工程机械--夯实机械

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1、第九章 夯实机械 第一节 用途与分类 夯实机械是一种适用于对粘性土壤和非粘性土壤进展夯实作业的冲击式机械，夯实厚度 可达1〜1.5m，在马路、铁路、建筑、水利等工程施工中应用广泛。在马路修筑施工中，可 用于夯实桥背涵侧路基、阵实路面坑槽以及夯实、平整路面养护修理，是筑路工程中不行缺 少的设备之一。 夯实机械可按冲击能量、构造和工作原理进展分类： 按夯实冲击能量大小分为轻型〔0.8〜1kN・m）、中型〔1〜10kN・m〕和重型〔10〜50kN・m〕 三种； 按构造和工作原理分为自由落锤式夯实机、振动平板夯实机、振动冲击夯实机、爆炸式 夯实机和蛙式夯实机。 冲击式压路机是一种不同于传统

2、的径静碾压实、振动压实和打夯机压实原理的新型压实 设备。这种20世纪90年头才实际投入运用的压路机，特殊适用于湿陷性黄土压实和大面积 深填土石方的压实工作。 其次节 构造及工作原理 一、 振动平板夯实机 利用激振器产生的振动能量进展压实作业的振动平板夯，广泛应用于工程量 不大的狭窄场地。振动平板夯的构造如图 9-1 所示。它由发动机、夯板、激振器、 弹簧悬挂系统的等组成。 振动平板夯分非定向和定向两种形式。动力通过发动机经皮带传递给偏心块 式激振器。由激振器产生的偏心力矩带动夯板以必须的振幅和激振力振实被压材 料。非定向振动平板夯是利用激振器产生的水平分力自动前移；而定向振动平板 夯是

3、利用两个激振器壳体中心〔两激振器中心〕所处位置的不同，使振动平板原 地垂直振动或在总离心力的水平分力作用下水平移动。振动平板夯的隔振元件是 弹簧减震器。 二、 振动冲击夯实机 振动夯实机包括内燃式振动冲击夯和电动式冲击夯两种形式。前者动力是内 燃发动机，而后者动力是电动机，都是由动力源〔发动机、电机〕、激振装置、 缸筒和夯板等组成。振动冲击夯的工作原理是由发动机〔电机〕带动曲柄连杆机 构运动，产生上下往复作用力使夯实机跳离地面。在曲柄连杆机构作用力和夯实 机重力作用下，夯板往复冲击被压实材料，到达夯实的目的。 振动冲击夯实的冲击频率7〜11Hz，跳起高度45〜65mm，通过夯板对被夯实

4、 材料的快速冲击使材料颗粒产生位移，获得很好的夯实效果。 内燃式冲击夯的构造如图 9-2所示，它由发动机、离合器、减速机构、内外 缸体、曲柄连杆机构、活塞、弹簧、夯板和操纵机构等组成。发动机动力经离合 器12、小齿轮 11 传给大齿轮 6，使安装在大齿轮偏心轴上的连杆 16、活塞头 17、 活塞杆19 作上下往复运动，在弹簧力〔压缩和伸张〕作用下，使机器和夯板跳 动，对被压材料产生高频冲击振动作用。 电动式冲击夯的构造如图9-3所示，它的构造与内燃式振动冲击夯根本类似， 仅动力装置为电动机。 三、 爆炸式夯实机 爆炸式夯实机利用燃料燃烧爆炸产生的冲击力来进展夯实作业，又被成 为火力夯或

5、内燃式打夯机。爆炸夯实机的工作原理与两冲程式内燃机一样。 在构造上，爆炸式夯实机由缸体、缸盖、活塞〔上、下〕、汽油器、夯轴、 夯锤、夯板、邮箱等组成。HB120型爆炸式夯实机构造如图9-4所示。 HB120 型爆炸式夯实机有上、下两个活塞，上活塞 6 装在主气门杆 24 的下端，弓形架25与主排气门杆24 上端连接，而弓形架又与环状的操纵手 柄 3 连成一体，弓形架上装有点火碰块 23。主排气门杆上还装有弹簧拉板并 连接着两根弹簧，弹簧置于气缸盖上的套筒里，其端部由螺栓固定在套筒的 上方。 启动时，压下环状手柄，弓形架带动主排气门杆和上活塞下移，上活塞 中部的主排气门开启，气缸 7 中的废

6、气通过主排气管 20 解除。当上活塞下 移到接触下活塞 16 时，减小下压力，主排气门杆便在两根弹簧拉力作用下 带着上活塞上升，同时关闭主排气门。此时，混合气体经进气阀 8 吸入气缸， 上活塞到最高点时，气体燃烧膨胀使夯身向上运动。 当气缸套上升到排气孔 15 露出下活塞顶部时，废气由排气孔 15排出， 排气阀 17 开启，缸内压力蓦然下降。此时夯身在惯性力作用下接着上升， 下活塞底部空气被压缩，当压缩弹力大于夯板局部的重力时，下活塞将带动 夯板向上运动，直至与夯锤接合一起上升到惯性力为零处，然后以自由落体 下降夯击协助材料。在夯击协助材料的同时，上活塞在下降惯性作用下到达 最低位置，排出缸

7、内废气，再由弹簧拉起，进入到其次个工作循环。 四、蛙式打夯机 蛙式打夯机是利用偏心块旋转产生离心力的冲击作用进展夯实作业的一种 小型夯实机械，它具有构造简洁、工作牢靠、操作简洁等优点，因而在马路、建 筑、水利等施工工程中广泛采纳。 如图 9-5 所示，蛙式打夯机由夯头架、托盘、传动装置、前轴装置、操纵装 置、操纵手把以及电气限制设备〔电动机、输电缆、电控盒〕等局部组成。夯头 架由夯板 8、立柱 9、斜撑 11、轴销铰接头 3、动臂 5 和前轴 7 焊接而成。托盘 采纳钢板冲压而成，托盘上焊接有电动机支架、传动轴支承座、手把铰接支承座 等。传动装置由传动轴、大小皮带轮、轴承座等组成。 蛙

8、式打夯机的传动系统如图 9-6 所示。电动机 1 通过两级传动 2、 3 驱动偏 心块4 旋转，产生离心力带动夯板夯实协助材料和夯机向前移动。 五、冲击式压路机 （一）主要构造及工作原理 冲击式压路机由牵引车和压实装置两局部组成，中间通过缓冲架连接组件连 接，如图 9-7 所示。 5YCT18 型冲击式压路机牵引车分前、后车架，中间用转向铰连接作为液压 油缸转向机构的回转中心。前车架放置发动机、液力变速器、前桥及驾驶室等部 件。如图 9-8 所示，压实装置主要由压实轮组件7、机架2、连杆架8、行走车轮 5、连接头 1、防转器 9 和液压油缸 6 等组成。由连杆、限位橡胶块和缓冲液压 油缸

9、等局部组成的缓冲机构是为了防止和削减冲击轮对机架的冲击。冲击压实轮 是工作部件，为两个由几段曲线组成的非圆柱形滚筒，分布于机架两侧，中间通 过轮轴相连，滚筒用厚钢板焊接而成。由提升油缸、放转器、连杆架、行走车轮 等组成的提升机构和行走机构，主要是用来短途转移和更换施工场地。当提升液 压缸伸长时，两个冲击轮离开地面，这时全部质量由四个行走车轮担当，在牵引 车的推动下实现场地转移。放转器目的是防止在工地短途转移时冲击轮自由转 动。 压实装置与牵引车通过连接装置相连，连接装置由牵引板、十字接头、销轴、 牵引轴、法兰盘和缓冲橡胶套组成，可缓冲冲击轮对牵引车的冲击，并在牵引过 程中改善其受力状况，可保

10、证牵引车与压式装置之间具有三个转动自由度。当牵 引车拖动压实轮向前滚动时，压实轮重心离地面的高度上下交替改变，产生的势 能和动能集中向前、向下碾压，形成巨大的冲击波，通过多边弧形轮子连续匀称 地冲击地面，使土体匀称致密。 〔二〕主要技术参数 冲击式压路机的主要技术参数有工作质量、冲击轮尺寸、冲击轮质量、最大 冲击力、工作速度、压实频率、冲击能量等。 〔三〕特点及适用范围 新型滚动冲击压实技术突破了传统的压实方式，将往复夯击与滚动压实技术 相结合，以压实能量高、影响深度大、机动性能好等特点日益受到重视。冲击式 压路机对高填方路段、松沙土源地基的土地压实和石质挤密特别有效。对于那些 原地基土质

11、不好的工程，可干脆压实而不需换土和分层填方与压实；对于含水量 范围的要求很高，可大大削减干性土的加水量并能将湿的地基排干，加速软土地 基的稳定；对于填方层的压实，每次填方厚度可达0.5m,压实速度高达12km/h。 冲击式压路机还可以用于破裂旧水泥路面或沥青路面。冲击压路机的压实能量与 冲击面的宽度、铺层厚度、工作装置质量、作业速度等有关。 第十三章 水泥混凝土搅拌设备 第一节 水泥混凝土搅拌机 一、用途 水泥混凝土搅拌机是将水泥、砖、砂、石和水等按必须的协作比例,进展匀称拌和 的专业机械,它是制作水泥混凝土的专用设备,主要应用在道路、桥梁、房屋建筑等工 程施工中。水泥混凝土搅拌机主要由

12、供料装置、配料装置、称量系统、上料设备、水泥 供应系统及计量装置、供水及添加剂系统、搅拌装置、卸料装置及限制系统等组成。 二、分类及代号表示方法 水泥混凝土搅拌机的种类许多,各种搅拌机的分类如下： （1）按搅拌原理分为自落式和强制式。 （2） 按作业方式分为周期式和连续式。周期式搅拌设备的进料、搅料和出料是分批循 环进展的,完成一个循环进展后,再进入下一个循环。连续式混凝土搅拌设备在进料、拌料 和出料的工艺过程中是连绵不断进展的。因此,在计量方面应力求准确。但是由于各种材料 的协作比和搅和时间难以限制,质量方面一般较差。 （3） 按搅拌筒的构造分为鼓筒形、双锥形、盘形和槽形等。 （4

13、） 按出料方式分为倾翻式和不倾翻式。 （5） 按搅拌容量分为大型〔出料容量1~3 立方厘米〕、中型〔出料容量0.3~0.5立方厘 米〕、小型〔出料容量0.05~0.25 立方厘米〕。 水泥混凝土搅拌设备除上述的分类方法外，还有其他的分类方法。如按搅拌装置的移动 方式可分为固定式和移动式。 常用搅拌机的机型分类及代号见表13-1，它主要由机型代号和主参数组成。如JZ350, 即表示出料容量为0.35立方厘米〔350L〕的锥形反转出料的自落式搅拌机。 三、自落式水泥混凝土搅拌机 〔一〕工作原理 自落式水泥混凝土搅拌机的工作原理如图13-2 所示，其工作机构为筒体，沿筒内壁四 周安装假设干搅

14、拌叶片。工作时，筒体围绕其自身回转，利用叶片对筒内物料进展分割、 提升、洒落和冲击等作用，从而使配料的相互位置不断进展重新分布而获得搅和。其搅 拌强度不大、效率低，只适用于搅拌一般骨料的塑性混凝土。 （二）锥形反转出料式搅拌机的主要构造 锥形反转出料式搅拌机是取代鼓筒式搅拌机的机型，它的搅拌筒呈双锥形，正转为搅拌， 反转为卸料。 图13-3所示为JZC200型锥形反转出料式搅拌机。该机进料容量为320L，额定出料容 量为0.2立方米〔200L〕，生产率为6〜8立方米/小时，是一种小容量移动式搅拌机。它由上 料机构、搅拌机构、供水系统、地盘和电气限制系统等组成。 1、搅拌筒 锥形反转出料式

15、搅拌机是按自落式原理进展搅拌，其搅拌筒构造如图 13-4 所示。搅拌 筒中间为圆柱体，两端为截头圆锥体，是由钢板卷焊而成的。 搅拌筒内壁焊有一对穿插布置的高位叶片，分别与搅拌筒轴线成45 夹角，且方向相反。 搅拌筒正传时，叶片带动物料作提升和自由着陆运动，同时还迫使物料沿斜面作轴向穿插窜 动，强化了搅拌作用。当搅拌筒反转时，拌制好的混凝土料由低位叶片推向高位叶片，把混 凝土卸出搅拌筒。 2、 进料机构 进料机构由簸萁形料斗、钢丝绳、吊轮和离合器卷筒等组成，如图 13-5 所示。料斗由 提升钢丝绳牵引。提升料斗时操纵离合器结合，那么减速器带动卷筒转动，将料斗提升 至上止点。当操纵料斗时，料斗

16、靠自重下落。 3、 供水系统 JZC200 型搅拌机的供水系统由电动机、水泵、三通阀和水箱等局部组成。工作时，电 动机带动水泵干脆向搅拌筒供水，通过时间继电器限制水泵的供水时间而实现定量供水。 4、 传动系统 搅拌机传动系统工作原理为：原动机的动力输出经主离合器后分成两路，一路经V 形皮带驱动水泵；另一路经 V 形皮带和齿轮减速器带动传动轴，再由传动轴上的小齿 轮带动大齿圈来驱动搅拌筒；空套在该轴上的钢丝绳卷筒那么通过离合器来驱动上料 斗。 图13-6所示为JZC200型搅拌机的传动机构，它主要由电动机、减速器、小齿轮、 搅拌筒和大齿圈等组成。搅拌筒支承在四个拖轮上。电动机输出的动力

17、经三角皮带、减 速器传至小齿轮，小齿轮与大齿圈啮合，使搅拌筒旋转。 5、 底架和牵引系统 搅拌机全部机构都安装在一个拖挂式单轴或双轴底架上，底架下装行走轮。轮轴上装有 减震弹簧，前轮轴上安装转向机构和牵引拖杆，用于车辆拖行转场。此外，可使轮胎卸载。 6、 电气限制系统 搅拌筒的正转、反转、停顿，水泵的运转、停顿等动作分别由六个限制按钮操纵。供水 量由时间继电器的延时来确定。 （三）锥形反转出料式搅拌机的特点 锥形反转出料式搅拌机具有构造简洁、搅拌质量好和易限制等优点，用于中小容量的搅 拌机。其缺点是反转出料时重载启动，消耗功率大，容量大，易发生启动困难和出料时间长。 四、强制式水泥

18、混凝土搅拌机 （一）工作原理 图 13-7 为强制式搅拌机的工作原理，其搅拌机构是水平或垂直设置在筒内的搅拌轴， 转轴上安装搅拌叶片。工作时，转轴带动叶片对筒内物料进展剪切、挤压和翻转推动的强制 搅拌作用，使协作料在猛烈的相对运动中获得匀称搅和。其搅拌质量好、效率高，特点适用 于搅拌干硬性混凝土和轻质骨料混凝土。 〔二〕主要构造 1、立轴强制式混凝土搅拌机 立轴强制式混凝土搅拌机的搅拌原理，是靠安装在搅拌筒内带叶片的立轴旋转时将物料 挤压、翻转、抛出等复合动作对物料进展强制搅拌。与自落式搅拌机相比，强制式搅拌机具 有搅拌质量好、搅拌效率高，适合搅拌干硬性、高强和轻质混凝土等特点。

19、立轴强制式搅拌机分为涡浆式和行星式两种，其搅拌筒均为水平放置的圆盘。涡浆式的 圆盘中心有一根直立转轴，轴上装有几组搅拌叶片；行星式的圆盘中那么有两根直立转轴， 分别带动几个搅拌铲。在定盘式行星式搅拌机中，搅拌铲除绕本身轴线自转外，两根转轴还 绕盘的中心公转；在转盘行星式搅拌机中，两根转轴除自转外，不做公转，而是整个圆盘作 与转轴回转方向相反的转动。目前，由于转盘式能量消耗较大，构造也不够志向，故已渐渐 被定盘式所代替。 立轴涡浆强制式搅拌机具有构造紧凑、体积小、密封性能好等优点，因而是主要机型。 2、卧轴强制式混凝土搅拌机 卧轴强制式搅拌机兼有自落式和强制式两种机械的优点，即搅拌质量好、

20、生产效率高、 能耗较低，可用于搅拌干硬性、塑性、轻骨料混凝土，以及各种砂浆、灰浆和硅盐酸等混凝 土。 卧轴强制式搅拌机在机构上有单轴、双轴之分，故有两种系列型号，两个机种除了构造 上的差异之外，在搅拌原理、功能特点等方面特别相像。 图 13-8 为 JS350 型搅拌机的搅拌原理图。该机主要由搅拌系统、传动装置、卸料机构 等组成。 （1）搅拌系统:搅拌系统由水平放置的两个相连的圆槽型搅拌筒和两根按相反方向转 动的搅拌轴组成，在两根搅拌轴上安装了几组机构一样的叶片，但其前后上下都错开必须的 空间，使搅和料在两个搅拌筒内得到亏苏尔匀称的搅拌。 （2）传动装置：搅拌电动机干脆安装在一个三级齿

21、轮减速器箱体的断面上，其输出轴 再通过一对齿轮传动和链轮分别驱动两根水平搅拌轴作等速凡响的回转运动，如图13-9所 示。 （3）卸料机构：JS350型搅拌机的卸料机构如图13-10所示。设置在两个搅拌筒底部的 两扇卸料门，由气缸操纵经齿轮连杆机构而获的同步限制。卸料门的长度比搅拌筒长度短 200mm,故有80%〜90%的混凝土靠其自重卸出，其余局部那么靠搅拌叶片强制向外排出， 卸料快速而干净，一般卸料时间仅 4~6s。 其次节 水泥混凝土搅拌站 一、用途 水泥混凝土搅拌站〔楼〕是用来集中搅拌混凝土的联合装置，又称作混凝土预拌工厂。 由于它的自动化程度高，生产效率大，被广泛用于混凝土工程

22、量大和施工地点集中的大中型 工程施工中。 二、分类 搅拌站按工艺形式可分为单阶式和双阶式两类： （1）单阶式：砂、石、水泥等材料一次就提升到搅拌站最高层的储料斗，然后配料称 量直到搅拌成混凝土，均借物料自重下落而形成垂直生产工艺体系，其工艺流程见图13-lla。 此类型具有生产效率高、动力消耗少、机械化和自动化程度高、布置紧凑和站的面积小等特 点;但其设备较困难，基建投资大。因此，胆结石不只是用于大型永久性搅拌站。 （2）双阶式：砂、石、水泥等材料分两次提升，第一次将材料提升至储料斗；经配料 称量后，其次次在将材料提升并卸入搅拌机，其工艺流程见图13-llb。这种形式的搅拌站具 有设备

23、简洁、投资少、建成块等优点；但其机械化和自动化程度较低，占地面积大，动力消 耗多。因此，该布置形式适用于中间小型搅拌站。 搅拌站安装方式可分为固定式和移动是两种类型。前者是用于永久性的搅拌站；后者那 么运用与施工现场。 大型搅拌站按搅拌机平面布置形式的不同，可分为巢式和直线式两种。巢式是数台搅拌 机环围着一个共同的装料和出料的中心布置，其特点是数台搅拌机共用一套称量装置，但一 次只能交办一个品种的混凝土。直线式是指数台搅拌机排列成一列或两列，此种布置形式的 每台搅拌机均需配备一套称量装置，但同时搅拌几个品种的混凝土。 三、水泥混凝土搅拌站的组成及运用 下面主要介绍HZS50水泥混凝土搅

24、拌站的构造和运用方法。 HZS50 水泥混凝土搅拌站生产率为50 立方米/小时，为双卧轴式搅拌站；利用计算机限 制，可储存100多种协作比，并可自动打印输出混凝土参数；具有生产效率高、自动化程度 高等特点。它主要由以下几局部组成。 （一） 供料装置 HZS50 供料装置由 4 个料仓和悬臂拉铲组成。 4 个料仓中 3 个为石子仓， l 个为砂子仓。 整个料仓容量大于 2000 立方米，可满 5 天生产须要。砂仓口可配置暖气片，防止冬季施工 落料不畅，悬臂拉铲用于供料。 悬臂拉铲的构造如图 l3-l2 所示。它由铲斗、悬臂、双卷筒卷扬机、回转机构等组成。 卷扬机和操纵是安置在一个塔楼上。

25、悬臂装在回转平台上，反向滑轮安装在悬臂的端部。悬 臂拉铲的特点是不需其他机械协助集料，拉料半径大，可达 20m 以上。扇形料场的夹角可 达 21，且可把骨料堆得较高，在料槽上面形成一个容积较大的活料堆，从而提高了生产效 率，并削减了料场占地面积。 （二） 配料系统 配料系统由微机、称量装置、料仓及仓门开启机构等组成。仓门采纳以气缸为动力的扇 形圆周门，门的开口可依据微机指定的协作比自动调整。依据工艺流程的须要，称量装置依 次对各料仓卸出的骨料进展计量。称量装置主要有杠杆称和电子称两种。前者的特点是运用 牢靠，修理便利，可自动或手动操纵，但其体积大，自重大，制造费用高。而电子称是一种 新型的

26、称量设备，体积小，重量轻，构造简洁，安装便利，称量精度也较高。 如图 l3-l3 所示，骨料杠杆称量称量称由称斗、称盘、一级杠杆、二级杠杆和弹簧表头 等主要组层局部。弹簧表头是称的关键部件，其表盘上有三个定针，分别用来预选三种不同 骨料的质量，当动针与定针重合时就发出信号，限制骨料区三个闸门的开闭。 配料系统在运用中应留意以下问题： （1） 切记仓斗卡料。卡料一般是由于仓门变形和物料中有较长异物造成的。 （2） 为保证称量的准确，不受外接电源电压影响，传感器和测量电桥必需由稳压电源 供电。 （3）新机安装时应检查电子称的灵敏度。 （三）上料系统 上料系统的作用是将称好的骨料送上搅拌

27、缸，它由料斗、轨道、卷扬机和限位装置组成。 如图 13-14 所示，卷扬机驱动钢丝绳牵引料斗在轨道上运动，从而实现上料功能。上料系统 在运用中应留意轨道安装不翘曲以防料斗卡滞，并定期检查、调整两根提升钢丝绳长度，使 之保持一样。如两绳长度不一样，提升料斗将偏斜、脱轨。 （四）水泥上料及计量系统 水泥上料及计量系统由三个loot水泥仓、三个40t/h螺旋输送机、称量斗、杠杆称、吸 尘装置等组成。当微机发出指令后，螺旋输送机起先工作，水泥进入水泥称量斗。水泥称量 斗上的杠杆秤静拉力传感器传递给微机，并显示数值。当到达规定值时，螺旋输送机停顿工 作，称量斗将称好的水泥卸入搅拌机。 该种系统在运

28、用中应当留意以下几个问题： （1） 水泥仓、螺旋输送机的全部连接处都应防止漏雨； （2） 螺旋输送机、水泥称量斗要有防振措施； （3） 螺旋机、水泥称量斗长时间停机前应清理水泥，防止结块，以免影响以后运用。 （五） 供水及添加剂系统 供水系统由水泵、电磁阀、涡轮番量计、喷水管、清洗笼头、过水滤清器等组成。该系 统对进入搅拌机的散料匀称喷水，便于清洗整个搅拌站，具有构造简洁、工作牢靠等优点。 添加剂系统由添加剂箱、防腐泵、计量筒、电容物料剂、小防腐泵等组成。该系统在运 用中应留意： （1）添加剂箱内严禁落入杂物及泥浆，以防止卡住泵叶轮，防止泵的磨损； （ 2）电容物料计严禁磕碰； （ 3）长时间停机，应将添加剂箱内清洁干净，以免腐蚀箱体和泵。 （六） 搅拌装置 HZS5o 搅拌站的搅拌装置采纳双卧轴强制搅拌方式。这种方式铰自落式搅拌效率高， 混凝土质量好，适应性广，且节约水泥15%〜20%。它由两个18.5kW的电机驱动两个分摆 线针轮减速器，然后带动两根搅拌轴旋转。每根搅拌机装有螺旋状分布的叶片，搅拌缸内壁 都镶有衬板。搅拌叶片与衬板间隙在3〜5mm范围内，这样可削减衬板的磨损和卡石子现象 的发生。 （七）卸料装置 鞋料装置由卸料门、气缸、限位装置及卸料斗组合。当搅拌到规定时间后，气缸活塞杆将卸 料门翻开，混凝土由搅拌缸底部卸出。