Курсовая работа: Принцип работы автобетоносмесителей
Органы управления реверсивной муфтой, муфтой переключения редукции трансмиссии и включением фрикциона были вынесены на отдельный пост управления у разгрузочного отверстия барабана. Включение коробки отбора мощности, а также включение фрикциона могли осуществляться непосредственно из кабины на ходу, так же как и управление краном водяного бака.
При всех своих достоинствах, в первую очередь это доставка однородной бетонной смеси на объект, новинка оказалась не без недостатков. Главным изъяном являлось отсутствие индивидуального приводного двигателя для смесительного барабана. Мощности 73-сильного мотора ЗИС-5, установленного на базовом автомобиле ЯГ-6, не хватало для обеспечения должного режима вращения барабана, при подключении которого автомобиль терял скорость и динамику разгона. Да и перемешивание происходило неравномерно, скорость вращения барабана напрямую зависела от степени открытия дроссельной заслонки карбюратора. А блокировка двух сцеплений одной педалью требовала от водителя недюжинной силы. И это далеко не полный перечень минусов, количество которых явно перевешивало имеющиеся плюсы. По сравнению с американским аналогом фирмы "Рэнсом", который принимал участие в сравнительных испытаниях, наш автобетоносмеситель показал худшее качество перемешивания за большее время. Также он оказался более тяжелым, хотя первоначальный вес надстройки и удалось снизить с 2450 до 1840 кг. Оборудование на зарубежных машинах такой же емкости весило на 300-500 кг меньше. При сравнении производительности и экономичности отечественных самосвалов и автобетоносмесителей, последние по этим параметрам проигрывали
Кроме автобетоносмесителя СССМ-738, выпускавшегося заводом "Красный экскаватор", в тот период существовала еще одна модель, изготавливавшаяся в Ленинграде совместными усилиями Ленинградского института механизации строительства и 16-го Стройтреста. Автобетоносмеситель АБ-38 базировался на шасси трехосного грузовика ЗИС-6. Несмотря на то, что ЗИС-6 обладал меньшей грузоподъемностью, чем ЯГ-6, на нем устанавливался смесительный барабан большего объема (полный - 4 м3, полезный - 2,2 м3). По отзывам эксплуатационников, конструкция АБ-38 оказалась лучше, чем СССМ-738. Основной недостаток этой машины - пониженная скорость передвижения, что обусловлено перегрузкой шасси.
Следующий этап развития конструкций отечественных автобетоносмесителей пришелся на послевоенный период.
а) б)
Рисунок 2 – а) Послевоенный С-269 на шасси ЗИС-150, б) Первый отечественный автобетоносмеситель С-224 с автономным двигателем на базе ЯАЗ-200
В конце 40-х годов ВНИИстройдормаш разработал проект автобетоносмесителя С-269 на шасси грузовика ЗИС-150. Опытный образец машины изготовил московский завод "Дормашина". В отличие от довоенных конструкций, новинка имела ряд принципиальных отличий: смесительный барабан был не цилиндрическим, а грушевидной формы, и устанавливался не горизонтально, а под углом 17° к горизонту. Его полезная емкость была чуть выше, чем у предшественника СССМ-738, - 1,6 м3 водяной бак также увеличенной вместимости: 270 + 80 л. Неизменным остался тип привода барабана, как и прежде, он осуществлялся от коробки отбора мощности базового автомобиля, что являлось существенным недостатком. По сравнению с СССМ-738, автобетоносмеситель С-269 прибавил в весе почти на полтонны, его надстройка весила 2308 кг. Правда, после доработки машина стала более легкой, масса модернизированного варианта С-306 равнялась 2185 кг.
Тем же предприятием был выпущен более тяжелый автобетоносмеситель С-224 на шасси ЯАЗ-200. Конструкция барабана, загрузочных и разгрузочных устройств, а также водяных коммуникаций была аналогична машине С-269. Полезная емкость смесительного барабана по выходу готовой смеси при загрузке сухими материалами составляла 2 м3, а по загрузке готовой бетонной смесью - 2,4 м3. Несколько большее значение имел угол наклона барабана к горизонту - 20 °. Принципиальным отличием от С-269 был индивидуальный привод барабана от двигателя ГАЗ-МК мощностью 30 л.с. Неудобство состояло в том, что мотор базового автомобиля был дизельным, а приводного - бензиновым.
К сожалению, история не донесла до нас сведений о том, насколько велик был выпуск автобетоносмесителей на базе автомобилей ЗИС-150 и ЯАЗ-200, и вообще изготовлялись ли они серийно. Лишь в конце 60-х годов отечественная промышленность освоила серийное производство автобетоносмесителей.
Во второй половине 60-х годов ВНИИстройдормаш разработал проекты двух автобетоносмесителей - С-942 (СБ-58) на шасси КрАЗ-258 и С-1036 (СБ-69) на шасси МАЗ-505Б, выпуск которых был налажен в 1968-1969 гг. Славянским заводом строительных машин.
а) б)
Рисунок 3 – а) С-942 - третье поколение советских автобетоносмесителей, б) Ранняя версия С-1036 на шасси МАЗ-503Б (слева) и более поздний вариант С-1036Б на шасси МАЗ-5549.
На новых машинах в целом сохранились компоновочные решения, принятые на отечественных моделях, разработанных в конце 40-х годов, которые соответствовали устоявшимся мировым тенденциям. Однако, в кинематике было существенное отличие - на всех предыдущих машинах зубчатый венец барабана получал вращение непосредственно от шестерни выходного вала редуктора, на новинках передача была цепной. Смесительный барабан у обеих машин приводился в действие от дизельного двигателя Д-37МСЗ, мощностью 40 л.с. Соответственно грузоподъемности базового шасси, полезная вместимость смесительного барабана С-942 равнялась 3,2 м3, С-1036 - 2-2,5 м3. Автобетоносмеситель С-1036, в отличие от С-942, имел более широкие возможности, обусловленные конструкцией смесительного барабана: он мог приготавливать не только подвижные бетонные смеси, но и жесткие.
Советские конструкторы не останавливались на достигнутом. Уже в начале 70-х годов ВНИИстройдормаш разработал усовершенствованные автобетоносмесители СБ-92 емкостью 4 м3 на базе КрАЗа и СБ-83 емкостью 4,5-5 м3 - на полуприцепе к автомобилю МАЗ-504.
а) б)
Рисунок 4 – а) СБ-92 характеризовался повышенной скоростью разгрузки бетонной смеси, б) СБ-92В-1 - модификация на базе КамАЗа.
В 1972 году СБ-92 был принят к производству Славянским заводом строительных машин. От С-942 его отличала большая вместимость смесительного барабана, более мощный 50-сильный приводной мотор Д-37С-1, а также конструкция барабана. Для повышения темпа разгрузки бетонной смеси угол наклона оси барабана к горизонту уменьшили с 18° до 15°. Внутреннее оперение барабана получило винтовые лопасти плоского профиля, расположенные перпендикулярно к коническим поверхностям барабана. С освоением автомобильной промышленностью во второй половине 70-х годов автомобиля КамАЗ-5511, Славянский завод начал выпуск на его базе модификации бетоносмесителя СБ-92-1 вместимостью 4 м3.
В середине 70-х годов ежегодный объем производства автобетоносмесителей в СССР составлял несколько сотен, например, в 1973 году было изготовлено 253 машины, в 1974 году - 340. Однако, строительная отрасль требовала гораздо большего количества. На тот момент единственным производителем такой техники в Советском Союзе являлся Славянский завод строительных машин, мощностей которого явно недоставало. Поэтому советским правительством в 1973 году было принято решение о строительстве нового завода автобетоновозов в городе Туймазы Башкирской АССР. Строительство началось весной 1976 года. Параллельно строился Туймазинский опытно-экспериментальный завод строительных машин, где 5 ноября 1977 года был выпущен первый опытный образец автобетоновоза СБ-113. 28 января 1980 года вышел приказ Минстройдоркоммаша о слиянии двух заводов. Эта дата считается официальной точкой отсчета истории Туймазинского завода автобетоновозов. Только за первый год работы заводчане выпустили 81 автобетоносмеситель СБ-92, 15 автобетононасосов СБ-126 и 166 авторастворовозов СБ-89. Техника, выпускаемая Туймазинским заводом, поставлялась как отечественным, так и зарубежным потребителям: в Болгарию, Кубу, Анголу, Вьетнам, Сирию, Венгрию, Китай, Индию.
а) б)
Рисунок 5 – а) Плод совместного сотрудничества компании "Штеттер" и Каменского опытного механического завода, б) На СБ-159 использовался гидравлический привод барабана (на снимке модификация СБ-159В
Бурное развитие производства автобетоносмесителей в Советском Союзе пришлось на 80-е годы, благодаря вводу Туймазинского завода автобетоновозов и началу лицензионного выпуска техники немецкой фирмы "Штеттер" на Каменском опытном механическом заводе в 1979 году и на Пушкинском ремонтно-механическом заводе в 1980 году. Правда, основная масса техники, производимой Каменским и Пушкинским заводами, отправлялась за рубеж. В ФРГ советские предприятия поставляли металлоконструкции смесительной установки, а для местного рынка в сравнительно небольшом количестве выпускались комплектные автобетоносмесители. Например, Каменский завод в ту пору выпускал порядка 1000 комплектов установок для зарубежного рынка и 200 машин для нужд советских строителей.
Тем временем советские конструкторы продолжали создавать собственные разработки. В 1980-1981гг. Славянский завод строительных машин по проекту ВНИИстройдормаш создал автобетоносмеситель СБ-130 и унифицированный с ним автобетоновоз СБ-132 на шасси полуприцепа, работающего в паре с тягачом КамАЗ-5410. Барабан имел внушительный объем - 8 м3 и привод от собственного дизеля Д-145Т. Но главное отличие от всех предыдущих машин заключалось в использовании гидравлического привода барабана вместо тяжелой и сложной механической трансмиссии. Новая приводная схема нашла применение на дальнейших отечественных разработках - 6-кубовом автобетоносмесителя СБ-127 на шасси КрАЗ-6505 (1982 г.), 5-кубовом СБ-159 на шасси КамАЗ-5511 (1983 г.), а также на более поздних машинах.
2 Отечественные автобетоносмесители. Принцип действия
Автобетоносмесители применяют для приготовления бетонной смеси в пути следования от питающих отдозированными сухими компонентами специализированных установок к месту укладки, для приготовления бетонной смеси непосредственно на строительном объекте, а также для транспортирования готовой качественной смеси с побуждением ее при перевозке. Они представляют собой гравитационные реверсивные бетоносмесители с грушевидным смесительным барабаном, установленные на шасси грузовых автомобилей, специальных шасси автомобильного типа или на полуприцепах, агрегатируемых с трехосными тягачами.
Смесительные барабаны имеют постоянный угол наклона оси (10...15°) к горизонту. Внутри смесительных барабанов установлены двухзаходные винтовые лопасти, обеспечивающие загрузку и перемешивание бетонной смеси при вращении барабана в одну сторону и выгрузку готовой смеси при вращении барабана в обратном направлении (реверсе).
Привод вращения смесительного барабана может быть механическим с отбором мощности от автономного двигателя через систему механических передач, включающих реверсивный редуктор и цепную передачу с зубчатым венцом, закрепленным на барабане, и гидромеханическим с отбором мощности через гидромеханическую передачу от автономного двигателя, двигателя базового шасси или от коробки отбора мощности трансмиссии шасси.