Силовая установка машин

Содержание 

Что такое силовая установка машин? Из чего она состоит? Что относиться к основному силовому оборудованию строительных машин?                        3 

Какие машины используют для погрузки сыпучих материалов?    6 

Для чего предназначены  гидравлические эксковаторы  с рабочим оборудованием прямая лопата? Как они устроены и как работают? Какие типы ковшей устанавливают на этих эксковаторах, Чем они различаются между собой?                                                                                                      11 

Используемая литература                                                                                  16  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Что такое силовая  установка машин? Из чего она состоит? Что относиться к основному силовому оборудованию строительных машин? 
 

Силовая установка — это та часть машины, которая приводит в движение механизмы  машины. Она состоит из двигателя, системы охлаждения этого двигателя (радиатор, водяная система, трубопроводы); если двигатель внутреннего сгорания, то системы питания (топливной системы) и системы регулирования двигателя. В силовую установку входит также подмоторная рама.

Силовые установки машин, предназначенных  для работы в районах со специфическими климатическими условиями (пустыни, районы с господствующими отрицательными температурами), оборудуются фильтрами, подогревателями и другими специальными устройствами.

Силовая установка должна обладать большим  моторесурсом, внешние характеристики двигателя должны соответствовать как условиям нагружения, так и атмосферным условиям (например, в районах с дефицитом воды двигатели должны иметь воздушное охлаждение). Удельный расход топлива должен быть незначительным.

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.

Основное  силовое оборудование, применяемое  в современных строительных машинах: электродвигатели постоянного и  переменного тока с питанием от внешней  силовой сети (стационарные, переносные и передвижные машины); двигатели внутреннего сгорания— карбюраторные и дизели (последние наиболее распространены), устанавливаемые преимущественно на передвижных (самоходных) строительных машинах (стреловые краны, погрузчики, экскаваторы и др.).

Электродвигатели  отличаются удобством пуска и  управления, простотой реверсирования, экономичностью и пригодностью для  индивидуального привода отдельных  механизмов машин. К преимуществам  двигателей внутреннего сгорания относится  их автономность от внешнего источника энергии.

Дизельные двигатели являются основой комбинированного дизель-электрического привода, широко применяемого в самоходных строительных машинах (стреловых кранах, экскаваторах) с индивидуальным электрическим  приводом каждого рабочего механизма (т. е. многомоторным приводом).

Электроэнергия  для питания электродвигателей  вырабатывается генератором тока„  установленным непосредственно  на машине и получающим вращение от дизеля. Дизель-электрический привод не зависит от внешних силовых  электросетей, упрощает кинематику машин (отсутствуют сложные механические трансмиссии, свойственные машинам с одномоторным приводом) и обеспечивает в широком диапазоне плавное бесступенчатое регулирование рабочих скоростей исполнительных механизмов.

От основного силового оборудования могут получать механическую энергию гидравлический и пневматический приводы рабочего и вспомогательного оборудования строительных машин.

Гидравлический  привод используют главным образом  для сообщения поступательного, возвратно-поступательного и вращательного движения исполнительным механизмам и рабочему органу машины, а также в системах управления машиной. Привод состоит из насоса (или насосов), системы распределения, бака с жидкостью, соединительных трубопроводов и гидравлических двигателей поступательного (силовые гидравлические цилиндры) и вращательного (гидромоторы) действия. В гидродвигателях давление рабочей жидкости, создаваемое гидронасосом, преобразуется в поступательное движение поршня со штоком или во вращательное движение ротора, связанных с рабочим органом.

Основными достоинствами гидравлического  привода (по сравнению с механическим), определяющими его широкое применение в качестве силового оборудования строительных машин, являются: высокий КПД, экономичность, удобство управления и реверсирования, способность обеспечивать большие передаточные числа, бесступенчатое независимое регулирование в широком диапазоне скоростей исполнительных механизмов, простота преобразования вращательного движения в поступательное, предохранение двигателя и механизмов от перегрузок, компактность конструкции и надежность в работе.

Пневматический  привод состоит в основном из тех  же элементов, что и гидравлический, но приводится в действие энергией сжатого до 7 кгс/см2 (0,69 МПа) воздуха, вырабатываемого компрессорами. Низкий КПД пневматического привода (вследствие утечки воздуха и падения давления в системе) ограничивает его применение в качестве силового оборудования. Такой привод используют в паровоздушных молотах для забивки свай, в ручных пневмомашинах и в системах управления строительных машин для плавного включения механизмов в работу и их торможения.

Ходовое оборудование, применяемое в строительных машинах, делят на рельсовое, пневмоколесное и гусеничное.

Рельсовое оборудование имеет башенные, козловые и .мостовые краны, подвесные электротельферы, копры и т. д.

Пневмоколесное  оборудование применяется для самоходных и прицепных строительных машин (стреловые краны, скреперы, грейдеры, погрузчики, одноковшовые строительные экскаваторы и т. п.), требующих значительной маневренности, мобильности и скорости перемещения при работе и транспортировании, а также частых перебросок своим ходом с одного объекта на другой при движении по любым дорогам. Проходимость таких машин в условиях бездорожья обеспечивается за счет применения шин сверхнизкого давления, равного 0,2—0,8 кгс/см2 (0,02—0,08 МПа).

Гусеничное  оборудование (обычно двухгусеничное) характеризуется сравнительно небольшим  удельным давлением на грунт и  применяется для самоходных строительных машин, часто передвигающихся с малыми скоростями в условиях плохих дорог и полного бездорожья.

Погрузчики, стреловые краны и экскаваторы  оснащаются нормальным гусеничным ходом  для работы на уплотненных грунтах  и уширенно-удлиненным гусеничным ходом  для работы на слабых, переувлажненных и заболоченных грунтах. Многие самоходные строительные машины монтируют на базе серийных автомобилей, тракторов (колесных и гусеничных) и пневмоколесных тягачей.

Системы управления в строительных машинах  могут быть: рычажные (механические) — при помощи системы рычагов, перемещаемых рукоятками и педалями; гидравлические (насосные и безнасосные), где рычаги заменены полностью или частично гидравлическими устройствами; пневматические, отличающиеся от гидравлических тем, что в них вместо жидкости применяется сжатый до 7 кгс/см2 (0,69 МПа) воздух; электрические — при помощи контроллеров, кнопок, магнитных станций — контакторов, тормозных электромагнитов и конечных выключателей; смешанные— пневмоэлектрические, электрогидравлические и т. д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Какие машины используют для  погрузки сыпучих  материалов? 
 

Погрузчики  в строительстве получили большое    распространение. С их помощью уже сейчас выполняется около 15% всех объемов погрузочно-разгрузочных работ. Широкое    применение    погрузчиков в строительстве объясняется их высокой мобильностью и универсальностью. Наиболее широко в строительстве используют универсальные одноковшовые   погрузчики,    автопогрузчики и многоковшовые погрузчики.        

Универсальные одноковшовые самоходные    погрузчики  оборудованы ковшом для погрузки и выгрузки сыпучих и кусковых материалов,    кроме    того,    вилочными    подхватами, челюстным захватом, бульдозерным отвалом, рыхлителем, экскаваторным ковшом (обратная лопата) и др. Одноковшовые погрузчики выпускают с передней разгрузкой ковша, с разгрузкой на сторону поворотом стрелы (полуповоротные) и с разгрузкой назад. В строительстве универсальные погрузчики используют для выгрузки и перемещения материалов на небольшие расстояния, подачи их к подъемно-транспортным машинам, загрузки приемных устройств растворных и бетонных узлов, а также и для различных вспомогательных работ. Грузоподъемность одноковшовых погрузчиков 2, 3, 4, 6 и 10 т.

Многоковшовые погрузчики (непрерывного действия) предназначены для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов в автосамосвалы и другие транспортные средства. Многоковшовый погрузчик является самоходной машиной, на раме которой укреплен зачерпывающий орган — питатель и ковшовый элеватор или конвейер (). Такие машины выпускают несколько типов, отличающихся в основном конструкцией зачерпывающего органа   (подгребающие винты, зачерпывающая шаровая головка, загребающие лапы и др.). К этой группе погрузочно-разгрузочных машин относятся и передвижные ленточные конвейеры, которые используют при погрузке сыпучих, кусковых и мелкоштучных грузов. Такие конвейеры могут перемещать грузы на высоту ДО 5 м под углом до 22°. Их можно перевозить в частично разобранном виде на прицепе к автомобилю.

Автопогрузчики    являются    погрузочно-разгрузочными    машинами общего назначения. Они служат для механизации перегрузочных и подъемно-транспортных работ на площадках преимущественно с твердым покрытием. Основным рабочим органом  является телескопический подъемник с вилочным подхватом  (), в качестве сменного оборудования могут быть ковш, зажимы для штучных грузов, крановая стрела и другие захватные приспособления. Предусмотрен выпуск   таких    машин   грузоподъемностью до 10 т.

Для выгрузки пылевидных и сыпучих материалов из крытых железнодорожных вагонов  применяют механические лопаты, которые  действуют по принципу подтягивания скребковых, щитов j лебедками. Для этой цели применяют пневматические разгрузчики напорного действия. С помощью подгребающего винта и напорного шнека цемент сжатым воздухом подается через выходной патрубок в рукав для транспортирования в складские емкости. К саморазгружающимся транспортным средствам помимо автосамосвалов и цементовозов относятся и саморазгружающиеся автомобили, которые имеют устройства для бескрановой саморазгрузки длинномерных конструкций, лесоматериалов () и т. п. или крановое оборудование для разгрузки и погрузки штучных строительных грузов.

Применение  саморазгружающихся транспортных средств  особенно эффективно для обслуживания рассредоточенных объектов, имеющих  небольшие объемы строительных работ, например для , сельского строительства.

Затраты времени на простои транспортных средств под погрузкой и разгрузкой на сегодня еще значительны, что снижает их производительность и повышает стоимость перевозок. Перевозка строительных грузов, особенно тарно-упаковочных и штучных, целесообразна с применением контейнеров и пакетов. Это позволяет эффективно механизировать трудоемкие процессы погрузки и разгрузки.

Применение  контейнеризации и пакетирования  таких грузов, как стеновые материалы (кирпич, керамические камни, мелкие стеновые блоки, бетонные и шлакобетонные  камни), кровельные [(толь, рубероид, шифер и др.), отделочные (плитки облицовочные, обои, линолеум, краски и др.), санитарно-технические, электротехнические, изделия и конструкции из дерева и др., позволяет свести к минимуму затраты ручного труда и ликвидировать потери ценных строительных материалов.

Основной  способ доставки наиболее массовых мелкоштучных стеновых материалов — пакетный. Пакетом  называют    укрупненный груз (грузовое место). Способы формирования личны и зависят от особенностей материала и технологии его производства. Пакеты должны быть сформированы так, чтобы сохранялась их форма на всех этапах перемещения. Для- пакетирования стеновых мелкоштучных материалов используют различные поддоны (), позволяющие механизировать . погрузку и выгрузку их на всех этапах — от завода-изготовителя до рабочего места (). 

Погрузочно-разгрузочные машины в строительстве применяют  для погрузки штучных и сыпучих  грузов, разгрузки их с транспортных средств, а также для перемещения  и складирования в пределах строительной площадки. Они представляют собой преимущественно самоходные колесные или гусеничные подъемно-транспортные машины.

По принципу выполнения рабочих операций погрузочно-разгрузочные машины делят на машины цикличного и непрерывного действия. Первые являются универсальными и могут применяться в различных условиях благодаря наличию многих видов рабочего оборудования; вторые применяют на объектах с большим объемом работ по погрузке, перемещению и разгрузке сыпучих строительных материалов, а также там, где рабочий процесс должен быть непрерывным.

В зависимости  от назначения погрузочно-разгрузочные машины разделяют на погрузчики для  штучных грузов — автопогрузчики и для сыпучих грузов — одно-и  многоковшовые погрузчики.

Для разгрузки  материалов с железнодорожного подвижного состава используют разгрузчики узкоспециального назначения различных конструкций, например, со скребковым, бурофрезерным, всасывающим рабочими органами. Устройство и принцип работы пневматического разгрузчика цемента были рассмотрены в § 2.5.

Автопогрузчики. Основным видом рабочего оборудования автопогрузчиков является вилочный захват, который подводят под груз или штабель из отдельных мелких грузив, установленный на подставках. С помощью вилочных погрузчиков перегружают и транспортируют штучные железобетонные изделия, поддоны с кирпичом, оборудование, длинномерные пиломатериалы, профильный металл.

Вилочные автопогрузчики изготовляют на базе автомобильных узлов (мостов, коробок передач, рулевого управления, тормозных устройств и др.) с двигателями внутреннего сгорания или с электродвигателями, работающими от аккумулятора. Все агрегаты ( 2.30, а) монтируются на ходовой раме, которая опирается на передний 12 и задний // мосты погрузчика. В отличие от обычного автомобиля у вилочных погрузчиков двигатель и управляемые колеса располагаются сзади, а ведущий мост со сдвоенными пневмоко-лесамн — спереди. Это обусловлено тем, что передняя часть погрузчика воспринимает нагрузку от рабочего оборудования и груза. Ходовое оборудование погрузчиков приспособлено для работы на площадках с твердым покрытием. Заднее расположение управляемых колес создает погрузчику хорошую маневренность.

Подъемная часть погрузчика – грузоподъемник ( 2.30, и) состоит из шарнирно   укрепленной   на   раме   погрузчика

основной  вертикальной рамы 2, выдвижной внутренней рамы 4 и грузовой каретки 8 с вилочным захватом 5. Для надежного захвата  груза основная рама подъемника может отклоняться вперед от вертикальной плоскости на угол 3…4», а для обеспечения устойчивости в транспортном положении—на 12…15° назад, что осуществляется с помощью двух гидравлических цилиндров. Выдвижная рама перемещается по направляющим основной рамы гидравлическим цилиндром /. Корпус гидроцилиндра опирается на нижнюю поперечину основной рамы, а поршень Н и шток 10 шар-нирно связаны с верхней балкой выдвижной рамы 6». Одновременно по направляющим рамы перемещается грузовая каретка с помощью обратного цепного полиспаста. Последний образован двумя пластинчатыми цепями 9, перекинутыми через звездочки 7, установленными на верхней балке подвижной рамы в. Концы цепей закреплены на основной раме и на грузовой каретке. Благодаря этому грузовая каретка движется с удвоенной скоростью и проходит путь в два раза больший, чем ход выдвижения штока гидроцилиндра. 

Погрузка в  автомобили-самосвалы сыпучих материалов из штабеля экскаватором ЭО-3322Б с  оборудованием прямого копания Общие положенияДля погрузки сыпучих материалов с объемной массой до 1,4 т/м из штабеля или грунтов I, II групп из резерва в автотранспортные средства экскаватор оснащается оборудованием прямого копания и погрузочным ковшом емкостью 1,0 м.

Техническая производительность экскаватора ЭО-3322Б при погрузке грунта из штабеля в автомобили-самосвалы   составляет   113,4   м7ч,   эксплуатационная   -   79,4   м /ч   (значения производительности по данным ЦНИИОМТП).  
 

До начала погрузочных  работ выполняют подготовительные операции: устанавливают переносные вешки, устраивают необходимые временные автомобильные дороги.

При погрузке ось  проходки экскаватора совмещена  с осью штабеля. Размеры штабеля  определены оптимальными условиями  разгрузки в автомобили-самосвалы (угол поворота стрелы экскаватора  на выгрузку составляет не более 70°).

Схема производства, погрузочных работ из штабеля  экскаватором ЭО-3322Б приведена на рис. 13. 

Технико-экономические  показатели при погрузке грунта из штабеля в автомобили-самосвалы

Затраты труда  на 100 м3 грунта, чел.-ч     1Д6

Затраты машинного  времени на 100 м3 грунта, маш.-ч  1Д6

Выработка на 1 чел.-день м3          650,8 
 
 
 
 
 
 
 

Для чего предназначены  гидравлические эксковаторы с рабочим оборудованием прямая лопата? Как они устроены и как работают? Какие типы ковшей устанавливают на этих эксковаторах, Чем они различаются между собой? 

Фирма "BUMAR-LABEDY" (Бумар-Лабедни) - один из учредителей Польского Внешнеторгового предприятия "BUMAR" - специализируется на производстве карьерных и строительных экскаваторов, а также тяжёлых самоходных кранов грузоподъёмностью 50 тонн. Гарантией высокого качества производимых машин является их соответствие нормативам стандарта ISO-9001.

В последние  годы фирма освоила выпуск нового поколения гидравлических экскаваторов производственной серии BRAWAL, которые прошли полный цикл лабораторных и эксплуатационных испытаний в различных грунтовых и климатических условиях Европы, Азии и Африки, подтвердив высокие технико-эксплуатационные характеристики, в т. ч. высокую производительность.

Конструкция экскаваторов серии BRAWAL была подготовлена к работе с широким набором сменного рабочего оборудования и простого создания различных модификаций.

В настоящее  время фирма "BUMAR-LABEDY" производит серийно, кроме модели BRAWAL-1611, две  новые модели экскаваторов-лопат  и одну модель драглайна.

Гусеничный экскаватор BRAWAL-1611, давно освоенная в серийном производстве машина, прошедшая широкую апробацию в экстремальных условиях - от Африки до Сибири. Экскаватор массой 32 тонны обеспечивает часовую производительность 650 т/ч. Модель 1611 комплектуется различным рабочим оборудованием, устанавливаемым на двух типах стрел: "MONO" (для обратных лопат) и "DUO" (для обратных и прямых лопат). Сегодня экскаватор выпускается в модификациях:

обратной лопаты с ковшом 0.7, 1.0,1.4, 1.8 м3;

прямой лопаты с ковшом 2.5; 2.0 и 1.6 м3;

с ковшом-скребком 1.5; 1.0 и 0.6 м3 для планировки и формирования откосов;

с гидромолотом, фрезерующей головкой и гидроножницами для разрушения бетона и резки  арматуры в железобетонных конструкциях.

На экскаваторе BRAWAL-1611 устанавливается дизельный двигатель SW 680 Leyland производства WSK Mielec или LTA-10 Cummins, гидросистема фирмы Mannesmann-Rexroth и гидропривод гусениц с планетарными редукторами фирмы Lohman-Stolter Foht.

Специально для  потребителей сибирских регионов России подготовлен гусеничный карьерный  экскаватор - обратная лопата BRAWAL-1615S, способный работать в условиях низких температур окружающего воздуха до 40°С. Конструкторские решения этой модели воплотили опыт, полученный при эксплуатации экскаваторов BRAWAL-1611 на нефтегазовых промыслах Сибири. Экскаватор модели 1615S оснащён специальным дизелем Cummins 6CT 8.3 и гидросистемами фирм Rexroth и Poclain, приспособленными для запуска и работы при морозах до -40...-50°С.

Карьерный гусеничный экскаватор модели BRAWAL-4011 выпускается специально для тяжёлых забоев по разработке полускальных и скальных горных пород. В его конструкции применены технические решения, аналогичные предшествующим моделям, и использованы унифицированные узлы и агрегаты. Экскаватор BRAWAL-4011 может поставляться с рабочим оборудованием типа прямая и обратная лопата. При этом он может быть оснащен карьерным ковшом вместимостью 5 или 7 м3, ковшом обратной лопаты 2.5 или 4 м3, погрузочным ковшом 8-12 м3 и грейферным ковшом - 2 м3.

Существенное  конструктивное отличие модели 4011 состоит  в закреплении пяты стрелы на подвижной  тележке, совершающей возвратно-поступательные перемещения на расстояние до 2.2 м. Использование  такого технического решения обеспечивает  дополнительное усилие копания 400 кН. Машина оснащается двумя двигателями SW 680 Leyland или LTA-10 Cummins. Диапазон технической производительности прямой лопаты модели 4011 с ковшом 5 м3 - от 600 до 1380 т/ч, с ковшом 7 м3 - от 1300 до 1980 т/ч, при цикле 32-20 сек соответственно.

Технико-эксплуатационная характеристика новых моделей экскаваторов серии BRAWAL

Новой машины фирмы стал также гусеничный экскаватор-драглайн BRAWAL-1613, который применяется для разработки песчаных и песчано-гравийных месторождений, выполнения глубоких выемок на строительстве, чистке, расширении и углублении дна каналов, водоёмов и русел рек, а также для формирования, выполаживания и планировки протяженных откосов. Драглайн имеет стрелу решётчатого типа длиной 10 м, состоящую из двух частей: основной и головной длиной по 5 м каждая. Длина стрелы может быть увеличена до 30 м за счёт использования двух секций-вставок по 3 м и двух - по 7 м каждая. Стрела приспособлена к работе с ковшом драглайна, с грйферным ковшом и грузоподъёмным (крановым) оборудованием. Приводной двигатель и гидросистема на драглайне такие же как и на модели лопаты 1611.

Лебёдки драглайна приводятся в действие высокомоментными низкооборотными  гидромоторами фирмы Poclain без механической передачи. Шасси драглайна предлагается в двух версиях: стандартное - LC и раздвигаемое - R-HD для увеличения колеи при помощи гидроцилиндров, а на время работы блокируемое стопорами. При подготовке к транспортировке машины шасси сужается и блокируется шкворнями, что обеспечивает транспортировку без превышения габаритности машины.

К главным преимуществам экскаваторов-лопат серии BRAWAL относятся:

• меньшая на 25% масса машины в расчёте на 1 м3 ёмкости ковша и достигаемую при этом производительность;
• меньшее на 30% сопротивление резанию грунта благодаря особой траектории движения ковша и, соответственно, уменьшенная энергоёмкость операции копания;
• возможность развития максимальных усилий копания в любой точке рабочей зоны;
• возможность копания самых тяжёлых грунтов до YI категории (экскаваторы известных конструкций могут работать в грунтах только до YI категории) без риска повреждения конструкций и механизмов, благодаря применению гидравлического амортизатора в системе перемещения опорной пяты стрелы;
• возможность точного по размерам выполнения дна и откосов котлованов и траншей;
• оснащение системой энергосбережения, работающей на принципе рекуперации энергии, накопленной поднятым гружёным ковшом и израсходованной затем дополнительно при наполнении ковша в новом цикле экскавации (дополнительная энергия составляет до 50 кВт и до 100 кВт в экскаваторах моделей 1611 и 4011 соответственно).

Вышеотмеченные  преимущества достигаются благодаря  изобретениям, защищённым восемью патентами, которые, помимо Польши, запатентованы  в Германии, Великобритании, Франции  и др. странах.