。工作時(shí)鏟運(yùn)機(jī)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(yùn)機(jī)進(jìn)入運(yùn)輸狀態(tài)，如圖6.5（b）所示。到達(dá)卸土地點(diǎn)后，鏟運(yùn)機(jī)一邊行駛一邊打開斗門，在卸土板的作用下強(qiáng)制卸土，如圖6.5（c）所示。與此同時(shí)，斗體前面的刀片將土拉平，完成鏟、運(yùn)、卸三個(gè)工序。,6.2.2 鏟運(yùn)機(jī)的工作過程,6.2 鏟運(yùn)機(jī),33,圖6.5 鏟運(yùn)機(jī)的工作情況 （a）鏟土；（b）運(yùn)土；（c）卸土,6.2 鏟運(yùn)機(jī),34,鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)率Q（m3/h）可按下式計(jì)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(shí)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(shí)間，s。,6.2.3 鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)率,（6.3）,6.2 鏟運(yùn)機(jī),35,6.3 挖掘機(jī),6.3 挖掘機(jī),36,挖掘機(jī)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(jī)和多斗挖掘機(jī)。 單斗挖掘機(jī)是土方工程中的一種主要施工機(jī)械，它可以單獨(dú)進(jìn)行基坑的挖掘作業(yè)或配合汽車等運(yùn)輸工具進(jìn)行遠(yuǎn)距離的土的運(yùn)移，目前已被廣泛應(yīng)用于建筑施工、交通運(yùn)輸、水利電力、礦山采掘以及軍事工程等。,6.3 挖掘機(jī),37,單斗挖掘機(jī)的種類很多，按傳動方式不同分為機(jī)械式和液壓式兩類。在中、小型單斗挖掘機(jī)中主要采用液壓式。 按工作裝置的不同，液壓單斗挖掘機(jī)有反鏟、正鏟、抓鏟和拉鏟四種主要形式。反鏟用于挖掘停機(jī)面以下的土壤，其工作靈活，使用較多，是液壓挖掘機(jī)的一種主要工作裝置形式。正鏟主要用于挖掘停機(jī)面以上的土壤，大面積開挖時(shí)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(jī)的種類和特點(diǎn),6.3 挖掘機(jī),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(jī)工作簡圖 （a）正鏟挖掘機(jī)；(b)反鏟挖掘機(jī)；(c)拉鏟挖掘機(jī)；(d)抓鏟挖掘機(jī),6.3 挖掘機(jī),39,按行走機(jī)構(gòu)的不同，液壓挖掘機(jī)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(jī)底盤，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。 按動力裝置的不同，挖掘機(jī)可分為電驅(qū)動、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動和復(fù)合驅(qū)動等形式。單斗液壓挖掘機(jī)采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動。 單斗挖掘機(jī)型號編制規(guī)定見表6.3。（祥見課本131頁）,6.3 挖掘機(jī),40,單斗液壓挖掘機(jī)主要由工作裝置、回轉(zhuǎn)平臺和行走機(jī)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(jī)（常用柴油機(jī)）驅(qū)動兩個(gè)液壓泵，把高壓油輸入到兩個(gè)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(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。 圖6.7所示為液壓挖掘機(jī)最常用的反鏟工作裝置工作情況。,6.3.2 單斗液壓挖掘機(jī)的基本組成及傳動,6.3 挖掘機(jī),41,圖6.7 液壓挖掘 機(jī)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(jī),42,工作時(shí)，操縱換向閥，接通回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點(diǎn)。同時(shí)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(dá)，使鏟斗轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn)，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(jìn)行第二次循環(huán)挖掘工作。,6.3 挖掘機(jī),43,挖掘機(jī)生產(chǎn)率（m3/h）可按下式計(jì)算： 式中q鏟斗的幾何容量，m3； T每一工作循環(huán)持續(xù)時(shí)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(shí)間利用系數(shù)，取K3=0.70.9。,6.3.3 單斗液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)率,（6.4）,6.3 挖掘機(jī),44,提高單斗挖掘機(jī)生產(chǎn)率的主要方法是盡量縮短工作循環(huán)時(shí)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(jī)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(yàn)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(shí)更換磨鈍的斗齒。,6.3 挖掘機(jī),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(jī)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(jī),46,1. 挖掘機(jī)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(jì)效果，挖掘機(jī)的數(shù)量（臺）計(jì)算公式如下： 式中V土方量，m3 Q挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m3/h； T工期，工作日； C每天工作班數(shù)； K3時(shí)間利用系數(shù)，取K3=0.80.85。 在實(shí)際工作中，當(dāng)挖掘機(jī)數(shù)量已確定時(shí)，也可利用上述公式計(jì)算工期。,6.3.4 施工中機(jī)械數(shù)量的確定,（6.5）,6.3 挖掘機(jī),47,2. 運(yùn)輸車輛數(shù)量的確定 運(yùn)輸車輛的裝載容量常取挖掘機(jī)34斗的卸土容量，且應(yīng)保持挖掘機(jī)連續(xù)工作，因此運(yùn)輸車輛的數(shù)量可按下式計(jì)算： 式中T運(yùn)送一次循環(huán)時(shí)間，s。 t裝挖掘機(jī)每裝一輛所需時(shí)間，s。,裝,（6.6）,6.3 挖掘機(jī),48,式中L運(yùn)距，m； V平空車和重車時(shí)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(shí)間，取t輔=23s； t裝自卸汽車的裝車時(shí)間，t裝=nt。,卸,裝,輔,平,（6.7）,6.3 挖掘機(jī),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(shí)際使用中上述計(jì)算只能作為參考，其實(shí)際影響因素較多，很難用公式準(zhǔn)確計(jì)算，可采用實(shí)際測定的方法得出正確結(jié)論。,（6.8）,6.3 挖掘機(jī),50,6.4 裝載機(jī),6.4 裝載機(jī),51,裝載機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)行推運(yùn)土壤、刮平地面和牽引其他機(jī)械等作業(yè)。由于裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此它已成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一。,6.4 裝載機(jī),52,對于常用的單斗裝載機(jī)，可按發(fā)動機(jī)功率、傳動形式、行走機(jī)構(gòu)、裝卸方式的不同進(jìn)行如下分類： 1. 發(fā)動機(jī)功率 （1）功率小于74kW的稱為小型裝載機(jī)； （2）功率為74147kW的稱為中型裝載機(jī)； （3）功率為147515kW的稱為大型裝載機(jī)； （4）功率大于515kW的稱為特大型裝載機(jī)。,6.4.1 裝載機(jī)的種類和特點(diǎn),6.4 裝載機(jī),53,2. 傳動形式 （1）液力機(jī)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(jī)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(jī)上采用； （3）電力傳動無級調(diào)速，工作可靠，維修簡單，費(fèi)用較高，一般在大型裝載機(jī)上采用。,6.4 裝載機(jī),54,3. 行走機(jī)構(gòu) （1）輪胎式質(zhì)量輕，速度快，機(jī)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(qiáng)，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(shí)易損壞路面。,6.4 裝載機(jī),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(jī)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(jī)用“ZL”表示。,6.4 裝載機(jī),56,1. 機(jī)型的選擇 主要依據(jù)作業(yè)場合和用途進(jìn)行選擇和確定。在采石場和軟基地進(jìn)行作業(yè)時(shí)，一般多選用履帶式裝載機(jī)。 2. 動力的選擇 一般多采用工程機(jī)械用柴油發(fā)動機(jī)，在特殊地域作業(yè)，如海拔高于3000m的地方時(shí)，應(yīng)采用特殊的高原型柴油發(fā)動機(jī)。,6.4.2 選用原則,6.4 裝載機(jī),57,3. 傳動形式的選擇 一般選用液力機(jī)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(jī)多選用雙渦輪、單級兩相液力變矩器。 在選用裝載機(jī)時(shí)，還要充分考慮裝載機(jī)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(jī)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(jī),58,單斗裝載機(jī)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(diǎn)鉸接。托架、動臂、連桿及車架支座組成平行四桿機(jī)構(gòu)。,6.4.3 裝載機(jī)的工作裝置和工作過程,6.4 裝載機(jī),59,圖6.8 裝載機(jī) 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(jī),60,當(dāng)動臂提升，鏟斗油缸閉鎖時(shí)，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(shí)，是通過反轉(zhuǎn)連桿機(jī)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(jī),61,裝載機(jī)用于裝卸松散物料時(shí)，其作業(yè)過程主要由鏟裝、收斗提升、卸料和空車返回四個(gè)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(jī)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(jī),62,若鏟裝礦石和塊狀不均勻物料時(shí)可采用配合鏟裝法，即在鏟斗插入料堆不大的深度時(shí)，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(shí)間。實(shí)際作業(yè)時(shí)，熟練的司機(jī)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(shí)即轉(zhuǎn)斗、提臂，使鏟斗裝滿，后退調(diào)頭，在駛向卸料地點(diǎn)的過程中，提臂至卸料高度，并把物料卸入運(yùn)輸工具等動作是同時(shí)連續(xù)進(jìn)行的。,6.4 裝載機(jī),63,裝載機(jī)的生產(chǎn)率是指單位時(shí)間內(nèi)裝載機(jī)裝載物料的重量，單位為kN/h，由下式計(jì)算： 式中q裝載機(jī)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(jiān)硬巖石取0.71.0。 Kp物料松散系數(shù)，常取1.25。 T一個(gè)作業(yè)循環(huán)的時(shí)間，s。,6.4.4 裝載機(jī)的生產(chǎn)率,（6.9）,6.4 裝載機(jī),64,6.5 壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,65,壓實(shí)機(jī)械是用來壓實(shí)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(qiáng)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(shí)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(shí)度和干容積密度增大，使其承載能力和抗剪強(qiáng)度得到提高，沉陷量和透水性降低。壓實(shí)機(jī)械根據(jù)壓實(shí)的原理不同，可分為沖擊式、碾壓式和振動夯實(shí)機(jī)械三大類。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,66,沖擊式壓實(shí)機(jī)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(shí)。沖擊式壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)土的厚度大，沖擊時(shí)間短，對土壤的作用力大，適用于壓（夯）實(shí)黏性較小的土壤，但有噪音污染。,6.5.1 沖擊式壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,67,1. 蛙式打夯機(jī) 蛙式打夯機(jī)的組成如圖6.9所示。工作時(shí)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(shí)土壤，而且能邊夯邊前進(jìn)，像青蛙行走一樣，故得其名。蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)簡便，夯實(shí)效果好。但因它是連續(xù)沖擊，機(jī)體的金屬結(jié)構(gòu)部分易出現(xiàn)斷裂，同時(shí)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(jī)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(shí)機(jī)械,68,圖6.9 蛙式打夯機(jī) 1偏心塊；2前軸；3夯頭架；4夯板；5拖板,6.5 壓實(shí)機(jī)械,69,2. 內(nèi)燃式打夯機(jī) 內(nèi)燃式打夯機(jī)是一種以內(nèi)燃機(jī)為動力的夯實(shí)機(jī)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(shí)，內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)混合氣被火花塞點(diǎn)燃，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體將整個(gè)夯機(jī)抬升到最高點(diǎn)，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(shí)。 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(shí)，特別適用于柱角、屋角和墻邊的夯實(shí)。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,70,碾壓式壓實(shí)機(jī)械是利用機(jī)械本身的重力或加重（靜力）通過碾壓輪作用在被壓實(shí)的土壤上，使被壓實(shí)土壤產(chǎn)生永久變形。它的壓實(shí)效果與機(jī)重有關(guān)。常用的碾壓機(jī)械有自行式壓路機(jī)（如光輪式壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)等）和拖式壓路機(jī)（如羊足碾、光輪路滾等）。,6.5.2 碾壓式壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,71,1. 光輪壓路機(jī) 光輪壓路機(jī)