Комплексная механизация строительства

 

Грузопассажирским подъемникам присвоены  индексы: ПГС-800 - подъемник грузоподъемностью 800 кг; МГПС-1000 - мобильный грузопассажирский строительный подъемник грузоподъемностью 1000 кг.

Автоподъемники и вышки индексируются  различно: АГП-28 - автогидроподъемник, высота подъема 28 м; ВС-18 - вышка строительная, высота подъема 18 м.

Для других групп строительных машин, оборудования и инструмента установлены  следующие буквенные обозначения: ЭТР - экскаваторы траншейные роторные; ЭТЦ - экскаваторы траншейные цепные; ДЗ - бульдозеры, скреперы, автогрейдеры; ДУ - машины для уплотнения грунтов; СП - машины и оборудование для свайных работ; БМ - бурильные и бурильно-крановые машины; СБ - оборудование для бетонных работ; СО - машины и оборудование для отделочных работ, устройства полов и кровельных работ; ТО - погрузчики одноковшовые; ТА - машины для разгрузки цемента; ТР - разгрузчики нерудных; ТП - подъемники мачтовые строительные; ПГП - подъемники грузопассажирские; ТЦ - автоцементовозы; инструменты (ручные машины): ИЭ — электрические, ИП - пневматические.

Классификация строительных машин и оборудования

Разнообразие возводимых строительных сооружений по конструкциям и объемам  работ, а также технологических  процессов, осуществляемых в процессе строительства, вызывает необходимость применения различных по своему назначению, устройству, мощности и размерам строительных машин. Классификация строительных машин производится с распределением на группы по признаку их назначения в строительстве, а в каждой группе по конструктивным особенностям и затем по рабочим параметрам.

По назначению строительные машины и оборудование могут быть грузоподъемные, транспортирующие, погрузочно-разгрузочные, для подготовительных и вспомогательных работ, землеройные и грунтоуплотняющие, буровые, сваебойные, дробильно-сортировочные, смесительные, машины для транспортирования бетонных смесей и растворов, бетоноукладочные, отделочные, ручные машины, дорожные, для технического обслуживания.

Каждая из названных групп машин в свою очередь может быть разделена по способу выполнения работ и виду рабочего органа на подгруппы. Например, грузоподъемные машины могут быть разделены на домкраты (реечные, винтовые, гидравлические); тали (ручные, электротали); лебедки (с ручным приводом, электролебедки); подъемники грузовые (мачтовые, шахтные, скиповые, грузопассажирские); подъемные площадки (подвесные, наземные); самоходные подъемники (телескопические, рычажные); краны (переставные, вантовые, жестконогие, башенные, автомобильные, пневмоколес; ные, гусеничные, железнодорожные, тракторные, трубоукладчики, мостовые, козловые, кабельные).

Машины для земляных работ могут  быть разделены на землеройно-транспортные (бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдер-элеваторы и др.); экскаваторы (одноковшовые и непрерывного действия), землеройно-фрезерные машины, планировщики и др.; оборудование для гидромеханического способа разработки грунтов (гидромониторы, землесосные и землечерпальные снаряды и др.); грунтоуплотняющие машины (катки, вибро-уплотнительные машины, трамбовки и др.)

Машины в каждой группе в свою очередь различаются по производственной характеристике (мощности, объему ковша, грузоподъемности, тяговому усилию, производительности, габаритам, массе и т.д.). Отдельные виды строительных машин различаются по ходовому устройству (гусеничному или колесному ходу); по типу базовой машины, на которой смонтирована та или другая машина (автомобиль, трактор, пневмоколесный тягач); по видам двигателя или привода с электрическим двигателем, двигателем внутреннего сгорания, с гидравлическим или пневматическим приводом.

Все строительные машины по источнику  потребляемой энергии могут быть разделены на машины, работающие от собственной энергетической установки, и машины, использующие энергию, подведенную извне. Ко второй группе относятся машины с электрическими двигателями, питаемыми от внешней сети, и машины с пневматическим приводом.

По числу рабочего оборудования строительные машины разделяют на универсальные  и специальные: первые снабжаются несколькими  видами сменного рабочего оборудования, а вторые — обычно только одним видом рабочего оборудования.

Большинство строительных машин самоходные, но имеются машины и стационарные, например приставные башенные краны, грузопассажирские подъемники, дробилки, грохоты. Более детальная классификация групп строительных машин приведена в соответствующих главах учебника.

Каждой машине присваивается условное обозначение (индекс) в виде буквенно-цифрового  обозначения: экскаваторы одноковшовые —ЭО; непрерывного действия— траншейные роторные — ЭТР, траншейные цепные— ЭТЦ, роторные универсальные — ЭР; бульдозеры, скреперы, автогрейдеры — ДЗ; грунтоуплотняющие машины — ДУ; краны стреловые самоходные — КС; краны башенные — КБ.

Конструктивные составляющие машин и оборудования

Каждая машина состоит из деталей (элементов) и сборочных единиц, предназначенных для выполнения. определенных функций в процессе работы машины.

По функциональному признаку в  каждой машине различают следующие  сборочные единицы: – силовые установки (двигатели), являющиеся источником или преобразователем энергии в механическую работу; – рабочее оборудование, непосредственно осуществляющее технологическую операцию и имеющее непосредственное воздействие на перерабатываемый материал; – ходовое оборудование (у самоходных машин), предназначенное для передвижения всей машины и передачи давления от веса машины и рабочих нагрузок на основание; – оборудование, входящее в конструкцию машины и выполняющее определенную функцию (встроенные компрессоры, генераторы, вентиляторы, предпусковые подогреватели) ; – передаточные механизмы для осуществления связи силового оборудования с рабочим оборудованием, а также с ходовым оборудованием самоходных машин при различных комбинациях скоростей, моментов и сил; – систему управления, предназначенную для запуска и останова силового оборудования, а также для соединения и разъединения связи между силовым оборудованием, рабочим или ходовым оборудованием, а также в необходимых случаях для быстрого прекращения движения — торможения; – несущую конструкцию (раму) машины, служащую для размещения и закрепления на ней всех элементов машины и сохранения их взаимного расположения между собой. У самоходных машин несущая конструкция передает давление от веса машины и рабочих нагрузок на основание через ходовое оборудование, а у стационарных— непосредственно через детали опорного устройства.

Число деталей в машине достигает  сотен и тысяч наименований, поэтому  в целях удешевления изготовления и уменьшения стоимости эксплуатации, сокращения номенклатуры запасных частей в фашинах применяют стандартизированные (гостированные) детали, а также унифицированные сборрчные единицы.

Общие требования к строительным машинам и оборудованию

Строительные машины должны обеспечивать необходимую производительность и  работоспособность при работе в любое время года и суток, при разнообразных атмосферных условиях и температурах окружающего воздуха +40—40 СС, в стесненных условиях строительной площадки, поэтому к машине предъявляют ряд требований исходя из конкретных условий эксплуатации.

В их числе: – надежность в работе —  способность безотказной работы машины без вынужденных простоев из-за неисправности при правильном управлении и нормальных нагрузках; – экономичность в эксплуатации — обеспечение минимального расхода энергоресурсов (электроэнергии или топлива), смазочных и других эксплуатационных материалов на единицу вырабатываемой продукции, а также трудозатрат на управление машиной и уход за ней. Экономичность определяется также меньшей стоимостью машины, которая зависит от технологичности в изготовлении, меньшей трудоемкости и металлоемкости; транспортабельность — возможность перемещения машины самоходом или перевозки ее на транспортных средствах по шоссейным и железным дорогам в собранном виде или разъединенной на минимальное число частей; – ремонтопригодность — возможность удобного технического обслуживания и ремонта машины для поддержания ее в работоспособном состоянии.

Лучшая  ремонтопригодность у машины, состоящей  из отдельных сборочных единиц, легко  отсоединяемых друг от друга, при условии, что отсоединение какой-либо сборочной единицы не вызывает демонтаж смежных; удобство монтажа и демонтажа машин.

Наилучшими  условиями монтажа при передислокации с одного места работы машины на другое считают такие, при которых  не требуются дополнительные грузоподъемные средства; 
требования эргономики — обеспечение благоприятных условий для рабочих, занятых управлением машиной, минимальная утомляемость и определенные комфортные условия;  
эстетические требования — обеспечение красивой внешней формы, хорошей отделки и окраски.

Климатические требования. Строительные машины, за исключением  сезонных, работающих только в летний период, выпускают для условий круглогодичной работы при температуре —40°…+40°С. Машины, предназначенные для работы в условиях Крайнего Севера и приравненных к ним районах, изготовляют по особым техническим условиям в северном исполнении. Основные требования к машинам в северном исполнении — обеспечение прочности конструкции под воздействием динамических нагрузок при температуре ниже —40 °С. При этой температуре обычные марки стали становятся хрупкими и не выдерживают динамических нагрузок, поэтому для машин в северном исполнении применяют специальные марки стали. Резинотехнические детали машин в северном исполнении также должны противостоять влиянию низких температур и не терять своих свойств — эластичности и упругости.

Для самоходных машин в числе предъявляемых  требований обязательными являются: 
маневренность (подвижность) машины — способность разворачиваться в естественных условиях с минимальным радиусом поворота RB (рис. 2, а, б) при заданной колее В и базе L:

Ra = L/sinα,

где α — максимально возможный  угол поворота наружного колеса; чем  больше а, тем меньше радиус поворота машины.

Маневренность определяется также возможностью быстрого перевода (перенастройки) их рабочего положения в транспортное и способностью перемещаться по строительному участку и вне его, от одного места работы к другому с достаточной по производственным условиям скоростью;

Проходимость  — это способность преодолевать неровности местности и неглубокие водные преграды, проходить по влажным и рыхлым грунтам, снежному покрову и т. д. Проходимость определяется величиной дорожного просвета (клиренсом) — С, продольным и поперечным R2 радиусами проходимости колесных машин (см. рис. 2, в), а также удельным давлением на грунт или дорожное Покрытие; устойчивость, машины — это способность противостоять действию сил, стремящихся ее опрокинуть.

 

Рис. 2. Геометрические параметры маневренности и проход нос ги колесной машины 
а —машина с управляемыми колесами; б —с шарнирно сочлененными шасси: в — схема проходимости машины (клиренс)

Чем ниже центр тяжести машины и чем больше ее опорная база, тем устойчивее машина.

Параметры основных строительных машин, их размеры, технические требования, методы их испытания, маркировки, упаковки и транспортировки регламентированы Государственными общесоюзными стандартами — ГОСТами. Общие требования безопасности к конструкции строительных и дорожных машин установлены ГОСТ 12:2.011—75.

Сравнительная оценка технического уровня и качества строительных машин может  быть определена по тому, как полно  рассматриваемая машина отвечает перечисленным выше требованиям. Машина, отвечающая всем перечисленным требованиям, и по своим технико-экономическим показателям соответствующая лучшим отечественным и зарубежным образцам, может быть отнесена к высшей категории качества.

Основные технико-эксплуатационные показатели строительных машин

При выборе машин для производства строительных работ определенного  вида и объема за основу принимают  их технико-эксплуатационные и технико-экономические  показатели, при сопоставлении которых находят оптимальные типоразмеры и количество машин для выполнения требуемых технологических операций.

Основным технико-эксплуатационным показателем является производительность машины, определяемая количеством продукции, вырабатываемой машиной в единицу  времени (обычно за 1ч).

Различают три категории производительности машин: конструктивную, техническую  и эксплуатационную.

Конструктивная (теоретическая) производительность Пк представляет собой максимально возможную производительность машины, полученную при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках на рабочий орган при полном отсутствии простоев и при определенных условных факторах.

Техническая производительность Пт представляет собой максимально возможную производительность, которая может быть получена в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины.

Техническую производительность определяют по приведенным формулам, в которые  вводится коэффициент Кт, учитывающий конкретные условия работы:

Пт = П_КК_Т.

Так, конкретными условиями работы одноковшового экскаватора являются категория разрабатываемого грунта, высота забоя, требуемый угол поворота рабочего оборудования в плане, условия разгрузки (в отвал или в транспортные средства).

Эксплуатационная производительность Пэ определяется реальными условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и организационных перерывов в ее работе:

Пэ = П_ТК_В,

где Кв — коэффициент использования  машины за определенный промежуток времени: 
являются удельные металлоемкость и энергоемкость и стоимость единицы продукции.

Удельные металлоемкость и энергоемкость  машины представляют собой соответственно отношение массы, машины и мощности установленных на ней двигателей (двигателя) к единице часовой  технической производительности или  к ее главному параметру (вместимости рабочего органа, грузоподъемности, грузовому моменту и т. п.).

Стоимость единицы продукции определяется как отношение стоимости машиносмены  к сменной эксплуатационной производительности машины.

Основные элементы строительных машин

Каждая строительная машина состоит из: рабочего оборудования, непосредственно выполняющего технологическую операцию; ходового оборудования для передвижения машины (у стационарных и переносных машин оно отсутствует); силового оборудования (двигателя или группы двигателей), приводящего в движение рабочее и ходовое (у самоходных машин) оборудование; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое оборудование с силовым; системы управления для включения, выключения, реверсирования и изменения скоростей механизмов и рабочего органа машины; рамы (обычно стальной, сварной конструкции), несущей на себе все узлы и механизмы машины.