ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Ε ΕΤΟΣ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΡΓΥΡΗΣ ΔΕΝΤΣΟΡΑΣ ΠΑΤΡΑ, 2002

Transcript

1 ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Ε ΕΤΟΣ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΡΓΥΡΗΣ ΔΕΝΤΣΟΡΑΣ ΠΑΤΡΑ, 2002

2 Δομικές Μηχανές Δοκιμή διαμορφωτή γαιών Διαμορφωτής Γαιών 2

3 Δομικές Μηχανές Συνδυασμός φορτωτή και εκσκαφέα (τσάπα) Συνδυασμός φορτωτή και εκσκαφέα (τσάπα) βαρέως τύπου 3

4 Δομικές Μηχανές Φορτηγό μεσαίου μεγέθους Μεγάλο φορτηγό Φορτηγό όχημα μικρών διαστάσεων 4

5 Δομικές Μηχανές Ερπυστριοφόρος εκσκαφέας τύπου compact Μεσαίος ερπυστριοφόρος εκσκαφέας Μεγάλος ερπυστριοφόρος εκσκαφέας 5

6 Δομικές Μηχανές Μικρός τροχοφόρος εκσκαφέας Μεγάλος τροχοφόρος εκσκαφέας Ειδικός μεγάλος τροχοφόρος εκσκαφέας σιδηροδρομικής τροχιάς 6

7 Δομικές Μηχανές Μικρός ερπυστριοφόρος φορτωτής Μεγάλος ερπυστριοφόρος φορτωτής 7

8 Δομικές Μηχανές Μικρός αρθρωτός τροχοφόρος φορτωτής Ειδικός μικρός τροχοφόρος φορτωτής Μεγάλος τροχοφόρος φορτωτής 8

9 Δομικές Μηχανές Μεγάλος ερπυστριοφόρος προωθητής γαιών (ελκυστήρας) Μεγάλος τροχοφόρος προωθητής γαιών Μικρός ερπυστριοφόρος προωθητής γαιών (ελκυστήρας) 9

10 Δομικές Μηχανές Ρυμουλκούμενοι αποξεστήρες 10

11 Δομικές Μηχανές Αναδευτήρες και Σταθεροποιητές εδάφους 11

12 Δομικές Μηχανές Στρωτήρας ασφάλτου Στρωτήρας ασφάλτου βαρέως τύπου 12

13 Δομικές Μηχανές Μικρός αρθρωτός ταλαντωτικός οδοστρωτήρας Αρθρωτός ταλαντωτικός οδοστρωτήρας βαρέως τύπου Μικρός χειροκίνητος ταλαντωτικός οδοστρωτήρας Μικρός ρυμουλκούμενος ταλαντωτικός οδοστρωτήρας 13

14 Δομικές Μηχανές Τροχοφόρος οδοστρωτήρας Τροχοφόρος οδοστρωτήρας βαρέως τύπου Συνδυασμός απλού και τροχοφόρου οδοστρωτήρα Απλός οδοστρωτήρας 14

15 Δομικές Μηχανές Μικρός συμπυκνωτής εδάφους Μεγάλος συμπυκνωτής εδάφους με ειδικούς τροχούς Μεγάλος συμπυκνωτής εδάφους με τύμπανο και τροχούς 15

16 Δομικές Μηχανές Μηχανή τηλεχειρισμού τύπου μπούμας Εκσκαφέας τάφρων 16

17 Δομικές Μηχανές Διάταξη τοποθέτησης σωλήνων Όχημα πολλαπλής χρήσης Διάταξη καθαρισμού 17

18 Κατηγορίες εδαφών 1η Κατηγορία: Χαλίκι Κόκκος στο διάστημα [4.76, 76.2] mm Διακρίνεται σε λεπτόκοκκο και χονδρόκοκκο (τιμή διαχωρισμού =19.1 mm) Εάν ο κόκκος είναι μεγαλύτερος από 76.2 mm, τότε ονομάζονται φερτοί λίθοι 2η Κατηγορία: Άμμος Κόκκος στο διάστημα [0.074, 4.76] mm Διακρίνεται σε λεπτόκοκκη (τιμή διαχωρισμού =0.42 mm), μέση (τιμή διαχωρισμού =2 mm) 3η Κατηγορία: Ιλύς (Λάσπη) Κόκκος στο κόσκινο 200 Ελάχιστη πλαστικότητα και συνοχή Συμπυκνώνεται ελάχιστα 4η Κατηγορία: Άργιλος Κόκκος στο κόσκινο 200 Πλαστικότητα και συνοχή εφ όσον υπάρχει υγρασία Μεγάλη αντοχή σε μειωμένη υγρασία 5η Κατηγορία: Οργανικά υλικά (αποσυντεθείσα οργανική ύλη) Ακατάλληλο για δομικά έργα Πρέπει να αντικαθίσταται 18

19 Ιδιότητες εδαφών και δομικών υλικών Βαθμός φόρτωσης = Το μέτρο της ευκολίας εκσκαφής και φόρτωσης ενός τύπου εδάφους. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός φόρτωσης, τόσο πιο χαλαρό είναι το υλικό Υλικά με υψηλό βαθμό φόρτωσης: Άργιλος, πηλός, άμμος, χαλίκι, κλπ. Υλικά με χαμηλό βαθμό φόρτωσης: Σχιστόλιθοι, μαλακοί λίθοι, γρανίτης, ασβεστόλιθος κλπ. Τα υλικά με χαμηλό βαθμό φόρτωσης (σχιστόλιθοι, μαλακοί λίθοι, γρανίτης, ασβεστόλιθος κλπ.) ονομάζονται πετρώδη υλικά. Όλα τα άλλα καλούνται εδαφικά υλικά Η υγρασία των εδαφών επηρεάζει τα μηχανικά τους χαρακτηριστικά. Η υγρασία μπορεί να μεταβάλλεται με φυσικό τρόπο (συνθήκες περιβάλλοντος) και με τεχνητό τρόπο (δομικές μηχανές) Τα τέσσερα σημαντικά φυσικά χαρακτηριστικά του εδάφους σε σχέση με τις δομικές μηχανές είναι το βάρος, ο όγκος, η διόγκωση και η συμπιεστότητα 19

20 Ιδιότητες εδαφών και δομικών υλικών Το βάρος επηρεάζει με αναλογικό τρόπο την απαιτούμενη ισχύ μιας δομικής μηχανής. Το βάρος επηρεάζεται από το ποσοστό της υγρασίας Το βάρος μετρείται σε t ή Kp Ο όγκος του υλικού σε κατάσταση μεταφοράς και συσσώρευσης είναι διαφορετικός (και συνήθως μεγαλύτερος) από τον όγκο του σε φυσική κατάσταση Ο όγκος μετρείται σε m 3 Συντελεστής φόρτωσης υλικού W L είναι η επί τοις εκατό μείωση της πυκνότητας μιας ποσότητας φυσικού εδάφους όταν αυτό περάσει σε κατάσταση φόρτωσης και συσσώρευσης. Δηλαδή: W L Τόνοι/m Τόνοι/m χαλαρούεδάφους φυσικούεδάφους Ο Συντελεστής διόγκωσης υλικού S W είναι μία εναλλακτική έκφραση του συντελεστή φόρτωσης 3 3 SW (%) 100W L 20

21 Σταθεροποίηση εδάφους και σταθεροποιητές Σταθεροποίηση εδάφους = Βελτίωση των χαρακτηριστικών του με πρόσθεση νέων υλικών Κοινά πρόσθετα υλικά: Άσφαλτος, Χλωριούχο ασβέστιο, Ασβέστης, Τσιμέντο Portland, Χλωριούχο νάτριο, Πίσσα, Γαλάκτωμα ασφάλτου Άσφαλτος, Πίσσα, Γαλάκτωμα ασφάλτου Αυξάνουν την συνοχή Χλωριούχο ασβέστιο Μείωση σκόνης Ασβέστης Ελάττωση της απορροφητικότητας του νερού Τσιμέντο Portland Σκλήρυνση και αύξηση αντοχής Χλωριούχο νάτριο Απορρόφηση υγρασίας Ο σταθεροποιητής αναμιγνύει το έδαφος με το πρόσθετο και εξασφαλίζει το απαιτούμενο ποσοστό υγρασίας 21

22 Σταθεροποίηση εδάφους και σταθεροποιητές Μέθοδοι σταθεροποίησης: - Αναζύμωση και ανάμειξη ετερογενών εδαφών με στόχο την παραγωγή περισσότερο ομοιογενών μιγμάτων - Πρόσθεση υγρού ασβέστη σε αργιλώδη εδάφη με στόχο την αύξηση της αντοχής και της σταθερότητας - Αναζύμωση ασφάλτου με το έδαφος - Ανάμειξη τσιμέντου Portland με το έδαφος σε περίπτωση αργιλωδών και λασπωδών εδαφών σε συνδυασμό με συμπύκνωση - Πρόσθεση αλάτων και/ή χημικών προϊόντων για αύξηση της αντοχής Η διαδικασία σταθεροποίησης θα πρέπει να συνοδεύεται πάντα από συμπύκνωση 22

23 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Στόχοι της συμπύκνωσης: - Αύξηση της ικανότητας έδρασης - Αύξηση της διάρκεια ζωής - Αύξηση της αντίστασης σε παραμορφώσεις - Αύξηση της αντίστασης σε παγετό - Αύξηση της ευστάθειας - Ελάττωση της διαπερατότητας 23

24 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Ο βαθμός συμπύκνωσης που μπορεί να επιτευχθεί εξαρτάται από: - Κοκκομετρική σύσταση του εδάφους - υλικού - Συνεκτικότητα - Εμπεριεχόμενη υγρασία Ο βαθμός συμπύκνωσης που πρέπει να επιτευχθεί καθορίζεται από: - Χρήση του εδάφους - υλικού - Μέγιστες λειτουργικές καταπονήσεις (τάσεις), τόσο στατικές όσο και δυναμικές Ως προς την συμπύκνωση, το έδαφος υλικό θεωρείται ως ελαστοπλαστικό. Η συχνότητα της επιβαλλόμενης φόρτισης επιδρά στις παραμορφώσεις του και την συμπύκνωσή του 24

25 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Οι πλέον κοινές μέθοδοι συμπύκνωσης είναι οι εξής: - Στατική - Δυναμική με περαιτέρω υποδιαιρέσεις: - Με κρούση (κρουστική) - Με δόνηση (δονητική) Αρθρωτός ταλαντωτικός (δονητικός) οδοστρωτήρας βαρέως τύπου Οι αρχές λειτουργίας και οι ταξινομήσεις των συμπυκνωτών αντιστοιχούν στις μεθόδους συμπύκνωσης 25

26 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Στατική συμπύκνωση Χρησιμοποιούνται κύλινδροι λείοι ή με προεξοχές Κύλινδρος W t x 0.5 ξ C1 x 3 Καθιζήσαν έδαφος t D ξ B W D G D, G W B Έδαφος προς συμπύκνωση Έδαφος συμπυκνωθέν H x =συντελεστής υγρασίας εδάφους ξ = συντελεστής συμπιεστότητας του εδάφους G = ειδική φόρτιση του κυλίνδρου B C = συντελεστής παραμόρφωσης εξαρτώμενος από την αρχική πυκνότητα και υγρασία 26

27 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Στατική συμπύκνωση Δύναμη αντίστασης κύλισης και συντελεστής k W 3 4t F r kw 8 D Σ R t t e k =συντελεστής διόρθωσης που εξαρτάται από το είδος κίνησης του κυλίνδρου k=

28 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Στατική συμπύκνωση Ρυμουλκούμενοι και αυτοκινούμενοι κύλινδροι F W R b R F W R b R 1 e F r r R 1 e F r R x R x R R R y Ρυμουλκούμενοι Αυτοκινούμενοι R y R y W, R x F F R We F r r r R e R b W e R 1 W R b μw 3 4t F r kw 8 D 28

29 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Δυναμική συμπύκνωση με κρούσεις W du W F( t) m md mb mb( t) b( t) dt g m, u W σ( t) b( t) Sg m u 2 2 h F( t) 2 h o h u 2gh o C σ( t) h F( t) Sh F 2WSh C o W k b, c b d = επιτάχυνση της m b=b(t) =επιβράδυνση της m m, u K b, c b = σταθερές εδάφους h S= επιφάνεια πλάκας 29

30 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Δυναμική συμπύκνωση με κρούσεις - Μπορεί να εφαρμοσθεί σε μεγάλο φάσμα εδαφών - Μειονεκτεί στα αμμώδη εδάφη γιατί δημιουργείται επιφανειακό χαλαρό στρώμα και μη επίπεδη επιφάνεια λόγω των κρούσεων. Εάν επακολουθήσει στατική συμπύκνωση, αίρονται τα μειονεκτήματα - Δεν ενδείκνυται για μεσαίας και μεγάλης έκτασης συμπυκνώσεις γιατί είναι δαπανηρή Δυναμική συμπύκνωση με ταλαντώσεις (δονήσεις) - Εφαρμόζεται σε εδάφη μέσης συνεκτικότητας - Ενδείκνυται για μεγάλης έκτασης συμπυκνώσεις γιατί είναι οικονομική - Βασίζεται στην μέσω δονήσεων αναδιάταξη των κόκκων και την ελαχιστοποίηση των κενών στον όγκο του εδάφους - Η μελέτη του φαινομένου βασίζεται σε ένα απλουστευμένο ταλαντωτικό μοντέλο 30

31 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Δυναμική συμπύκνωση με ταλαντώσεις (δονήσεις) Κινητήρας F Dm a k 2 ( cω) 2 k m c m Δονητικός Κύλινδρος a 2m rω o k mω ( cω) r k m o m w F c Έκκεντρες μάζες a F F Dm Dm F F 2 2 a a 2 2 k k 2 2 m k m k m w ω m w 2 2 ω 2 2 F Dm B r 2 Wrfn F Dm 89526g f W 31

32 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Συμπύκνωση ασφάλτου με ταλαντώσεις (δονήσεις) Η συμπύκνωση της ασφάλτου γίνεται κατά τις εξής φάσεις: 1. Συμπύκνωση με την μηχανή επίστρωσης 2. Συμπύκνωση με τον δονούμενο κύλινδρο 3. Συμπύκνωση με την κυκλοφορία 32

33 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Χαλίκι Χαλίκι και άσφαλτος Άσφαλτος Αργιλώδες χώμα 33

34 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Μικροί συμπυκνωτές 34

35 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Ταξινομήσεις συμπυκνωτών - Στατικοί οδοστρωτήρες με λείους κυλίνδρους - Στατικοί οδοστρωτήρες με προεξοχές - Στατικοί οδοστρωτήρες με ελαστικούς τροχούς - Δονητικοί οδοστρωτήρες με λείους κυλίνδρους - Δονητικοί οδοστρωτήρες με προεξοχές - Δονητικοί οδοστρωτήρες με ελαστικούς τροχούς - Αυτοκινούμενες δονητικές πλάκες - Χειροκίνητες δονητικές πλάκες - Κρουστικές μηχανές συμπύκνωσης - Χειροκίνητες μηχανές συμπύκνωσης 35

36 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Παραγωγή (Ικανότητα) δονητικών συμπυκνωτών W Q But J, W Qγ 1000 Κύλινδρος D Q = ικανότητα σε m 3 /h, W = ικανότητα σε t/h, J = πλήθος διαβάσεων Καθιζήσαν έδαφος Έδαφος προς συμπύκνωση Έδαφος συμπυκνωθέν t H G D B γt t J J,,,, f U W d,, Pt t t P g B P = κατακόρυφη συνιστώσα τάσης στο έδαφος και σε βάθος t, Kp/cm 2, f d = συχνότητα ταλάντωσης του κυλίνδρου σε cps, U = συντελεστής ομοιομορφίας εδάφους, % W = υγρασία του εδάφους, % 36

37 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Στατικοί οδοστρωτήρες με λείους κυλίνδρους Στατικοί οδοστρωτήρες με προεξοχές 37

38 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Στατικοί οδοστρωτήρες με ελαστικούς τροχούς Δονητικοί οδοστρωτήρες με λείους κυλίνδρους 38

39 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Δονητικοί οδοστρωτήρες με προεξοχές Χειροκίνητη μηχανή συμπύκνωσης Οδοστρωτήρες πολλαπλών χρήσεων 39

40 Συμπύκνωση εδάφους και συμπυκνωτές Παραγωγή (ικανότητα) συμπυκνωτών L r 1000Bhv ζ n k n o n S ε L r =πραγματική ικανότητα (m 3 /h) B = πλάτος κυλίνδρου (m) h = βάθος συμπύκνωσης (m) v = ταχύτητα του συμπυκνωτή (Km/h) ζ = αριθμός διελεύσεων n k = συντελεστής διακοπτόμενης λειτουργίας n o = συντελεστής υψόμετρου n ε = βαθμός επικάλυψης S = συντελεστής παραγωγικότητας 39a 40

41 Ελκυστήρες Είναι ηλεκτρομηχανολογικά συστήματα ισχύος που χρησιμοποιούνται για την έλξη ή ώση φορτίων Οι ελκυστήρες δεν είναι από μόνοι τους δομικές μηχανές Ο συνδυασμός ενός ελκυστήρα με ένα ή περισσότερα συστήματα διαχείρισης (προώθηση, χαλάρωση, μετακίνηση, κλπ.) φορτίων (έδαφος, δομικά υλικά) αποτελούν δομική μηχανή Ελκυστήρας Μηχανισμός προώθησης + = Προωθητής γαιών εδάφους Ελκυστήρας Μηχανισμός χαλάρωσης/ανάδευσης εδάφους + = Χαλαρωτής/αναδευτής γαιών Ελκυστήρας + Φορείο φορτίου (καρότσα) = Φορτηγό Ελκυστήρας Μηχανισμός απόξεσης + = Αποξεστήρας εδάφους 40

42 Ελκυστήρες Υπάρχουν ερπυστριοφόροι και τροχοφόροι ελκυστήρες. Οι τροχοφόροι μπορεί να είναι δύο ή τεσσάρων τροχών Τα κριτήρια επιλογής ενός ελκυστήρα είναι τα εξής: - Απαιτούμενη ισχύς (μέγεθος) - Είδος εργασίας (απόξεση, χαλάρωση, προώθηση κλπ.) - Χαρακτηριστικά της επιφάνειας της διαδρομής (ποιότητα οδοστρώματος) - Αντοχή της επιφανείας διαδρομής - Κλίση και μήκος διαδρομής Η ικανότητα ενός ελκυστήρα φορτηγού εκφράζεται με το φορτίο (καθαρό, μικτό, απόβαρο) που αυτός μπορεί να μεταφέρει 41

43 Φορτηγά οχήματα Φορτηγά με ελκυστήρα μόνιμα συνδεδεμένο στο φορείο Ανατρεπόμενα φορεία (καρότσες) 42

44 Φορτηγά οχήματα Αρθρωτά φορτηγά (ελκυστήρας διαχωρίσιμος) 43

45 Φορτηγά οχήματα 44

46 Φορτηγά οχήματα 45

47 Φορτηγά οχήματα 46

48 Φορτηγά οχήματα 47

49 Φορτηγά οχήματα 48

50 Φορτηγά οχήματα 49

51 Φορτηγά οχήματα Παραγωγή (ικανότητα) φορτηγών οχημάτων V f f L v π φ r nk nos T Tφ tloading tmanoeuvrin g tdelay ttransport φ t loading V vοχήματος 1T V vφορτωτή φφορτωτή L r =πραγματική ικανότητα (m 3 /h) V v = όγκος του φορέα του φορτίου (καρότσας) (m 3 ) f π = βαθμός πλήρωσης του φορέα φορτίου f φ = βαθμός χαλάρωσης φορτίου n k = συντελεστής διακοπτόμενης λειτουργίας n o = συντελεστής υψόμετρου T φ = Διάρκεια κύκλου εργασίας (h) S = συντελεστής παραγωγικότητας 50

52 Προωθητές εδάφους (Bulldozers) Υπάρχουν δύο μεγάλες κατηγορίες προωθητών: Ερπυστριοφόροι και τροχοφόροι 51

53 Προωθητές εδάφους Πλεονεκτήματα των ερπυστριοφόρων προωθητών: - Μεγάλη ελκτική δύναμη (ειδικά σε μαλακά εδάφη) - Ικανότητα κίνησης σε λασπώδη εδάφη - Ικανότητα κίνησης σε πετρώδη εδάφη (οι ελαστικοί τροχοί παρουσιάζουν πρόβλημα) - Ικανότητα κίνησης σε ανώμαλα εδάφη (δεν χρειάζονται βοηθητικοί οδοί) - Ευκινησία σε σχετικά μικρούς χώρους Πλεονεκτήματα των τροχοφόρων προωθητών: - Μεγάλη ταχύτητα κίνησης και εργασίας - Ικανότητα αυτόνομης κίνησης μεταξύ διαφορετικών περιοχών εργασίας - Μικρότερη καταπόνηση του χειριστή - Ικανότητα κίνησης και λειτουργίας σε ευαίσθητα και σκληρά εδάφη (π.χ. πεζοδρόμια) 52

54 Προωθητές εδάφους Εργασίες (ενδεικτικές) που μπορούν να εκτελεσθούν από προωθητές: - Καθαρισμός εδάφους από μπάζα, φερτά υλικά, ξύλα κλπ. - Διάνοιξη κύριων και βοηθητικών οδών σε εδάφη διαφόρων ειδών - Ανάκτηση της προσπέλασης κύριων και βοηθητικών οδών σε εδάφη διαφόρων ειδών - Έλξη άλλων δομικών μηχανών (αποξεστήρες εδάφους, διαμορφωτές εδαφών) - Μετακίνηση εδαφών από αναχώματα - Πλήρωση χαντακιών και τάφρων 53

55 Προωθητές εδάφους Οι κινήσεις των λεπίδων (μαχαιριών) των προωθητών μπορεί να γίνονται με συρματόσχοινα (παλαιότερος τρόπος) ή με υδραυλικό σύστημα. Τα σχετικά πλεονεκτήματα είναι: - Συρματόσχοινα: Απλότητα χειρισμών, κατασκευής, λειτουργίας και επισκευών - Υδραυλικό σύστημα: Μεγάλες εξασκούμενες δυνάμεις στην λεπίδα, ακρίβεια θέσης και κίνησης Η απόδοση των προωθητών εξαρτάται από το υλικό που πρόκειται να μετακινηθεί. Πιο συγκεκριμένα εξαρτάται από: - Το σχήμα του κόκκου - Την κοκκομετρική σύσταση - Την συμπύκνωση - Την περιεχόμενη υγρασία κλπ. 54

56 Προωθητές εδάφους - Υλικό με οξείες και αιχμηρές γωνίες αυξάνει την αντίσταση κίνησης και άρα η απαιτούμενη ισχύς είναι μεγαλύτερη - Υλικό με αμβλείες γωνίες και στρογγυλεμένα άκρα μειώνει την αντίσταση κίνησης και άρα η απαιτούμενη ισχύς είναι μικρότερη - Τα συμπυκνωμένα υλικά είναι πιο βαριά και άρα απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς για την μετακίνήσή τους - Η μεγάλη υγρασία καθιστά τα υλικά πιο βαριά και άρα απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς για την μετακίνήσή τους 55

57 Προωθητές εδάφους Υπάρχουν λεπίδες (μαχαίρια) διαφόρων τύπων. Η χρήση τους εξαρτάται από: - Το είδος της εργασίας - Το είδος του εδάφους υλικού - Την απαιτούμενη παραγωγή (ικανότητα) Λεπίδα με δυνατότητα αλλαγής των γωνιών εργασίας εν στάσει και κατά την πορεία Λεπίδα με δυνατότητα αλλαγής της γωνίας εργασίας εν στάσει και κατά την πορεία 56

58 Προωθητές εδάφους Λεπίδα καθαρισμού Λεπίδα διαχωρισμού, καθαρισμού και προώθησης Λεπίδα προώθησης τύπου U Λεπίδα προώθησης και ανάδευσης του εδάφους τύπου U Λεπίδα προώθησης τύπου U βαρέως τύπου 57

59 Προωθητές εδάφους Μέρη και βοηθητικές διατάξεις λεπίδων Σύστημα συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης λεπίδων στον ελκυστήρα 58

60 Προωθητές εδάφους Διαστάσεις προωθητών 59

61 Προωθητές εδάφους Παραγωγή (ικανότητα) προωθητών ΕΙΔΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΟΙΠΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΥΛΙΚΟ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΧΕΙΡΙΣΤΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΟΩΘΗΤΗ ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗΣ ΚΛΙΣΗ ΛΕΠΙΔΑΣ ΤΥΠΟΣ ΠΡΟΩΘΗΤΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΛΕΠΙΔΑΣ 60

62 Παραγωγή προωθητή (m 3 /h) Προωθητές εδάφους Παραγωγή (ικανότητα) προωθητών L Τύποι προωθητών a H w w Απόσταση ώθησης φορτίου (m) V th WHL 1.53 Η θεωρητική παραγωγή (ικανότητα) των προωθητών επηρεάζεται από: - Τον συντελεστή κλίσης της λεπίδας - Τον συντελεστή συμπίεσης του υλικού - Την ικανότητα του χειριστή κλπ. 61

63 Προωθητές εδάφους Παραγωγή (ικανότητα) προωθητών L r Vv f T π φ f φ n k n o S L r =πραγματική ικανότητα (m 3 /h) V v = χωρητικότητα λεπίδας (m 3 ) T φ = διάρκεια κύκλου εργασίας (h) f π = συντελεστής πλήρωσης κάδου f φ = συντελεστής χαλάρωσης εδάφους n k = συντελεστής διακοπτόμενης λειτουργίας n o = συντελεστής υψόμετρου S = συντελεστής παραγωγικότητας 62

64 Αποξέστες Είναι αυτοδύναμες δομικές μηχανές που χρησιμοποιούνται για την απόξεση, φόρτωση και μετακίνηση εδαφών Ελκυστήρας Οπίσθιο τμήμα (αποξέστης ή κάδος) 63

65 Αποξέστες Φάσεις λειτουργίας αποξεστών Έναρξη κοπής και φόρτωσης Κοπή και φόρτωση Εκφόρτωση Τέλος κοπής 64

66 Αποξέστες Αποξέστες: Τα κύρια μέρη Τα κύρια μέρη του κάδου 1. Ποδιά (πόρτα): Ανοίγει ή κλείνει τον κάδο (ανάλογα με την φάση της εργασίας) 2. Εκκενωτής: Παλινδρομικός μηχανισμός ανάμεσα σε δύο ακραίες θέσεις που εκκενώνει τον κάδο 3. Κάδος: Ο χώρος συσσώρευσης του εκσκαπτόμενου υλικού που μπορεί να ανεβοκατεβαίνει 4. Κοπτήρας (μαχαίρι): Αιχμηρή διαμόρφωση του κάτω μέρους του κάδου 65

67 Αποξέστες Ταξινομήσεις αποξεστών Οι αποξέστες διακρίνονται ανάλογα με το σύστημα κίνησης σε: 1. Ρυμουλκούμενους: Το εμπρόσθιο μέρος είναι ένας τροχοφόρος ελκυστήρας (σε σπάνιες περιπτώσεις ερπυστριοφόρος) και το πίσω είναι ρυμουλκούμενο όχημα στηριζόμενο σε 4 τροχούς (2 άξονες) 2. Ημιρυμουλκούμενους: Το εμπρόσθιο μέρος είναι ένας τροχοφόρος ελκυστήρας και το πίσω είναι ρυμουλκούμενο όχημα στηριζόμενο σε 2 τροχούς (1 άξονας) 3. Αυτοκινούμενους: Το εμπρόσθιο μέρος είναι ένας τροχοφόρος ημιελκυστήρας και το πίσω είναι ρυμουλκούμενο όχημα στηριζόμενο σε 2 τροχούς (1 άξονας) 66

68 Αποξέστες Ταξινομήσεις αποξεστών Οι αποξέστες διακρίνονται ανάλογα με το σύστημα φόρτωσης σε: 1. Συμβατικούς: Η φόρτωση γίνεται με ανοικτή την ποδιά, τον εκκενωτή σε ακραία θέση, τον κάδο χαμηλωμένο και τον κοπτήρα σε λειτουργία εκσκαφής. Με την ολοκλήρωση της εκσκαφής κλείνει η ποδιά και ανυψώνεται ο κάδος 2. Αυτοφορτωνόμενους: Η φόρτωση γίνεται μέσω καδομεταφορέα αλυσίδας ή σε ορισμένες περιπτώσεις μέσω κοχλιομεταφορέα, τον εκκενωτή σε ακραία θέση, τον κάδο χαμηλωμένο και τον κοπτήρα σε λειτουργία εκσκαφής. Με την ολοκλήρωση της εκσκαφής κλείνει η ποδιά. Αυτοκινούμενοι αποξέστες εν σειρά Η διαδικασία push-pull 67

69 Αποξέστες Εφαρμογές αποξεστών - Εκτεταμένες χωματουργικές εργασίες (αεροδρόμια, οδοποιία) σε ομαλά εδάφη - Μπορούν να σκάβουν το έδαφος σε σχετικά μικρό πάχος - Μπορούν να μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες εδαφών σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις (οι ρυμουλκούμενοι μέχρι 400 m και οι αυτοκινούμενοι μέχρι 3 km) - Ορισμένοι τύποι κάδων έχουν την δυνατότητα εκφόρτωσης του φορτίου με ταυτόχρονη διάστρωση σε λεπτά στρώματα - Η μεγαλύτερη παραγωγικότητα επιτυγχάνεται σε ελαφρά ή ελάχιστα σκληρά εδάφη. Εάν το έδαφος είναι σκληρό, τότε απαιτείται προκαταρκτική χαλάρωση 68

70 Αποξέστες Εφαρμογές αποξεστών - Η άμμος φορτώνεται πολύ δύσκολα επειδή δεν μπορεί να συσσωρευτεί στον κάδο - Τα υγρά αργιλώδη εδάφη και γενικότερα τα λασπώδη εδάφη εκφορτώνονται δύσκολα - Ορισμένοι τύποι αποξεστών έχουν την δυνατότητα να εκτελούν και άλλες χωματουργικές εργασίες (απόξεση μικρού ύψους εξογκωμάτων, συμπύκνωση αμέσως μετά την διάστρωση κλπ.) 69

71 Αποξέστες Συμβατικοί αυτοκινούμενοι αποξέστες Συμβατικός ρυμουλκούμενος αποξέστης 70

72 Αποξέστες Ρυμουλκούμενος αυτοφορτωνόμενος αποξέστης Αυτοκινούμενος αυτοφορτωνόμενος αποξέστης 71

73 Αποξέστες Παραγωγικότητα (ικανότητα) αποξεστών L r Vv f T π φ f φ n k n o S L r =πραγματική ικανότητα (m 3 /h) V v = χωρητικότητα του κάδου του αποξέστη (m 3 ) T φ = διάρκεια κύκλου εργασίας (h) f π = συντελεστής πλήρωσης κάδου f φ = συντελεστής χαλάρωσης εδάφους n k = συντελεστής διακοπτόμενης λειτουργίας n o = συντελεστής υψόμετρου S = συντελεστής παραγωγικότητας 72

74 Φορτωτές Γενικά χαρακτηριστικά - Χρησιμοποιούνται για την φόρτωση (και ενίοτε για την μεταφορά) εδάφους και χωματουργικών υλικών - Υπάρχουν τροχοφόροι και ερπυστριοφόροι φορτωτές - Χρησιμοποιούνται για εκσκαφή ελαφρών εδαφών, για απομάκρυνση φερτών και άχρηστων υλικών, για φόρτωση μεταφορικών οχημάτων κλπ. 73

75 Φορτωτές Γενικά χαρακτηριστικά Οι φορτωτές χαρακτηρίζονται από: - Την χωρητικότητα και τον τύπο του κάδου - Την ισχύ του κινητήρα - Τον τρόπο εκκένωσης του κάδου - Το είδος και το μέγεθος των ελαστικών τροχών (τροχοφόροι) - Το μέγεθος των ερπυστριών (ερπυστριοφόροι) - Τον τρόπο εκκένωσης του κάδου τους 74

76 Φορτωτές Τα χαρακτηριστικά του κάδου - Ο κάδος μπορεί να έχει χωρητικότητα από 0.2 έως 5 m 3 - Ο κάδος μπορεί να φέρει (ή όχι) δόντια ή κοπτήρα - Ένας τύπος κάδου μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε τροχοφόρους όσο και σε ερπυστριοφόρους φορτωτές - Οι κινήσεις του κάδου γίνεται από υδραυλικό σύστημα ισχύος - Ο τύπος και η χωρητικότητα του κάδου καθορίζεται από το είδος και την ένταση της χωματουργικής εργασίας - Ο τρόπος εκκένωσης του κάδου ορίζει τύπους φορτωτών 75

77 Φορτωτές Τύποι φορτωτών ως προς την εκκένωση του κάδου - Μετωπικοί - Ανάστροφοι - Περιστροφικοί - Αρθρωτοί (σπαστοί) 76

78 Φορτωτές Μετωπικός τροχοφόρος φορτωτής 77

79 Φορτωτές Μικρός αρθρωτός (σπαστός) τροχοφόρος φορτωτής Μεγάλοι τροχοφόροι φορτωτές 78

80 Φορτωτές 79

81 Φορτωτές Κάδοι γενικής χρήσης Κάδοι εκσκαφής 80

82 Φορτωτές 81

83 Φορτωτές 82

84 Φορτωτές 83

85 Φορτωτές 84

86 Φορτωτές 85

87 Φορτωτές 86

88 Φορτωτές 87

89 Φορτωτές Παραγωγικότητα (ικανότητα) φορτωτών L r Vv f T π φ f φ n k n o S L r =πραγματική ικανότητα (m 3 /h) V v = χωρητικότητα του κάδου του φορτωτή (m 3 ) T φ = διάρκεια κύκλου εργασίας (h) f π = συντελεστής πλήρωσης κάδου f φ = συντελεστής χαλάρωσης εδάφους n k = συντελεστής διακοπτόμενης λειτουργίας n o = συντελεστής υψόμετρου S = συντελεστής παραγωγικότητας 88

90 Εκσκαφείς Είναι αυτοδύναμες δομικές μηχανές που χρησιμοποιούνται για την εκσκαφή (σκάψιμο) του εδάφους 89

91 Εκσκαφείς Εκσκαπτικός μηχανισμός Στρεφόμενο τμήμα Τμήμα κίνησης και στήριξης 90

92 Εκσκαφείς Είδη εκσκαφέων - Μετωπικός που διαθέτει κάδο φόρτωσης (φτυάρι, κουτάλα) που λειτουργεί μετωπικά - Αντεστραμμένου κάδου που λειτουργεί με κάδο κινούμενο κατά την αντίστροφη φορά (Backhoe excavator) - Συρόμενου κάδου - Με αρπάγη 91

93 Εκσκαφείς Σύστημα κίνησης του εκσκαφέα Διακρίνονται δύο είδη εκσκαφέων: - Ερπυστριοφόροι - Τροχοφόροι Χαρακτηριστικά ερπυστριοφόρων εκσκαφέων - Μικρή ασκούμενη πίεση στο έδαφος (<100 kn/m 2 ) - Ικανότητα εργασίας σε μαλακά και χαλαρά εδάφη - Ικανότητα εργασίας σε σκληρά και πετρώδη εδάφη - Ικανότητα εργασίας σε μικρούς χώρους - Ικανότητα αναρρίχησης σε επιφάνειες με σχετικά υψηλές κλίσεις (< 40%) - Μικρές ταχύτητες κίνησης ( km/h) - Αδυναμία αυτόνομης μετακίνησης σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις 92

94 Εκσκαφείς Χαρακτηριστικά τροχοφόρων εκσκαφέων - Μεγάλη ασκούμενη πίεση στο έδαφος - Αδυναμία εργασίας σε μαλακά, χαλαρά, σκληρά και πετρώδη εδάφη - Αδυναμία εργασίας σε μικρούς χώρους - Δεν έχουν ευστάθεια σε επιφάνειες σχετικά υψηλών κλίσεων - Ικανότητα αυτόνομης μετακίνησης σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις - Μεγάλες ταχύτητες κίνησης (10 20 km/h, μέγιστη ταχύτητα 32 km/h) - Πιο λίγα και χαμηλότερης πολυπλοκότητας ηλεκτρομηχανικά συστήματα - Εάν η κλίση είναι μεγάλη και λόγω των υψηλών ασκούμενων πιέσεων έχουν την ανάγκη βοηθητικών (μηχανικών ή υδραυλικών) πέδιλων στήριξης για καλύτερη κατανομή της πίεσης και για την οριζοντίωση του εκσκαφέα 93

95 Εκσκαφείς Μέθοδοι εκσκαφής Μετωπική μέθοδος Μεγάλη ευστάθεια, μεγάλες εκσκαπτικές δυνάμεις, εύκολη αμφίπλευρη πρόσβαση στα μεταφορικά οχήματα, μεγάλος καταλαμβανόμενος χώρος Παράλληλη μέθοδος Μικρή ευστάθεια, μικρές εκσκαπτικές δυνάμεις, εύκολη πρόσβαση σε ένα μεταφορικό όχημα, μικρός καταλαμβανόμενος χώρος 94

96 Εκσκαφείς Ο κάδος Άλλα προσαρμόσιμα εργαλεία -Το υλικό κατασκευής του κάδου είναι μαγγανιούχος χάλυβας - Ο κάδος φέρει δόντια που στερεώνονται στο σώμα με κοχλίες ή σφήνες -Τα δόντια αντικαθίστανται ή συμπληρώνονται όταν παρουσιάσουν φθορά μεγαλύτερη του 15 % 95

97 Εκσκαφείς Ερπυστριοφόροι εκσκαφείς 96

98 Εκσκαφείς Ερπυστριοφόροι εκσκαφείς 97

99 Εκσκαφείς Ερπυστριοφόροι εκσκαφείς 98

100 Εκσκαφείς Ερπυστριοφόροι εκσκαφείς 99

101 Εκσκαφείς Ερπυστριοφόροι εκσκαφείς 100

102 Εκσκαφείς Ερπυστριοφόροι εκσκαφείς 101

103 Εκσκαφείς Τροχοφόροι εκσκαφείς 102

104 Εκσκαφείς Τροχοφόροι εκσκαφείς 103

105 Εκσκαφείς Τροχοφόροι εκσκαφείς 104

106 Εκσκαφείς Τροχοφόροι εκσκαφείς Τύποι του μηχανισμού εκσκαφής 105

107 Εκσκαφείς Τροχοφόροι εκσκαφείς 106

108 Εκσκαφείς Παραγωγικότητα (ικανότητα) εκσκαφέων L r Vv f T π φ f φ n k n o Sf t L L r th n k n o Sf f d / d, φ t 2 av t o f t στρ f f t 1 t 2 L r =πραγματική ικανότητα (m 3 /h), L th =θεωρητική ικανότητα (m 3 /h) V v = χωρητικότητα του κάδου του φορτωτή (m 3 ) T φ = διάρκεια κύκλου εργασίας (h) f π = συντελεστής πλήρωσης κάδου f φ = συντελεστής χαλάρωσης εδάφους n k = συντελεστής διακοπτόμενης λειτουργίας n o = συντελεστής υψόμετρου S = συντελεστής παραγωγικότητας f t = συντελεστής τύπου δομικής μηχανής f t1 = συντελεστής που εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους f t2 = συντελεστής που εξαρτάται από τον λόγο των μηκών (βαθών) κοπής και την γωνία στροφής εκφόρτωσης του μηχανισμού εκσκαφής 107