Контрольная работа по «Строительные машины». 2

Содержание 

1.   3. Что такое автоматизация строительного процесса? Какими факторами предопределена эффективность ее применения в конструкциях строительных машин? Назовите и обоснуйте необходимое условие для эффективного применения автоматических систем управления. Назовите и охарактеризуйте другие функции использования автоматических систем и устройств.
2.   26. Для чего предназначены, как устроены и как работают гусеничные краны? Для чего некоторые гусеничные краны оборудуют гусеничными тележками с раздвижной колеей?
3. 11. Чем отличаются специальные экскаваторы от универсальных? Приведите сравнительную оценку гидравлических и канатных экскаваторов. Назовите главный и основные параметры одноковшовых экскаваторов. Каков принцип построения размерных групп универсальных одноковшовых экскаваторов и их индексов? Приведите примеры.

4.   Список   литературы.

Автоматизация строительных процессов

Автоматизация технологических  процессов предполагает оснащение машин устройствами, обеспечивающими выполнение строительных работ с помощью машин без оперативного вмешательства человека. В этом случае говорят об автоматизированной машине или автоматизированном комплексе. За оператором остаются лишь функции наблюдения за работой машины и переключения управления на себя в экстремальных ситуациях. Автоматизация — это одна из наиболее эффективных форм системы управления, потому что она высвобождает полностью или частично человека от управления машиной. Важным положительным фактором автоматизации является гарантированная возможность более высокого качества строительных работ, в ряде случаев способствующая сокращению времени на их выполнение. Так, если для получения требуемого качества земляной поверхности при ее планировке неавтоматизированным бульдозером требуется совершить пять-шесть проходов по одному следу, то с применением автоматической системы управления такое же качество может быть получено за три-четыре прохода. Автоматические системы управления машинами лишены присущего человеку такого негативного фактора как физическая усталость, вследствие которой к концу рабочей смены у машиниста притупляется четкость в координации управленческих движений, что ведет к снижению производительности.

Применение автоматических систем управления как правило эффективно только при комплексно механизированном технологическом процессе, поскольку автоматизация высвобождает только рабочих-механизаторов, которые при частичной механизации составляют незначительную часть от общего числа рабочих, вследствие чего затраты на создание и обслуживание автоматических систем управления могут оказаться неокупленными. При частично механизированном строительном производстве возможный рост производительности машин за счет автоматизации их работы в ряде случаев не покрывает снижения их производительности из-за простоев по организационным причинам.

Автоматизацию называют полной или комплексной, если все основные и вспомогательные процессы управления автоматизированы так, что заданная производительность и качество продукции обеспечиваются без вмешательства человека, за которым остается только функция наблюдения за работой специальных устройств. Из сказанного следует, что путь к комплексной автоматизации лежит через комплексную механизацию строительных процессов.

Отметим еще два важных направления использования автоматических систем и устройств в работе машин и в механизированном строительном производстве в целом. В конструкциях строительных машин широко применяют автоматические устройства, предупреждающие запредельные режимы их работы, включая аварийные ситуации. Такие устройства могут выполнять только сигнальные функции — выдавать световую, звуковую и иную информацию управляющему работой машины оператору (машинисту), предваряя экстремальные ситуации, или блокировать отдельные органы управления в том числе при автоматическом управлении.

Область второго важного  направления применения автоматических устройств — автоматический учет и контроль за работой строительных машин и строительных процессов в целом с созданием надежной постоянно действующей связи между отдельными агрегатами и пунктами управления (конторами строительства, диспетчерскими узлами и т. п.). Эта область включает информацию о производительности труда, числе занятых в технологических процессах рабочих, фактическом времени чистой работы машин, состоянии их основных агрегатов и узлов, простоях машин с указанием причин, выработке машин, расходе энергии, горючих и смазочных материалов и т. п. По результатам обработки этой информации представляется возможность эффективно и оперативно руководить ходом строительства и работой парка строительных машин.

Экскаваторы - назначение и классификация

Эскаваторы , (название происходит от латинских слов «ех» и caveo», означающих «откапыватель») отличаются высокими рыхлящими способностями. Транспортирующие способности их невелики и определяются радиусом действия этих машин.

Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки веремени, она относится к машинам прерывного (цикличного) действия, если производит все операции одновременно,— машиной непрерывного действия. К экскаваторам прерывного действия относятся одноковшовые, а к экскаваторам непрерывного действия — многоковшовые, скребковые и фрезерные.

Одноковшовые и многоковшовые  экскаваторы бывают сухопутные и  плавучие. Сухопутные экскаваторы имеют  гусеничное, пневмоколесное, рельсовое  и шагающее ходовое устройство.

Все механизмы экскаватора  приводятся в движение дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими двигателями. Наиболее экономичными являются дизельные  и электрические двигатели. Выбор  двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, на экскаваторах, работающих в карьере, выгодно применять электродвигатели, так как электричество — наиболее дешевый вид энергии, а при работе на строительстве дорог, где машину часто перевозят с места на место, целесообразно использовать дизельные двигатели.

Если все механизмы  экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называют одномоторным. Если в экскаваторе  каждый механизм (или группа механизмов) приводится в движение отдельным  двигателем, такой привод называется многомоторным.

С целью передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используют следующие виды приводов: – механический, когда движение передается с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных передач; –  гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос, маслопроводы и гидромоторы (или гидроцилиндры); в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (или гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение; – гидромеханический, в котором для передачи энергии используют гидротрансформатор в сочетании с механической трансмиссией; – электрический, применяемый на экскаваторах с многомоторным приводом в сочетании с механическим; – смешанный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического.

Таким образом, экскаваторы  классифицируют: – по способу перемещения (плавучие и сухопутные); – по типу силового оборудования (с дизелем, карбюраторным, электрическим, дизель-электрическим  и т. д.); – по числу двигателей (одномоторные, многомоторные); – по виду привода (механические, гидравлические, гидромеханические, электрические); – по типу ходового устройства сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и с шагающим ходовым оборудованием).

Каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками — размерами, мощностью, назначением.

Одноковшовые экскаваторы классифицируют по назначению.

Существуют три основные группы: – строительно-универсальные  — с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные  для производства земляных работ; – карьерные — с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений; – вскрышные — с ковшами емкостью более 6 м3, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши).

Одноковшовые экскаваторы различают по использованию их с различными видами рабочего оборудования.

Универсальные экскаваторы предназначены для работы с различными видами сменного оборудования; прямой и обратной лопатой, драглайном, крановой стрелой с крюковой подвеской или грейфером, копром для забивки свай и т. д.

Полууниверсальные экскаваторы  кроме основного рабочего оборудования имеют один или два вида дополнительного  сменного оборудования (прямую лопату, обратную лопату, драглайн).

Специальные мощные экскаваторы имеют лишь один вид оборудования, например прямую лопату.

Одноковшовые  экскаваторы

Одноковшовым универсальным  экскаватором называется машина цикличного действия, предназначенная для выемки и перемещения грунтов и иных материалов с помощью одного из видов рабочего оборудования с одним ковшом, и для выполнения погрузочных сваебойных и прочих работ другими видами сменного рабочего оборудования.

Одноковшовые экскаваторы  состоят из следующих основных узлов: ходового устройства, поворотной платформы  с силовым оборудованием и основными кинематическими звеньями и рабочего оборудования.

Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую проходимость и хорошую устойчивость при работе экскаватора.

В последние годы значительно возрос выпуск экскаваторов с небольшой емкостью ковша на пневмоколесном ходу, обладающих большой подвижностью и маневренностью при перемещении машины с одного объекта на другой. При работе на слабых грунтах применяют уширенное (или удлиненное) гусеничное оборудование, наличие которого уменьшает удельное давление на грунт и улучшает проходимость экскаватора.

Поворотная платформа опирается  через катки или специальное (шариковое  или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа  поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части.

Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным  или неполноповоротным. Поворотная часть полно-новоротного экскаватора  может вращаться вокруг своей  оси на 360°.

У этих машин на поворотной платформе  смонтированы все силовые агрегаты, пульт управления, рабочие механизмы  и крепится рабочее оборудование.

Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим  органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер.

Рабочий цикл экскаватора выполняется  в следующей последовательности: копание грунта; перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки; разгрузка грунта из ковша в отвал  или транспортирующее устройство; перемещение ковша (поворот платформы) к забою; опускание ковша для подготовки к следующей операции копания.

Система индексации одноковшовых универсальных  экскаваторов. Системой индексации машин  называется принцип, который заложен  в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. В 1968 г. в нашей стране введена новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов. Индекс экскаватора имеет четыре основные цифры, соответственно обозначающие: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования и порядковый номер модели данного типа. Таким образом, индекс экскаватора содержит сведения об его основной характеристике. Так, ЭО-3313 БТВ — экскаватор одноковшовый универсальный, 3-й размерной группы, на пневмоколесном ходовом устройстве, с канатной подвеской рабочего оборудования, 3-я модель, прошедшая вторую модернизацию, в исполнении для работы во влажных тропиках.

Прямая лопата — оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата с механическим приводом (рис. 74) состоит из следующих основных узлов: каната подъема стрелы, ковша, рукояти, стрелы, седлового подшипника. Рукоять к стрелке крепится седловым подшипником, с помощью которого рукоять поворачивается в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси рукоятки. При копании грунта ковшу нужно пройти положения —IV. Ковш поднимается подъемным канатом, огибающим головные блоки. Напор рукоятки осуществляется напорным механизмом, которым выполняется также обратное движение (возврат) рукояти. На универсальных строительных экскаваторах применяют канатные и зубчато-реечные (напорные механизмы).

Напорные механизмы  деляется на независимые, зависимые, комбинированные- Напорный механизм называется независимым, если усилие напора может быть увеличено  или уменьшено независимо от величины усилия в подъемном тросе ковша, т. е. когда напорное движение рукояти с ковшом производится независимо от подъема ковша. Если величина усилия напора зависит от величины усилия в подъе/мном тросе ковша и имеется возможность только уменьшить напор, такой напорный механизм называется зависимым.

Напорный механизм называется комбинированным, когда величина усилия напора зависит от усилия в подъемном  тросе, но при включении независимой  части напорного механизма может  быть по желанию увеличена.

Ковш прямой лопаты состоит  из корпуса, откидного днища с  засовом и сменных зубьев. Зубья  имеют сужающийся к концу хвостовик, входящий в гнездо козырька. От выпадания  зубья удерживаются в гнездах  шплинтами.

Прямые лопаты в последние  годы оснащают ковшами с полукруглой передней стенкой и с козырьком в виде совка без зубьев. Ковш такой конструкции значительно легче и имеет минимальное сопротивление при копании грунта, что, естественно, повышает производительность экскаватора.

На экскаваторах с  прямой лопатой применяют рукояти двух типов: однобалочные (внутреннего типа) и двухбалочные (внешнего типа). Однобалочная рукоять проходит внутри стрелы, а двухбалочная — снаружи. Рукоять может совершать возвратно-поступательное движение в направляющих седловины напорного вала, а также поворачиваться вместе с седло-вым подшипником в вертикальной плоскости относительно напорного вала. Конструкция рукояти определяет конструкцию напорного механизма. В экскаваторах, выпускаемых в СССР, при однобалочной рукояти применяют канатный напорный механизм, а при двухбалочной — кремальерный напорный механизм.

Стрела прямой лопаты выполнена в виде сварной конструкции  из листовой стали. Тип рукояти определяет конструкцию стрелы. Стрела бывает двухбалочной при однобалочной рукояти  и однобалочной при двухбалочной рукояти.

В верхней части стрелы смонтированы на подшипниках блоки, через которые проходит канат  подъема ковша и стрело-подъемный  канат. Нижним концом (пятой) стрела пальцами крепится к поворотной платформе  и может поворачиваться при изменении ее угла наклона. В средней части стрелы расположен напорный вал.

Обратная лопата —  это оборудование, предназначенное  для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора при рытье  котлованов, траншей, выемок.

Обратная лопата состоит  из ковша, стрелы, рукояти и двуногой стойки. Ковш закреплен жестко к рукояти, шарнирно присоединенной к верхнему концу стрелы. При подтягивании каната рукоять поворачивается против часовой стрелки, ковш врезается в грунт (положение /; положения // и /// соответствуют транспортному положению и выгрузке грунта из ковша).

Процесс экскавации грунта ковшом. Общее сопротивление экскавации R0 преодолевается активным усилием W0, направленным касательно к траектории ковша, которое может быть разложено  на усилие резания и сдвига грунта WVi направленное по касательной к режущей грани ковша, и на усилие выталкивания WB, направленное нормально к режущей грани ковша.

Основными параметрами  гидравлических одноковшовых экскаваторов являются: емкость ковша q, масса  экскаватора С, мощность двигателя N, рабочие размеры экскаватора, а также давление и производительность насосов.

В гидроприводах экскаваторов применяются насосы постоянной производительности шестеренного и лопастного типо (с  давлением 12—16МПа) и поршневые с  давлением до 30 МПь а также насосы переменной производительности, преимущест венно аксиально-поршневые.

Насосы с постоянной производительностью просты по yci ройству, но не обеспечивают полного использования  мощности двигателя на всех режимах. Насосы переменной производительности обспечивают более рациональный и устойчивый режим работы экскаваторов.

Производительность и  технологические схемы работы одноковшовых экскаваторов. Производительность одноковшовых экскаваторов определяется многими  факторами: конструкцией машины, уровнем организации производства земляных работ, состоянием и качеством грунта и забоя, квалификацией машиниста и техническим состоянием машины.

Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы представляют собой землеройные машины, имеющие в качестве рабочего органа многоковшовую цепь или роторное колесо с ковшами, жестко закрепленными по периметру. Они применяются: на дорожно-строительных работах; при рытье котлованов, каналов и траншей для укладки труб или для оснований установка, пульт управления, коробка передач, рабочий орган устанавливают на ходовую раму.

Примечание. Экскаваторы  ЭО-1621 (Э-153А), ЭО-1627 (Э-1514) оборудуются  дополнительно бульдозерным оборудованием: ширина отвала 2000 мм, высота 680 мм, глубина  резания 500 мм. Экскаваторы ЭО-ЗЗПБ (Э-302) укомплектованы оборудованием драглайна со следующими параметрами: длина стрелы 7500 мм, угол наклона стрелы 40°, глубина резания 4450 мм, радиус резания 6500 и 10 100 мм, высота разгрузки соответственно 3900 и 6300 мм, рад с разгрузки соответственно 6390 и 8300 мм.

Скорости движения ковшовой цепи и машины должны быть согласованы  с емкостью ковша и глубиной забоя, чтобы ковш, проходя путь забоя, смог к моменту выхода заполниться.

Роторные траншейные экскаваторы применяют при прокладке  магистральных трубопроводов и траншей. Рабочим органом у этих экскаваторов является ротор. По сравнению с цепными траншейными экскаваторами роторные имеют более высокий КПД и большую производительность.

ГУСЕНИЧНЫЕИЕ  КРАНЫ

Использование гусеничного крана сегодня происходит повсеместно. Ни одна   будь она большая или нет, не обойдется без применения спецтехники, а именно гусеничного крана. Гусеничный кран – это спецтехника, работающая самоходом, которая снабжена стрелой и гусеницами, на которых машина и передвигается. Гусеничная техника оборудуется стрелами, длина которых варьируется пропорционально характеру работ, сами устройства тоже различаются, а именно бывают прямыми, изогнутыми и телескопическими. Сам гусеничный кран совершает полный оборот вокруг себя.  

 
     Гусеничный кран используют для строительных работ и работ по монтажу, для установки конструкций из крупных блоков и технического оборудования. Особенности конструирования гусеничных кранов подразделяются на виды: 

• самоходные краны со стрелами, имеющие грузоподъемность от 40 до 160 тонн и больше, отличающиеся персональным приводом для отдельных механизмов
• экскаваторы, которые работают от механической коробки, выполнены на основе экскаваторного узла. Гусеничные экскаваторы не обладают высокой грузоподъемностью, они могут поднимать не более 50 тонн.

Привод механизмов у  таких аппаратов - групповой.

 
Краны работающие на гусеничном ходу обладают следующими характеристиками:  

• стрелы крана на высоте достигают длины от 60 до 100 метров и более
• подъемная скорость составляет от 5 до 25 м/минуту
• кран вращается со скоростью от 1 до 4 об/минуту
• временной интервал подъема стрел от 1 до 3 минут
• скорость работающего крана от 1 до 10 км/час 

Оборудование и захваты  гусеничных кранов

У стреловых кранов крюковые и грейферные захваты. А у дизельно-электрических электромагнитные захваты. Наибольшая подъемность грузов гусеничного крана при меньшем вылете составляет триста тонн и больше.  Функционируют гусеничные краны, как от электричества, так и на топливном режиме. Состоит кран из двух частей, одна из которых является поворотной, а вторая нет, сама конструкция поворотной части крана схожа по устройству с колесными кранами. Та часть гусеничного крана, которая крутится, устанавливается на тележки оснащенные гусеницами. В эксплуатации гусеничные краны очень экономичны. При правильной эксплуатации и соблюдении всех техник осторожности гусеничные краны в работе абсолютно безопасны. 

Сама скорость перемещения  крана не достаточна для самовольного выезда на объект, поэтому кран разбирают  и частично доставляют на место назначения.

 
У кранов с малой грузоподъемность привод осуществляется от дизеля, если же масса груза составляет более 16 тонн, то необходима дополнительная генераторная установка. У некоторых моделей крана установлен турботрансформатор, что значительно влияет на эксплуатационные характеристики, но схема их довольно таки сложна и не применяется при стандартном наборе деталей. 

Гусеничные краны могут быть дополнительно оснащены: 

• грейфером двухчелюстным
• электрическим магнитом для перетаскивания металлических деталей и конструкций
• копровой установкой для применения при сваебойных работах
• собственной электростанцией, как отдельным источником заряда
• крюковыми обоймами

Применение и эксплуатация гусеничного крана

 
Применение гусеничного крана  в строительстве и других монтажных  работах значительно облегчает  и конструктивно влияет на процесс  работ. Они обладают чрезвычайно хорошей проходимостью,  что обеспечивает их применение в труднодоступных местах. Гусеничные краны способны перемещаться самоходно, если того допускает поверхность. Для продуктивного функционирования гусеничного крана не требуется специально подготовленная рабочая площадь, они имеют возможность поворота, как с грузом, так и без него, а при установке оборудования подают блочный материал в положении по вертикали и таким образом подают их на отметку.

Изобретение относится  к стреловым самоходным кранам на гусеничном ходу. Сущность изобретения заключается в том, что ходовая часть гусеничного крана с переменной колеей гусеничных тележек содержит продольные балки гусеничных тележек, центральную раму с поперечными балками коробчатой конструкции, несущую опорно-поворотное устройство гусеничного крана. Поперечные балки центральной рамы выполнены раздвижными и состоят каждая из центральной части, скрепленной с рамой упомянутого опорно-поворотного устройства, и двух концевых частей, пропущенных через соответствующие продольные балки гусеничных тележек. Ходовая часть также содержит средства для раздвижения-сдвижения гусеничных тележек, шарнирно закрепленные соответственно на концевых и центральных частях поперечных балок центральной рамы, и средства для фиксации гусеничных тележек в рабочих положениях. Концевые части поперечных балок центральной рамы жестко скреплены каждая с продольной балкой соответствующей гусеничной тележки и выполнены с возможностью частичного перекрытия центральной части соответствующей поперечной балки центральной рамы. Средства для раздвижения-сдвижения выполнены съемными, установлены снаружи поперечных балок центральной рамы и закреплены с помощью переустанавливаемых штырей, пропущенных через сквозные отверстия в вертикальных ребрах, установленных сверху на соответственно концевых и центральных частях поперечных балок центральной рамы. Центральные части поперечных балок центральной рамы имеют опорные поверхности для взаимодействия с переустанавливаемыми домкратами, устанавливаемыми на грунте, для вывешивания гусеничных тележек при их раздвижении-сдвижении. На обращенных наружу боковых стенках продольных балок гусеничных тележек выполнены элементы зацепления для раздвижения-сдвижения гусеничных тележек посредством внешних средств, обеспечивающих возможность перемещения гусеничных тележек в заданном направлении. Техническим результатом является упрощение конструкции, обеспечивающей приспособляемость к гусеничным кранам с различными типами приводов исполнительных механизмов.

Литература

1. Добронравов С.С. Строительные машины и основы автоматизации; учеб. Высш.шк 2006

2. http://tehnoverh.ru/articles/rasnoe/~id=1505

3. Строительные машины; Учебник / Волков Д. П. Крикун В. Я. Издание второе, перераб. и  доп 376 стр.