Атакуем шум на всех фронтах
Фото 1. Общий вид тяжелого фрезеровщика модели RX-75 Dynaplane фирмы "Barber Greene" (США).
Рис. 2. Вид в профиль и сверху (в плане) холодной фрезерной машины Planer SF1300 фирмы "Marks GmbH" (ФРГ).
Технология производства ремонтных работ
Автомобильные дороги являются сооружениями высокой себестоимости, ибо должны быть рассчитаны на длительный срок службы. Асфальтобетонное дорожное покрытие это самый верхний слой дорожных одежд, поэтому оно наиболее сильно подвергается изменению от воздействия колес и климатических факторов. Дорожное покрытие может состоять из нескольких слоев.
Основными видами разрушений асфальтобетонных дорожных покрытий являются: износ (истирание), шелушение, выкрашивание, обламывание кромок, выбоины, трещины, колееобразование, сдвиги.
Известны два метода восстановления дорожной одежды с использованием материала ремонтируемого покрытия: с повторным использованием материалов покрытия в стационарной смесительной установке (Recycling in Plant), а также с повторным использованием срезаемых материалов покрытия прямо на месте (Recycling in Place).
Выбор той или иной технологии связан с качеством старого материала и экономической целесообразностью.
Технология „Recycling in Plant" применяется при невозможности использовать материал срезаемого покрытия на месте, необходимости удаления большого количества материала из-за значительных разрушений слоев покрытий большой толщины. Такая технология независима от погодных условий.
Основной операцией первого метода является фрезерование с целью удаления дефектного слоя покрытия. В процессе осуществления работ по первой технологии устраняется колейность, производится клиновое фрезерование для обеспечения водоудаления, профильное фрезерование для коррекции поперечных уклонов.
Холодное фрезерование осуществляется путем механического воздействия на слой срезаемого покрытия дороги без нагрева. Технология ремонта с повторным использованием срезаемых материалов дорожного покрытия на месте производства работ исключает необходимость транспортировки материала к месту его переработки и обратно, его складирование и содержание, создает минимальное ограничение при движении транспорта по реконструируемому участку дороги. Такая технология применяется при ремонте покрытий с колейностью в верхнем слое, появившейся как вследствие износа, так и текучести; с трещинами в поверхностном слое при восстановительном ремонте.
Машины для холодного фрезерования
Технология холодного фрезерования характеризуется высокой экономичностью, большой глубиной и скоростью фрезерования, высокой точностью (С2 мм) и возможностью контроля образуемой гладкой поверхности, отсутствием склеивания материала.
Машины для холодного фрезерования, так называемые холодные фрезы, находят широкое применение во всем мире.
Такие машины, как правило, состоят из трех функциональных агрегатов: базового шасси, оборудования для фрезерования материала покрытия улиц и магистралей, транспортирующей системы, при помощи которой разрушенный материал старого покрытия дороги загружается в транспортное средство или укладывается в валок.
Машины холодного фрезерования снабжены системой автоматического обеспечения ровности и заданного профиля. Базовое шасси выполняется на гусеничном или колесном ходу с мощной силовой установкой (около 148 кВт на 1 м ширины обрабатываемого покрытия). Привод хода и всех рабочих органов гидрообъемный. Фрезеровщик оснащается системой орошения с большим запасом воды, имеет устройства для навески режущей системы, обеспечивающей необходимые перемещения, и устройства для навески транспортирующей системы.
Устройства навески рабочего оборудования бывают нескольких видов.
Режущее устройство представляет собой цилиндрический барабан, оснащенный расположенными по винтовой линии резцами, и, как правило, совмещен с заслонкой-отвалом.
Транспортирующая система выполняется как с подборкой удаляемого материала, так и без нее. Машины с подбирающими системами имеют два конвейера: первый короткий, располагает снизу за режущим агрегатом, он непосредственно подбирает срезанный материал, а затем подает его на второй конвейер, выгружая в транспортное средство.
Управление двигателем и рабочим оборудованием осуществляется с вентрального пульта.
Основным параметром, определяющим технико-эксплуатационные качества фрезы, следует считать ширину обработки поверхности покрытия, улицы или дороги, что соответствует ширине резцов.
Мощность двигателя таких холодных фрез определяется шириной режущего барабана и глубиной обработки. Машины холодного фрезерования имеют большую удельную мощность, хотя сам процесс холодного фрезерования с учетом сжигаемого для разогрева дорожного покрытия газа менее энергоемок, чем горячее фрезерование.
Базовое шасси холодных фрез имеет тяжелую и жесткую раму, что обеспечивает устойчивость от колебаний, снижение вибрации и, как следствие, - качественную работу всех узлов и агрегатов, необходимую точность и чистоту фрезеруемой поверхности.
Ходовое устройство может быть гусеничным или колесным. В последние годы многие фирмы выпускают машины с универсальным ходовым устройством, с возможностью замены колес гусеничными тележками.
Гусеничные машины выпускаются на трех или четырех тележках. Каждая такая тележка четырехгусеничных машин установлена на вертикальной направляющей, перемещаемой гидроцилиндром, и может поворачиваться относительно этой направляющей в горизонтальной плоскости. Фреза крепится к раме четырехгусеничных машин так, что все необходимые перемещения фрезы (подъем, опускание, перенос для клиновидного фрезерования) осуществляются при помощи изменения положения гусеничной тележки относительно рамы. Такие машины отличаются большей жесткостью и точностью обработки поверхности дорожного покрытия, ибо для удержания фрезы в нужном положении используется вся масса фрезеровщика.
В трехгусеничных машинах рама установлена неподвижно в вертикальной плоскости относительно гусеничных тележек. Передняя гусеничная тележка крепится к раме при помощи круга для поворота тележки в горизонтальной плоскости и управления машиной. Фреза навешивается на раму машины с помощью двух гидроцилиндров и центрального ползуна, обеспечивая все необходимые перемещения в вертикальной плоскости.
Гусеничные тележки удовлетворяют требованиям международных стандартов и не требуют технического обслуживания. Звенья гусеничных лент оборудованы резиновыми пластинами, что увеличивает тяговую силу и предохраняет дорожное покрытие от повреждения при движении машины. Вo всех машинах гусеничные тележки установлены на качающейся подвеске. В раме размещены баки для воды, дизельного топлива и гидравлической жидкости.
Гидрообъемный привод хода и всего рабочего оборудования с бесступенчатым регулированием скорости позволяет устанавливать оптимальную взаимосвязь между скоростью машины, скоростью резания и глубиной фрезерования.
Холодные фрезы на колесном ходу имеют большую транспортную скорость и потому маневренны, но имеют худшие показатели по тяговой силе. Применяются колеса как на пневматических, так и на массивных шинах.
В качестве резца применяются фрезерные барабаны, к которым болтами крепятся сегменты с резцедержателями. Они оснащены твердосплавным наконечником и быстросъемны. В качестве режущего элемента во многих странах Европы используется карбид чугуна, а англо-американскими фирмами, специализирующихся на выпуске холодных фрез, используется карбид вольфрама.
Резцы расположены на фрезерном барабане двойной спиралью, что позволяет перемещать срезанный материал к середине машины для его сбора и погрузки. Для поступления материала на транспортер на фрезе в средней части устанавливаются лопатки. Наиболее часто применяется встречное фрезерование (направление движения резца снизу вверх).
Исследования, проведенные различными фирмами, показали, что благоприятная скорость резьбы, полученная в результате сложения окружной скорости фрезы и поступательной скорости машины, находится в пределах 3-5 м/с, а скорость резьбы выше 4 м/с значительно повышает износ резцов.
Привод фрезы осуществляется с помощью гидромоторов через планетарные редукторы с одной или двух сторон.
Машины, имеющие ширину обработки 1900-4300 мм, рядом фирм выпускаются со сменными фрезами различной ширины (например, 2200, 2600, 3800 мм). В этом случае рабочий аппарат - фреза с рамой, задней заслонкой, торцовыми щитами и другим оборудованием снабжается специальными колесами для быстрого перемонтажа.
Рассмотрим подробнее конструктивные особенности и технические характеристики моделей холодных фрезеровщиков, выпускаемых фирмами США.
Дорожная тяжелая фреза модели Dynaplane RX-30
Такая тяжелая фрезерная машина выпускается фирмой "Barber Greene" (США).
Оборудование машины смонтировано на специальном шасси с гусеничным движителем. Передняя гусеница является управляемой и ведущей, две задние - только ведущие. Поворот передней гусеницы выполняется гидроприводом на 45° вправо или влево.
Место оператора находится спереди на правой стороне платформы.
Сзади машины последовательно расположены два конвейера: питательный и погрузочный. Ширина ленты конвейеров составляет 610 мм. Погрузочный конвейер может поворачиваться вправо или влево на 45° от оси конвейера. Максимальная высота погрузки составляет 3657 мм.
Фрезерный барабан расположен в базе машины. Его диаметр (по головкам резцов) составляет 914 мм, частота вращения - 102 или 132 мин -1. На барабане устанавливаются 118 или 134 резца.
Привод барабана является механическим, осуществляется от двигателя через многодисковое сцепление, карданный вал, клиноременную передачу, планетарную коробку и мощную втулочно-роликовую цепную передачу. Ширина фрезерования составляет 1894 мм, глубина - до 197 мм.
Привод хода машины гидростатический. Рабочая скорость фрезеровщика составляет 0-39 м/мин, транспортная - 6 км/ч.
Для охлаждения резцов и обеспыливания на машине установлена водяная система, состоящая из бака на 1923 л, центробежного регулируемого насоса с гидроприводом и восьми распылительных форсунок с углом распыления воды 120°.
На тяжелом фрезеровщике RХ-30 установлен двухтактный двигатель Detroit Diesel 6V-92-TA мощностью 265 кВт с турбонаддувом. Габаритные размеры машины составляют 12071x х2551x3220 мм. Радиус поворота по внутреннему контуру составляет 2905 мм. Масса фрезеровщика достигает 20732кг.
Тяжелая холодная фреза модели Dynaplane RX-50
Такая фрезерная машина также выпускается фирмой "Barber Greene (Illinois, США).
Машина включает: дизельный двигатель мощностью 525 л.с.(393 кВт); уравновешенную трехточечную гусеничную подвеску, три гусеничных тележки для стабильного хода; высокопроизводительную, разгружаемую спереди планировщика, конвейерную систему с шириной ленты 914,4 мм; рулевое управление тремя гусеничными тележками, позволяющее выполнять поворот с радиусом 4570 мм; режущий барабан, ширина которого составляет 1914 мм (половину ширины полосы движения проезжей части дороги); высокопроизводительное срезание слоя старого асфальтобетонного или цементобетонного дорожного покрытия толщиной до 254 мм; устойчивое управление процессом срезки; точную и надежную автоматику контроля нивелирования и уклона поверхности дорожного полотна.
Режущий барабан расположен в машине таким образом, что обеспечивается нулевой зазор между резцами и срезаемым старым дорожным покрытием.
Инструменты, детали и сервисная помощь фирмы "Barber Greene" являются лучшими в машиностроительной индустрии стран Европы и Америки.
Модель тяжелой холодной фрезы RX-50 с дизельным двигателем мощностью 394 кВт и эксплуатационной массой 34 050 кг, на гусеничном ходу, позволяет достигнуть самой высокой производительности труда для фрез этого класса.
Система подавления пыли имеет бак на 4540 л и гидравлически управляемую водяную помпу с насадками для разбрызгивания воды. Трехопорная гусеничная подвеска со всеми тремя управляемыми гусеничными тележками дает реальную устойчивость и возможность передвигаться на любых типах основания и покрытия дорожной одежды.
Режущий барабан на сварочных швах имеет систему резцов (каждый размером 254 мм), особым образом соединенных на штифтах и зафиксированных в определенном положении в резцедержателях.
Двойные пульты управления делают управление машиной легче, при этом обзорная видимость для оператора увеличивается.
Дизельный двигатель большой мощности дает возможность работать с прочными строительными материалами, фреза может срезать слои дорожных покрытий и оснований на большую толщину (до 254 мм).
Собранная из двух частей конвейерная система передней разгрузки имеет ширину ремней 914,4 мм, что дает возможность выгружать срезанный асфальтобетон в большегрузные самосвалы с высокой производительностью. Грузовой конвейер имеет возможность поворачиваться на 45° в обе стороны от продольной оси конвейера, отличительной особенностью и достоинством которого является гидравлическое регулирование своей высоты.
Особенностью гусеничных тележек являются предназначенные для тяжелого режима работы компоненты тракторного типа и стальные ленты гусениц, на которые крепятся пластины из прочной износостойкой резины.
Стандартная система автоматического контроля нивелирования состоит из датчиков, установленных на обеих сторонах машины, которые контролируют положение резцов фрезерного барабана для срезки старого дорожного покрытия на требуемую толщину.
Система дополнительного контроля нивелирования включает электронную и гидравлическую системы контроля нивелирования поверхности, уклона и покрытия с точностью до 0,125 дюйма (3 мм). Такая система кoнтpoля поддерживает необходимую точность продольного нивелирования и поперечного уклона дорожного полотна.
Дополнительная "плавающая" балка системы контроля нивелирования помогает устранить мелкие неровности, обеспечивая контроль нивелирования участка реформируемого покрытия. Технические характеристики холодной фрезы модели Dynaplane RХ-50 приведены в табл. 1.
Холодный планировщик тяжелого типа модели RX-75 Dynaplane фирмы "Barber Greene" (США)
Срезает слой дорожного покрытия шириной в полосу движения проезжей части улицы, тогда как планировщик модели RХ-40 этой же фирмы ремонтирует дорожное покрытие только на ширине равной половине такой полосы.
На модели RX-75 могут устанавливаться два режущих барабана шириной 3175 и 3785 мм. Фрезерный барабан стандартной ширины 1905 мм устанавливается на машине RХ-40.
Покрытые карбидом вольфрама стальные резцы всех трех конструкций фрезерных барабанов рассчитаны на тяжелый режим работы при фрезеровании прочных материалов слоев дорожный оснований и покрытий. Толщина листа фрезерного барабана на модели RX-75 составляет 3 дюйма (7,62 мм) и 2 дюйма (5,08 мм) на модели фрезеровщика RX-40.
Каждый режущий барабан планировщиков Dynaplane снабжен комплектом колец со стальными обедами. 12 резцов закрепляются на каждое кольцо, что дает возможность устранить повышенный боковой износ внешней кромки резца при поворотах машины. Обода колец также помогают выполнить чистое и ровное врезание в слей покрытия на глубину до 190 мм (для планировщика RХ-75 и 179 мм (для RX-40). Модели RX-75 и RX-40 Dynaplane сконструированы на трехточечной подвеске - см. фото 1.
Три гусеничные тележки на каждой модели обеспечивают устойчивость машины и точность срезания покрытия резцами фрезерного барабана, который болтами крепится к раме планировщика.
Автоматическая система нивелирования обеспечивает надежную и точную работу резцов фрезерного барабана и контроль за работой гидравлических цилиндров, присоединенных к каждому гусеничному движителю.
Большая открытая площадка оператора с пультом управления на каждой модели машины Dynaplane обеспечивает полное наблюдение за кромками резцов барабана, за выгрузкой материала из конвейера в самосвалы и обзорность впереди машины. Каждая модель планировщика оборудована двойным пультом управления для легкого управления машиной с обеих сторон платформы.
Погрузочные конвейеры планировщиков Dynaplane могут поворачиваться в обе стороны от продольной оси конвейера на 80°. При боковой или передней погрузке срезанного старого асфальтобетона на многоосные самосвалы, конвейер планировщика может работать с производительностью до 900 т/ч (для модели RХ-75), тогда как производительность конвейера машины RX-40 достигает 300 т/ч. Поворачивающийся конвейер облегчает работу оператору машины в стесненных условиях (узкие улицы или большие транспортные потоки на магистралях или скоростных дорогах).
Оборудованный дизельным двигателем мощностью 562 кВт и массой 34050 кг, планировщик модели RX-75 Dynaplane комплектуется (на выбор) двумя режущими барабанами шириной 3175 и 3785 мм. Такой планировщик может развивать производительность срезания старого покрытия уличной проезжей части на уровне 800 т/ч. Машина может передвигаться с транспортной скоростью 6,5 км/ч и рабочей скоростью 0-38 м/мин.
Тяжелые дорожные фрезерные машины германских фирм
Дорожная фреза модели Planer SF1500
Такая модель фрезеровщика производится фирмой "Marks GmbH" /ФРГ/.
Машина смонтирована на специальном колесном шасси. Все колеса управляемые и ведущие. Система из двух конвейеров, расположенных спереди машины, работает с низким уровнем шума.
На машине установлен четырехтактный дизельный двигатель Caterpillar 3406 BDI-T с жидкостным охлаждением. Он приводит в движение машину, фрезу и остальные агрегаты.
Трансмиссия привода хода передает крутящий момент через гибкую муфту, раздаточный редуктор и гидропривод на четыре независимых колесных гидромотора. Полная гидравлическая схема машины имеет три закрытых независимых контура: на привод движения, на рулевое управление, на привод фрезы, установку глубины фрезерования и углов продольного и поперечного уклонов. На всасывающей линии установлен фильтр, предохраняющий гидравлическую жидкость от загрязнения.
Радиус поворота машины составляет 5400 мм. Торможение осуществляется благодаря дросселированию гидравлической жидкости в гидромоторах колес. Имеется также стояночный тормоз с электроприводом.
Привод фрезерного барабана гидравлический. Он осуществляется контуром, состоящим из регулируемого гидронасоса, установленного на раздаточной коробке, гидромотора и планетарного редуктора, размещенных внутри барабана.
Фрезерный барабан расположен в базе машины. Направление вращения фрезы - против хода. Фреза состоит из цилиндрического барабана и приваренных к нему держателей для самозатачивающихся резцов. Резцы выполнены таким образом, чтобы осуществлять фрезерование дорожного покрытия на заданную глубину и под установленными углом продольного и поперечного уклонов. Имеются также сменные сегменты с инструментом, позволяющие изменять максимальную ширину фрезерования.
Диаметр фрезы (по головкам резцов) составляет 730 мм. Привод фрезы обладает повышенным передаточным числом для увеличения крутящего момента.
Глубина фрезерования, углы продольного и поперечного уклонов изменяются бесступенчато с помощью четырех гидравлических цилиндров. Выбранная позиция фрезы автоматически поддерживается благодаря нивелировочной системе и после подъема фрезы через препятствия не требует возврата на исходную позицию. Оператор следит за глубиной фрезерования и уклонами фрезы при помощи двух вертикальных индикаторных шкал. Все приборы контроля и управления расположены на интегрированном пульте управления перед сиденьем оператора. Тахометр, счетчик моточасов, индикаторы температуры двигателя и давления масла в системе гидропривода фрезы, манометры для показания давления гидравлической жидкости во всех гидросистемах - все это входит в число приборов на пульте управления.
Система увлажнения с мелкодисперсным распылением воды и регулировкой ее давления предотвращает пыление, слипание частиц асфальта и охлаждает режущий инструмент. Машина Planer SF 1500 может работать при любых погодных условиях.
Модель дорожной фрезы Planer SF1301
Эта модель холодной фрезы также выпускается фирмой "Marks GmbH". Машина SF-1301 аналогична модели Planer SF-1500 по всем параметрам, кроме двигателя и ширины фрезы. На SF1301 установлен двигатель Caterpillar 3306 BD I-ТА мощностью 201 кВт. Ширина фрезы составляет 1300 мм. Технические характеристики холодных фрезеровочных машин SF1500 и SF1301 приведены в табл. 2.
Тяжелая холодная фреза Planer SF1300.
Тяжелая фреза фирмы "Mагks GmbH" модели SF1300 отличается от двух предыдущих моделей задним расположением фрезы, меньшими габаритными размерами, задним расположением погрузочного конвейера.
Привод хода у такой фрезы гидростатический. Трансмиссия привода хода состоит из следующих элементов: соединенной с двигателем гибкой муфты, гидравлического насоса с изменяющейся производительностью, четырехскоростной механической коробки передач, дифференциала и планетарной бортовой передачи передней оси и карданного вала, дифференциала и планетарной бортовой передачи задней оси.
Все колеса холодной фрезерной машины управляемые и ведущие. Гидросистема имеет три независимых закрытых контура: на привод хода, на рулевое управление, на привод фрезы, изменение глубины фрезерования и углов наклона фрезы. Глубина фрезерования и углы наклона фрезы поддерживаются системой автоматизированной нивелировки. Привод фрезы гидростатический. На рис. 2 изображены профиль фрезы и вид сверху SF1300. Технические характеристики фрезеровщика SF1300 представлены в табл. 2.
Таблица 1. Технические характеристики холодной фрезы фирмы "Barber Greene"
| Параметры | Модель RX50 |
| Двигатель | |
| Марка | Cummins KTA19 |
| Мощность, кВт | 394 |
| Системы управления: | |
| режущего барабана | механическая ременная передача |
| конвейеров | гидравлическая |
| Транспортная скорость машины, км/ч | 0-3,6 |
| Рабочая скорость, м/мин | 0-36,6 |
| Гусеничная система хода | исполненные для тяжелого режима работы направляющих и катки гусеничных движителей, стальные башмаки гусениц размером 6х16, дополнительно машины комплектуются резиновыми пластинами для крепления на ленты гусениц |
| Топливный бак, л | 1793 |
| Бак для воды, л | 4540 |
| Бак для гидравлической жидкости, л | 359 |
| Масса машины, кг | 36 275 |
| Фрезерный барабан: | |
| Ширина барабана, мм | 1914 |
| Глубина резания, мм | 254 |
| Диаметр барабана с резцами, мм | 1118 |
| Число резцов, шт. | 147 |
| Габаритные размеры машины, мм: | |
| Высота | 3556 |
| длина с конвейером | 14 935 |
| длина без конвейера | 8204 |
| ширина | 2400 |
| Наименование показателей | Единица измерения | Модели | ||
| Planer SF 1500 | Planer SF 1301 | Planer SF 1300 | ||
| Фирма | Marks GmbH | Marks GmbH | Marks GmbH | |
| Страна-изготовитель | ФРГ | ФРГ | ФРГ | |
| Колесная формула | 4х4 | 4х4 | 4х4 | |
| Управляемые колеса | Передние и задние | Передние и задние | Передние и задние | |
| Шины | Синтетические | Синтетические | Синтетические | |
| Габаритные размеры: | ||||
| длина | мм | 11800 | 11800 | 11800 |
| ширина | мм | 1950 | 1950 | 1880 |
| высота | мм | 3800 | 3800 | 3950 |
| Масса рабочая | кг | 23000 | 21900 | 15000 |
| База | мм | 3400 | 3400 | 1850 |
| Дорожный просвет | мм | 200 | 200 | 170 |
| Радиус поворота | мм | По наружному контуру 3400 | По наружному контуру 3400 | 2900 |
| Двигатель: | ||||
| фирма-изготовитель | Caterpillar | Caterpillar | Caterpillar | |
| тип | Дизель | Дизель | Дизель | |
| модель | 3406BDI-T | 3306BDI | 32008T-T | |
| мощность | кВт | 216 | 201 | 156 |
| частота вращения коленчатого вала | мин-1 или об/мин | Нет данных | Нет данных | Нет данных |
| напряжение в электросистеме | в | 24 | 24 | 24 |
| Фреза: | ||||
| привод | Гидростатический | Гидростатический | Гидростатический | |
| диаметр | мм | 730 | 730 | 710 |
| ширина | мм | 1500 | 1300 | 1300 |
| глубина фрезерования | мм | 0-150 | 0-150 | 0-150 |
| количество резцов | шт. | 112 | 101 | 81 |
| Привод транспортного хода | Гидростатический | Гидростатический | Гидростатический | |
| Транспортная скорость | км/ч | 0-6 | 0-6 | 0-20,5 |
| Рабочая скорость | м/мин | 0-10 | 0-10 | 0-12,5 |
| Емкости: | ||||
| вместимость бака для горючего | л | 550 | 550 | 390 |
| вместимость бака для гидравлической жидкости | л | 315 | 315 | 290 |
| вместимость бака для воды | л | 120 | 1200 | 850 |
| Удельные показатели: | ||||
| удельная мощность | кВт/м | 144 | 154,6 | 120 |
| удельная масса | кг/м | 15333,3 | 16849,2 | 11538,5 |
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 46 за 1999 год в рубрике del - технологии
