Курс лекций для заочников. Методическое пособие Курс лекций Строительные машины и средства малой механизации
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
Министерство образования и науки РБ Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Бурятский лесопромышленный колледж» Методическое пособие КУРС ЛЕКЦИЙ Строительные машины и средства малой механизации для специальности 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений г. Улан-Удэ 2015 г. 2 Методическое пособие «Курс лекций «Строительные машины и средства малой механизации». – Улан–Удэ: ГБПОУ «БЛПК», 2015 г. - 67 с. Автор: В.С. Спешилова, преподаватель спецдисциплин ГБПОУ «БЛПК» Рецензент: Т.С. Соловьева, преподаватель спецдисциплин ГБПОУ «БЛПК» Методическое пособие «Курс лекций «Строительные машины и средства малой механизации» предназначено для выполнения самостоятельной работы обучающимися специальности 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений по МДК.02.01 Организация технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов, разделу 02.01.01 Строительные машины и средства малой механизации. 3 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………………4 1. Общие сведения о строительных машинах……………………………………………5 1.1 Требования, предъявляемые к строительным машинам ……………………………... 8 1.2 Нагрузки, воспринимаемые машинами ………………………………………………….. 10 2. Приводы строительных машин……………………………………………………….12 3. Технические средства автоматики и основы автоматического регулирования……………………………………………………………………………..15 4. Ходовое оборудование строительных машин………………………………….…….16 5. Транспортные и транспортирующие машины……………………………………….18 6. Грузоподъемные машины………………………………………………………….…..23 7. Погрузочно-разгрузочные машины………………………….………………………..33 8. Машины и оборудование для земляных работ. 8.1 Общие сведения о грунтах и способах их разработки…………………………….37 8.2 Машины для подготовительных и вспомогательных работ……………………...43 8.3 Землеройно-транспортные машины………………………………………………..44 8.4 Машины для уплотнения грунтов………………………………………………….49 8.5 Машины для разработки мерзлого грунта…………………………………………51 9. Машины и оборудование для свайных работ……………………..…………………..53 10. Машины и оборудование для переработки каменных материалов…………….…...55 11. Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей и строительных растворов…………………………………………………………………..59 12. Машины и оборудование для отделочных и кровельных работ. Ручные машины…………………………………………………………………………...61 Литература………………………………………………………………………………….66 4 Строительные машины и средства малой механизации ВВЕДЕНИЕ Для решения задач в области капитального строительства необходимо рациональное формирование парка строительных машин в соответствии с выполняемыми технологическими процессами, их эффективная производственная эксплуатация и четкая регламентация технического обслуживания. Курс лекций составлен в соответствии с рабочей программой профессионального модуля по междисциплинарному курсу 02.01.01 Строительные машины и средства малой механизации» для специальности 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений. Он содержит необходимые сведения по назначению, устройству и рабочим процессам строительных машин. Отдельные темы включают подробные сведения о средствах малой механизации (ручным машинам и машинам для отделочных работ), а также основные понятия по эксплуатации строительных машин, знание которых необходимо техникам-строителям для правильного их использования. Изучение строительных машин базируется на общетехнических знаниях, и является залогом успешного освоения МДК.02.01 Организация технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов. Создание отечественных строительных и дорожных машин было начато в 20-е годы ХХ столетия. К настоящему времени созданы и выпускаются все основные типы машин и механизмов, необходимые для строительства. Представленный материал поможет обучающимся получить основные сведения по строительным машинам и оборудованию для организации механизированного производства строительных работ, изучить современные методы выбора машин и основы их эксплуатации. 5 Строительные машины и средства малой механизации 1. Общие сведения о строительных машинах Машиной называют устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда. Машины состоят из большого числа механизмов. Механизмы – это система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других тел. Основное назначение строительных машин – создание строительной продукции определенного качества, регламентируемой нормами. Число типоразмеров и моделей машин, применяемых в строительстве, превышает 1000 наименований. Механизированными называются работы, при выполнении которых операции осуществляются при помощи машин, агрегатов или другого оборудования. Автоматизированными называются работы, при производстве которых используются машины и оборудование с устройствами автоматического регулирования и контроля за ходом технологического процесса. Классификация строительных машин Все строительные машины подразделяются на группы: I) по назначению: 1. грузоподъемные: а) домкраты (реечные, винтовые, гидравлические), б) тали (ручные, электротали), в) лебедки (с ручным приводом, электролебедки), г) подъемники грузовые (мачтовые, шахтные, скиповые, грузопассажирские), д) подъемные площадки (подвесные, наземные), е) самоходные подъемники (телескопические, рычажные), ж) краны (переставные, вантовые, жестконогие, башенные, автомобильные, пневмоколесные, гусеничные, ж/д, тракторные, трубоукладчики, мостовые, козловые, кабельные). 2. транспортирующие, 3. погрузочно-разгрузочные, 4. для подготовительных и вспомогательных работ, 5. землеройные и грунтоуплотняющие: а) землеройно-транспортные (бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдер- элеваторы), б) экскаваторы (одноковшовые, непрерывного действия), в) землеройно-фрезерные, г) планировщики, д) оборудование для гидромеханического способа разработки грунта (гидро- мониторы, землечерпальные снаряды), е) грунтоуплотняющие машины (катки, виброуплотнители, трамбовки). 6. буровые, 7. сваебойные, 6 8. дробильно-сортировочные, 9. смесительные, 10. для транспортирования бетонных смесей и растворов, 11. бетоноукладочные, 12. отделочные, 13. ручные, 14. дорожные, 15. для технического обслуживания. II) По производственным характеристикам: 1. мощности, 2. объему ковша, 3. грузоподъемности, 4. тяговому усилию, 5. производительности, 6. габаритам, 7. массе. III) По типу ходового оборудования: 1. гусеничные, 2. пневмоколесные, 3. рельсоколесные, 4. шагающие. IV) По типу базовой машины: 1. автомобиль, 2. трактор, 3. пневмоколесный тягач. V) По видам двигателя или привода: 1. с электрическим двигателем, 2. с двигателем внутреннего сгорания, 3. с гидравлическим приводом, 4. с пневматическим приводом. VI) По числу рабочего оборудования: 1. универсальные (несколько видов сменного оборудования), 2. специальные (один вид рабочего оборудования). Условные обозначения машин Каждой машине присваивается условное обозначение (индекс) в виде буквенно- цифрового обозначения: - экскаваторы одноковшовые – ЭО, - непрерывного действия: траншейные роторные – ЭТР, - траншейные цепные – ЭТЦ, - роторные универсальные – ЭР, - бульдозеры, скреперы, автогрейдеры – ДЗ, - грунтоуплотнители – ДУ, - краны стреловые самоходные – КС, - краны башенные – КБ. 7 Конструктивные составляющие машин Каждая машина состоит из деталей (элементов) и сборочных единиц. По функциональному признаку различают: 1. Силовые установки (двигатели) – являются источником преобразования энергии в механическую работу. 2. Рабочее оборудование – с помощью которого осуществляется технологическая операция. 3. Ходовое оборудование – предназначено для передвижения машины и передачи давления от веса машины на основание. 4. Функциональное оборудование, входящее в конструкцию машины– компрессоры, генераторы, вентиляторы, подогреватели. 5. Передаточные механизмы – для связи силового оборудования с рабочим и ходовым. 6. Система управления – для запуска и останова силового оборудования. 7. Несущая конструкция (рама) машины – для размещения и закрепления всех элементов машины. Контрольные вопросы 1. Дайте определение строительной машины. 2. Какие работы называются механизированными? 3. Что такое автоматизация строительного процесса? 4. Каково основное назначение строительных машин? 5. Что такое индекс машины? Приведите пример и расшифруйте его составляющие. 6. Назовите конструктивные составляющие строительных машин. 8 Строительные машины и средства малой механизации 1.1. Требования, предъявляемые к строительным машинам Строительные машины должны обеспечивать необходимую производительность и работоспособность при работе в любое время года и суток, при разнообразных атмосферных условиях и температурах окружающего воздуха, в стесненных условиях строительной площадки. Требования, предъявляемые к строительным машинам: 1. Надежность в работе – способность безотказной работы машины без вынужденных простоев из-за неисправности при правильном управлении и нормальных нагрузках. 2. Экономичность в эксплуатации – обеспечение минимального расхода энергоресурсов (электроэнергии или топлива), смазочных и других эксплуатационных материалов, а также трудозатрат на управление машиной и уход за ней. Экономичность определяется также меньшей стоимостью машины, которая зависит от технологичности в изготовлении, меньшей трудоемкости и металлоемкости. 3. Транспортабельность– возможность перемещения машины самоходом или перевозки ее на транспорте в собранном виде. 4. Ремонтопригодность– возможность удобного технического обслуживания и ремонта машины для поддержания ее в работоспособном состоянии. Лучшая ремонтопригодность у машины, состоящей из отдельных сборочных единиц, легко отсоединяемых друг от друга. 5. Удобство монтажа и демонтажа машины– наилучшими считаются условия монтажа, при которых не требуются дополнительные грузоподъемные средства. 6. Требования эргономики– обеспечение благоприятных условий для рабочих, занятых управлением машиной, минимальная утомляемость и определенный комфорт. 7. Эстетические требования– красивая внешняя форма, хорошая отделка и окраска. 8. Климатические требования– круглогодичная работа машины при температуре от - 40 0 С до +40 0 С. Резинотехнические детали машин должны противостоять влиянию низких температур и не терять своих свойств – эластичности и упругости. Для самоходных машин: 9. Маневренность – подвижность машины – способность перемещаться по строительной площадке и разворачиваться в естественных условиях с минимальным радиусом поворота R п при заданной колее B и базе L: R п = L/sin α, α – максимально возможный угол поворота наружного колеса. 10. Проходимость – способность преодолевать неровности местности, водные преграды, рыхлые грунты, снежный покров. Определяется величиной дорожного просвета (клиренсом) – С, продольным R 1 и поперечным R 2 радиусами проходи- мости колесных машин и удельным давлением на грунт. 11. Устойчивость машины – способность противостоять действию опрокидывающих сил. Чем ниже центр тяжести машины и чем больше ее опорная база, тем устойчивее машина. Характеризуется коэффициентом устойчивости κ. Параметры строительных машин, их размеры, технические требования, методы испытания, маркировки, упаковки и транспортировки регламентированы ГОСТами. 9 Производительность машин Производительность– важнейшая техническая характеристика машины: это количество продукции (в массе, объеме или штуках), вырабатываемой в единицу времени (час, смену, месяц, год). Теоретическая производительность (расчетная, конструктивная)– максимально возможное количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках. Для машин циклического действия: Пк = 60qn, где q – количество продукции за один цикл, n – число циклов, выполняемых машиной в 1 мин: n = 60/t п , t п – продолжительность цикла, (сек). Для машин непрерывного действия: Пк = 3600Fv, где F – количество материала, размещающегося на 1м длины потока продукции (кг, м 3 ), v – скорость движения потока продукции (м/с). Техническая производительность – количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы машины в конкретных производственных условиях при правильных режимах работы и нагрузках. Например, для ЭО учитываются группа грунта, высота забоя, угол поворота стрелы с ковшом, вид работы, коэффициент заполнения ковша и др. Для машин циклического действия (кранов): П т = 60qnk, где q – грузоподъемность крана, n – число рабочих циклов в 1 мин, k – коэффициент, учитывающий степень использования грузоподъемности. Для машин непрерывного действия: П к = 3600Fvk, где F – масса груза или объем (кг, м 3 ) на 1 м длины, v – линейная скорость движения рабочего органа (м/с), k – коэффициент, учитывающий условия работы. Эксплуатационная производительность – это количество продукции, вырабатыва- емой в единицу времени с учетом всех перерывов в работе, вызываемых требованиями эксплуатации, условиями труда работающих и организационными причинами: П э. = П т k и где k и – коэффициент использования машины во времени. Сменная или годовая производительность машины: П эгод. = П э Т, где Т – число часов работы машины в течение смены или года. Контрольные вопросы 1. Назовите основные требования, предъявляемые к самоходным машинам. 2. Какие требования эргономики предъявляются к строительным машинам? 3. Что означает понятие «универсальные машины»? 4. Приведите примеры машин для различных категорий строительных работ. 5. Что такое производительность строительной машины? 10 Строительные машины и средства малой механизации 1.2 Нагрузки, воспринимаемые машинами Строительные машины находятся под воздействием нагрузок от собственного веса, рабочих нагрузок, сил инерции, ветровой нагрузки и нагрузки от атмосферных осадков. 1. Нагрузки от собственного веса должны учитываться при определении прочности элементов конструкций машины. Наибольшее влияние испытывают опорные сборочные единицы машины. Вес стрел, рукоятей, консолей увеличивает опрокидывающий момент, действующий на машину. 2. Нагрузки, возникающие при работе машины,зависят от вида выполняемой работы: - у экскаваторов: сопротивление грунта копанию, - у бульдозера: сопротивление, возникающее при перемещении грунта отвалом, - у грузоподъемных машин: вес поднимаемого груза. 3. Инерционные нагрузки возникают при изменении скоростей или направления перемещения машины. Вертикальная инерционная сила Р и.в возникает в момент разгона при подъеме или в момент торможения при опускании рабочего органа с грузом: Р и.в = (Q+q)v/gt, где Q+q – вес груза и грузозахватных устройств, g – ускорение свободного падения, м/с 2 , v – расчетная скорость перемещения, м/с, t – время разгона или торможения, с. Горизонтальная инерционная сила Р и.гор. возникает при разгоне или торможении машины в процессе ее перемещения: Р и.гор. = Gv/gt, где G – вес машины с грузом, Н. Центробежные горизонтальные силы инерции возникают при вращении поворотной части (платформы) машины: Р ц.гор. = Gπ 2 n 2 R/900g, где G – вес вращающейся части машины, Н, n – частота вращения, мин -1 , R – расстояние от оси вращения до центра тяжести вращающейся части машины. Касательные горизонтальные силы инерции возникают при разгоне и торможении поворотной части машины: Р и.кас. = GπnR/(30gt), где t – время разгона или торможения, с. 4. Ветровые нагрузки у строительных машин с большой наветренной поверхностью (башенных и козловых кранов) настолько значительны, что могут вызвать аварии (опрокидывание крана). Учитываются при расчете устойчивости, на прочность металлоконструкций и механизмов передвижения, вращения поворотной части машины и при расчете мощности двигателей. 11 Давление ветра на машину: Р в = рА п , где А п – наветренная площадь машины и груза, м 2 , р – расчетное удельное давление ветра, Па. Наветренной площадью конструкции А п со сплошными стенками считают площадь, определяемую внешним контуром за вычетом просветов между отдельными стержнями конструкции. Все строительные машины, находящиеся под открытым небом, должны быть устойчивы при ветре любой интенсивности. |