Строительные машины. 10

     ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

     КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРТСВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

     УНИВЕРСИТЕТ 
 
 

     Кафедра ТОМС 
 
 
 
 
 

     РЕФЕРАТ ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ

     МАШИНАМ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Выполнил: ст.гр. 03-303 гр.

                                                          Джумакулиев Б.Г.                        

                                                  Принял:  Мартынов М. М. 
 
 
 
 
 
 
 

     Казань, 2010 г.  
 
 

     Содержание 

     Тема 1. Изучение устройства и работы канатно-блочной

       системы привода.…………….…………………………………………………………………………………………... 3

     Тема 2. Оборудование для  уплотнения бетонных смесей………………….. 6

     Тема 3. Машины и оборудование для гидромеханизации…………….….. 15

     Тема 4. Машины и оборудование для разработки мерзлых

     грунтов ………………………………………………………………………………………………………………………………. 17

     Тема 5. Установки для  набрызга (торкретирования) бетонных

     смесей  и строительных растворов. Машины для приготовления и

     подачи  жестких растворов …..……………………………………………………….…………………… 23

     Тема 6. Легкие переносные оконно-крышевые краны ……………..…………. 26

     Тема 7. Козловые и кабельные краны ……………………………………………….………… 31

     Тема 8. Оборудование для  производства малярных работ …………. 35

     Список  использованной литературы ……………………………………………..…………….. 38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Тема 1. Изучение устройства и работы канатно-блочной системы привода. 

     Системы управления предназначены  для периодического включения и выключения различных механизмов машины (муфт, фрикционов, тормозов, рулевого управления и др.).

     По  назначению они могут  быть разделены на следующие системы: 
а) управления установкой рабочего органа (например, опускание и подъем отвала бульдозера или ковша скрепера, поворот отвала автогрейдера); 
б) управления муфтами и тормозами;  
в) рулевого управления;  
г) управления двигателем.

     В зависимости от конструктивного выполнения различают системы управления:  
а) механические — редукторные или рычажные;  
б) канатно-блочные;  
в) гидравлические;  
г) пневматические;  
д) электрические;  
е) комбинированные (гидромеханические, электропневматические и т. п.).

     Гидравлические, пневматические и  электрические управления могут быть снабжены системами следящего  действия.

     В навесных и прицепных  машинах наибольшее распространение  имеют канатно-блочные и гидравлические системы; в самоходных машинах — редукторные и гидравлические. В настоящее время в отечественном и зарубежном дорожном машиностроении все более широкое распространение получают гидравлические системы управления.

     Передачи  в системах управления характеризуются  кратковременностью периодов работы и большой частотой включений.

     Операции, выполняемые системой управления при включении  узлов трансмиссии (муфт, тормозов) и рулевого управления, являются не энергоемкими и практически не влияют на общий баланс мощности. В то же время такие операции как опускание и подъем рабочего органа (отвала бульдозера или ковша скрепера и др.) более энергоемки и к тому же они по времени совпадают с максимальным использованием мощности двигателя при выполнении машиной основных технологических процессов. Поэтому возможность совмещения этих операций должна быть проверена по балансу мощности.

     Основными параметрами систем управления рабочими органами являются: величина усилия, развиваемая  на рабочем органе, скорость движения рабочего органа, число включений в час, продолжительность работы в течение цикла, к. п. д. системы управления и быстрота срабатывания. Быстрота срабатывания механизма управления характеризуется временем запаздывания включения управляемого механизма.

     Правильный  выбор основных параметров позволяет определить потребную мощность системы управления, обеспечивающую работоспособность и высокую производительность машины.

     В современных машинах  мощность, потребляемая системой управления, находится в пределах 5—100 кет; скорость перемещения рабочих органов составляет 0,2—0,6 м/сек; к. п. д. системы находится в пределах 60—80%.

     При проектировании систем управления следует  учитывать воздействие  динамических нагрузок на систему управления.

     Рис. 1. Схема редукторной системы управления: 
1 — двигатель; 2 — механизм реверса; 3 — карданный вал; 4 — редуктор. 
 

     Рис. 2. Схемы канатно-блочных  систем управления; а — с полиспастом; б — с зубчатой передачей.

     Редукторная система управления с приводом от двигателя  применяется на таких  землеройно-транспортных машинах, как автогрейдеры и грейдер-элеватор, а в других машинах эта система практически применения не нашла. Кинематическая схема этой системы управления показана на рис. 27. В этих системах применяются червячные, цилиндрические и планетарные редукторы. Наибольшее распространение получили червячные редукторы с самотормозящейся червячной парой. Они обеспечивают фиксацию рабочего органа. При передаче мощности от одного двигателя редукторная система управления выполняется с разветвлением мощности.

     Канатно-блочная  система управления применяется на скреперах, бульдозерах и на различном навесном тракторном оборудовании (кусторезах, корчевателях и т. п.).

     Основными частями этой системы  управления являются: лебедка, тормоз, направляющие блоки и канатный полиспаст (рис. 28). Редуцирующим звеном, вместо канатного полиспаста, может служить зубчатый редуктор. Достоинством канатно-блочной системы управления является простота конструкции, а недостатком — громоздкость, низкий к. п. д., а также невозможность принудительного заглубления рабочих органов. В зависимости от числа управляемых частей рабочего органа применяются один, два или три каната. Соответственно и лебедка может иметь один, два или три барабана.

Применяемые в канатно-блочных  системах управления лебедки можно  классифицировать по следующим признакам:

• по расположению лебедки на тракторе — переднее или заднее;
• по числу барабанов — одно-, двух-, трехбарабанные;
• по расположению оси барабанов по отношению к продольной оси тягача — параллельное (продольное) и перпендикулярное (поперечное) расположение;
• по системе включения — ручное, пневматическое.

     В настоящее время  подавляющее число  лебедок землеройно-транспортных машин по отношению  к трактору имеет  заднее расположение. При поперечном расположении лебедки значительно  уменьшается число  перегибов канатов и число направляющих блоков.

     Составной частью лебедки является муфта включения.

     К. п. д. лебедок зависит  от конструктивной схемы  и качества их изготовления и колеблется в пределах 0,75—0,25. 

     Тема 2. Оборудование для  уплотнения бетонных смесей. 

     Во  время приготовления  в бетонную смесь  попадает значительное количество воздуха. Если попавший воздух не удалить, то бетон может оказаться пористым, пониженной прочности.

     Удаление  попавшего воздуха  и компактное расположение составляющих достигается уплотнением бетонной смеси. От качества уплотнения зависит плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

     Уплотняют бетонную смесь вибрированием, сообщая ее частицам часто повторяющиеся колебания небольшой величины. Механизмы, создающие вибрационные колебания, называются вибраторами.

     В результате вибрирования бетонная смесь становится текучей, т. е. приобретает повышенную подвижность, а частицы, перемещаясь, стремятся под воздействием силы тяжести занять более устойчивое положение. Бетонная смесь заполняет все промежутки между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой. Воздух, содержащийся в ней, вытесняется, и смесь значительно уплотняется.

     Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси характеризуется  амплитудой колебаний (наибольшим удалением колеблющейся точки от центра колебаний) бетонной смеси, частотой колебаний (числом колебаний в минуту) и продолжительностью вибрирования. Оптимальная частота колебаний бетонной смеси зависит от размера ее частиц и подвижности. Для смесей с крупными фракциями заполнителей необходима более низкая частота колебаний с наибольшей амплитудой, а для смесей с мелкими фракциями — наиболее высокая частота с меньшей амплитудой. 
Так как в бетонной смеси содержатся частицы разной крупности, то наилучшего уплотнения можно добиться, применяя поличастотные вибраторы (вибраторы с разным числом колебаний). Это наиболее перспективный способ вибрирования. У большинства применяемых вибраторов частота колебаний соответствует средним по величине частицам бетонной смеси.

     Вибраторы для уплотнения бетонной смеси выпускаются  в основном с частотой колебаний от 2800 до 11 000 в минуту и амплитудой 0,1—3 мм, в некоторых конструкциях вибраторов частота колебаний достигает 20 000 в минуту.

     Классификация вибраторов

     По  способу воздействия на бетонную смесь вибраторы бывают:

     – глубинные (внутренние), погружаемые рабочей  частью в бетонную смесь и передающие ей колебания через  корпус;

     – поверхностные, устанавливаемые  на уложенную бетонную смесь и передающие ей колебания через рабочую площадку;

     – наружные, прикрепляемые  к опалубке болтами  или другим захватным  устройством и передающие бетонной смеси колебания через опалубку;

     – виброплощадки, являющиеся стационарным формующим  оборудованием и  применяемые на заводах  и полигонах сборных  железобетонных изделий.

     По  роду привода и  питающей энергии  различают вибраторы  электромеханические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и моторные (с приводом от двигателя внутреннего сгорания). Наибольшее распространение получили электромеханические и пневматические вибраторы.

     Конструкция вибраторов

     Вибратор  состоит из вибровозбудителя (вибрационного  механизма) с двигателем и передачами, рабочего органа (или устройства) и во многих случаях амортизаторов.

     Электромеханические вибровозбудители по конструктивному исполнению бывают дебалансные и планетарные.

     Дебалансный вибровозбудитель (рис. 3) выполнен в виде одного или нескольких (до восьми) внецентренно насаженных на валу 4 электродвигателя грузов, называемых дебалансами.

     При вращении дебалансов создаются круговые колебания (вибрация) с частотой, равной числу оборотов вала 4. Эти колебания через шарикоподшипники 6 передаются корпусу вибратора и затем бетонной смеси.

     Недостаток  дебалансных вибровозбудителей  — их недолговечность, обусловленная быстрым изнашиванием шарикоподшипников, которые работают в тяжелых условиях, особенно при большой частоте колебаний.

     Круговые  колебания вибровозбудителя могут быть преобразованы  в направленные с помощью маятниковой подставки, шарнир-но соединенной с вибровозбудителем. При таком присоединении вибровозбудитель передает бетонной смеси колебания в одном направлении. В других направлениях вынуждающая сила передается только корпусу и вызывает лишь качание вибровозбудителя вокруг оси сопряжения с опорной плитой в одну и другую сторону. 
 
 

     Рис. 3. Дебалансный вибровозбудитель: 1 — корпус вибратора, 2 — статор электродвигателя, 3 — ротор электродвигателя, 4 -— вал электродвигателя, 5 — дебаланс, 6 — шарикоподшипник.

     Подставка может колебаться перпендикулярно основанию или под углом 45°.

     Колебания, возникающие из-за качания корпуса, гасятся с помощью  резиновых амортизаторов, устанавливаемых на оси шарнира. Эти же амортизаторы удерживают колебания корпуса в пределах определенного угла.

     Планетарный вибровозбудитель (рис. 4) создает колебания бегунком (дебалансом), обкатывающим корпус вибратора по беговой дорожке. Причем обкатка бегунка может быть наружная (рис. 4, а) или внутренняя (рис. 4, б).

     Бегунок, заклиненный на конце  вала, получает вращение от вала электродвигателя. Вал бегунка и вал электродвигателя имеют между собой гибкое соединение 3. Число обкаток не равно числу оборотов вала: чем ближе диаметр d бегунка к диаметру D беговой дорожки, тем большее число обкаток произойдет за один оборот вала бегунка. Каждая обкатка вызывает одно колебание вибратора.

     Таким образом, если выбрать  соответствующее  соотношение диаметров  беговой дорожки и бегунка, то при относительно небольшом числе оборотов вала электродвигателя можно получить высокую частоту колебания корпуса. В этом и состоит основное преимущество планетарных вибраторов. Наиболее выгоден принцип внутренней обкатки дорожки бегунком, позволяющий довести частоту колебаний до 15—20 тыс. в минуту.

     Недостаток  планетарного вибровозбудителя—  проскальзывание  бегунка при попадании даже незначительного количества смазочного материала на беговую дорожку, в связи с чем частота колебаний вибратора резко снижается. Кроме того, амплитуды колебаний в нем по длине наконечника распределяются неравномерно.

     Вынуждающая сила колебаний в электромеханических вибровозбудителях, возникающих при вращении вала с дебалансами, растет пропорционально квадрату частоты колебаний. Так, при изменении частоты от 3 до 6 тыс. колебаний в минуту, т. е. в 2 раза, вынуждающая сила увеличивается в 4 раза. Однако износостойкость вибровозбудителей при повышенных частотах колебаний резко падает.

     По  тому же принципу, что  и электромеханические, работают вибраторы  с двигателями  внутреннего сгорания и ротационные  пневматические и  гидравлические вибраторы, снабженные турбиной. Вибраторы с двигателями внутреннего сгорания применяют в неэлектрифицированных районах.

     Пневматический  планетарный вибровозбудитель (рис. 5) состоит из полого ротора, неподвижной оси с текстолитовой лопаткой и щитов, смонтированных в корпусе. У пневматического двигателя ротор служит дебалансом, а ось — беговой дорожкой.

     Обычно  пневматический планетарный  вибратор возбуждает две частоты: высокую  за счет планетарной  обкатки и низкую за счет вращения ротора, выполненного неуравновешенным относительно собственной оси.

       Лопатка, помещенная  в продольном пазу  оси, разделяет  камеру на рабочую и выхлопную полости. Сжатый воздух по шлангу поступает сначала в рабочую полость Л через отверстие в оси, затем в выхлопную полость Б и через боковые отверстия в щитах, расположенных в торцевых частях вибровозбудителя, идет на выхлоп. 

     Характеристика  вибраторов и область  их применения. 

     Глубинные вибраторы. Их применяют для уплотнения бетонной смеси в армированных и неармированных блоках массивных сооружений, фундаментах, колоннах, балках и изготовления железобетонных изделий. Широкое распространение получили электромеханические глубинные планетарные и дебалансные, а также пневматические вибраторы. Изготовляют глубинные вибраторы с двигателем, встроенным в корпус рабочей части или вынесенным из него. В последнем случае электродвигатель может быть соединен с рабочей частью жестким или гибким передаточным валом.

     Электромеханические вибраторы. Ручные глубинные планетарные вибраторы с гибким валом ИВ-75, ИВ-66, ИВ-67 и ИВ-47 однотипны по конструкции и предназначены для уплотнения бетонных смесей с осадкой стандартного конуса 3—5 см.

     Вибратор  ИВ-75 служит для уплотнения бетонной смеси при  изготовлении железобетонных изделий с шагом между стержнями арматуры 35—50 мм.

     Вибратор  ИВ-66 применяют при  изготовлении густоармирован-ных  железобетонных конструкций и изделий с шагом между стержнями арматуры 40—100 мм и укладке бетонной смеси в стесненных условиях, а вибраторы ИВ-67 и ИВ-47 — при изготовлении среднеармированных и густоармированных (шаг между стержнями арматуры 60—100 см) железобетонных конструкций и изделий.

     Вибратор  ИВ-66 (рис. 6) состоит из электродвигателя, гибкого вала и вибронаконечника. Корпус электродвигателя крепится к опорной плите, размеры которой выбраны так, что позволяют устанавливать электродвигатель на свежеуложенную бетонную смесь без погружения в нее. 
 

     Рис. 7. Малогабаритный электрифицированный трактор М-663Б с навесным пакетом вибраторов ИВ-90: 
1 – резиновый амортизатор, 2 — хомут, 3 — вибратор ИВ-90, 4 — балка.

     К внешней электросети  электродвигатель подключается через понижающий трансформатор, так  как его обмотки  рассчитаны на работу с напряжением 36 В. Для переноса электродвигатель снабжен рукояткой. Гибкий вал служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Он расположен внутри резинометаллической брони, концы которой заделаны в присоединительные муфты. Для защиты брони от резких перегибов оба ее конца защищены металлическими спиралями или резиновыми втулками. На концах гибкого вала расположены наконечники для присоединения к валу электродвигателя и шпинделю вибронаконечника.

     Вибронаконечник вибратора представляет собой цилиндрический корпус с втулкой, по конусной поверхности которой планетарно обкатывается бегунок-дебаланс. Упругой муфтой бегунок-дебаланс соединен со шпинделем. Конец шпинделя снабжен хвостовиком для соединения с гибким валом.

     Вибраторы удобны в работе, так как масса  вибронаконечника, который  поддерживают на руках при виброуплотнении, небольшая.

     Ручные  глубинные дебалансные  вибраторы со встроенным электродвигателем ИВ-78, ИВ-79 (рис. 8), ИВ-80 выполнены по одной конструктивной схеме. Вибратор состоит из корпуса и рукоятки, соединенных резинотканевым шлангом.

     В корпусе, изготовленном  из стальной трубы, помещен  высокочастотный  электродвигатель. Статор электродвигателя (рис. 9) запрессован в корпусе, а обмотка его соединена кабелем 8 с выключателем. Кабель помещен внутри резинотканевого шланга, защищающего его от механических повреждений.

     Вал с дебалансом установлен на двух подшипниках, воспринимающих вынуждающую силу, создаваемую дебалансом. Ротор электродвигателя помещен на валу, который одним концом опирается на дебалансный вал, другим — на подшипник.

     Рис. 8. Глубинный вибратор ИВ-79:   

              1 — рукоятка,

             2 — шланг,

              3 — корпус 
 
 

     Во  время работы вибратор обычно удерживают одной  рукой за резинотканевый шланг, а другой — за рукоятку. Конструкция вибратора обеспечивает защиту рук рабочего от воздействия вибрации.

     Включение и выключение вибраторов производится пакетным выключателем 9, вмонтированным в герметичную коробку в верхней части вибратора.

     Электродвигатели  вибраторов подключаются к преобразователям частоты тока, которые  преобразуют переменный ток нормальной частоты (50 Гц) при напряжении 220/380 В в переменный трехфазный ток повышенной частоты (200 Гц) при напряжении 36 В.

     Пневматические  вибраторы. Ручные глубинные вибраторы ВП-1 и ВП-3 с планетарным механизмом возбуждения колебаний предназначены для тех же видов работ, что и глубинные вибраторы с электроприводом.

     Вибратор  ВП-1 (рис. 52) и ВП-3 однотипны по конструкции. Внутри цилиндрического корпуса смонтирован планетарный вибровозбудитель — ротор-дебаланс. Воздух к каналу оси вибровозбудителя подается по внутреннему шлангу, а удаляется через отверстия в щитах и далее по наружному шлангу в атмосферу. 
 

     Рис. 9. Конструкция глубинного вибратора ИВ-79 со встроенным электродвигателем: 1 — дно, 2 — дебаланс, 3 — корпус, 4 — статор электродвигателя, 5 ~ ротор электродвигателя, 6 — уплотнение, 7 — шланг, 8 — кабель, 9 — выключатель, 10 — рукоятка.

     Поверхностные вибраторы. Их применяют  при бетонировании  неармированных или  армированных одиночной  арматурой перекрытий, полов, сводов, дорожных и аэродромных  покрытий толщиной не более 25 см и конструкций  с двойной арматурой толщиной не более 12 см.

     Вибратор  ИВ-91 (рис. 10) состоит  из рабочей площадки размерами 550X1050 мм и  установленного на ней  электродвигателя 2 мощностью 0,6 кВт. Вал  электродвигателя снабжен двумя деба-лансами 5, при вращении которых возникает вынуждающая сила колебаний величиной до 8,00 кН. Колебания от дебалансов через рабочую площадку передаются бетонной смеси. Масса вибратора 60 кг.

     Вибратор  питается переменным током нормальной частоты (50 Гц) и напряжением 36 В. Переход на низкое напряжение сделан для уменьшения возможности поражения электрическим током при работе с вибратором. Вибратор включают в сеть через понижающий трансформатор, поставляемый заводом вместе с вибратором, рубильником, установленным на распределительном щитке. Однако выключатель имеется и на самом вибраторе. Обычно поверхностный вибратор обслуживает один рабочий. Наружные вибраторы. При уплотнении бетонной смеси, укладываемой в тонкие элементы монолитных сооружений, изготовлении различных элементов сборного железобетона, для побуждения выгрузки сыпучих и вязких материалов из бункеров, бадей, автосамосвалов, привода вибрационных питателей, желобов, грохотов вибраторы устанавливают на опалубке, бункерах, воронках и других устройствах снаружи.

     Широкое распространение  для этих целей  получили электромеханические вибраторы общего назначения с круговыми и направленными колебаниями и пневматические прикрепляемые вибраторы.

     Электромеханические вибраторы. Вибраторы с круговыми колебаниями ИВ-19, ИВ-21, ИВ-22, ИВ-24, ИВ-61, ИВ-68, I ИВ-70, ИВ-76, ИВ-77 представляют собой мотор-вибраторы, на консольных концах вала ротора которых насажено по два дебаланса. Перемещая дебаланс на валу, регулируют величину его вращательного момента. Электродвигатель вибраторов рассчитан на напряжение 220/380 В. Масса вибраторов от 12 до 80 кг.

     Выпускают также аналогичные  вибраторы ИВ-21А, ИВ-70А, рассчитанные на напряжение 36 В.

     Вибраторы с направленными  колебаниями (маятниковые) ИВ-35, ИВ-38А, ИВ-53, ИВ-74, ИВ-63 представляют собой  вибраторы с выдвижными дебалансами и маятниковой подставкой. Вибратор соединен с опорной плитой и осью качания. Размах качания корпуса вибраторов вокруг оси ограничен амортизатором. Мощность электродвигателя вибраторов от 0,27 до 1,5 кВт, масса от 15 до 130 кг. Питаются они током напряжением 220/380 В.

     Пневматические  вибраторы. Пневматические прикрепляемые вибраторы ВП-2 и ВП-4 аналогичны по конструкции и имеют пневмодвигатель (ротор-дебаланс), заключенный в цилиндрический корпус с кронштейнами для крепления к вибрируемой конструкции, шланг для подачи сжатого воздуха и пусковое устройство — кран. Работают они при давлении 0,5 МПа. Масса вибраторов 3,5 и 10 кг. Выпускается также вибратор ВП-5 для уплотнения бетонных смесей при изготовлении труб. Его масса 23 кг.