Общие сведения о строительных машинах и механизмах (СМиМ). Основные определения. Общая структурная схема строительных машин, их основные ч

Министерство образования  и науки РФ

Северо-Восточный государственный  университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по предмету «Механизация и автоматизация»

 

 

 

 

 

 

 

студента заочного отделения   

Политехнического института  специальности 

«Экспертиза и управление недвижимостью» 

 

 

 

 

 

1)  Общие сведения о строительных машинах и механизмах (СМиМ). Основные определения. Общая структурная схема строительных машин, их основные части и узлы.

 

Механизацией называется использование машин и механизмов на наиболее тяжелых, трудоемких и опасных  видах строительно-монтажных работ. Основным критерием использования  машин и средств механизации  является экономическая целесообразность, когда стоимость их использования  ниже затрат на оплату труда при  использовании ручного труда. Понятие  механизации включает в себя понятия машины и механизма.

Механизм – это система твердых, жидких или газообразных тел, имеющих определенные параметры и соединенных друг с другом таким образом, чтобы преобразовывать человеческую силу и энергию движения в требуемые рабочие операции. Машина – это система механизмов, выполняющих требуемые рабочие операции с использованием внешнего источника энергии. Источником этой энергии могут служить электроэнергия, двигатели внутреннего сгорания, сжатый воздух и др.

 

СМиМ включают в себя следующие группы:

1.Землеройные и планировочные  строительные машины (экскаваторы,  бульдозеры);

2. Подъемно-транспортная  техника (башенные краны) 

3. Прочие механизмы 

4. Транспортная техника:

технологический транспорт (трейлеры)

грузовой транспорт 

пассажирский транспорт 

 

Основные  элементы строительных машин.

Машины состоят из сборочных  элементов, выполняющих определенные функции при её работе. К этим элементам относятся: Силовое оборудование (один или несколько двигателей) - для получения механической энергии;

Рабочее оборудование - для непосредственного воздействия на объект переработки и выполнения заданного технологического процесса;

Ходовое оборудование - для передвижения машины и передачи её веса и рабочих нагрузок на опорную поверхность;

Трансмиссии (передаточные устройства) - для передачи механической энергии от силового оборудования к рабочему и ходовому оборудованию;

Системы управления - для создания возможности человеком регулировать и изменять режимы работы всех составных частей машины;

Несущая рама - для размещения и закрепления на ней всех узлов и механизмов (которая, как правило, является основным идентификационным элементом машины).

 

1. К основным видам силового оборудования относятся электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания.

Электродвигатели питаются постоянным и переменным током с источником от внешней сети, аккумуляторной батареи или генератора (совместно с двигателем внутреннего сгорания). Электродвигатели отличаются удобством пуска и управления, простотой реверсирования и регулирования скорости движения, а также сравнительно небольшими размерами, что позволяет их использовать для индивидуальных приводов отдельных механизмов машин и для приводов ручных машин.

Двигатели внутреннего  сгорания бывают карбюраторными и дизельными. Основное их достоинство – независимость от внешних источников энергии. Наиболее часто в строительных машинах используются дизельные двигатели. Они являются основой дизель-электрического привода, широко применяемого в самоходных строительных машинах с индивидуальным электрическим приводом каждого рабочего механизма (многомоторным приводом). Электроток вырабатывается генератором, установленным непосредственно на машине и получающим вращение от дизельного двигателя.

2. Рабочее оборудование – это приспособления и механизмы, непосредственно контактирующие с конструкциями и материалами и приводимые в действие с помощью трансмиссий.

3. Ходовое оборудование – это устройства и механизмы, передвигающие машину в пространстве и передающее давление от веса машины и перемещаемых грузов на опорную поверхность. Оно состоит из движителей, механизмов передвижения и опорных рам или осей. По типу применяемых движителей в строительных машинах ходовое оборудование бывает гусеничное, шиноколесное и рельсоколесное. Движители передают нагрузку на опорную поверхность и передвигают машину. Механизмы передвижения обеспечивают привод движителей при рабочем и транспортном режимах. У многих строительных машин (землеройно-транспортных, многоковшовых экскаваторов, передвижных кранов и др.) ходовое оборудование участвует непосредственно в рабочем процессе, обеспечивая дополнительное тяговое усилие или перемещение груза.

Рис. 1. Гусеничное ходовое оборудование

 

Гусеничное ходовое оборудование содержит, как правило, 1 - раму для крепления привода, 2 - гусеничную цепь, 3 - ведущие (приводные) зубчатые колёса, 4 - устройство для натяжения гусеничной цепи, 5 - опорные и 6 - поддерживающие ролики. (Рис. 1) Оно обеспечивает возможность воспринимать значительные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность. Недостатками гусеничного ходового оборудования является его большая собственная масса (до 35 % от массы всей машины), большая металлоемкость, недолговечность и высокая стоимость ремонта, низкие КПД и скорость движения, неприменимость на дорогах с усовершенствованным покрытием, высокая трудоемкость и стоимость доставки на стройплощадку. В строительных машинах весом до 1000 т применяется, как правило, двухгусеничное оборудование, при большем весе машин применяются сложные многогусеничные системы с числом гусениц до 16.

Шиноколесное оборудование бывает двухосным (наиболее распространено) и многоосным с одной или несколькими ведущими осями (ось, посредством трансмиссии соединенная с силовым оборудованием и приводящая в движение всю машину), что выражается понятием колесной формулы. Она состоит из двух цифр: первая показывает общее число колёс, вторая – число приводных колёс. Наиболее распространенные формулы 4х2 и 4х4, оборудование с большим числом колес применяется реже, для тяжелых грузовиков, автогрейдеров и кранов. Основное достоинство шиноколесного оборудования – высокая скорость движения, легкость, применимость для дорог с улучшенным покрытием, долговечность и ремонтопригодность, легкость и дешевизна доставки на стройплощадку. Недостаток – более высокое удельное давление на грунт.

Рельсоколесное ходовое оборудование обеспечивает низкое сопротивление передвижению, восприятие больших нагрузок, простоту конструкции и невысокую стоимость эксплуатации, достаточно большой срок службы и надежность при работе. Жесткие рельсовые направляющие обеспечивают возможность высокой точности работы машины. Основными недостатками этого оборудования: малая маневренность, высокая трудоемкость и стоимость перебазирования на новые стройплощадки. Этот вид ходового оборудования используется для башенных и железнодорожных кранов, цепных и роторно-стреловых экскаваторов, для экскаваторов – профилировщиков и в других устройствах.

Кроме вышеперечисленных, применяются и другие виды ходового оборудования: шагающее, водное, воздушное (вертолеты – «летающие краны») и пр.

4. Трансмиссии – это устройства, обеспечивающие передачу движения или усилия от силовой установки к исполнительным механизмам и рабочим органам машины. По способу передачи энергии трансмиссии подразделяют на механические, электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные. Наиболее распространены механические, гидравлические и комбинированные. Трансмиссии характеризуются различными показателями, зависящими от решаемых задач, но есть два основных универсальных показателя:

1) передаточное число – отношение начальной и конечной механической характеристики передачи (например, угловые скорости вращения зацепленных друг с другом зубчатых колес разного диаметра; отношение силы давления гидравлических поршней разного диаметра в сообщающихся цилиндрах и др.);

2) КПД (коэффициент полезного действия) – отношение мощности силовой установки к мощности рабочего органа исполнительного механизма.

5. Системы управления подразделяются по различным признакам: а) по назначению – на системы управления двигателями, тормозами, муфтами, положением рабочего органа; б) по способу передачи энергии – на механические, электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные; в) по степени автоматизации – неавтоматизированные, частично автоматизированные и автоматические. Неавтоматизированные системы могут быть непосредственного действия или с усилителями (с сервоприводом). В первом случае оператор управляет только за счет своей мускульной силы, прикладываемой к рычагам и педалям; во втором – для воздействия на объект управления используются дополнительные (механические, электрические, гидравлические, пневматические или комбинированные) источники энергии. В полностью автоматизированных системах оператор настраивает систему для работы по определенной программе и подает сигнал к началу или окончанию работы.

6. Несущая рама – конструкция, на которой крепятся все основные элементы машины. Она рассчитана на статические нагрузки, возникающие в процессе работы от веса машины и перемещаемых грузов, а также динамические нагрузки от ускорений и замедлений движения составных элементов машины. В качестве рамы может выступать кузов машины.

 

48) Назначение и область применения вспомогательных грузоподъёмных машин. Методы их расчёта.

 

По назначению грузоподъемные машины подразделяют на следующие группы: домкраты — простейшие грузоподъемные устройства, позволяющие перемещать грузы на небольшую высоту; лебедки (как самостоятельные механизмы, так и составные части грузоподъемных машин), используемые для подъема, опускания и перемещения грузов; тали и тельферы, применяемые для подъема груза по вертикали с одновременным горизонтальным перемещением по монорельсу; подъемники, обеспечивающие подъем груза на сравнительно небольшую высоту; краны — грузоподъемные машины, обеспечивающие подъем н перемещение груза в зоне действия крана на большую высоту, обслуживающие площади различной конфигурации.

К основным параметрам грузоподъемных машин относятся грузоподъемность, высота подъема, вылет груза, скорости подъема н перемещения.

Грузоподъемность — наибольшая масса поднимаемого груза, на которую  рассчитана данная машина. Определяют грузоподъемность по формуле

В системе СИ грузоподъемность выражается в тоннах или килограммах1. ГОСТ 1575—81 установлен стандартный ряд грузоподъемности Q от 0,025 до 1000 т; 0,025: 0,05; 0,1; 0,125; 0,160; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25; 32; 40 т н т. д. При проектировании и строительстве новой машины ее грузоподъемность должна соответствовать одному из чисел этого ряда. В путевом хозяйстве наиболее часто используются машины грузоподъемностью до 20 т. Этим же ГОСТом установлен основной ряд тяговых усилий в элементах грузоподъемных машин от 0,25 до 10 ООО кН

Рис.1. Циклограмма работы грузоподъемной машины

в зависимости от силы тяжести  — силы притяжения-тела к земле, зависящей от ускорения свободного падения в данном пункте и измеряемой в единицах силы (ньютон — Н, килоньютон — кН). Вес тела — это сила, с которой тело под действием силы тяжести действует на опору. Принято обозначать грузоподъемность (массу) Q, а силу веса О.

Грузоподъемные машины и  механизмы относятся к устройствам  периодического (циклического) действия, время работы которых состоит  из отдельных циклов. Производительность таких машин, т/ч, определяют по формуле

Для повышения производительности грузоподъемных машин необходимо максимально сокращать  продолжительность выполнения отдельных  операций, а также совмещать их, например подъем груза с его перемещением и т. п., и, следовательно, сокращать время цикла Т. Для анализа цикла принято строить циклограмму (рис. 2.1), на которой отмечают все операции, продолжительность их выполнения и совмещение по времени. Контроль за изготовлением и эксплуатацией грузоподъемных машин осуществляется инспекцией по техническому и горному надзору СССР (Госгортехнадзор). В соответствии с правилами Госгортехнадзора установлены следующие режимы работы грузоподъемных механизмов с машинным приводом: легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т), весьма тяжелый (ВТ). Режимы работы механизмов подъема, вращения, передвижения кранов зависят от следующих показателей:

а) коэффициента использования механизма  по грузоподъемности

Для легкого режима ПВ — 15 %, для среднего — 25 %, для тяжелого 40 %;

г) числа включений механизма ЧВ в течение 1 ч. Этот показатель для режимов Л, С, Т и ВТ принимается соответственно 60, 120, 240 и 300;

д) температуры окружающей среды, принимаемой для всех режимов, кроме ВТ, равной 25° С.

 

67) Грунтоуплотняющие машины. Катки. Основные параметры и особенности рабочего процесса. Производительность.

Уплотнение грунтов в ремонтно-строительном производстве применяется при возведении тротуаров, заполнении пазух фундаментов, строительстве внутриквартальных  проездов. От качества выполнения этого  процесса в значительной степени  зависит дальнейшая служба сооружений.

Грунты уплотняются укатыванием, трамбованием, вибрированием или  сочетанием этих способов. Уплотнение укатыванием происходит в результате давления, создаваемого вальцами или  пневмоколесами, перекатывающимися  по поверхности грунта. По такому принципу работают катки. Трамбование осуществляется ударами рабочих органов трамбующих машин. Вибрирование основано на передаче частицам грунта колебательных движений, в результате действия которых преодолеваются силы сцепления между частицами.

При вибрировании рабочий орган  не отрывается от поверхности грунта, в результате чего вибрационный элемент  и грунт представляют собой колеблющиеся массы. Если возмущающая сила превысит определённый предел, вибрационный элемент  оторвется от поверхности грунта. В этом случае вибрирование перейдет в вибротрамбование. Таким образом, уплотнение грунта производится за счет приложения к его поверхности  кратковременных нагрузок, под действием  которых он деформируется. Для получения  нужного качества уплотнения грунта требуется многократное приложение действующих сил.