Машины для земленых работ

                                        Машины для земляных работ

План:

Машины  для земляных работ

1.Назначения и типы одноковшовых экскаваторов

2.Основные характеристики, конструктивные решения и принцип работы

 Общие положения

1. Приводы и системы управления строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин
2. Расчёт основных подсистем, узлов и элементов строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин
3. Теоретические основы процессов взаимодействия рабочих органов строительных и дорожных машин со средой
4. Землеройные и землеройно-транспортные машины, машины для уплотнения грунтов и оборудование для буровых и свайных работ
5. Машины и оборудование для дробления и сортировки материалов, приготовления и транспортирования бетонных смесей
6. Машины и автоматизированные комплекты для строительства покрытий автомобильных дорог и аэродромов и оборудование для содержания и ремонта дорог

 Машины для земляных работ

Земляные работы являются составной частью строительства  большинства инженерных сооружений.

Они включают в себя: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей, плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т.д.

Машины для земляных работ  по назначению разделяют на:

землеройные, предназначенные для выполнения одной операции - отделения грунта от массива (экскаваторы);

землеройно-транспортные, которые  не только отделяют грунт от массива, но и перемещают его (бульдозеры, скреперы);

специальные, предназначенные  для уплотнения грунтов (катки, трамбовки, виброуплотнители), для свайных работ (вибропогружатели, дизельмолоты).

Машины для земляных работ  различают также по виду привода (электрический, внутреннего сгорания, гидравлический, комбинированный), но ходовому оборудованию (гусеничные, пневмоколесные, шагающие, рельсовые), по климатическому исполнению (обычное, северное, тропическое), по условиям воздействия на грунт (периодического действия, когда технологические операции выполняются последовательно или с частичным совмещением; непрерывного действия, когда все операции выполняются одновременно и непрерывно).

При открытом способе строительства  метрополитена наибольшее применение получили одноковшовые экскаваторы - самоходные машины периодического действия, предназначенные  для разработки грунта, погрузки его в транспортные средства и укладки в отвал или возводимое земляное сооружение.

Сменное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов (рис.1) предназначено  для выполнения различных земляных работ. Прямая лопата (рис.1,а) служит для разработки грунта, расположенного выше уровня стоянки экскаватора, в процессе копания ковш движется вверх от экскаватора.

Обратная лопата (рис.1, б) служит для разработки грунта, находящегося ниже уровня стоянки, при этом ковш движется вверх в сторону экскаватора. Драглайн (рис.1, в) предназначен для разработки грунта ниже уровня стоянки; его ковш, имеющий гибкую подвеску на стреле, движется вверх в сторону экскаватора.

Грейфер (рис.1, г) - это грузозахватное приспособление с поворотными челюстями, предназначенное для выемки грунта из-под воды, погрузки и разгрузки сыпучих и мелкокусковых материалов, разработки узких и глубоких траншей, выемки грунта при проходке стволов способом опускной крепи в тиксотропной оболочке и производстве работ способом «стена в грунте».

Для разработки грунта слоями, параллельными поверхности забоя, используют машины послойного резания - бульдозеры и скреперы. Эти машины не только роют, но и транспортируют грунт на некоторое расстояние, поэтому  их называют также землеройно-транспортными машинами. Работа таких машин возможна на грунтах, обладающих достаточной несущей способностью и хорошим сцеплением с колесами или гусеницами. В переувлажненных грунтах работа таких машин невозможна, поэтому в них предварительно проводят искусственное водопонижение.

экскаватор бульдозер скрепер

1.Назначения и типы одноковшовых экскаваторов

Экскаватор – незаменимая  строительная машина для всевозможных земляных работ, связанных с рытьем, засыпанием, прокладыванием траншей  и множества других видов работ над мягким или средней твердости грунтом. Экскаватор в общем виде представляет собой инженерную машину с длинным мощным манипулятором, идущим от основной ее части, на конце которого находится специальной конструкции ковш. Управление всеми манипуляторами и ходом самого экскаватора осуществляется из водительской кабины расположенной на вращающейся платформе, закрепленной на ходовой части экскаватора. Большинство экскаваторов, за исключением отдельных видов особого назначения, могут вращаться вокруг своей оси на 360 градусов при неподвижной ходовой части. Этот факт делает экскаваторы действительно незаменимым инструментом на строительной площадке. Как и многие другие виды строительной техники, экскаваторы различаются на гусеничные и колесные экскаваторы. В зависимости от принципа действия рабочих частей экскаватора, различают несколько видов этих строительных машин. Большое распространение среди современных экскаваторов получили гидравлические экскаваторы, работа всех рабочих деталей которого основана на гидравлике. Тем не менее, в некоторых отдельных видах строительных работах не редко успешно используются и другие виды экскаваторов, такие как электрические экскаваторы или специфические вакуумные экскаваторы, работа которых основана на выбирании слоев грунта за счет мощного всасывания через специальную трубу.   

Существует множество  различных экскаваторов, предназначенных  для различных видов земляных и строительных работ. В зависимости  от предназначения конструкция экскаватора  может сильно видоизменяться. Большую популярность среди различных видов работ получили гусеничные экскаваторы за счет большой проходимости и устойчивости, так как гусеничные экскаваторы имеют намного большую площадь соприкосновения с землей, чем колесные экскаваторы. Большинство стандартных экскаваторов одноковшовые и предназначены для различных земляных строительных работ. Одноковшовые экскаваторы оборудуются одним ковшом различного объема зависящего от мощности самого экскаватора. Конструкция и принцип действия одноковшовых экскаваторов построены таким образом, что во время выполнения рабочих операций ходовая часть экскаватора остается неподвижной.

Экскаваторы погрузчики представляют собой отдельную серию экскаваторов различной модификации, рабочие  манипуляторы которых специально предназначены для погрузки, разгрузки и транспортировки различных сыпучих материалов. Особая конструкция ковша экскаваторов погрузчиков позволяет с легкостью осуществлять погрузку в различного вида емкости. Мини экскаваторы получают все большее распространение последнее время, так как благодаря своей компактности могут применяться там, где нет возможности использовать обычный экскаватор. Также большинство мини экскаваторов могут оборудоваться различного вида дополнительным оборудованием, что повышает их функциональность. Траншейные экскаваторы – это экскаваторы, оборудованные специальным приспособлением, предназначенным специально для рытья траншей. Траншейные экскаваторы различаются в зависимости от вида рабочей части, но имеют схожий принципе действия, основанный на погружении в землю манипулятора с вращающимися зубьями. С помощью траншейных экскаваторов легко, а главное быстро и качественно создаются траншеи различной длины, глубины и ширины.   

Работа экскаватора является востребованной во время выполнения дорожно-строительных работ и часто является необходимой. Однако стоимость экскаватора достаточно высока и увеличивается с увеличением функциональности и мощности экскаватора. В услугах экскаватора может нуждаться даже строительство самого простого вида, так как сложно найти машину более подходящую для проведения различных земельных работ, чем экскаватор. С техническими характеристиками экскаваторов в сфере их назначения вряд ли сможет сравниться любая другая спецтехника, но купить экскаватор под силу далеко не каждому. Именно поэтому объединенная дорожно-строительная компания предлагает аренду экскаваторов различного вида. Наша компания осуществляет аренду гусеничных экскаваторов одноковшовых и оснащенных дополнительными манипуляторами, а также аренду колесных экскаваторов различного вида, мощности и объема ковша.

Если Вам необходимо в короткие сроки оттранспортировать или разгрузить сыпучие строительные материалы (такие  как песок, щебень и т.д.) или грунтовые  мягкие слои или еще что-либо в  этом роде, наша компания предлагает Вам аренду экскаваторов погрузчиков, идеально подходящих для перечисленных видов работ. Если Вам нужен компактный мобильный экскаватор с хорошими техническими характеристиками мы предоставим Вам в аренду мини экскаватор. Наша компания уже много лет занимается арендой спецтехники и экскаваторов в частности и может предложить Вам аренду экскаваторов оптимально подходящих для необходимых Вам видов работы. Стоимость аренды экскаватора несравнимо меньше, чем его рыночная закупочная цена, что делает аренду экскаваторов действительно оптимальным решением, позволяющим в любой момент воспользоваться услугами экскаватора, и в то же время не беспокоиться о его постоянном содержании и техническом обслуживании.

Назначение  и области применения экскаваторов

Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные  для копания грунта с последующей  его выгрузкой в отвал или  в какие-либо транспортные средства, например автосамосвалы. 
 
Экскаваторы пришли на смену землекопам, механизировали их трудоемкий ручной труд и значительно повысили производительность земляных работ. Вместимость ковшей современных строительных экскаваторов может достигать 2—4 м. 
 
Экскаваторщик, управляя из кабины рабочим оборудованием машины, выполняет работу многих сотен землекопов. А если учесть, что можно обогревать воздух в кабине в холодное время года или, наоборот, охлаждать в жаркий период, защищать экскаваторщика от действия прямых солнечных лучей, пыли, дождя и снегал то становятся очевидными преимущества условий его труда перед прежними на земляных работах. Помимо этого машины могут быть снабжены собственными источниками света для освещения места работы в темное время. Фактически с помощью экскаватора удалось полностью механизировать труд землекопа. 
 
В настоящее время ни одна стройка в стране не обходится без экскаваторов. Их высокая производительность, способность работать в любых условиях, надежность, качество и разнообразие выполняемых ими земляных работ обеспечили этим машинам широкое применение в различных областях народного хозяйства. Недаром парк этих машин в нашей стране или, иными словами, общее количество экскаваторов, находящихся в ведении различных строительных организаций, составляет более 500 000. Однако потребность в них в связи с большим строительством в последние пятилетки так велика, что ежегодно на заводах изготавливается более 40000 экскаваторов. 
 
Для каких конкретно работ предназначены экскаваторы? Их можно использовать при рытье котлованов, каналов, траншей, разработке выемок и насыпей, сооружении дамб и расчистке территорий, на вскрышных работах и в карьерах, при перегрузке сыпучих строительных материалов и планировочных работах и во многих других случаях. 
 
Область их применения в строительстве практически не ограничена. Там, где есть доступ для этой машины, земляные работы будут выполнены с высоким темпом и качеством. 
 
Экскаваторы могут вести разработку грунта как выше уровня площадки, на которой они стоят, так и ниже этого уровня. Они могут действовать в стесненных условиях и разрабатывать грунт под слоем воды, выгружать выкопанный грунт в транспортные средства и отсыпать его на значительное расстояние от места копания в отвал, могут окончательно отделывать уклон и поверхность стенок траншей и котлованов, а также с достаточной точностью планировать горизонтальную поверхность строительной площадки или дна траншей и котлованов. 
 
Очевидно, что каждый вид работы требует применения приспособленных для этого экскаваторов и предназначенного для каждого конкретного случая рабочего оборудования. Под рабочим оборудованием подразумеваются те узлы машины, при помощи которых экскаватор непосредственно копает грунт (ковш, стрела, рукоять с системой их привода). Играет определенную роль в этих случаях также тип ходовой части машин: снабжен ли экскаватор гусеничным ходом, дающим машине возможность доступа в любое место строительной площадки при отсутствии подъездных путей и при плохих грунтовых условиях или имеет он пневмоколесную ходовую часть, хотя и обладающую худшей проходимостью, но позволяющую быстро перемещать машину с объекта на объект. Для выполнения определенных работ имеет значение вид привода рабочего оборудования. Так, экскаваторы с гидравлическим приводом более производительны, лучше приспособлены для планировочных, отделочных операций, однако машины с канатной подвеской более применимы при отрывке и углублении каналов с помощью ковша-драглайна, при земляных работах на значительном удалении от машины. И, конечно, большую роль при аренде экскаватора играет возможность поворота рабочего оборудования или, иными словами, наличие у них поворотной платформы, которая создает широкие возможности для выгрузки грунта и прочих работ. 
 
Таким образом, особенности конкретных видов земляных работ, которые необходим/) выполнить экскаватору, — например, вырыть котлован, траншею, канал, спланировать поверхность площадки или перегрузить строительные материалы, а также объем грунта, предполагаемого к выемке, и грунтовые условия на объекте диктуют применение экскаваторов с определенными рабочим оборудованием, ходовой частью и типом привода рабочего оборудования. 
 
Для выполнения всех возможных видов земляных работ выпускаются экскаваторы различного конструктивного исполнения. Их можно разделить на две большие группы: одноковшовые и многоковшовые. 
 
Одноковшовые экскаваторы (их называют иногда экскаваторами цикличного действия) все операции по копанию грунта, его перемещению и выгрузке выполняют последовательно и циклично: сначала заполняют ковш грунтом, затем поворачивают загруженный ковш, в конце поворота выгружают грунт из ковша (в отвал или транспортные средства) и, наконец, возвращают порожний ковш в начальное положение для загрузки. Далее этот цикл операций повторяется. 
 
Многоковшовые экскаваторы (их называют также экскаваторами непрерывного действия) выполняют все рабочие операции по копанию, перемещению и выгрузке грунта одновременно. Пока часть ковшей или ножей режет грунт, другие перемещают его, а третьи — выгружают. При работе этих машин нет ярко выраженного повторяющегося цикла рабочих операций. 
 
Однаковшовые экскаваторы получили большее распространение в строительстве, чем многоковшовые, в связи с тем, что обладают большей универсальностью. 
Универсальность – это способность экскаватора выполнять разнообразные земляные работы, начиная от сооружения траншей, котлованов, каналов и кончая отсыпкой насыпей и дамб, а также вести погрузочно-разгрузочные работы. Конечно, все это экскаватор может выполнять только с помощью различного сменного рабочего оборудования. 

2.Основные  характеристики, конструктивные решения  и принцип работы

Общие положения

Современный уровень, этапы и направления развития строительных, дорожных машин, подъемно-транспортной техники, а также научно-исследовательских и конструкторских работ в данной области. Их роль в комплексной механизации и автоматизации строительно-монтажных и подъемно-транспортных работ. Методы оптимизационного синтеза машин, их функциональных механизмов, комплектов и систем.

Методы моделирования, прогнозирования, исследований, расчета технологических параметров, проектирования, испытаний машин, комплектов и систем, исходя из условий их применения. Методы управления машинами, машинными комплектами и системами и контроля качества технологических процессов, выполняемых машинами. Методы повышения долговечности, надежности и безопасности эксплуатации машин,  машинных комплектов и систем.

Методы технико-экономического анализа строительных и дорожных машин и комплексов. Основные показатели, характеризующие эффективность работы машин и комплектов. Принципы унификации, блочности, агрегатирования конструкций. Производительность машин и комплектов. Методы повышения производительности.

Управление  качеством машин на этапе проектирования и изготовления. Требования техники безопасности, эргономики и эстетики.

Нормы и правила  по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горного  надзора (Госгортехнадзор).

1. Приводы  и системы управления строительных, дорожных и подъемно-транспортных  машин

Двигатели внутреннего сгорания, внешние характеристики. специальные требования к двигателям, используемым на строительных, дорожных и подъемно-транспортных машинах.

Гидроприводы  и гидравлическое оборудование. Типовые  схемы объёмных гидроприводов. Основные элементы: насосы, моторы цилиндры. Распределительная и регулирующая аппаратура. Выбор и расчёт основных  параметров объёмных гидроприводов.

Гидродинамические системы приводов. Основные схемы  использования гидродинамических приводов. Внешне характеристики и специальные требования к гидродинамическим приводам.

Электроприводы, дизель-электрический привод. Области  применения. Основные принципиальные схемы и внешние характеристики, специальные требования.

Механические  трансмиссии. Классификация, выбор  типов механических передач и  методы расчёта.

Механизмы привода  со встроенными передачами: мотор-колеса, мотор-барабаны и др.

Методы расчета  и моделирования динамических процессов  в системах приводов и управления строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин.

Основы автоматизации систем управления строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин. Классификация систем. Основные принципиальные схемы автоматизации управления. Основы функционирования системы: «оператор – привод - машина». Использование лазерной и микропроцессорной техники

2. Расчёт основных подсистем, узлов и элементов строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин

Базовые тягачи, базовые машины, их тяговый баланс. Конструктивные схемы для различного агрегатирования и использования. Управление и маневренность при различных схемах.

Ходовое оборудование. Классификация, методы расчёта колесных и гусеничных движителей. Тяговые  и скоростные характеристики.

Унифицированные узлы, их типоразмерные ряды, методы проектирования и оптимизации. Главные параметры основных унифицированных узлов.

Характеристика  и методы определения нагрузок, действующих  на элементы, узлы и машину в целом. Случайный характер изменения нагрузок, действующих на рабочее оборудование. Основные статистические свойства и  характеристики нагрузок. Методы расчёта динамических нагрузок. Колебания самоходных машин на транспортных режимах. Эргономическая оценка уровней колебаний.

Обеспечение и  повышение основных показателей  надежности машин и комплектов на этапе проектирования. Характеристика факторов, определяющих надёжность машин: конструктивные, технологические, эксплуатационные. Выбор показателей надёжности и установление их значений. Контроль и определение показателей безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости машин на этапе проектирования и создания опытных образцов.

Методы, оборудование и аппаратура для исследования и  испытаний машин. Ускоренные испытания  элементов, узлов машины. Автоматизированные имитационные стенды. Планирование экспериментальных  исследований. Анализ результатов и прогнозирования эксплуатационных показателей и свойств машины и комплектов.

3. Теоретические основы процессов взаимодействия рабочих органов строительных и дорожных машин со средой

Процессы разработки грунтов и горных пород методами механического воздействия. Классификация методов, физико-механические и прочностные характеристики грунтов и горных пород. Методы расчета сопротивления при разработке грунтов и горных пород. Применение для разрушения пород вибрации, термомеханических методов, средств гидромеханизации.

Дробление, обогащение продуктов дробления горных пород  механическими методами и их классификация. Методы интенсификации дробления и  обогащения горных пород.

Процессы, протекающие  при перемешивании строительных смесей. Классификация методов перемешивания. Методы интенсификации процессов перемешивания.

Процессы уплотнения грунтов и строительных смесей. Методы статического уплотнения. Методы вибрационного  и виброударного воздействия  на уплотняемую среду. Теоретические  основы процесса уплотнения. Методы интенсификации процессов уплотнения. Методы оценки качества уплотнения.

Теоретические основы процесса взаимодействия рабочих  органов уборочных  машин со снегом, наледями.

4. Землеройные и землеройно-транспортные машины, машины для уплотнения грунтов и оборудование для буровых и свайных работ

Общая классификация  машин для земляных работ. Классификация  экскава-торов и землеройно-транспортных машин и характеристика осуществляемых ими технологических процессов. Определение сопротивлений грунта резанию и копанию.

Одноковшовые  экскаваторы. Классификация. Основные параметры экскаваторов. Рабочий процесс одноковшовых экскаваторов с различным рабочим оборудованием и приводом. Расчет производительности. Основные тенденции развития одноковшовых экскаваторов. Конструктивные схемы. Кинематические схемы основных механизмов при одномоторном и многомоторном приводе. Структурные схемы гидропривода основных механизмов и их параметры. Системы и схемы управления механизмами экскаваторов при различных приводах.

Общий расчёт одноковшовых экскаваторов. Определение усилий, скоростей, мощностей и передаточных отношений основных механизмов. Статический  и динамический расчёт. Динамические расчётные схемы для основных механизмов, их анализ. Определение  динамических нагрузок в механизмах привода и элементах металлоконструкций.

Конструкция и  расчёт рабочего оборудования, поворотной платформы, нижней рамы и ходового оборудования. Анализ и сопоставление различных  конструкций и области применения.

Экскаваторы непрерывного действия. Классификация и области применения. Конструктивные схемы. Траншеекопатели с роторным и цепным рабочими органами. Определение усилий на рабочих органах, скоростей движения и мощности.

Статический и  динамический расчёт экскаваторов непрерывного действия.

Землеройно-транспортные машины: скреперы, бульдозеры, автогрейдеры, грейдер-элеваторы, колёсные погрузчики.

Классификация, основные параметры, конструктивные схемы  и виды рабочего оборудования. Тенденции  развития. Рабочий процесс и определение производительности. Общий и тяговый расчёты. Конструкции основных узлов. Типовые расчётные схемы машин. Устойчивость машин. Расчёт основных элементов конструкции.

Машины  для подготовительных работ. Кусторезы, корчеватели, рыхлите-ли. Классификация, рабочий процесс. Расчёт основных параметров и определение производительности. Конструктивные схемы. Основы статического и динамического расчёта.

Машины  для уплотнения грунтов. Классификация, область применения. Тяговый расчёт. Выбор основных параметров и определение производительности. Особенности расчётных схем, их анализ и определение нагрузок. Расчёт основных элементов конструкции.

Машины  и оборудование для буровых и  свайных работ. Бурильные машины, классификация и область применения. Ударное и вращательное бурение. Оборудование для сооружения буронабивных свай. Конструкция и расчёт основных параметров бурильного оборудования. Классификация и

конструкция сваебойных молотов, вибропогружателей и шпунтовыдёрги-вателей. Определение основных параметров сваебойного оборудования и расчёт основных элементов конструкций.

Особенности требований к эргономике, надёжности, безопасности и другим показателям качества и  эффективности землеройных и  землеройно-транспортных машин, машин  для уплотнения грунтов, машин и оборудования для буровых и свайных работ. Дальнейшие пути их развития и совершенствования.

5. Машины и оборудование для дробления и сортировки материалов, приготовления и транспортирования бетонных смесей

Классификация и конструкция  машин для измельчения материалов. Основы расчёта геометрических, кинематических, энергетических параметров машин для дробления материалов. Объемная и поверхностная теории дробления.

Классификация, конструкция  оборудования для сортировки и обогащения материалов. Основы механики плоских быстроходных грохотов. Оборудование для воздушной и гидравлической сепарации материалов. Физические основы процессов, расчет режимов работы оборудования. 

Классификация и конструкция  машин для приготовления бетонных и растворных смесей. Принцип действия, конструкция, расчет производитель-ности и мощности гравитационных смесителей. Смесители принудительного действия. Основные схемы, режимы рабочего процесса. Особенности рабочего процесса, области рационального применения.

Машины для транспортирования бетонных и растворных смесей: автобетоносмесители, бетоновозы, бетононасосы. Схемы, режимы рабочего процесса расчет мощности и производительности.

Оборудование для пневматического  транспортирования бетонов и  растворов, схемы аппаратов, режимы рабочего процесса.

Особенности требований к  эргономике, надёжности, безопасности и другим показателям качества машин  и оборудования для дробления  и сортировки материалов, приготовления  и транспортирования бетонной смеси.

6. Машины и автоматизированные комплекты для строительства покрытий автомобильных дорог и аэродромов и оборудование для содержания и ремонта дорог

Классификация оборудования, машин и комплектов для строительства  покрытий.

Комплекты машин для строительства  асфальтобетонных покрытий. Оборудование для хранения, транспортировки и разогрева вяжущих материалов. Основы теории и расчёта. Оборудование для приготовления асфальтобетонных смесей. Основные тенденции развития. Методы расчета основных элементов и узлов асфальтобетоносмесителей. Хранилища асфальто-бетонных смесей.

Машины и комплекты  для укладки асфальтобетонной смеси. Теория рабочего процесса комплекта. Основы расчёта. Автоматизация процесса. 

Комплекты машин для строительства  цементобетонных покрытий. Характеристика машин и оборудования, составляющих комплект. Передвижные высокопроизводительные установки для приготовления цементных смесей. Технологический процесс. Оборудование для дозирования и перемешивания. Система транспортирования смеси. Автоматизированные комплекты машин для укладки смеси, уплотнения и отделки ее поверхности. Расчёт основных параметров и узлов комплекта.

Машины и комплекты  для содержания и ремонта автомобильных  дорог и аэродромов. Классификация  машин. Основы теории расчёта и расчёт основных машин, составляющих комплект.

Особенности требований к  эргономике, надёжности, безопасности и другим показателям качества машин  и автоматизированных комплектов для  строительства покрытий автомобильных  дорог и аэродромов и оборудования содержания и ремонта дорог, определяющих дальнейшие пути их развития и совершенствования.