Строительные машины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Современное строительство является одной из наиболее механизированных сфер человеческой деятельности. Строительные машины используются на всех этапах строительного производства – в карьерной добыче строительных материалов (песка, гравия, глины, мела и т.п.); в изготовлении железобетонных, металлических, деревянных и других строительных элементов заводским способом; на погрузке, разгрузке и транспортировке материалов и строительных конструкций; в технологических процессах возведения зданий и сооружений, строительстве дорог, подземных коммуникаций, объектов гидротехнического, энергетического и других видов строительства – от работ освоения строительных площадок и нулевого цикла до завершающих стадий отделочных и т.п. работ. Строительные машины являются также средствами механизации ремонтных и восстановительных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды механизации. Номенклатура строительных машин. ТЭП

 В современном строительстве  применяется большое количество разнообразных машин и механизмов, различающихся между собой конструктивным исполнением механизмов и рабочих органов, размерами и мощностью силовой установки.

По производственному (технологическому) признаку все строитель

ные машины и механизмы могут быть разделены на следующие основ

ные группы:  

1)         грузоподъемные ( кран, таль, домкрат)

2)         транспортирующие (конвейеры, электрические платформенные тележки)

3)         погрузочно-разгрузочные (экскаваторы, башенные краны)

4)         для подготовительных и вспомогательных работ(экскаваторы, бульдозеры)

5)         для земляных работ (многоковшовые и одноковшовые экскаваторы)

6)         бурильные (бурильно-крановые машины)

7)         сваебойные

8)         дробильно-сортировочные;

9)         смесительные;

«  10)  машины для транспортирования бетонных смесей и растворов; ' 11) машины для укладки и уплотнения бетонной смеси;

12) дорожные; - 13)  отделочные; 14)  механизированный инструмент.

 

Технико-экономические показатели:

1. Производительность;
2. Мощность рабочего оборудования;
3. Металлоемкость
4. Энергоемкость
5. Простота конструкции и управления;
6. Надежность эксплуатации;
7. Количество и квалификация обслуживающего персонала;
8. Трудоемкость монтажа и демонтажа;
9. Мобильность самоходных машин;
10. Безопасность обслуживания;
11. Потребление эксплуатационных материалов;
12. Стоимость машин;
13. Себестоимость единицы продукции (работы) машины;
14. Габаритные размеры.

 

2. Функциональный  и конструктивный состав строительных  машин

 

Несмотря на большое разнообразие применяемых в строительстве машин, в каждой из них можно выделить следующие части:

1. Основную раму, на которой монтируются остальные части машин;
2. Рабочее оборудование, непосредственно выполняющие производительные операции;
3. Силовое оборудование, приводящее в движение рабочее и ходовое оборудование;
4. Трансмиссии, служащую для передачи энергии от силового оборудования к рабочему и ходовому;
5. Механизмы и приборы управления работой машины в целом или отдельных ее узлов – их включения, регулирования и контроля их работ с помощью автоматических и других средств;
6. Ходовое оборудование передвижных машин.

   Силовым оборудованием строительных машин служат электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и комбинированные системы, включающие, например, двигатели внутреннего сгорания и работающий от него генератор, питающий током электродвигатели.

   Передача ( трансмиссия) энергии от силового оборудования  к рабочему и ходовому осуществляется  различными способами: механическим  – посредством передач; гидравлическим; пневматическим, электрическим.

   Ходовое устройство  ходовых строительных машин бывает колесным (рельсовым, безрельсовым), гусеничным, шагающим ( у некоторых крупных экскаваторов).

  Система управления  строительных машин обслуживает  работу силового, рабочего. Ходового  оборудования и узлы трансмиссии. Подробно трансмиссионным устройствам системы управления могут быть механическими, а также смешанными. В системах: электрической, пневматической и смешанных широко применяется автоматизация управления машиной и ее отдельных узлов.

 

3. Назначение приводов. Виды приводов. Состав и рабочий процесс.

В приводе машин в качестве силового оборудования используют двигатели внутреннего сгорания, электро-, гидро и пневмодвигатели, гидро и пневмоцилиндры. Ручной привод применяется крайне редко. В зависимости от вида силового оборудования привод машины называют электрическим, гидравлическим, пневматическим. Возможно также использование механического привода, когда от одного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) получают движение все механизмы, связанные с ним трансмиссией. В качестве двигателей используют дизельные и карбюраторные. Достоинством этого типа привода является постоянная готовность к работе, возможность регулирования скорости работы механизма. Недостаток — исключен запуск ДВС под нагрузкой, что приводит к необходимости установки фрикционных муфт, отключающих двигатель от механизма при пуске, а также необходимость установки реверсивных устройств, так как ДВС имеет постоянное направление вращения вала.

Широко применяется также дизель-электрический привод, в котором отдельные механизмы имеют свои индивидуальные электродвигатели, питающиеся от общей дизель-генераторной установки. Он отличается отсутствием фрикционных муфт, простотой управления, но громоздок и имеет повышенную массу.

В путевых прицепных машинах первых выпусков был использован пневматический привод: сжатый воздух от компрессора локомотива поступал к силовым пневмоцилиндрам и пневмодвигателям. Такой привод отличался простотой конструкции и обслуживания, а также дешевизной, но имел недостатки. Прежде всего машина не была автономна, она могла работать только при наличии локомотива. Из-за небольшого давления воздуха в системе (0,5—0,6 МПа) для получения больших усилий требовались пневмоцилиндры больших диаметров.

Некоторые механизмы (гидродомкраты, рихтовщики, разгонщики) приводятся в действие от ручного привода. При их использовании требованиями техники безопасности ограничено среднее усилие рабочего на рукоять механизма. Так, при непрерывной работе оно не должно превышать 80—100 Н, при периодичной работе с частыми перерывами — 150—160 Н, при кратковременной (до 5 мин) — 200 Н, при редкой — 400 Н.

В последнее время на путевых машинах широкое применение получает гидравлический привод, или гидропривод. Этот вид привода весьма перспективен, он практически вытесняет пневмо и электроприводы и поэтому целесообразно рассмотреть его более подробно.

 

 

4. Редукторы, коробки  передач, тормоза, муфты сцепления, гидротрансформаторы, гидроцилиндры.

Редуктор (механический) — механизм, передающий и преобразующий крутящий момент, с одной или более механическими передачами. Основные характеристики редуктора — КПД, передаточное отношение, передаваемая мощность, максимальные угловые скорости валов , количество ведущих и ведомых валов, тип и количество передач и ступеней.

Обычно редуктором называют устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом вращающий момент. Редуктор, который преобразует низкую угловую скорость в более высокую обычно называют мультипликатором. Редуктор, который преобразует высокую угловую скорость в более низкую обычно называют демультипликатором. (Рис. 2.)

Коробка передач (коробка перемены передач, коробка переключения передач, коробка скоростей, КП, КПП) — агрегат (как правило — шестерёнчатый) различных промышленных механизмов (например, станков) и трансмиссий[1] механических транспортных средств.

КП транспортных средств предназначена для изменения частоты и крутящего момента на ведущих колесах в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Как правило, это относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), которые имеют недостаточную приспособляемость. Транспортные средства с паровыми или электрическими (трамвай, троллейбус) двигателями, имеющими высокую приспособляемость и гиперболическую (у паровых) и параболическую (у электродвигателей постоянного тока) тяговую характеристику обычно выполняются без КП. Также КП обеспечивает возможность движения транспортного средства задним ходом и длительного отключения двигателя от движителя при пуске двигателя и работе его на стоянках. (Рис. 3)

 

Основная система. На современные грузовые автомобили устанавливается основная тормозная система, которая состоит из тормозных механизмов и тормозного гидропривода ("гидрожидкости").

Тогда, кода вы нажимаете на педаль тормоза, в гидроприводе основной тормозной системы появляется избыточное давление жидкости, именно оно и обеспечивает срабатывание тормозных «колесных» механизмов.

Тормозной привод. В состав гидропривода основной тормозной системы грузовика входят:

Регулятор, который следит за давлением в тормозных механизмах.

Главный тормозной цилиндр, без вакуумного усилителя или с его присутствием

Трубопровод, имеющий диаметр 5-9 мм, или как его еще называют – рабочий контур.

Все тормозные механизмы, которые устанавливают на современные грузовые автомобили, правильно будет зазывать колодочными. В свою очередь их можно разделить, по названиям "пар трения" на такие как: колодочно-барабанные (барабанные) и колодочно-дисковые (дисковые).

Тормозные механизмы.

Дисковые тормоза могут быть с неподвижным и подвижным суппортом. В нашей стране большую популярность возымели механизмы с подвижным суппортом, так как основным их преимуществом является то, что они исключают неравномерный износ колодок. Еще одной из особенностей тормозных механизмов с подвижным суппортом, является то, что расстояние от колесного диска до его внешнего габарита меняется, это зависит от износа колодок. Если на автомобиль установить не штатное колесо, то не исключено что оно может задевать суппорт, после того как поменяются тормозные колодки. Эффект того, что колодки самоподводятся достигается манжетным поршнем (существуют и более сложные способы подвода колодок).

Если оценивать конструктивные особенности, то дисковые тормоза являются более эффективными, чем их барабанные собратья. Они могут выдерживать большую силу трения и работать при более высоких температурах. Чтобы тепло лучше отводилось от рабочей зоны, зачастую используют вентилируемые диски. Если толщину диска увеличить, то между поверхностями трения появляется ребро жесткости, это и будет принудительно остужать тормоза. А центробежная сила, которая возникает при вращении колеса, не будет давать колодкам сильно перегреваться.

Сцепление — механизм, работа которого основана на действии силы трения скольжения (фрикционная муфта); предназначен для передачи крутящего момента.Обычно термин «сцепление» относится к компоненту трансмиссии транспортного средства, предназначенному для подключения или отключения соединения двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Изобретение сцепления приписывают Карлу Бенцу. (Рис. 5.)

Сцепление служит для временного разобщения коленчатого вала двигателя с силовой передачей автомобиля, что необходимо при переключении шестерён в коробке передач и при торможении автомобиля вплоть до полной его остановки. Кроме того, сцепление даёт возможность плавно (без рывков) трогать автомобиль с места.

Гидротрансформатор (турботрансформатор) или конвертор крутящего момента (англ. torque converter) — устройство, служащее для передачи и преобразования крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к коробке передач, и позволяющее бесступенчато изменять крутящий момент и частоту вращения, передаваемые на ведомые валы. Чаще всего используется с АКПП или вариаторами. ( Рис. 4)

Гидроцилиндры

В качестве исполнительных механизмов (гидродвигателей) применяются силовые цилиндры, служащие для осуществления возвратно-поступательных прямолинейных и поворотных перемещений исполнительных механизмов. Гидроцилиндры подразделяются на поршневые, плунжерные мембранные и сильф. (Рис. 1.)

                    

Рис. 1.                                                                                               Рис. 2.

Рис. 3.                                                                               Рис. 4.

Рис. 5.

5. Конструктивная  и кинематическая схемы автомобиля, пневмоколесного гусеничного трактора

   Гусеничные тракторы оснащают дизелями, гидромеханическими и электромеханическими Расположение двигателя может быть передним (рис. 2.3, а), средним и задним (рис. 2.3, о). Наибольшее распространение получили гусеничные тракторы с передним расположением двигателя и механическими трансмиссиями. Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим звездочкам гусеничных лент (гусениц), плавного трогания и остановки машины, изменения тягового усилия трактора в соответствии с условиями движения, изменения скорости и направления его движения, а также привода рабочего оборудования.

Рис. 1. Гусеничные тракторы механическими, трансмиссиями.

Рис. 2. Схемы механических трансмиссий гусеничных тракторов

 

Рис. 2.5. Пневмоколесные тракторы

   Пневмоколесные тракторы оснащаются дизелями, механическими и гидромеханическими трансмиссиями. По типу системы поворота различают тракторы с передними управляемыми колесами (рис. 2.5, а), со всеми управляемыми колесами и с шарнирно сочлененной рамой (рис, 2.5, о). Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической трансмиссией и передними управляемыми колесами. Размещение, назначение и устройство основных узлов пневмоко-лесного трактора с механической трансмиссией и передними управляемыми колесами примерно такие же (за исключением рабочего оборудования), как у рассмотренного выше автомобиля. Пневмоколесные тракторы с шарнирно сочлененной («ломающейся» в плане) рамой обладают высокой маневренностью, малым радиусом поворота и применяются для работы в стесненных условиях. Рама такого трактора (см. рис. 2.5, в) состоит из двух полурам — передней и задней, соединенных между собой универсальным шарниром. Маневрирование машины производится путем поворота передней полурамы относительно задней вокруг вертикальной оси шарнира на угол до 40° в плане от продольной оси машины с помощью двух гидроцилиндров двустороннего действия. Каждая из полурам опирается на ведущий мост с управляемыми колесами. Трансмиссия тракторов с шарнирно сочлененной рамой — механическая и гидромеханическая.