Перегружатели асфальтобетонной смеси

В течение последних двух десятилетий в развитых странах возобладала концепция непрерывной укладки асфальтобетонного покрытия. Ее основной принцип – асфальтоукладчик не должен останавливаться. Реализация этой идеи в большей степени лежит в организационной, а не технической плоскости. Организуйте постоянный подвоз асфальта, и тогда вам обеспечено качественное покрытие, которое прослужит полтора десятка лет. Но далеко не все так просто.

Когда самосвал подходит к асфальтоукладчику, толчка не избежать, хотя производители предпринимают меры, чтобы максимально его смягчить. При толчке под плитой возникает сдвиг и образуется область с иной, чем у остального покрытия, плотностью, а то и неровность. Впоследствии по границе областей с разной плотностью неизбежно появится поперечная трещина.

Второе явление, на первый взгляд незаметное, но оказывающее ощутимое негативное воздействие, – температурная сегрегация. В конце 1990-х это явление изучили американцы. По пути следования самосвала от асфальтобетонного завода (АБЗ) к месту укладки асфальтобетонная смесь в кузове остывает неравномерно. Причем смесь, контактирующая с бортами, особенно с задним, остывает быстрее, чем сверху и в центре. При выгрузке остывшая масса от заднего борта первой падает в бункер укладчика, и ленточный питатель первой подает ее в шнековую камеру, а затем – основную горячую массу и в конце опять остывшую массу от боковых и переднего бортов самосвала.

Roadtec MTV-1000B

При выгрузке следующего самосвала процесс повторяется. Остывшие «куски» целиком попадают под уплотнительные агрегаты укладчика, которые уже не могут уплотнить их в той же степени, как остальную горячую смесь. На покрытии примерно через равные промежутки образуются холодные «пятна», сохранившие рыхлую структуру, в полости которой проникает вода, и тогда при многократном замерзании-оттаивании покрытие разрушается. Свою лепту в этот процесс вносит и проходящий транспорт. Ожидаемый срок службы покрытия сокращается вдвое в результате его разрушения из-за температурной сегрегации – разницы температур внутри смеси. Бороться с ней можно, применяя изотермические кузова с подогревом, но существует более простое решение вышеописанных проблем: это перегружатели, или, как их еще называют, перегрузчики, загрузчики или питатели.

При разработке перегружателя в начале 1990-х конструкторы задавались прежде всего целью обеспечить высокую производительность укладки, минимизировать остановки асфальтоукладчика и исключить контакт с ним самосвала. В промежуточном бункере асфальтоукладчика плюс во вставном бункере большой вместимости создается запас смеси, снижая зависимость укладчика от подвоза материала, что, таким образом, работает на концепцию непрерывной укладки. Кроме того, перегружатель, перемешивая материал в бункере, выравнивает его температуру и состав по всему объему, ликвидируя температурную и фракционную сегрегацию.

Vоgele MT 1000-1

Сравнительно недавно эти машины появились и на российских дорогах. Их поставляют компании Dynapac, Roadtec, Terex-Cedarapids и Vоgele.

В модельном ряду перегружателей американской компании Roadtec три модели на колесном шасси: «старшая» SB-2500C, меньшая по массе и размерам MTV-1500C (Material Transfer Vehicle) и «легкая» модель MTV-1000B. На них устанавливают дизели John Deer и гидрообъемный привод всех четырех колес, «обутых» в 25-дюймовые шины. У трансмиссии два скоростных диапазона – рабочий с максимальной скоростью 4...5 км/ч и транспортный, до 15 км/ч.

Самосвал, подойдя к SB-2500C (Shuttle Buggy), выгружает смесь в приемный бункер, откуда шнеком она подается к пластинам конвейера. Поддерживать движение материала помогает вибромеханизм на дне бункера. По конвейеру, который благодаря высокой производительности 907 т/ч позволяет быстро освободить самосвал, материал направляется в промежуточный бункер вместимостью 22,7 т. Пространство между конвейером и бункером плотно закрыто резиновым кожухом, чтобы смесь не контактировала с атмосферой. В бункере ее перемешивает шнек с трехшаговыми витками, сужающимися к бортам бункера.

Terex-Cedarapids MS-4

Материал интенсивно поступает с боков к центру бункера, и таким образом поддерживается его постоянное движение по всей массе, перемешивание, выравнивание температуры и состава. Далее промежуточным и разгрузочным конвейерами смесь подается в бункер асфальтоукладчика. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны – перегружатель может двигаться по соседней полосе. Пропускная способность этих конвейеров 544 т/ч определяет общую производительность перегружателя.

Рабочее место оператора – сверху над задними колесами, куда он поднимается по лестнице, – оснащено двумя креслами по обеим сторонам и поворотным пультом управления. Для защиты от солнца и непогоды натягивают тент.

MTV-1500C полностью повторяет конструкцию SB-2500C и отличается от нее уменьшенными габаритами и массой. Промежуточный бункер вместимостью 13,6 т также снабжен шнеком с витками переменного шага.

Конструкция «младшей» модели MTV-1000B попроще. Как и на «старших» моделях, материал подается из самосвала в приемный бункер, так же поднимается конвейером, но попадает сразу в приемный лоток разгрузочного конвейера. Материал перемешивается только в приемном бункере. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны. Рабочее место оператора расположено над приемным бункером. Модификация MTV-1000C отличается более длинным разгрузочным конвейером, поворачивающимся на 35° в обе стороны.

Приемный бункер Vоgele MT 1000-1

Вместо загрузочного бункера на перегружатели Roadtec могут установить подборщик асфальта из валка.

Конструкторы Terex-Cedarapids при разработке перегружателя MS-4 обратили особое внимание на предотвращение температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси. Они стремились к тому, чтобы смесь проходила как можно более короткий путь на всех этапах перегрузки и двигалась плотной массой. Их машина легка, очень компактна и производительна.

Материал из самосвала выгружают в бункер вместимостью 3,4 м³. Для удобства выгрузки и снижения высоты падения смеси бункер поднимается гидравликой. В бункере массу смеси полностью перемешивает шнек большого диаметра – 991 мм. Далее коротким и широким скребковым конвейером, на котором смесь не успевает остыть, материал подается в бункер укладчика. Конвейер реверсивный, что удобно для его очистки, а кроме того, при обратном ходе он может дополнительно перемешивать смесь. Небольшие длина и вылет стрелы конвейера за заднюю ось перегружателя обеспечивают минимальную высоту падения смеси, а значит, смесь не успевает расслоиться, когда более крупные частицы вытесняются к краям образующегося конуса, т. е. подвергнуться фракционной сегрегации.

Газовые горелки на транспортере Vоgele MT 1000-1

Полностью это условие перегружатель выполняет, конечно, в паре со вставным бункером укладчика, в котором поддерживается высокий уровень смеси. За загрузкой вставного бункера следит автоматическая система с ультразвуковым датчиком, установленная на перегружателе. Подача материала регулируется за счет изменения скорости движения конвейерной ленты, а также сечения выходного окна бункера.

Компания предлагает бункера вместимостью 20 т для укладчиков Cedarapids серии 400 и вместимостью 24,5 т для укладчиков серии 500. Разработать и сварить аналогичный бункер для любой модели укладчика вполне по силам отечественным машиностроительным или ремонтным предприятиям.

Можно отметить, что конструкторы, стремясь уменьшить размеры, массу и энерговооруженность перегружателя, сохранили связь между самосвалом и укладчиком. Перегружатель – не самоходный, его толкает перед собой укладчик. Двигатель John Deer мощностью 83 кВт, помещенный на высокую надстройку, приводит рабочую гидравлику. Специальная патентованная система амортизации защищает укладчик от толчков, тем не менее нельзя утверждать, что воздействие на него самосвала полностью исключено. Не предусмотрено и рабочее место оператора. Перегружатель оборудован с обеих сторон пультами управления, и оператор управляет машиной, идя рядом. Над пультами управления находятся светофоры, которыми оператор сигнализирует водителю самосвала об опорожнении кузова.

Рабочее место Vоgele MT 1000-1

Исключен контакт между укладчиком и гусеничным перегружателем Vоgele МТ 1000-1. Поддерживать дистанцию помогает датчик скорости в задней части перегружателя, контактирующий со специальной планкой на вставном бункере укладчика. При соприкосновении датчик срабатывает, и перегружатель автоматически ускоряется, а при потере контакта, наоборот, притормаживает. Ультразвуковой сенсор на стреле конвейера отключает подачу смеси при наполнении вставного бункера. Бункера вместимостью 20...24 т компания изготавливает под заказ для любой модели своих укладчиков. Отечественные дорожные организации практикуют их изготовление своими силами.

Рабочее место оператора оборудовано двумя дублирующими друг друга пультами управления: за одним он работает стоя лицом к укладчику, за вторым – сидя в кресле, вынесенном за габарит площадки перегружателя. От солнца и непогоды оператора защищает тент.

В приемном бункере два симметрично расположенных шнека диаметром 240 мм подают смесь от краев бункера к ленточному транспортеру. Стрела транспортера закрыта сверху крышками, на внутренней стороне которых установлены газовые горелки, подогревающие смесь. Газовые баллоны устанавливают в нишах между бункером и корпусом шасси.

Dynapac MF300C работает в паре с укладчиком «Компактасфальт»

С нижней стороны лента открыта. Конструкторы Vоgele с истинно немецкой страстью к порядку снабдили машину рулоном бумаги, которой накрывают кормовую часть, куда может падать налипшая на ленту смесь.

По окончании смены (или чаще в зависимости от характеристик смеси) кусок грязной бумаги отрывают и вместо него накладывают новый. На площадке предусмотрен запас роликов для транспортера.

Гидравлика шасси и рабочих органов приводится двигателем Deutz мощностью 106 кВт. Электроника управляет независимыми приводами гусеничных лент, траки которых, как на асфальтоукладчике, снабжены резиновыми подушками.

Производительность перегружателя – до 900 т/ч. Она покажется недостаточной, если обратить внимание на максимальную производительность Super 2500, самого мощного укладчика из ряда Vоgele: 1100 т/ч. На самом деле Super 2500 с 16-метровой плитой применялся только раз, на строительстве автобана в Германии. Основная проблема такой широкой укладки – обеспечение достаточным количеством смеси, чтобы укладчик не останавливался. Для меньшей ширины укладки производительности перегружателя более чем достаточно.

Dynapac MF300C

Высокая производительность – то, к чему стремились конструкторы Dynapac. Это особенно касается последней разработки – гусеничного перегружателя MF300C, созданного для работы в паре с укладчиком «Компактасфальт». Оба перегружателя – MF300C и колесный MF250C – спроектированы на базе асфальтоукладчиков. Смесь из самосвала выгружают в приемный бункер с подъемными боковыми стенками, откуда она ленточными питателями, а затем разгрузочным ленточным транспортером подается в бункер укладчика. Высота подачи регулируется гидравликой. Для удобного обзора площадка с рабочими местами перегружателя MF300C установлена на подъемнике ножничного типа.

Возможно исполнение с дополнительным транспортером, смонтированным под прямым углом на оконечности разгрузочного транспортера. С ним перегружатель может двигаться сбоку от укладчика и подавать смесь в верхний бункер «Компактасфальта» одновременно со вторым перегружателем, работающим с нижним бункером.