مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

ماشین آلات راهسازی

 

تعریف ماشین آلات راهسازی

ماشین آلات راهسازی به مجموعه تجهیزات و دستگاه هایی اطلاق می شود که در عملیات راهسازی و عمرانی مورد استفاده قرار می گیرند مانند لودر، دامپتراک و...

ماشین آلات راهسازی ترکیبی از تکنولوژی های مکانیکی، هیدرولیکی،الکترونیکی ، مخابراتی و سیستم پردازشی رایانه ای هستند.

 

طبقه بندی ماشین آلات راهسازی

به طور کلی ماشین آلات راهسازی را می توان به چهار گروه تقسیم کرد:

• ماشین آلات راهسازی جهت خاکبرداری مانند لودر و بیل مکانیکی
• ماشین آلات راهسازی جهت زیر سازی و تسطیح مانند غلطک و گریدر
• ماشین آلات راهسازی جهت برش مانند گریدر و بلدوزر
• ماشین آلات راهسازی جهت حمل مواد معدنی و غیره مانند دامتراک

 

مزیت های استفاده از ماشین آلات راهسازی

تمامی ماشین آلات راهسازی امروزی مجهز به سیستم پردازش رایانه ای هستند که قابلیت های زیر را به همراه دارد:

 

• برخورداری از سیستم های هشدار دهنده و خود تنظیم
• پایش مداوم وضعیت ماشین و عیب یابی الکترونیکی
• مصرف بهینه سوخت،افزایش فواصل زمانی سرویس و بهره وری بالا

 

انواع ماشين آلات راه سازي به شرح ذيل مي باشد كه در ادامه هر يك به همراه عكس مربوطه شرح داده مي شود:

• بيل مكانيكي
• دراگلاين
• شمع كوب
• لودر
• گریدر
• بولدوزر
• اسکریپر
• تراکتور
• جرثقيل خاکبردار يا كلامشل
• غلطک
• دستگاه برش آسفالت

 

 

دراگلاین

دراگلاین تشکیل شده از یک اتاقک فرمان، یک تیر جرثقیل، یک جام دراگلاین و کابل های لازم جهت کنترل قسمتهای مختلف یاد شده. این ماشین موارد استفاده بسیار دارد. حفاری با دراگلاین در سطوح بالاتر از سطح اتکاء ماشین تا سطوح خیلی پایین تر از سطح اتکاء ماشین و زمینهای نرم تا زمینهای متوسط سخت امکان پذیر می باشد.

یکی از مهمترین موارد برتری دراگلاین بر سایر ماشین آلات ، همانا بازوی طویل آن برای حفاری و تخلیه مواد کنده شده بوده و سیکل کار آن نیز بسیار کوتاه است. کابل بالا برنده برای بالا و پایین بردن جام می باشد.

در دراگلاین حفاری از طریق کشیدن جام بر روی مواد حفاری توسط کابل کششی صورت می گیرد.

جام های مختلفی برای دراگلاین موجودند که در شرایط مخصوص به کار می روند. طبقه بندی جام ها بر حسب نوع خاک عبارتند از: نوع I (کارهای سبک) ، نوع II (کارهای متوسط)، نوع III (کارهای سنگین). در ضمن در هر نوع از انواع فوق دو نام جام مشبک (نوع P-perforated ) و غیر مشبک (نوع S-solid ) با دندانه و بدون دندانه وجود دارند. جامهای مشبک برای حفاری در زیر آب به کار می روند. وجود سوراخها باعث تخلیه آب و در نتیجه سبک شدن جاممی شود و راندمان کار را بالا می برد. با این همه در مواردی که به مواد ریز دانه در خاک حفاری نیازی باشد از جام غیر مشبک استفاده می گردد.

 

استفاده از دراگلاین

با این که دراگلاین قادر است در سطح بالاتر از سطح اتکاء خودش حفاری کند ولی استفاده از آن در سطوح پایین تر از سطح اتکاء مؤثرتر می باشد. دراگلاین دارای فشار مستقیم جام مثل جام بیل مکانیکی نبوده و بیشتر روی وزن جام و زاویه جام و زاویه حمله جام به مواد حفاری تکیه دارد. علاوه بر آن چون اتصال جام به سایر قسمتها به صورت صلب نبوده و متحرک است، زاویه حمله کاملاً ثابت نمی باشد. بنابراین، در هنگام حفاری، جام ممکن است نوساناتی در جهت جانبی بنماید. این حرکتها و تکانها با ازدیاد عمق منطقه حفاری و کاهش اندازه جام و وزن ماشین افزایش می یابد. با این همه یک راننده ورزیده می تواند به مقدار قابل توجهی از حرکات زائد جام بکاهد. به دلیل کمتر بودن کنترل روی حرکات جام دراگلاین (در مقایسه با بیل) مقدار سر ریز مواد در حفاری با دراگلاین بیشتر بوده و بهتر است از کامیونهای بزرگتری برای حمل مواد تخلیه شده استفاده نمود تا بدین وسیله هدف بزرگتری برای تخلیه جام دراگلاین به وجود بیاید.

 

بار مجاز وارد بر دراگلاین (که شامل وزن جام باضافه وزن مواد حفاری در جام می باشد) از روی جدول مخصوص مربوطه که توسط کارخانجات سازنده عرضه می شود، تعیین می گردد. برای تعیین ظرفیت دراگلاین نباید قدرت بالابری جرثقیل دراگلاین را ملاک قرار داد، بلکه باید با توجه به قدرت موتور ماشین، طول تیر اصلی و وزن مواد حفاری شده اندازه مناسب برای جام را تعیین نمود

 

بيل مکانيکي

بيل مکانيکي عبارت از اتاقک گرداني است که سوار بر چرخها بوده و در انتهاي جلويي آن بيل متصل شده است. بيل انتهايي عبارت است از تير اصلي بيل، ميله جام، جام و کابلهاي فلزي مورد لزوم که حرکات بيل را تأمين مي کنند.

 

در بیل های مکانیکی ، هيدروليکي عمل حفاري به وسيله فشار بيل و سپس بالا بردن آن با مواد کنده شده انجام مي گيرد. ميله جام به کمک دستگاه کنترل ماشین بیل مکانیکی ، جام را به داخل زمين فشار مي دهد يا آن را از منطقه حفاري بيرون مي کشد. پس از انجام حفاري و پر شدن جام، با استفاده از کابل بالا آورنده، جام بلند مي شود و سپس با حرکت افقي تير اصلي جام به منطقه تخليه منتقل شده و بار با آزاد کردن چفت در جام تخليه مي گردد. چون مي توان بيل مکانيکي را با فشار در خاک فرو برد لذا سخت ترين نوع خاک و حتي سنگ نرم يا ترک خورده را مي توان با بيل مکانيکي حفاري نمود.

با آنکه بيل مکانیکی قادر است چه در زیر سطح تراز ماشین و چه در بالای آن کار کند، معذالک بهترین راندمان برای بیل های مکانیکی وقتی به دست می آید که محل کار بالای سطح زمین و تا زیر لولای دوران میله جام shipper shaft باشد.

گرچه بیل مکانیکی قادر به حفاری در سطح پایین تر از سطح اتکاء ماشین می باشد، ولی عمق عملیات نمی تواند از طول میله جام تجاوز نماید. انواع دیگر قسمتهای الحاقی (جام معکوس یا دراگلاین) وجود دارند که برای این کار در سطحی پایین تر از سطح اتکای ماشین مناسبتر می باشند.

یکی از مزایای بیل مکانیکی این است که این ماشین در موقع حفاری در سطح زمین دارای راندمان بسیار بالاست بدین دلیل که می تواند در حین حفاری راه پیشروی خود را باز کند.

در ضمن بیل مکانیکی قادر است که دیواره های قسمت حفاری شده را شکل داده و شیب ترانشه را اصلاح کند. مواد حفاری شده بوسیله بیل مکانیکی را می توان در کامیون یا مستقیماً در محل خاکریز تخلیه نمود.

 

 

مانور با بیل مکانیکی

برای حفاری مؤثر، بیل مکانیکی باید یک سطح عمودی در مقابل داشته باشد. این سطح را جبهه حفاری می نامند. اگر حفاری در کنار یک تپه یا عوارض سطحی نظیر آن باشد، این جبهه به زودی ایجاد می شود. اما اگر حفاری قرار است در زیر سطح زمین صورت گیرد، بیل مکانیکی باید اول یک سطح شیبدار تا رسیدن به جبهه حفاری در زمین ایجاد نماید و سپس اقدام به حفاری در جبهه نماید.

 

دستگاه برش آسفالت

این دستگاه انواع مختلفي دارد و در سايزهاي مختلف توليد شده كه قادر به برش بتن-برش آسفالت-برش سرامیک- که دارای یک موتور تک سیلند ر قدرتمند که سه تسمه لاستیکی قدرت موتور را مستقیم به تیغ هدایت میکند وتیغه به حرکت درمی اید.

برش در بتن: جهت کابل گذاری و انجام تغیرات مهندسی در سطح بتن

برش اسفالت: برش در دوخط موازی جهت حفاری کانال های فاضلاب-برق-گاز و کابل گذاری-بدلیل وزن سبک دربرش اسفالت پشت بام ازاین دستگاه استفاده میشود.

شمع کوب

شمع کوب ها جزء ماشین های سقوط وزنه می باشند مثل شمعکوب و تخماق کوب. تخماق وزنه سنگینی است که توسط یک جرثقیل بالا برده می شود و سپس یا به صورت نوسانی و یا به صورت سقوط آزاد به منطقه مورد نظر برخورد می کند. از تخماق برای شکستن سطح جاده ها و انهدام ابنیه و امثال اینها استفاده می شود.

شمعکوب های ساده هم از چنین اصلی برای کوبیدن شمعها استفاده می کنند. چکش شمعکوب بالا برده می شود و سپس بر روی کلاهک شمع انداخته می شود و این عمل باعث فرو رفتن شمع در خاک می گردد.

شمعکوب علاوه بر تیر اصلی جرثقیل، تشکیل شده از صفحات مخصوص فوقانی که برای اتصال لوله هادی وزنه به انتهای تیر اصلی جرثقیل به کار می رود.در شمع کوب ، لوله هادی برای تعیین امتداد بالا بردن و سقوط وزنه و همچنین کمک در حفظ راستای صحیح شمع در هنگام کوبیدن به کار می رود. این لوله به بدنه ماشین به توسط تیرهای افقی متصل است.

 

شمع کوبهای موتور دار

برای ازدیاد سرعت شمع کوبی، انواع متعددی موجودند که در آنها وزنه به وسیله موتور حرکت می کند. این نوع شمعکوبها عبارتند از شمعکوب هیدرولیکی، شمع کوب هوای فشرده، شمع کوب بخاری، دیزل و لرزه ای. در این نوع شمعکوبها، جرثقیل برای نگهداشتن صفحات هادی وزنه و نگهداشتن شمع و وزنه، در محل به کار می رود.

شمعکوب های بخاری و هوای فشرده تک عملی از نیروی مایع برای بالا بردن وزنه استفاده می کنند. سپس وزنه به طور آزاد بر روی شمع سقوط می کند. شمعکوبهای بخاری و هوای فشرده دیفرانسیلی از فشار مایع برای بالا بردن وزنه و پایین آوردن آن با فشار استفاده می کنند.

شمعکوب دیزلی به صورت یک موتور دیزل با پیستون آزاد کار می کند. وقتی پیستون در استوانه فرود می آید، هوای زیر آن فشرده شده و در ضمن گازوئیل وارد محوطه می شود. عمل احتراق هنگامی صورت می گیرد که فشار و دمای انتهای استوانه برای شروع احتراق مناسب باشد. وقتی انفجار صورت می گیرد، وزنه به سمت کلاهک شمع پرتاب می شود و در همان زمان پیستون برای شروع سیکل جدید بالا می رود.

شمع کوبهای لرزه ای و صوتی از نوسان کننده های مخصوص جهت ایجاد ویبراسیون و اعمال فشار قائم بر روی شمع استفاده می کنند. شمع در اثر وزن وزنه و شمع، در زمینی که بر اثر ویبراسیون شل شده است فرو می رود. وزنه های صوتی معمولاً از یک ویبراسیون زیاد نزدیک به فرکانس رزونانس سیستم خاک استفاده می کنند، ولی ویبراسیون شمع کوبهای لرزه ای معمولاً کمتر از شمع کوب صوتی است.

 

استفاده از شمع کوب

انتخاب صحیح و مؤثر شمعکوب تخصصی است که بحث آن در این کتاب نمی گنجد. اطلاعات مختصر زیر خواننده را با مسائل مربوطه به طور سطحی آشنا می نماید.

شمعکوببدون موتور روش نسبتاً آهسته ای برای کوبیدن شمع بوده و فقط در مواردی به کار می رود که شمع ها عمودی است. زیرا وقتی که لوله هادی وزنه عمودی نیست مقدار زیادی انرژی در اثر اصطکاک به هدر می رود. برای شمعکوبی مؤثر وزن وزنه باید حداقل مساوی وزن شمع باشد. بهترین نتیجه وقتی به دست می آید که وزن وزنه حدود دو برابر وزن شمع باشد. در مورد شمعکوبی شمع های مایل بهتر است از انواع موتوردار شمعکوب استفاده نمود. شمع کوب های هوای فشرده، هیدرولیک و بخاری معمولاً خیلی مؤثرتر از نوع یاد شده در فوق می باشند. استفاده از شمع کوب هیدرولیک بخاطر کم سر و صدا بودن آن خیلی رایج شده است. میزان انرژی وزنه باید با توجه به اندازه و نوع شمع انتخاب شود.

شمع کوبهای دیفرانسیلی را می شود جهت بیرون کشیدن شمع نیز به کار برد. شمع کوبهای دیزلی مورد استفاده زیادی پیدا کرده اند چون بدون دردسر کار می کنند، ولی از آنها نمی توان برای بیرون کشیدن شمع از زمین استفاده نمود.

 

روشهای مختلفی برای پیش بینی ظرفیت شمع پس از کوبیده شدن پیشنهاد شده اند. مهندسین متخصص مکانیک خاک و متخصصین شمع کوبی باید با توجه به شرایط خاص هر کار روش معینی را برای تعیین انرژی لازم برای کوبیدن شمع و ظرفیت شمع انتخاب کنند. معمولاً کدهای ساختمانی فرمول لازم برای محاسبه ظرفیت شمع را تعیین می کند.

 

لودر

ظرفیت جام لودر به طریقی غیر از جام جرثقیل و دراگلاین تعیین می شود. ظرفیت اسمی جام در مورد لودر عملاً مساوی با حجم مواد حفاری کود شده (heaped volume) در جام لودر در نظر گرفتن استانداردهای مؤسسه Engineers (SAE) Society of Automotive است.

 

بار مجاز لودر در حین عملیات

تحت استاندارد SAE بار مجاز لودر با چرخ لاستیکی در حین عملیات نباید هیچگاه از 50% بار استاتیک واژگونی در حالتی که در حال گردش کامل است تجاوز کند. این مقدار برای لودر با چرخ زنجیری 35% بار استاتیک واژگونی می باشد. البته بار واژگونی را می توان با استفاده از سربار یا افزودن ملحقات به انتهای ماشین بالا برد و لذا مشاهده می شود که وزن ماشین هم علاوه بر قدرت بالا بردن بار در تعیین حجم جام مؤثر است.

 

لودر و موارد استعمال آن

لودر موارد استعمال بسیار دارد. ماشین لودراحتیاجی به ماشین دیگری جهت عملیات تکمیلی و پشتیبانی نظیر طراز کردن سطح کار، صاف کردن یا تمیز کردن محل کار ماشین ندارد چون خود این اعمال را انجام می دهد. لودر قدرت تحرک فراوان داشته و معمولاً از یک کارگاه ساختمانی به کارگاه دیگر خودش حرکت می کند (البته نوع لاستیک دار آن) . بعضی از موارد استفاده لودر عبارتند از ایجاد خاکریزها، حفاری زیر زمین بناها، پر کردن خندقها و خاکریزی اطراف لوله های کار گذاشته شده در کانالها، بار کردن کامیونها، حمل بتن به محل قالبتها و بلند کردن و حمل مصالح ساختمانی. اگر از لودر برای حفاری زیر زمین استفاده شود اول باید سطح شیبداری به محل حفاری ایجاد کند و سپس حفاری را به انجام برساند. (شبیه بیل مکانیکی). انواع خاک از خاک نرم گرفته تا خاک متوسط سخت توسط لودر قابل حفاری می باشد.

 

 

لودر وانتخاب آن

برای انتخاب لودر جهت یک کار بخصوص باید عوامل مختلفی را در نظر داشت. بعضی از این عوامل عبارتند از میزان متوسط و ماکزیمم مقدار مواد حفاری با بارگیری مورد نظر، نوع مواد بارگیری، وسعت میدان مورد لزوم جهت بار کردن یا باراندازی، ظرفیت و ارتفاع باربند کامیون و غیره.

 

لودر با چرخ لاستیکی

چرخای بزرگ لاستیکی به این نوع لودر قدرت تحرک فراوان می بخشد. سرعت این لودرها در شاهراه به 25 مایل در ساعت (40 کیلومتر در ساعت) می رسد. فشار وارده بر زمین کم بوده و می توان این فشار را با تغییر اندازه و باد لاستیک تغییر داد. با این همه آسیب پذیری این لاستیکها در موقع کار در زمینهای دارای سنگهای تیز (یا محل هایی که در اثر انفجار سنگها به صورت تیز و دندانه دار درآمده اند) که باعث بریده شدن لاستیک می شود استفاده از آن را در این نوع زمینها محدود می کند. در زمینهای مرطوب (خیس) نیز کار کردن با آن نسبتاً مشکل است. البته زنجیرهای سیمی مخصوص جهت حفاظت لاستیکا وجود دارد که می توان برای ازدیاد اصطکاک لاستیکها با سطح زمین آنها را به کار برد. لودر مفصلی articulated دارای نوعی شاسی است که این شاسی بین محور چرخهای عقب و جلو مفصل شده است. این حالت مفصلی قدرت مانور و شعاع گردش ماشین را نسبت به شاسی های ثابت (غیر مفصلی) زیاد می کند. فرمان و کنترل هیدرولیک برای لودرها موجود می باشد.

 

 

 

لودر با چرخهای زنجیری

به طور کلی این نوع لودرها همانند لودرهای با چرخ لاستیکی عمل می کنند. منتها فشار کم وارد از آنها بر زمین باعث می شود که لودرهای با چرخ زنجیردار بتوانند در زمین هایی کار کنند که قابل استفاده برای لودرهای لاستیک دار نیستند. اصطکاک زیاد آنها با زمین باعث می شود که آنها بتوانند منتهای استفاده را از قدرت موتور در کندن زمین بنمایند و چون زنجیر دارند، در هنگام کار در مناطق دارای سنگهای تیز خطر پاره شدن لاستیک در بین نمی باشد. لودرهای زنجیردار قادر به حرکت بر روی سطح های با شیب جانبی 35% می باشند در صورتی که این رقم در مورد لودر چرخ لاستیکی 15% است. همچنین لودر زنجیردار از شیب 60% می تواند بالا برود در حالی که این رقم برای لودر لاستیک دار به حدود 30% محدود می شود.

سرعت لودر زنجیردار خیلی کمتر از لودر لاستیک دار بوده به همین علت در مواردی که فاصله حمل مواد و بازگشت به محل بارگیری زیاد باشد، راندمان این ماشین نسبت به نوع لاستیک دار پایین است.

 

لودر با تسمه نقاله

این ماشین شامل یک سر حفار و یک سیستم تسمه نقاله می باشد. معمولاً این دستگاه را توسط یک یا چند تراکتور به محل حفاری حمل می کنند هر چند گاهی اوقات این ماشینها دارای موتور حرکت نیز هستند. این نوع ماشینها در شرایط مطلوب قادر به حفاری به میزان تا چندین هزار متر مکعب مواد در ساعت می باشند.

 

گریدر

گریدر موتور دار برای تنظیم شیب، شکل دادن شیبها و تسطیح دامنه خاکریزها و خاک برداریها، کندن جوی و مخلوط کردن و پراکندن مخلوط خاک و مواد قیری به کار می رود. از این ماشین در ساختمان راه ها و سایر عملیات ساختمانی استفاده می شود. برای برف روبی و برداشتن لایه های سست سطح زمین هم به کار می رود.

تیغه گریدر دارای لبه قابل تعویض می باشد. تیغه گریدر در حالات مختلفی نسبت به ماشین می تواند قرار گیرد

در ضمن گریدرهای مجهز به دستگاه کنترل تیغه اتوماتیک نیز وجود دارند که دقت کارشان برای تنظیم شیب خیلی زیاد است. این ماشینها مجهز به یک دستگاه حساس هستند که یک سطح یا امتداد ثابت را دنبال کرده و در مواقع لزوم به طور اتوماتیک تیغه را بالا و پایین می برد تا شیب مطلوب به دست آید.

 

عملیات با گریدر

• پخش کردن مواد خاکی

از گریدر می توان به منظور پخش کردن مواد خاکی در سطح زمین استفاده نمود. البته باید توجه داشت که ظرفیت گریدر در مورد این عمل بستگی به قدرت موتور و تراکسیون ماشین و همچنین ارتفاع تیغه گریدر خواهد داشت. بنابراین، مقدار مواد خاکی را که گریدر قادر به حمل و پخش آن است در هر بار خیلی کمتر از مقداری است که بولدوزر می تواند پخش نماید. مواد خاکی که قرار است توسط گریدر پخش شود باید قبلاً حتی المقدور روی زمین پخش شده باشد تا ارتفاع توده خاکی خیلی زیاد نباشد.

 

• حمل مواد به کنار جاده

گریدر قادر است مواد خاکی را به کنار مسیر حرکت خود تغییر مکان دهد. این امر با تغییر زاویه تیغه گریدر (به طوری که دیگر امتداد آن نسبت به امتداد حرکت ماشین عمود نباشد) میسر می شود. در این حالت مواد خاکی در انتهای عقبی تیغه گریدر ریسه می شوند و تشکیل یک توده خاکی طولی در امتداد مسیر حرکت گریدر و در کنار آن می دهند. باید توجه داشت که توده خاکی به وجود آمده در مسیر چرخ عقب گریدر قرار نگیرد چون در این صورت هم قدرت تراکسیون ماشین کم می شود و هم زاویه حمله تیغه گریدر تغییر می یابد.

 

 

 

• شیب بندی های دقیق

برای شیب بندی های دقیق، باید تیغه را با زاویه کوچکی نسبت به امتداد قائم ثابت کرد و ارتفاع تیغه از سطح زمین باید طوری باشد که برآمدگی های کوچک را بریده و گودال ها را پر نماید. بدین منظور، همواره باید مقداری مواد خاکی در جلوی تیغه گریدر موجود باشد.

 

• کندن جوی

گریدر را می توان برای کندن جویای V شکل و ذوزنقه شکل به کار برد. عمق ماکزیمم اقتصادی جوی حدود 3 فوت (یک متر) و عرض قاعده ماکزیمم حدود 4 فوت می باشد.حفر جوی در هنگام احداث جاده یکی از وظایف مهم گریدر می باشد.

 

• بتن ریزی در برآمدگی کنار جاده، جوی و پیاده رو

در سالهای اخیر ماشین های مخصوصی برای جوی سازی و برآمدگیهای کنار جاده با سرعتهای بالا ساخته شده اند. بسیاری از انواع این ماشینها از قالبهای متحرک استفاده می کنند. بعضی ماشینها، هم شیب بندی زیر روکش را تصحیح می کنند و هم بتن جوی و لبه راه را می ریزند. متوسط تولید اینگونه ماشینها حدود 2500 فوت (750 متر) لبه راه و جوی در طول یک روز می باشد

 

 

تراکتورها

تراکتور با چرخهای زنجیری از اولین ماشین آلات موتورداری است که در عملیات خاکی به کار گرفته شده است. امروزه با به کار گرفتن تراکتور چرخ لاستیکی، هنوز هم این وسیله به طور وسیعی در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد. تراکتوری که مجهز به یک تیغه در قسمت جلویی باشد به بولدوزر موسوم است. انواع مختلفی از تیغه ها قابل استفاده با تراکتور هستند.

انواع متفاوت تیغه ها، موارد استعمال بولدوزر در پروژه های ساختمانی و طریقه تخمین میزان تولید بولدوزرها در قسمتهای بعدی این فصل آورده می شود. از تراکتور ها علاوه بر استفاده مثل بولدوزر استفاده های دیگری هم می کنند نظیر کشیدن اسکریپر، واگن و ماشین آلات تراکم خاک و غیره، تراکتورها از موتورهای دیزل که معمولاً توربوشارژ هستند نیرو می گیرند، در انواع استاندارد و دنده اتوماتیک موجودند. همچنین کنترل آنها به صورت مکانیکی، یا هیدرولیکی می باشد. روند جدید استعمال مبنی بر استفاده از کنترل هیدرولیک و دنده اتوماتیک می باشد.

 

تراکتور چرخ زنجیری

این نوع تراکتورها در انواع مختلف زمینها به خاطر فشار کم وارد بر زمین (حدود 6 تا 9 پاوند بر اینچ مربع، معادل 45/0 تا 65/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) و قدرت کشش مناسب قادر به فعالیت هستند. مدلهای مخصوصی موجودند که دارای فشار وارد بر زمین حدود 3 تا 4 پاوند بر اینچ مربع (معادل 22/0 تا 30/0 کیلوگرم بر سانتی متر مربع ) بوده و در زمین های سست بسیار مؤثرند. این ماشین آلات در شیبهای تا 100% (45 درجه) نیز قادر به کار هستند. به علت سرعت نسبتاً کم باید برای حمل آنها به محل کارگاه از تریلر استفاده نمود. زنجیر این تراکتور از کفشکهای فولادی که در مقابل فرسایش بسیار مقاوم هستند تشکیل شده است. این زنجیرها بر روی قرقره هایی که بر روی بدنه سیستم چرخها سوار شده اند، قرار می گیرند. محور عقب مربوط به دیفرانسیل بوده و محور جلویی به تبعیت از آن می گردد. چرخ جلویی مجهز به یک سیستم ضربه گیر با کشش قابل تنظیم است که به منظور جذب ضربه های سنگین و تولید نیروی غلطشی (traction) مناسب تعبیه شده است. چون غلطک های زنجیرها روغن کاری شده و در مقابل نفوذ آب و مواد زنگ آور محفوظ هستند، تراکتور قادر است در آب به ارتفاع زنجیرهای فوقانی چرخها عمل نماید. در صورتی که پیش بینی لازم برای ضد آب بودن ماشین صورت گرفته باشد، تراکتور قادر خواهد بود به مدت کم در آبهای عمیق تر هم فعالیت کند. تراکتورهای دوتایی که یکی پشت دیگری بسته شده و توسط یک راننده هدایت می شوند، در مواقعی که احتیاج به قدرت خیلی زیاد باشد به کار برده می شوند (نظیر هل دادن اسکریپر یا خراشاندن و دریدن مناطق سنگی). همچنین تراکتورهایی که دو به دو پهلوی هم قرار گرفته و یک تیغه واحد گاهی به طول تا 24 فوت (8 متر) دارند، طرح شده و به کار گرفته شده اند.

 

تراکتور با چرخهای لاستیکی

تراکتور با چرخ لاستیکی از این جهت ساخته شد که سرعت بیشتری در کشیدن اسکریپرها و واگنها و کارهای نظیر آن داشته باشد. این نوع ماشینها در انواع 2 چرخ و 4 چرخ موجودند. نوع 2 چرخ آن باید حتماً همراه با یک ماشین دیگر نظیر اسکریپرکار کند تا بتواند تعادل خود را حفظ کند. نوع چهار چرخ آندر دو نوع یک دیفرانسیل و دو دیفرانسیل موجود است. معمولاً در این نوع ماشینها از جعبه دنده اتوماتیک و کنترل هیدرولیک استفاده می شود. این نوع ماشینها دارای فشار بر سطح زمین به مقدار 25 تا 35 پاوند بر اینچ مربع (معادل 8/1 تا 5/2 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) بوده و نیروی غلطشی که ایجاد می کنند باندازه تراکتورهای زنجیردار نیست و بنابراین استفاده از آنها به صورت بولدوزر توسط عوامل یاد شده محدود می گردد. علاوه بر داشتن سرعت سیر نسبتاً زیاد این نوع تراکتور در حرکت بر روی آسفالت، سطح جاده را خراب نمی کند. به دلیل فشار زیاد وارد بر زمین، می توان از آن در عمل تراکم سطح زمین یا جاده استفاده نمود. یک نوع بولدوزر چرخ لاستیکی مفصل دار (کمر شکن) در شکل 2-5 مشاهده می شود.

 

 

انواع تیغه ها و ملحقات تراکتور

انواع تیغه ها

از میان انواع مختلف تیغه های موجود برای تراکتور چهار نوع تیغه از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و موارد استفاده زیادتری دارند. این چهار نوع تیغه عبارتند از تیغه مستقیم، تیغه انگل دوزر، تیغه یونیورسال و تیغه کوشن (cushion blade).همه این نوع تیغه ها به غیر از تیغه کوشتن می توانند حول محور طولی ماشین دوران کنند و بدین ترتیب قدرت تراکتور را در یک انتهای تیغه متمرکز سازند.این دوران حول محور طولی مخصوصاً در مواقع خندق کنی یا شکستن رویه زمینهای سخت مورد استعمال دارد. تیغه های مستقیم یونیورسال امکان حرکت قسمت فوقانی تیغه را به جلو یا عقب میسر می سازند این عمل باعث ازدیاد یا نقصان میزان نفوذ تیغه ماشین در اثر تغییر زاویه حمله به زمین می شود. فقط تیغه انگل دوزر را می توان طوری تغییر مکان داد که عمود بر جهت حرکت ماشین نباشد.

تیغه مستقیم از باقی تیغه ها بیشتر مورد استعمال دارد. وقتی که فاصله حمل مواد کم یا متوسط است این نوع تیغه بسیار مؤثر می باشد. این تیغه دارای اسب بخار در هر فوت از انتهای برشی و اسب بخار در هر یارد مکعب مواد سست بیشتری نسبت به تیغه یونیورسال می باشد. بنابراین، این نوع تیغه دارای قدرت حفاری و حمل مواد بیشتری نسبت به نوع یونیورسال می باشد. در ضمن تیغه مستقیم قادر به تجهیز با صفحه فشاری جهت هل دادن اسکریپر می باشد. تیغه انگل دورز می تواند تا حدود 25 درجه نسبت به حالت مستقیم دوران پیدا کند ولی انتهای فوقانی آن قادر به حرکت به جلو یا عقب نیست. انگل دوزر در ایجاد برش در کنار تپه ها و بلندیها، پر کردن پشت ابنیه و کندن جویها می تواند مورد استفاده مؤثر قرار گیرد.

 

تیغه یونیورسال با دارا بودن دو دیواره در دو انتهایتیغه قادر به حمل مقادیر زیاد مواد حفر شده در مسافات نسبتاً زیاد می باشد. این تیغه نباید برای حمل مواد خیلی سنگین یا نفوذ در زمین به میزان زیاد مورد استفاده قرار گیرد چون دو شاخص سابق الذکر در این نوع تیغه نسبتاً کم می باشد. تیغه کوش به منظور هل دادن اسکریپر طرح شده است. این تیغه تقویت شده و طوری طرح شده است تا بتواند ضربات ناشی از اصطکاک با قسمت عقب اسکریپر را جذب نماید. در ضمن می توان از این تیغه در عملیات عادی بولدوزر و تمیز کردن سطح کارگاه استفاده نمود.

انواع مختلف دیگر تیغه نیز وجود دارند که بعضی از آنها عبارتند از تیغه خراشنده (ripdozer)، تیغه U شکل مخصوص مواد سبک و تیغه هایی که برای عملیات مخصوص پاک کردن به کار می روند. تیغه خراشنده شبیه تیغه مستقیم است منتها در انتهای تیغه ها دارای زوائدی به طول تا 12 اینچ در زیر سطح تیغه بوده و در کندن پوسته سخت زمین و یا خاکهای یخ زده به کار می روند. تیغه U شکل شبیه تیغه یونیورسال بوده ولی ساختمان آن سبک تر بوده و برای حمل مواد به میزان زیاد به کار می رود. این نوع تیغه بهترین نوع تیغه برای حمل مواد خاکی سبک و غیر چسبنده به میزان زیاد می باشد.

تیغه هایی که برای پاک کردن سطح فضای کار به کار می روند جهت از بین بردن بوته ها و درختان طرح شده اند. یک نوع از این تیغه ها تیغه V شکل می باشد. این تیغه دارای انتهای بسیار تیز جهت بریدن بوته های بزرگ و درختان در سطح یا قدری زیر سطح زمین می باشد.

 

ملحقات دیگر

علاوه بر تیغه های ذکر شده در فوق، سایر انواع ملحقات معمول در تراکتورها عبارتند از شن کش، خراشنده و غیره. شن کش ها برای جمع آوری بوته ها و درختان جهت پاک کردن یک منطقه به کار می روند. یک نوع شن کش سنگین تر وجود دارد که در جمع آوری صخره های بزرگ از سطح زمین های کشاورزی به کار می رود. انواع ملحقات دیگر جهت نفوذ در زمینهای سخت و سنگی وجود دارند. در فصل9 در مورد این عملیات توضیحات بیشتری داده شده است.

 

تعیین سرعت تراکتور

حداکثر سرعت یک کامیون، بولدوزر یا اسکریپر تحت شرایط و میزان بار معین، بستگی به قدرت موجود در چرخها و مسأله تراکسیون (اصطکاک) و مقاومت شیب و مقاومت غلطشی دارد. روشهای تعیین این عوامل و ماگزیمم سرعت ماشین آلات با استفاده از جداول و منحنی های عرضه شده توسط کمپانیهای سازنده این ماشینها در زیر خواهد آمد.

بولدوزرها

 

 

 

 

بولدوزر یکی از ماشین‌آلات ساختمانی و عمرانی می‌باشد که نحوه حرکت آن بصورت خزیدن به‌وسیله چرخهای زنجیری می‌باشد. این ماشین دارای تیغه‌ فولادی در جلو می‌باشد که توانایی جابجایی حجم‌های گسترده‌ای از خاک، شن و ماسه و نخاله و ... را در حین کار دارد.

 

واژهبولدوزر بعضی مواقع برای نامیدن هرگونه ماشین‌آلات سنگین مهندسی نیز استفاده می‌شود.

بولدوزر از مهمترین ماشین الات راهسازی وساختمان سازی است که دارای کاربردهای متعددی است

بیشتر مواقع، بولدوزرها بزرگ و دارای موتورهای قدرتمند می‌باشند. چرخ زنجیری به آنها قابلیت مانوور بسیار عالی در زمین‌های نامسطح و ناهموار می‌دهد. زنجیرهای پهن، وزن ماشین را در فضای گسترده‌ای پخش می‌کند و مانع فرورفتن و گیرکردن ماشین در زمین‌های شنی و گِلی می‌شود. زنجیرهای فوق پهن به زنجیرهای باتلاقی شهرت دارند. قدرت ایستایی زیاد بولدوزر به زمین و تقسیم‌کنندهٔ گشتاور این ماشین، سبب تبدیل نیروی موتور به قابلیت کششی می‌شود که اجازه می‌دهد بولدوزر از وزن بالای خود برای جابجایی موانع و اجسام سنگین سر راه خود استفاده کند.برای مثال کاترپیلار مدل D9 به آسانی می‌تواند تانکهایی با وزن ۷۰ تُن را دنبال خود بکشد.

 

قطعات ابتدایی بولدوزر شامل تیغه و ریپر می‌باشد.

• ریپر

ریپر یا شیارزن، قطعه‌ای دراز و چنگال مانند می‌باشد که در پشت بولدوزر نصب می‌شود و می‌تواند تک ساق (single shank) یا دارای چندین ساق (multi shank) باشد. برای شیار زدن‌های سنگین از مدل تک ساق آن بیشتر استفاده می‌شود. ریپرها دارای قلمهایی (درانتهای آنها که با زمین برخورد می‌کند) از جنس فولاد تنگستندار می‌باشند.

 

شیارزدن صخره‌ها باعث می‌شود که سطح زمین به سنگ‌ریزه‌ها و قطعات کوچک‌تر تقسیم شده و در نهایت جابجایی آن را آسان‌تر می‌کند. شیارزدن‌های کشاوری باعث تسطیح زمین‌های سخت و صخره‌ای شده و زمین را قابل کشت می‌کند.

 

• تیغه

یغه بولدوزر یک قطعه فولادی سنگین می‌باشد که در قسمت جلوی ماشین نصب می‌شود. هدف از نصب آن هل دادن اجسام، جابجایی موانع و نخاله می‌باشد و دارای ۳ مدل می‌باشد:

تیغه راست (Straight Blade)، که کوتاه می‌باشد و دارای انحنای جانبی و بغل تیغه نمی‌باشد و از آن برای تسطیح استفاده می‌کنند.

تیغهیونیورسال (Universal Blade)، که بلند، دارای انحنا و بغل‌های بزرگ می‌باشد که قابلیت جابجایی بیشتر مواد را دارد.

تیغه مرکب (S-U combination Blade)، که کوتاه‌تر می‌باشد، انحنای کمتر دارد و دارای بغل‌های کوچک‌تر است. از این تیغه برای هل‌دادن سنگ‌های بزرگ مانند سنگ‌های معدنی استفاده می‌شود.

 

کاربرد بولدوزر

بولدوزرها موارد استفاده فراوانی دارند که ازمیان میتوان به موارد زیراشاره کرد

1) تصطیح زمین وپاک سازی آن ازبوته ها وکنده های درخت

2) ایجاد راههای اولیه درکوهستانهای وزمینهای سنگ لاخی

3)جابجا کردن توده خاک به صورت فشاردادن درحجم های زیاد

4)کمک به هل دادن اسکریپرها

5)خش کردن خاک درخاکریزها

6)پشته کردن خاک درکنارنهرهای ایجادشده

7)تصطیح وپاک سازی بقایای مانده ازعملیات ساختمانی

8) نگهداری راههای موقت خاکی

9) پاک سازی گودالهای کف معادن

 

اسکریپرها

 

 

 

اسکریپرها به دو دسته موتوردار و بدون موتور تقسیم می شوند. اغلب اسکریپرها فقط دارای یک محور بوده و قسمت دیگر اسکریپر و وزن بار توسط تراکتور حمل می شود. بعضی اسکریپرها توسط تراکتورهای چرخ لاستیکی یا چرخ زنجیری کشیده می شوند و بعضی دیگر قسمتی از یک تراکتور ـ اسکریپر را تشکیل می دهند. اسکریپرهایی که دو محور دارند به وسیله تراکتورهای زنجیردار کشیده می شوند زیرا اینگونه تراکتورها نمی توانند بار قائم را تحمل کنند و بنابراین نمی توانند اسکریپر یک محوری را بکشند. اسکریپرهایی که توسط تراکتورهای چرخ لاستیکی کشیده می شوند به انواع زیر تقسیم می شوند:

1- تک موتور دو محوری

2- سه محوری

3- دو دیفرانسیل (تمام چرخها گردان)

4- اسکریپرهای دو موتوره

5- اسکریپرهای دارای بالا بر

6- فشاری ـ کششی

7- چند جامی ، چند موتوری

اسکریپرهای تک موتوری دو محوری از یک تراکتور تک محوری استفاده می کنند. این تراکتور که محاسن آن خواهد آمد دارای این عیب است که بدون اسکریپر مربوطه قادر به هیچ کاری نیست. اسکریپر ـ تراکتورهای سه محوری توسط یک تراکتور (نظیر همان ماشینهایی که در فصل گذشته شرح داده شد) کشیده می شوند. ماشینهای چند دیفرانسیلی، دارای چرخهای گردنده در اسکریپر بوده و چرخهای گردان می باشند. اسکریپرهای دارای بالا بر دارای یک بالابر نردبانی در جلوی جام بوده و در عمل کندن و انتقال مواد کنده شده به داخل جام تسهیل ایجاد می نمایند. اینگونه اسکریپرها معمولاً احتیاج به تراکتورهای کمکی در عمل بارگیری ندارند.

اسکریپرهای فشاری ـ کششی دارای قلابی در عقب و زائده ای در جلوی ماشین هستند که آنها را قادر می سازد با یک اسکریپر دیگر در بارگیری همکاری کنند. شرح این عملیات در این فصل خواهد آمد. اسکریپرهای چند جامی چند موتوری چنانکه از نامشان بر می آید تعدادی اسکریپرهای موتوردار متصل به هم هستند که نوعی قطار اسکریپر ایجاد می نمایند. این ماشینها قادرند مقدار زیادی مواد خاکی راتحت شرایط مناسب جابجا نمایند.

تیغه های برنده

تیغه های برنده اسکریپرها از قطعات تیز متعددی تشکیل می یابند که به انتهای جلویی جام (مخزن بارگیر) پیچ شده اند. در سیستم استینگر قسمت وسطی تیغه بیش از قسمتهای کناری بیرون آمده است. در سیستم برشی طراز تمام قسمتهای تیغه به یک اندازه امتداد یافته اند. سیستم استینگر بیشتر به کار می رود چون ایجاد نیروی نفوذ کننده و برشی بیشتر می نماید. بعضی اوقات به دلیل فوق از تیغه های منحنی استفاده می شود. سیستم تیغه طراز وقتی به کار می رود که امکان شکستن تیغه وجود دارد و همچنین از این سیستم برای تمیز کاری آخر کار استفاده می شود. تیغه های دندانه دار هم برای کارهای سنگین تر موجودند. اسکریپرهای دارای بالا بر، معمولاً دارای دندانه ای اضافی هستند که به انتهای تیغه عادی متصل شده است.

 

تولید اسکریپر

• سیکل اسکریپر

مانند اغلب ماشین آلات خاکبرداری، تولید اسکریپر با تخمین بار متوسط اسکریپردر هر سیکل کار و ضرب آن در تعداد سیکلهای انجام شده در واحد زمان محاسبه می شود. برای تعیین تعداد سیکلهای انجام شده در واحد زمان مدت زمان هر سیکل باید تخمین زده شود. سیکل کار کلی عبارتست از مجموع سیکل متغیر و سیکل ثابت.

زمان بارگیری عبارت از زمان لازم جهت بارگیری اسکریپر می باشد. زمان شتاب دهی به اسکریپر مدت زمانی است که تراکتور پس از پایان عملیات بارگیری اسکریپر در تماس با اسکریپر باقی می ماند تا با فشار به آن به اسکریپر کمک کند تا شتاب لازم را جهت خروج از منطقه حفاری کسب کند. زمان برگشت، مدت زمان لازم برای بازگشت تراکتور به منطقه شروع بارگیری می باشد. زمان انتقال مدت زمان لازم برای تراکتور کمکی جهت ایجاد تماس با اسکریپر و آغاز یک سیکل بارگیری جدید می باشد.

 

جرثقيل خاکبردار ، ( کلامشل )

جرثقيل خاکبردار یا کلامشل دستگاهي است مجهز به تير مشبک جرثقيل، جام کلامشل و کابلهاي لازم جهت کنترل دستگاه. کلامشل براي انجام عملياتي از قبيل کندن چاه و گودال هاي عمودي يا پي کني، انتقال مواد از محل دپو به انبارها و تخليه مواد از واگنهاي باري خط آهن مناسب است.

 

جرثقيل خاکبردار ، ( کلامشل )

جام جرثقیل یا کلامشل از دو قطعه که به هم لولا شده اند تشکيل شده است. در هنگامي که کابلهاي بستن جام و بالا بردن جام فاقد کشش باشند، از سرباره هاي اضافي باز کردن جام استفاده مي شود. وقتي که جام باز باشد، وزن آن به وسيله کابل نگهدارنده تحمل مي شود و کابل زيرين که از جام به وسط تير مشبک متصل است براي جلوگيري از کج شدن و نوسانات جام در حين عمليات به کار مي رود.

 

غلطک

 

 

 

 

 

 

 

غلطک پاچه بزی دارای استوانه ای مجهز به تعدادی پایههای بیرون آمده است و این پایه ها که به پاچه بزی موسومند به عمل تراکم کمک می کنند. وجه تسمیه پاچه بزی این است که عمل کوباندن این غلطک شبیه اثری است که یک گله گوسفند یا بز بر روی زمین بر جای می گذارند. انواع پاچه در اندازه و اشکال مختلف موجود هستند. این غلطک عمل تراکم را با استفاده از فشار استاتیک و همچنین کنترل انجام می دهد. این غلطک در ضمن تقریباً عمل ضربه ای هم انجام می دهد، اما در هنگام وارد شدن به زمین و خارج شدن از آن، دانه های خاک را تغییر مکان داده سطح زمین را می درد. این غلطکها معمولاً دارای چندین استوانه بوده و به صورت جفتی هم به کار می روند. مقدار فشار تماس با مساحت سطح پایه ها و وزن غلطک تغییر می کند. بعضی از انواع غلطکهای پاچه بزی به صورت ضربه ای هم کار کرده و تواتر ضربه ها تقریباً به حد غلطکهای لرزنده می رسد. این نوع غلطکها با سرعت بیش از 15 کیلومتر در ساعت فعالیت نمایند.

 

غلطکهای شبکه ای

این نوع غلطکها با سرعت نسبتاً زیاد قادر به کار بوده و در حین عمل، خاک را پراکنده نمی کنند. این غلطکها برای خرد کردن قطعات کلوخه خاکهای چسبنده مناسب می باشند.

همچنین از این نوع غلطک می توان برای خرد کردن و متراکم نمودن سنگهای نرم (که دارای افت 20% یا بیشتر در آزمایش فرسایش لس آنجلس می باشد) استفاده کرد. قسمت اعظم نیروی متراکم کننده این نوع غلطک از نوع وزن استاتیک و ایجاد ضربه می باشد.

 

غلطکهای لرزنده

غلطکهای لرزنده در اندازه های مختلف از غلط کوچک دستی با صفحه فلزی لرزان گرفته تا غلطکهای بزرگ خودرو که دارای استوانه های صاف یا پاچه بزی و یا Segmented pad می باشند، موجود میباشند . بسیاری از انواع این نوع غلطکها دارای تواتر و دامنه نوسان قابل تنظیم می باشند تا عمل تراکم بدلخواه انجام پذیرد . این نوع غلطک ها در حین کوبیدن خاک مقداری از رطوبت خاک را نیز کم می کنند که این عمل در مورد تراکم خاک های مرطوب مزیتی محسوب میشود . نیروی متراکم کننده غلطکهای لرزنده اساسا در نتیجه ارتعاش و وزن استاتیکی غلطک میباشد.

 

غلطکهای با چرخ فولادی صاف

این نوع غلطکها هنوز هم به طور وسیع در عملیات ساختمانی به کار می روند. کاربرد این غلطکها در عمل تراکم اساس و سطح آسفالت راه ها می باشد. غلطکهای چرخ فولادی دارای انواع متفاوتی هستند که متداولترین آنها عبارتند از غلطک سه چرخ (دو محوری)، غلطک دو محوری تاندم، و غلطک سه محوری تاندم. وزن استاتیک مهمترین نیروی متراکم کننده را تشکیل می دهد.

 

غلطکهای پنوماتیک

غلطکهای پنوماتیک در انواع مختلف موجودند. انواع اصلی آن عبارتند از غلطک چندچرخو غلطک پنوماتیک سنگین. از غلطکهای سنگین پنوماتیک در تراکم لایه های ضخیم خاک به میزان زیاد استفاده می شود. غلطک های چند چرخ معمولاً برای انجام کارهای پایانی روی خاک و سطوح آسفالتی به کار می روند. نوع نیروی متراکم کننده در این ماشینها بیشتر وزن ماشین و کنترل می باشد.

غلطکهای دارای صفحات فولادی

این نوع غلطکها شبیه غلطک پاچه بزی بوده فقط بجای پایه های پاچه بزی صفحات نسبتاً بزرگتر فولادی بر روی استوانه غلطک سوار شده اند. این نوع غلطکها در حین عمل تراکم اختلال کمتری در سطح خاک ایجاد می نمایند. تمام چهار نوع نیروی متراکم کننده در این نوع غلطک زنی مؤثر است.