Контрольная работа по "Транспорту". 39

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

Южно-Уральский государственный  университет

Факультет «Заочный инженерно-экономический»

Кафедра «Технология  строительного производства»

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Строительные машины»

ЮУрГУ–270102.2011.256.КР

 

 

 

 

 

Нормоконтролёр, преподаватель                              Руководитель

________________А.В. Киянец ________________А.В. Киянец

______________________2011 г. ______________________2011 г.

 

Автор работы

  

______________________2011 г.

 

Работа защищена

                                                                                      с оценкой (прописью, цифрой)

  ___________________________

______________________2011 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2011

 

 

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………….. 3

1. Фрикционные передачи………………..………………………….. 4

        1.1 Классификация фрикционных передач……………………...…... 4

        1.2 Коническая фрикционная передача…...…………………………. 5

        1.3 Достоинства фрикционных передач.…………………………….. 6

        1.4 Недостатки………………………………………………………… 7

        1.5 Рекомендации  по конструированию фрикционных  передач……7

        1.6 Применение  фрикционных передач………………………………8

2. Глубинные вибраторы………………………………………………8

2.1 Расчёт глубинного вибратора…………………………………….13

2.2 Правила безопасной эксплуатации……………………………….14

3. Задача №1……………………………………………………………14

3.1 Конструктивная и кинематические  схемы строительного

подъёмника……………………………………………………………..14

3.2 Схема подъёма рабочего органа  с полиспастом заданной

кратности……………………………………………………………….16

3.3 Расчёт подъёмника…………………………………………………16

4. Задача №2……………………………………………………………18

4.1 Конструктивная схема одноковшового  экскаватора…………….18

4.2 Кинематическая схема одноковшового  экскаватора…………….19

4.3 Расчёт экскаватора ЭО-4112………………………………………20

4.4 Правила безопасной эксплуатации  одноковшового экскаватора 22

5. Задача №3……………………………………………………………23

5.1 Правила безопасной эксплуатации  башенного крана

на строительной площадке…………………………………………….25

Библиографический список….………………………………………...27

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Совершенствование и  ускорение строительного производства, подъем его на качественно новый  уровень возможны исключительно  за счет индустриализации и комплексной механизации основных трудоемких работ с конечной целью полного исключения ручного труда. Широкое внедрение комплексной механизации способствует сокращению сроков строительства и его себестоимости, повышению производительности труда. В свою очередь, комплексная механизация невозможна без насыщения строительства необходимым количеством высокопроизводительных машин и оборудования.

За последние несколько лет  появились признаки возрождения  отечественного машиностроения, произошло определенное обновление номенклатуры выпускаемого оборудования, которое стало более современным и менее энергоемким, стали открываться новые предприятия. Большое количество техники стали производить совместно с зарубежными партнерами, по новым технологиям, с учетом новых требований.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Фрикционные передачи

Фрикционная передача — механическая передача, служащая для передачи вращательного движения (или для преобразования вращательного движения в поступательное) между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и прижимаемыми один к другому. [1]

Фрикционные передачи состоят из двух катков (рис.1): ведущего 1 и ведомого 2, которые прижимаются один к другому силой F_r  (на рисунке — пружиной), так что сила трения в месте контакта катков достаточна для передаваемой окружной силы F_t.

 

Рис.1. Цилиндрическая фрикционная  передача:

1 — ведущий каток; 2 — ведомый каток

 

Условие работоспособности  передачи:

                                                              (1)

Нарушение условия (1) приводит к буксованию и быстрому износу катков. Для того чтобы передать заданное окружное усилие F_t., фрикционные катки надо прижать друг к другу усилием F_r так, чтобы возникающая при этом сила трения была бы больше силы F_t. на величину коэффициента запаса сцепления , который принимают равным  = 1,25...2,0.

1.1 Классификация  фрикционных передач 

а) по назначению:

- с нерегулируемым  передаточным числом (рис.1-3);

- с  бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного  числа  (вариаторы).

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                   

 

 

 

             Рис.2. Цилиндрическая фрикционная                          Рис.3. Коническая фрикционная передача

     передача с катками клинчатой формы

 

 

б) по взаимному расположению осей валов:

- цилиндрические  или конусные с параллельными  осями (рис.1, 2);

- конические  с пересекающимися осями (рис.3).

в) в зависимости от условий работы:

- открытые (работают  всухую);

- закрытые (работают в  масляной ванне).

В открытых фрикционных передачах коэффициент трения выше, прижимное усилие катков F_n меньше. В закрытых фрикционных передачах масляная ванна обеспечивает хороший отвод тепла, делает скольжение менее опасным, увеличивает долговечность передачи.

г) по принципу действия:

- нереверсивные (рис.1-3);

- реверсивные (рис.10).

д) различают также передачи с постоянным или автоматическим регулируемым прижатием катков, с промежуточным (паразитным) фрикционным элементом или без него.

1.2 Коническая  фрикционная передача

Фрикционную передачу с пересекающимися валами и катками, рабочие поверхности которых конические, называют фрикционной конической передачей. На рис. 4 показана фрикционная коническая передача с нерегулируемым передаточным числом. Ее устройство аналогично цилиндрической  фрикционной  передаче. [2]

 

 

 

Прижимной  каток конической   передачи обычно меньший, так как при этом необходима меньшая сила нажатия. Угол между осями валов (рис. 4) может быть различным. Как правило, межосевой угол передачи:       ,                   (2)

где — угол при вершине конуса ведущего катка; — угол при вершине конуса ведомого катка. Для нормальной работы передачи необходимо, чтобы общая вершина конусов лежала в точке пересечения геометрических осей валов. Коническая фрикционная передача может быть нереверсивной (чаще) и реверсивной. Ее применяют для передачи небольшой мощности (до 25 кВт).

 

Рис.4. Геометрические параметры конической фрикционной передачи

 

1.3 Достоинства фрикционных передач

- простота конструкции  и обслуживания;

- плавность передачи движения и регулирования скорости и бесшумность работы;

- большие кинематические возможности  (преобразование вращательного движения в поступательное, бесступенчатое изменение скорости, возможность реверсирования на ходу, включение и выключение передачи на ходу без остановки);

- за счет возможностей  пробуксовки передача обладает  предохранительными свойствами. Однако после пробуксовки передача, как правило, резко ухудшает свои качества - появляются лыски на катках, неравномерно срабатываются фрикционные поверхности и т.д. Поэтому использовать пробуксовку как предохранительное средство не рекомендуется;

 

 

 

- отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи;

            - равномерность вращения, что удобно для приборов;

- возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без остановки передачи.

1.4 Недостатки

- непостоянство передаточного  числа из-за проскальзывания;

- незначительная передаваемая  мощность (открытые передачи - до 10-20 кВт; закрытые - до 200-300 кВт);  

- для открытых передач  сравнительно низкий КПД;

- большое и неравномерное  изнашивание катков при буксовании;

- необходимость применения  опор валов специальной конструкции  с прижимными устройствами (это делает передачу громоздкой);

- для силовых открытых передач незначительная окружная скорость ( 7 - 10 м/с);

- большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы , что увеличивает их размеры и делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности;

- большие потери на трение.

1.5 Рекомендации по конструированию фрикционных передач

 

1. Ведущий каток изготавливают из менее твердого материала, чем ведомый, чтобы при буксовании на рабочей поверхности ведомого катка не образовались задиры.
2. Ширину обода b₁ малого катка выполняют на 5 – 10 мм больше расчетной величины b₂ с целью компенсации возможного осевого смещения катков из-за неточности сборки. Предельный размер b₂ ≤ D_min, так как трудно обеспечить равномерное прилегание катков на большой ширине обода.
3. Прижимное устройство катков может создавать постоянную силу с помощью пружины, силы тяжести конструкции и др.

 

 

 

 

4. Для уменьшения буксования при пуске в цилиндрических фрикционных передачах нажимным выполняют ведомый каток.

В многоступенчатых приводах фрикционную передачу целесообразно применять на быстроходных ступенях.

1.6 Применение фрикционных передач

Фрикционные передачи с  нерегулируемым передаточным числом в  машиностроении применяются сравнительно редко, например, во фрикционных прессах, молотах, лебедках, буровой технике и т.п.). В качестве силовых передач они громоздки и малонадежны. Эти передачи применяются преимущественно в приборах, где требуется плавность и бесшумность работы (магнитофоны, проигрыватели, спидометры и т. п.). Они уступают зубчатым передачам в несущей способности. Зато фрикционные передачи с бесступенчатым регулированием скорости – вариаторы – широко применяются в различных машинах, например, в металлорежущих станках, в текстильных и транспортирующих машинах и т. д. Зубчатые передачи не позволяют такого регулирования.

На практике широко применяют  реверсивные фрикционные передачи винтовых прессов, передачи колесо — рельс и колесо — дорожное полотно самоходного транспорта. Фрикционные передачи предназначены для мощностей, не превышающих 20 кВт, окружная скорость катков допускается до 25 м/с.

2. Глубинные  вибраторы

Глубинные вибраторы (иногда их называют внутренними или погружными) предназначены для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные бетонные и железобетонные конструкции, а также при бетонировании крупных изделий сборного железобетона. У этих вибраторов рабочим органом является корпус, погружаемый в уплотняемую среду и приводящий ее в колебательное движение. Глубинные вибраторы подразделяют на ручные, которые обслуживаются рабочими, и навесные, висящие на крюке грузоподъемных машин. По типу центробежного механизма они делятся на дебалансные и фрикционно-планетарные. [3]

 

 

 

По типу привода они  бывают с гибким валом (ручные фрикционно-планетарные), со встроенным электродвигателем (дебалансные) и с электродвигателем в отдельном корпусе, прифланцовываемом к корпусу шпинделя (навесные фрикционно- планетарные).

Вибратор (рис. 5) состоит из приводного асинхронного электродвигателя, гибкого вала и вибронаконечника. Электродвигатель размещен на опорной плите, размеры которой позволяют устанавливать электродвигатель на свежеуложенную бетонную смесь. К внешней сети электродвигатель подключается через трансформатор. Для переноса он снабжен рукояткой, прикрепляемой сверху к корпусу. Гибкий вал служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Вибронаконечник состоит из корпуса, выполненного из стальной трубы, шпинделя, опирающегося на шарикоподшипники, упругой муфты, через которую вращение от шпинделя передается к бегунку. У фрикционно-планетарных вибраторов ИВ-108, ИВ-112, ИВ-113 имеются бегунки с наружной обкаткой (рис. 6). Бегунок своей наружной конической поверхностью обкатывается по внутренней конической поверхности втулки, приваренной к корпусу.

У вибраторов с внутренней обкаткой ИВ-47Б (рис. 7) бегунок своей внутренней конической поверхностью обкатывается по конической поверхности сердечника, запрессованного в днище корпуса. В остальном конструкция вибронаконечников аналогична.

Глубинные вибраторы  с гибким валом предназначены  для уплотнения бетонных смесей с осадкой конуса 3—5 см при укладке их в тонкостенные монолитные конструкции, а также густоармированные массивы. Расстояние между стержнями арматуры должно быть не менее 1,5d вибронаконечника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5, Глубинный электрический вибратор: 
1 — вибронаконечник; 2 — электродвигатель; 3 — гибкий вал

 

 

 

 

 

 

Рис. 6. Вибронаконечник вибраторов ИВ-108, ИВ-112, ИВ-113: 1 — бегунок; 2 — корпус; 3 — упругая муфта; 4 — шпиндель; 5 — подшипник

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Вибронаконечник вибратора ИВ-47Б: корпус; 3 — бегунок; 4 — упругая муфта; 5 — шпиндель; б — подшипник

 

При уплотнении вибронаконечник  должен свободно входить между стержнями арматуры бетонируемой конструкции. Вынимать вибронаконечник из бетона нужно при выключенном электродвигателе, медленно, давая возможность заплыть образующемуся от вибратора отверстию.

Конструкции ручных глубинных  дебалансных вибраторов ИВ-102 (ИВ-103) приведены на рис. 8. Эти вибраторы предназначены для уплотнения бетонных смесей с осадкой конуса 1—5 см при укладке в малоармированные массивные конструкции, а также при изготовлении железобетонных изделий.

 

 

Они состоят из вибронаконечника и рукоятки с выключателем, соединенных  резинотканевым рукавом (ИВ-102) или металлической  штангой (ИВ-103). Вибронаконечник представляет собой закрытый цилиндрический корпус, в который встроены электродвигатель и дебаланс, расположенный с одной стороны двигателя (внизу). Вращаясь, дебаланс создает вынуждающую силу, действующую на бетонную смесь. Дебаланс с двух концов опирается на подшипники качения. Электродвигатель включается и выключается выключателем в закрытом корпусе на рукоятке, Для удобства работы с вибраторами к верхней части их приварен патрубок, представляющий собой нижнюю часть штанги, к которой с помощью амортизатора присоединена верхняя часть штанги с рукояткой и герметичной коробкой. Амортизатор служит для гашения колебаний на верхней рукоятке.

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Вибратор ИВ-102 (ИВ-103): 
1— вал; 2 — подшипник; 3 — дебаланс; 4 — статор; 5 — ротор; 6 — корпус; 7 — щит; 8 — резинотканый рукав; 9 — выключатель; 10 — рукоятка

 

Конструкция дебалансного навесного вибратора ИВ-95 приведена  на рис. 9. Вибратор предназначен для установки на бетоноукладчиках, входящих в комплект машин для строительства автодорог. Он состоит из вибронаконечника и резинотканевого рукава. Вибронаконечник представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого встроены высокочастотный электродвигатель и дебаланс. Вал дебаланса опирается на подшипники качения. Вал ротора электродвигателя одним концом соединяется с валом дебаланса фасонной шпонкой, другим концом опирается на подшипник, установленный в щите.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9. Вибратор ИВ-95: 1 — корпус; 2 — подшипник; 3 — дебаланс; 4 — статор; 5 — ротор; б — щит; 7 — рукоятка

Уплотнение бетонной смеси может производиться различными способами в зависимости от схемы укладки:

- при укладке по первой схеме уплотнение ведется ручными вибраторами или пакетами вибраторов, навешанных на манипуляторы или краны.

- по второй схеме разравнивание и уплотнение бетонной смеси ведется пакетами вибраторов, навешанных на манипуляторы или краны.

- по третьей схеме разравнивание и уплотнение бетонной смеси ведется раздельно: разравнивание - бульдозерами, уплотнение - пакетами вибраторов, навешанных на электротракторы или манипуляторы. При применении укатанного бетона уплотнение бетонной смеси производится катками, виброкатками или тяжелыми груженными автомашинами с удельным давлением не менее 0,5 МПа.

При укладке с помощью  ручных вибраторов толщина слоя не должна превышать h =0,5 м. Вибратор должен заглубляться в ранее уложенный бетон не менее чем на 5-10 см. В стесненных местах массивных блоков и тонкостенных конструкциях можно увеличивать величину h до 75 см. При этом шаг перестановки вибраторов L не должен превышать 0,5 радиуса его действия r. В общем же случае L=r , но в каждом случае r необходимо уточнять. Данные для предварительных расчетов можно брать в справочниках /6,11/.

2.1 Расчёт глубинного вибратора

Амплитуда колебаний  механизма определяется

 

А @ М_с/(m + m_о) = m_о ^х e / (m + m_о)                           

F = Me ω²          (H),( кГ,м, 1/с)

Где m – масса колеблющейся части (без дебалансов), кг;

m_o – масса дебалансов, кг;

e – эксцентриситет дебалансов (расстояние от оси вращения до центра тяжести), м;

Мс – статистическиё момент дебалансов, кг×м

 

 

 

 

 

При расчете амплитуды собственных  колебаний (без нагрузки) принимается

                                 m + m_o @ m_в                                      (1)

 

здесь m_в – масса вибратора, кг.

 

Возмущающую силу одного дебаланса  считаем  и сравниваем

Продолжительность вибрирования с  одной позиции для поверхностных  вибраторов составляет 20…50 с.; толщина уплотняемого слоя – 0,1…0,3 м

Производительность поверхностного вибратора, м³/ч.

 

                                                        ,                                (2)

где t_в = 20-40 с - время вибрирования на одной рабочей позиции,

t_n = 10-15 с - время перестановки вибратора с одной рабочей позиции на другую, k_в = 0,75 - коэффициент использования рабочего времени.

Количество вибраторов в блоке определяется:

                                         

,                                           (3)

где р - часовая интенсивность  бетонирования блока, м³/ч, k = 0,7-0,75 - коэффициент, учитывающий простои вибратора в процессе переноса с позиции на позицию и во время отдыха бетонщиков.

Общее количество вибраторов для строительства

                                           

,                                             (4)

где Q - объем бетонных работ на строительстве, м³, Q_в= t_в П_в объем бетона, который сможет уплотнить один вибратор до его полного износа, t_в = 500-1000 ч.

Разравнивание бетонной смеси с применением электрических  тракторов ведется при подаче смеси порциями 4-6 м³.

Уплотнение смеси с помощью тракторов рекомендуется производить методом непрерывного протягивания однорядного пакета вибраторов в слое со средней скоростью 0,75-1,25 м/мин. Толщина слоя выбирается из технических характеристик вибраторов.

 

 

 

2.2 Правила безопасной эксплуатации

Запрещается:

- работать без резиновых  перчаток и сапог;

- оставлять подключенный вибратор  к сети без надзора;

- начинать работу с вибратором, не убедившись в его исправности;

- перед началом работы необходимо  проверить надежность затяжки  резьбовых соединений, соответствие напряжений сети напряжению двигателя, исправность выключателя, отсутствие замыкания в токоведущих элементах;

- необходимо периодически  проверять надежность подводящего  кабеля и состояние контактов;

- вибратор напряжением  220/380 В и источники питания

низко вольтовых вибраторов должны иметь надежное заземление.

3. Задача №1

Вид машины: строительный подъёмник (канатно-блочный подвес рабочего органа). Режим работы средний. Грузоподъёмность лебёдки G=600 кг, n_дв=950 об/мин, кратность полиспаста i=3. Недостающие параметры принять самостоятельно.

При заданной грузоподъёмности лебёдки, учитывая массу рабочего органа и  грузовых канатов, подберём строительный подъёмник: ПМГ – 320, грузоподъёмность – 320кг, высота подъёма – 50м, скорость подъёма груза – 0,31м/с, масса – 2800кг.

3.1 Конструктивная  и кинематическая схемы строительного  подъёмника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.10. Кинематическая схема подъёмника:

1 - электродвигатель; 2 – эластичная муфта; 3 - барабан; 4 – кулачковая муфта; 5 – канатоведущий шкив; 6 - блок; 7 – грузовые канаты; 8 – выкатная платформа.

Рис.11. Грузовой мачтовый подъемник ПМГ-320

На опорной раме строительного  подъемника располагаются все составные  части подъемника: тяговая грузовая лебедка, мачта подъемника, которая собирается из секций, каждая секция длиной два метра, грузовая каретка находится на мачте – с ее помощью происходит подъем груза на необходимую высоту, а с помощью выкатной платформы производится подача груза в проем или в окно.

Грузовая лебедка представляет собой редуктор и электродвигатель, тормоз встроен в электродвигатель, данное усовершенствование выполнено для упрощения конструкции, а так же уменьшены габаритные размеры лебедки.

При аварийной ситуации – обрыве троса, каретка оборудована страховочным ловителем, он автоматически производит остановку каретки, что не дает ей упасть. Сам строительный подъёмник, то есть мачта подъемника, при монтаже крепится захватами к зданию. Крепить мачту подъемника к зданию можно за окно, за балкон или непосредственно к стене. Подъемник снабжен концевыми выключателями, которые контролируют предельное верхнее и нижнее положение каретки на мачте подъемника.

Грузовой строительный подъемник ПМГ, г/п 320кг необходим для подъема необходимого строительного груза в проем здания или на крышу.

 

3.2 Схема подъёма рабочего  органа с полиспастом заданной  кратности

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.12. Схема подъёма рабочего органа с трёхкратным полиспастом

1-барабан; 2-система блоков; 3-рабочий  орган.

 

 

3.3 Расчёт подъёмника

 

- Скорость движения рабочего органа, согласно характеристике выбранного грузового строительного подъёмника ПМГ-320, составляет 0,31м/с.

- Определение марки  каната и его диаметра:

Согласно пункту 2.4.11. [5] канаты должны быть проверены расчётом по формуле:

                                      P/S ≥ Z_p,                                                           (5)

где Р - разрывное усилие каната, Н;

S - расчетное (статическое) усилие в канате (цепи), указываемое в паспорте, Н;

Z_p - коэффициент использования каната (цепи) (коэффициент запаса прочности), принимаемый по табл. 1, приложение 4 [5].

                                    S=Q/(m*U_n),                                   (6)

 где Q – номинальная грузоподъёмность, Н; m – количество ветвей каната; U_n - кратность полиспаста;

S=6000/(2*3)=1000 (Н)

Проверим условие (5): 7465/1000 ≥ 5.

Исходя из вышеперечисленного, выбираем канат марки 3,6-Г-1-ОЖ-Н-1370 ГОСТ 2688-80.

 

 

- Определение минимального  диаметра блоков и барабана:

                              Д≥h*d,                                    (7)

где h - коэффициенты выбора диаметра барабана, блока или канатоведущего шкива, определяемые по табл. 2, приложение 4 [5]; d – диаметр каната.

Д≥18*3,6=64,8 – принимаем ближайшее стандартное значение Д=71мм.

- Определение канатоёмкости  барабана:

                         L_k=Н*n_пол+1,5*π*(Д_б+d_к),                 (8)

где Н – высота подъёма  груза, м;

L_k=50*3+1,5*3,14*(0,071+0,0036)=150,35 (м)

- Определение мощности  привода подъёмника:

                   N=P*V*ƞⁿ,                                   (9)

где Р – сила, Н; V – скорость, м/с; ƞ – КПД; n – количество блоков полиспаста

N=6000*0,31*0,96²=1714,2 Вт.

- Определение производительности  подъёмника:

                   П_э = nQk_гk_в,                                 (10)

где Q — номинальная  грузоподъемность, т; k_г — коэффициент использования подъемника по грузоподъемности (k_г = 0,6...0,8); k_в — коэффициент использования подъемника по времени (k_в = 0,5...0,9); n — число циклов в час (n = 3600/t_Ц, t_Ц — продолжительность одного цикла, с )