Дорожные фрезы системы ROBOT

В мировой практике применяются два метода восстановления дорожного покрытия с использованием материала срезаемых слоев покрытия. При первом методе материал срезаемых слоев повторно используется в стационарной смесительной установке. При втором методе - непосредственно на месте, то есть на участке производства ремонтных работ.

Основной операцией первого метода является фрезерование с целью удаления дефектного слоя покрытия. Этот процесс имеет ряд недостатков: потеря материала или нарушение стабильности в слое износа и выравнивающем слое, а также нарушение геометрии дорожного полотна. При этом производятся оздоровительный ремонт по устранению колейности, клиновое фрезерование для обеспечения водоудаления, профильное фрезерование для коррекции поперечных уклонов или вмятин в слое износа. Фрезерование успешно используется и в тех случаях, когда площади ремонтируемых участков незначительны и эти участки удалены друг от друга, при ремонте полов в промышленных зданиях и сооружениях, для выемки поясов вдоль бордюрных камней, при ремонте покрытий мостов, в случаях производства клинообразного фрезерования по краям дорожных покрытий.

Фрезерование может осуществляться как с предварительным разогревом поверхности дорожного покрытия (горячее фрезерование), так и без него (холодное фрезерование). При нагреве поверхности покрытия достигается снижение когезионных и адгезионных сил сцепления в асфальтобетонном покрытии и создаются благоприятные условия для процесса фрезерования. При горячем фрезеровании происходят ограниченные изменения параметров смеси по сравнению с ее первоначальным состоянием. Холодное фрезерование осуществляется при помощи механического воздействия фрезы на дорожное покрытие без нагрева его поверхности. Метод холодного фрезерования отличается высокой производительностью. За один проход фрезеровочной машины срезается слой дорожного покрытия на глубину до 150 мм при ширине срезанного слоя от 300 до 4200 мм. Удаленный материал хорошо грузится, транспортируется и складируется, склеивание материала незначительно, что исключительно важно для повторного использования материала путем его переработки в стационарных смесительных установках.

При производстве работ по методу повторного использования непосредственно на месте восстановление покрытия осуществляется за счет нескольких последовательно выполняемых рабочих операций за один проход специального агрегата или набора агрегатов, обеспечивающих переработку и новую укладку смеси. При этом ремонт может производиться как с разогревом поверхности старого покрытия (горячий метод), так и без разогрева (холодный метод).

В последние годы при ремонте дорог различных категорий в Европе и Северной Америке все чаще применяют метод фрезерования дорожных покрытий, Непрерывный рост повреждений и разрушений асфальтобетонных покрытий проезжей части дорог механическими и атмосферными воздействиями обусловил создание серийного оборудования, обеспечивающего высокую производительность снятия материала при соразмерных расходах. Разрабатывая концепцию этого оборудования, конструкторы фирмы "Gebr. Vielhaben" стремились ограничить стоимость его изготовления и поэтому отказались от создания дорожной фрезы "Robot" в виде самоходной фрезерной машины, а воспользовались уже существующими универсальными автомобилями марок "ДБ-Унимог", "МАН", "Вольво" и "Скания", широко применяемыми всеми предприятиями и фирмами в дорожном строительстве.

Повреждения дорожного покрытия часто таят опасность транспортной катастрофы. Факторами, повышающими риск несчастного случая, являются образование колеи, поперечных канавок, неровные, волнистые дорожные покрытия, вода на дорожном покрытии, гололедица, уменьшение шероховатости верхнего слоя дорожного покрытия и вызванное этим уменьшение способности к сцеплению. Использование дорожных фрез "Robot" дало возможность применить новые методы быстрого и рационального устранения повреждений дорожных покрытий. Преимущества техники фрезерования "Robot" очевидны. Она экономична и позволяет без дорогостоящего профилирования получать новую плоскую поверхность в качестве основания для новых слоев дорожного покрытия.

Перед автомобилем-носителем движется регулируемая по высоте, управляемая тележка инфракрасного нагревателя, питаемого газом из бака или баллона через испаритель на автомобиле-носителе. Сзади автомобиля-носителя монтируется фрезерное оборудование, приводимое от всех колес. Расположение фрезы сзади автомобиля-носителя обеспечивает максимальную точность при фрезеровании. Перед автомобилем-носителем асфальтобетонное покрытие предварительно нагревается инфракрасным нагревателем, причем на его поверхности температура слоя асфальтобетона доходит до 200° С, а температура грунтового подстилающего слоя дорожной одежды возрастает до 50-70° С. Это предотвращает повреждение основания дорожного покрытия.

Ширина фрезерования дорожной фрезы "Robot" составляет от 2 до 7,5 м в зависимости от исполнения. Глубину фрезерования можно бесступенчато регулировать в пределах от 0 до 6 см, тогда как максимально возможная глубина фрезерования равна 10 см. Производительность фрезерования различными моделями фрез "Robot" составляет от 250 до 1000 м 2/ч и зависит от ширины и глубины фрезерования и от качества дорожного покрытия. Проезд транспорта по отфрезерованной поверхности покрытия дороги возможен немедленно после фрезерования. Характерная конструкция дорожных фрез "Robot" фирмы "Gebr. Vielhaben" оправдала себя во многих странах.

Фирма "Gebr. Vielhaben" (ФРГ) разработала технологию фрезерования "Robot", различные модели машин холодного и горячего фрезерования и различные виды резцов (кругло-стержневых долот) для фрезерования дорожных покрытий.

Для обработки различных материалов требуются разнообразные режущие инструменты. В равной мере это относится и к дорожным фрезерным машинам, потому что дорожные покрытия состоят из различных материалов и фрезеруются неодинаково. Для дорожно-фрезеровочных машин системы "Robot" возможно применение трех различных типов кругло-стержневых долот (см. рис. 1 и 2). Способность резания долот зависит от величины и формы впаянных твердометаллических головок. Применение долот с большей рабочей головкой вызывает большее сопротивление при резании и внедрении, чем использование долот с меньшей рабочей головкой. Чем тверже материал дорожного покрытия, тем меньшую головку долота следует применять. При более мягком материале покрытия возможно применение долот с большими рабочими головками, которые хотя и вызывают большее сопротивление, но их можно использовать дольше. Области использования фрезеровочных машин различных моделей с различными типами кругло-стержневых долот в зависимости от вида ремонтируемого дорожного покрытия приведены на рисунках 1 и 2.

При длительном использовании фрезеровочных машин фирмы "Gebr. Vielhaben" следует обратить особое внимание, чтобы долота как минимум 1-2 раза в день подвергались проверке на безупречное действие, а именно: свободное движение резца в резцедержателе; достаточный размер твердосплавной головки долота.

Причина застревания стержневого долота может заключаться в том, что оно из-за попадания пыли блокируется или заклинили стопорные кольца при вставке. Благодаря обрызгиванию фрезерного вала дизельным топливом и ручному вращению долота пыль исчезает, а когда правильно устанавливаются стопорные кольца, устраняется и заклинивание. Особе внимание следует обратить на то, что устойчивосидящие долота изнашиваются односторонне, фрезерование поверхности получается низкого качества и приводит к низкой производительности труда.

В одинаковой степени важны как выбор подходящего долота, так и своевременная замена изношенного инструмента. При этом нужно учесть, что изнашивается не только головка долота из твердого материала, но под действием материала дорожного покрытия происходит разрушение материала-носителя. Это значит, что нельзя допускать полного истирания твердой головки долота, так как срабатывание материала основы приводит к преждевременному выпадению головки твердого металла. Своевременная замена долота в любом случае необходима, так как не только фрезерование становится неравномерным, но это может привести и к разрушению долотоносителя, может возникнуть недопустимо высокая нагрузка на вал приводного механизма.

Рассмотрим подробнее технические характеристики, устройство и конструктивные особенности фрезеровочных машин моделей фирмы "Gebr. Vielhaben" системы "Robot". На рисунке 3 приведена фреза холодного фрезерования модели RAB 300/500. Технические характеристики мини-машин холодного фрезерования моделей RAB 300 и RAB 500 приведены в табл. 1.

Холодная фреза модели RAB 1000 SP применяется для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий. В гидравлической четырехколесной фрезеровочной машине модели RAB 1000 SP фрезерный цилиндр (барабан) расположен позади опорных колес. Несущая рама машины представляет собой массивную плиту основания с приваренными фундаментами для крепления отдельных агрегатов и приспособлений. Имеет шестицилиндровый, рядный двигатель воздушного охлаждения, дизель с непосредственным впрыском и турбонаддувом отработанных газов. Рабочий объем цилиндров 6234 см3. Мощность двигателя при 2300 мин-1 равна 103 кВт.

Передняя ось имеет опорный поворотный круг и свободную подвеску. Задние колеса (опорные колеса для установки глубины фрезерования) находятся перед фрезеровочным барабаном и имеют свободно колеблющуюся подвеску.

Машина снабжена рулевым управлением с гидроусилителем. Передняя ось является осью поворота. Шины - из монолитной резины.

Каждое из передних колес приводится в движение отдельным мотором, установленным у ступицы колес. Моторы приводятся в движение одним гидравлическим насосом с поворотными лопастями. Имеется бесступенчатое регулирование скорости подачи. Возможно подключение одновременного дифференциального управления колесами. Эффект торможения достигается посредством самоторможения гидростатического привода. Дополнительно имеется ручной тормоз.

Барабан фрезы работает по принципу встречного вращения. Держатели долот приварены к поверхности барабана фрезы. Подходящие к данной фрезе кругло-стержневые долота имеют износоустойчивые твердые металлические наконечники. Барабан дорожно-фрезеровочной машины приводится в действие гидромотором, укрепленным на несущей раме машины и питаемым от гидравлического насоса с поворотными лопастями. Передача мощности осуществляется тройной втулочно-роликовой цепью.

Установка глубины фрезерования производится при помощи обоих опорных колес. Два независимо работающих цилиндра обеспечивают упор и регулирование опорных колес. Глубину фрезерования возможно отсчитывать со шкалы. Различная установка опорных колес позволяет клинообразное фрезерование. По желанию заказчика возможно укомплектовать машину дополнительным приспособлением, позволяющим одиночное выдвижение опорных колес при помощи гидроцилиндра, в результате чего опора и глубина фрезерования производятся непосредственно у барабана фрезы. Автомат контроля глубины фрезерования может быть поставлен по желанию заказчика.

Дождевальная установка в значительной степени препятствует образованию пыли во время фрезерования и уменьшает износ режущего инструмента.

Кабина управления расположена в задней части машины. Все приборы обслуживания и контроля удобно достижимы с сиденья водителя. Приборное оборудование включает счетчик времени эксплуатации машины, манометр нагрева мотора, указатель зарядки батареи, манометры гидравлической системы нагрузки работающей фрезы и давления на шины.

Имеются три независимые гидравлические системы с пятью гидравлическими насосами, снабженные фильтрами и охладителями: система движения машины, система работы фрезы и регулирование. Дизельный мотор через эластичную муфту и распределительный механизм приводит в движение все гидронасосы. По желанию заказчика возможно оборудование машины погрузочным ленточным транспортером, который производит нагрузку срезаемого материала дорожного покрытия на автомашину. Скорость движения ленты транспортера регулируется бесступенчато. Погрузочный транспортер регулируется по высоте и поворачивается в разные стороны (см. рис. 4). Технические характеристики холодной фрезы RAB 1000 SP приведены в таблице 2.

Холодная фреза модели RAB 1600 hd применяется для холодного фрезерования асфальтобетонных дорожных покрытий (см. рис. 5). Она представляет собой гидравлическую, четырехколесную фрезеровочную машину с расположением фрезерного барабана между осями колес и погрузочным конвейером. Несущая рама представляет собой массивную плиту основания с приваренными фундаментами для крепления отдельных агрегатов и приспособлений. Все узлы машины доступны для содержания и ремонта. Двигатель модели Caterpillar 3306ТА - это шестицилиндровый двигатель с непосредственным впрыском и турбонаддувом отработанных газов. Объем цилиндров 10 500 см3. Мощность двигателя при 2200 мин-1 равна 201 кВт.

Передняя ось свободнокачающаяся, задние колеса сконструированы как независимо подвешенные опорные колеса. Машина RAB 1600 hd снабжена рулевым управлением с гидроусилителем. Передняя ось является осью поворота. Шины из монолитной резины. Каждое колесо приводится в движение отдельным (для каждого колеса) мотором, расположенным у ступицы колеса. Все моторы питаются от одного гидравлического насоса с поворотными лопастями, скорость подачи регулируется бесступенчато. Возможно подключение дифференциального управления колесами. Эффект торможения достигается посредством самоторможения гидростатического привода. Дополнительно имеется ручной тормоз.

Фрезерный барабан вращается по принципу встречного вращения. К оболочке цилиндра барабана привинчены стальные держатели (к плите основы приварены карманы), в которых закрепляются кругло-стержневые долота. Цилиндр фрезы приводится в движение встроенным в него гидравлическим мотором, который получает питание от гидравлического насоса с поворотными лопастями.

Машина RAB 1600 hd снабжена автоматическим нивелиром. Зондирование базовой плоскости производится у боковых щитов барабана фрезы. Требуемая величина установки глубины фрезерования производится с обеих сторон при помощи рукояток. Заданная глубина фрезерования выдерживается автоматически двумя цилиндрами настройки. Соответствующая установка наклона фрезерного цилиндра позволяет фрезеровать асфальтобетон под различным углом клинообразно.

Оросительная установка в значительной мере препятствует образованию пыли во время фрезерования и уменьшает износ режущего инструмента. Управление машиной центральное, кабина расположена в задней части машины, все приборы контроля и управления удобно обслуживаются с сиденья водителя. Приборное оборудование включает счетчик времени эксплуатации, тахометр, тахометр нагрева мотора, манометр гидравлической системы, нагрузки фрезы и давления на шины.

Три независимые гидравлические системы - привода ходовой части, работы барабана фрезы и системы установки - снабжены фильтрами с оптическим контролем загрязнения и радиаторами охлаждения. Дизельный мотор через распределительный насос приводит в действие гидравлические насосы.

Интегрированная погрузочная установка состоит из ленточного транспортера, принимающего измельченную массу от фрезерного барабана, погрузочного устройства (транспортера) для погрузки материала на грузовики. Транспортерная лента регулируется бесступенчато. Погрузочный транспортер регулируется по высоте и поворачивается в обе стороны. Технические характеристики машины RAB 1600 hd приведены в таблице 3.

Комбинированная дорожная горячая фреза модели RSK 2350 фирмы "Gebr. Vielhaben" применяется для фрезерования льда и асфальтобетона. В летний период машина используется для фрезерования участков средней величины на городских улицах, дорогах, магистралях с асфальтобетонным дорожным покрытием, зимой - для фрезерования льда. Дорожная фреза "Robot" RSK 2350 является усовершенствованной моделью дорожной фрезы RS 2000, которая с успехом применяется во многих странах мира. При круглогодичном использовании фреза работает весной, летом и осенью с подогревом с открытым пламенем для примыкающего и ремонтного фрезерования и с крупноплоскостным инфракрасным подогревом для устранения повреждения покрытия городских улиц, дорог, магистралей с асфальтобетонными слоями покрытий.

На зимний период фреза "Robot" RSK 2350 переоборудуется для фрезерования льда. Для этой цели применяется фрезерный агрегат, с помощью которого в городах и пригородах удаляют прикатанные обледеневшие места на опасных участках улиц и дорог. На аэродромах RSK 2350 с успехом применяется для удаления создающих препятствия движению самолетов прикатанных участков взлетно-посадочных полос. Таким образом, можно быстро, в течение нескольких часов освободить обледеневшие участки аэродрома от льда. Отфрезерованный лед превращается в снежную пыль, которую легко можно удалить погрузочными конвейерами или шнеко-роторными снегоочистителями.

На летний период "Robot" RSK 2350 оборудуют открытым подогревателем, работающим на жидком газе. Таким подогревателем можно производить небольшие ремонтные и примыкающие фрезерные работы на дорожных покрытиях. Жидкогазовый подогреватель питается от батареи баллонов, устанавливаемых на грузовой платформе. Перевернутые баллоны подают газ в испаритель. В испарителе жидкий газ испаряется и затем подается через предохранительный и напорный клапаны в открытый подогреватель. Постоянное рабочее давление устанавливается соответствующей арматурой.

При обработке больших площадей "Robot" RSK 2350 работает с дополнительной инфракрасной батареей, а также с открытыми горелками. Инфракрасное подогревательное устройство устанавливается на специальный низкий самосвальный прицеп. При погрузке и разгрузке прицеп наклоняется. При работе этот прицеп толкает перед собой "Unimog". Магнитный клапан с термостатом обеспечивает доступ газа из испарителя в топку. Этот клапан можно отключить путем прерывания тока. Соединительные шланги между газовыми баллонами и подогревателем, а также огнетушитель устанавливает потребитель.

Режущий барабан приводится в движение от шестеренчатого насоса через коробку передач базовой машины "Unimog". Насос приводит в движение режущий барабан через два гидродвигателя. В зависимости от поставленной задачи (достижение высокой скорости или высокого качества фрезерования ремонтируемых участков дорог) фрезерование можно производить острыми или плоскими резцами.

Подогрев, подъем и опускание режущего барабана регулируются с поста водителя. Регулирование глубины фрезерования производится оператором, обслуживающим режущий барабан. В зависимости от поставленной задачи фрезерование можно регулировать следящими роликами.

Для фрезерования льда фрезеровочный агрегат заменяется. Он работает с увеличенной подачей, с большой скоростью вращения. Таким образом, достигается значительно большая производительность. Ножевые гнезда удлиняются, в результате чего можно производить фрезерование вплоть до бортовых камней. Необходимо следить за тем, чтобы режущий инструмент двигался на расстоянии нескольких миллиметров от поверхности дорожного покрытия, чтобы не повредить ее. Эта задача легко решается с помощью тонкорегулируемых следящих роликов, положение которых регулируется автоматически.

Если ножи для удаления льда при работе не приходят в соприкосновение с поверхностью дороги, то срок их службы практически неограничен. В зависимости от материала срезаемого дорожного покрытия и от глубины фрезерования одним комплектом асфальторежущих резцов можно с учетом заточки и перезаточки отфрезеровать 50 000-65 000 м 2 дорожного покрытия.

Производительность фрезы при фрезеровании асфальтобетона с открытым подогревом жидким газом составляет 150-250 м 2/ч, с крупноплощадочным инфракрасным подогревом - 300-500 м 2/ч при глубине фрезерования от 25 до 40 мм (максимальная глубина 60 мм).

При фрезеровании льда достигается производительность до 12 м 2/мин с учетом того, что уплотненный снег или лед снимается с относительно ровной площадки (участка покрытия дороги). Максимальная глубина фрезерования льда - до 10 см.

Несущий (базовый) автомобиль Драймлер-Бенц, "Unimog" U1700. Мощность двигателя 125 кВт. Компактный фрезерный агрегат упруго подвешен справа и слева на полуосях дифференциальной передачи и на тяговой трубе автомобиля "Unimog". Топливный бак и газовый баллон смонтированы на раме базовой машины "Unimog".

При помощи вспомогательного привода автомобиля "Unimog" через карданный вал приводится в движение шестеренчатый насос, который в свою очередь приводит в движение два вмонтированных в барабан фрезерного агрегата дизельных мотора, которые во взаимообратном движении приводят в движение барабан фрезерной машины. Гидравлическая система снабжена масляным радиатором и фильтром.

К поверхности барабана фрезы приварены держатели долот - карманы. Долота, соответствующие данной фрезе, имеют твердометаллические режущие головки. При помощи рычага демонтажа возможна быстрая замена долот фрезы.

Регулирование опускания и подъема барабана фрезы производится при помощи двух гидравлических цилиндров. Управление производится при помощи гидравлической системы автомобиля из кабины водителя. Глубина фрезерования устанавливается при помощи опорных колес, действующих гидравлически. Разная установка колес позволяет применять клинообразное фрезерование.

Замена фрезерного барабана для резки асфальтобетона дорожного покрытия специальным барабаном для резки льда обеспечивает быструю перестройку дорожно-фрезерной машины для фрезерования льда. В этом барабане карманы долот значительно длиннее. Это позволяет фрезеровать лед вплотную к бордюрному камню. При фрезеровании льда возможны более высокая скорость подачи и глубина резки, что повышает производительность работы.

Для нагрева больших площадей (протяженных участков ремонтируемого покрытия магистралей или улиц) асфальтобетона дорожно-фрезерная машина "Robot" RSK 2350 снабжается инфракрасной нагревательной батареей и газовыми горелками открытого огня. При транспортировке инфракрасный нагреватель погружается на специальный прицеп с погрузочно-разгрузочным приспособлением. Прицеп цепляется за машину "Unimog", а при нагреве асфальтобетона покрытия дороги инфракрасный нагреватель движется перед машиной "Unimog". Нагреватель можно устанавливать на различную высоту и управлять при помощи гидравлического цилиндра.

Евгений МАРГАЙЛИК