WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 14 |

«И. Ф. ДЬЯКОВ СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ И ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Ульяновский государственный технический университет

И. Ф. ДЬЯКОВ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ

МАШИНЫ

И ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин

и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям строительные, дорожные машины и «Подъемно-транспортные, оборудование» направления подготовки «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» и «Промышленное и гражданское строительство» направления подготовки « Строительство»

Ульяновск 2007 УДК 69.057-002.51-52 (075) ББК 38.6 -5 я Д Рецензенты: кафедра ЖБиКК Казанского государственного архитектурностроительного университета;

д-р техн. наук, проф. Марийского государственного технического универститета Ю. Н. Сидыганов Дьяков, И. Ф.

Д93 Строительные и дорожные машины и основы автоматизации :

учебное пособие / И. Ф. Дьяков; /Ульян. гос. техн. ун-т.

Ульяновск : УлГТУ, 2007. – 516 с.

ISBN 978-5-9795-0110- Изложены общие тенденции развития и требования, предъявляемые к строительным и дорожным машинам, сведения об экологической безопасности, а также основы использования технических средств автоматизации с основами теории автоматического регулирования в производстве строительных и дорожных машин. Приводятся перспективные конструкции машин с применением микропроцессоров для автоматизации их управления, методы оптимального выбора их в условиях эксплуатации.

Для специалистов и студентов, обучающихся по специальностям «Подъемнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» направления подготовки «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы и промышленное и гражданское строительство» направления подготовки «Строительство».

УДК 69.057.- 002.51-52 (075) ББК 38.6 – 5 я ISBN 978-5-9795-00 © И. Ф. Дьяков, © Оформление. УлГТУ,

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемое учебное пособие представляет собой изложение курса «Строительные машины и основы автоматизации» на основе опыта преподавания в Ульяновском техническом университете для специальности «Промышленное и гражданское строительство». Оно содержит необходимые сведения по назначению, устройству и рабочим процессам строительных машин. В отличие от других учебников и учебных пособий по этому курсу приведены подробные сведения о средствах малой механизации, а также изложены основы автоматизации строительных машин и оборудования для приготовления бетонных смесей и растворов.

Требования, предъявляемые к машинам, механизмам и устройствам, технологическому оборудованию, с каждым годом возрастают. Эти требования, обусловленные общим техническим прогрессом, могут быть удовлетворены только при достаточном оснащении средствами автоматизации машин, позволяющем освободить человека от постоянного и непосредственного управления технологическим процессом [2, 3, 11, 14].

Теоретической базой для изучения предмета являются знания, полученные при изучении предметов: «Эксплуатация строительных машин и оборудования», «Общая электротехника с основами электроники», «Подъемнотранспортные строительные машины и оборудование». Изучение строительных машин является залогом успешного освоения таких основополагающих для инженеров-строителей, как «Технология строительного производства» и «Организация строительства».

В результате изучения курса будущие специалисты должны знать принцип работы машины и основные элементы средства автоматизации строительных машин и технологических установок, а также уметь обеспечивать правильную их эксплуатацию, так как в области развития строительного и дорожного машиностроения предусматриваются создание и выпуск систем машин для обеспечения комплексной механизации и автоматизации работ в промышленном, жилищном, сельскохозяйственном, гидротехническом и дорожном строительстве.

Несмотря на высокий уровень комплексной механизации отдельных видов работ [1], достигнутая эффективность строительства в целом отстает еще от запланированных уровней [5]. В значительной мере это является результатом неправильного формирования парков машин в строительных организациях, недостаточной долговечностью и надежностью и низком уровнем организации использования и технической эксплуатации строительных машин [8].

Изложенный материал поможет студентам получить основные сведения по строительным машинам, необходимые инженеру-строителю для организации механизированного производства строительных работ, глубоко изучить современные научные методы выбора машин и основы их эксплуатации.

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ

И ДОРОЖНЫХ МАШИН

1.1. Общие тенденции развития и требования, предъявляемые Направления развития машин зависят как от области их применения, так и от общих тенденций научно­технического прогресса в машино­ строении [12]. К наиболее характерным направлениям развития строитель­ ного и дорожного машиностроения относятся:

1) повышение в экономически оправданных пределах единичной мощно­ сти машин и оборудования;

2) гидрофикация машин путем замены механических приводов гидроме­ ханическими и гидрообъемными приводами;

3) автоматизация систем управления, контроля и обеспечения безопасно­ сти работы машин на основе применения микропроцессорной техники и ро­ ботов;

4) снижение материало­и энергоемкости машин, повышение их ресурса и надежности на основе совершенствования методов расчета и конструирова­ ния и применения новых материалов с лучшими физико­механическими свойствами и характеристиками;

5) повышение требований к эргономике и технической эстетике машин и оборудования на основе более полного учета физических и функциональных возможностей человека­оператора, управляющего машиной;

6) создание двигателей с форсированными режимными характеристиками, обеспечивающие сокращения времени разгона машины, соответственно уве­ личения ее производительности;

7) повышение скоростей движения, главным образом транспортных ско­ ростей, что также позволяет увеличить производительность машин;

8) конструирование машин и оборудования из унифицированных блоков­ модулей, что позволяет ускорить процесс создания машины и сократить вре­ мя ее простоев в ремонтах;

9) широкая унификация и стандартизация техники с целью увеличения темпов ее производства, сокращения простоев, связанных с ремонтом и тех­ ническим обслуживанием, а также улучшения качества изготовления узлов и деталей машин;

10) увеличение номенклатуры сменных рабочих органов для расширения области применения машин данного типа;

11) создание мобильных машин на короткобазных шасси, позволяющих улучшить их маневренность, что имеет большое значение при выполнении строительно­монтажных работ в стесненных условиях.

Все возрастающие объемы земляных работ требуют создания мощных, высокопроизводительных машин. Существуют следующие пути решения этой задачи.

1. Установка на машинах более мощных двигателей; такое решение, как правило, связано с увеличением общей массы и габаритных размеров машины.

2. Создание машин, работающих по двухдвигательной схеме (например, двухдвигательные скреперы), когда один двигатель устанавливается на тяга­ че, а другой на прицепе. При этом можно получить более компактные конст­ рукции, сохранив хорошую маневренность, скоростные качества и проходи­ мость машины.

Машины, выполненные по двухдвигательной схеме, имеют соответственно две гидромеханические трансмиссии, каждая из которых состоит из гидро­ трансформатора, коробки передач, карданного вала и главной передачи, рас­ положенных в ведущих мостах тягача и прицепа. Управление обоими двигате­ лями и передачами осуществляется из кабины оператора, установленной на тягаче; при необходимости один из двигателей может быть отключен от транс­ миссии.

3. Соединение двух и более машин в один агрегат по схеме «тандем» или «катамаран». При использовании первой схемы машины устанавливают одну за другой так, что сзади идущая машина толкает впереди идущую, и таким образом тяговые усилия всех машин суммируются. По такой схеме работают, в частности, скреперные поезда. Агрегаты, составленные по схеме «катамаран», состоят из двух параллельно движущихся тракторов, связанных между собой общим рабочим органом, например, отвалом. По схеме «катамаран» работают бульдозеры (в США фирмой «Катерпиллер» создан такой агрегат, работающий с бульдозерным отвалом шириной 12,2 м и высотой 1,8 м).

Чтобы наилучшим образом удовлетворить требования, предъявляемые к современной строительной и дорожной технике, необходимо совершенствовать основные части машин (силовые установки, передачи, исполнительные меха­ низмы, рабочее оборудование, ходовую часть), что приводит к новым компоно­ вочным решениям.

В качестве силовых установок вместо бензиновых двигателей все чаще применяют дизельные двигатели. Они работают на более дешевом и менее ток­ сичном топливе, имеют более высокий коэффициент полезного действия. Пре­ имущества дизелей особенно заметны при установке их на машинах тяжелого класса.

Одним из средств повышения тяговых свойств машин является установка индивидуальных двигателей на их колесах; такой тип привода получил назва­ ние «мотор­колесо». Конструктивное исполнение его может быть различ­ ным.

Электродвигатели или гидромоторы, развивающие большой вращаю­ щий момент (такие двигатели называются «высокомоментными»), встраивают в колесо или устанавливают рядом с ободом колеса без редуктора. В противном случае привод «мотор­колесо» состоит из двигателя и редуктора с обычной или планетарной зубчатой передачей. В приводах с электродвигателями по­ стоянного тока энергия к ним через систему электрических цепей подводит­ ся от тягового генератора постоянного тока, приводимого от дизеля тягача.

В гидравлических приводах колесные гидромоторы питаются от гидрона­ сосов, которые приводятся в действие от главного двигателя машины. Опыт показывает, что дизель­электрические приводы с мотор­колесами и электро­ двигатели целесообразно использовать на самых тяжелых машинах, тогда как объемный гидропривод находит применение и на небольших машинах [ 1, 2].

Современные требования к приводам землеройных и землеройно­ транспортных машин сводятся к следующим:

– широкий диапазон преобразования вращающего момента, обеспечивающе­ го большие тяговые усилия при малых скоростях движения;

– изменение скорости движения в зависимости от сопротивлений движению без останова двигателя;

– по возможности бесступенчатое регулирование скорости движения и плавное трогание с места;

– возможность реверсирования, т. е. изменения направления движения.

Этим требованиям в большой степени удовлетворяют гидравлические приво­ ды, которые в строительных и дорожных машинах приходят на смену тради­ ционным механическим приводам. Несмотря на более низкий КПД, гидрав­ лические приводы механизмов машин и их рабочего оборудования лучше, чем механические приводы, работают в условиях резких колебаний тяговых уси­ лий, изменения направления движения.

Гидродинамический привод (гидротрансформатор и переключаемая под нагрузкой передача) обусловливает совершенно определенную компоновку агрегатов в конструкции машины. В этом отношении более предпочтительны­ ми оказываются гидрообъемные и электрические приводы, элементы которых имеют между собой гибкую связь, что позволяет расширить возможности конструктора при компоновке привода и машины в целом. Развитие гидрав­ лических землеройных машин идет по пути создания гидросистем высокого давления с регулируемыми поршневыми насосами при рабочем давлении...45 МПа.

В последние годы значительно увеличился выпуск машин с шарнирно­ сочлененной ходовой рамой, состоящей из двух или трех секций, соединенных между собой шарнирами (с вертикальными ходовой рамой осями), позволяю­ щими секциям рамы поворачиваться одной относительно другой в горизонталь­ ной плоскости. Некоторые зарубежные фирмы начали выпуск гусеничных ма­ шин с шарнирно­сочлененной рамой (рис. 1.1).

Рис.1. 1. Схема погрузчика с четырехгусеничным ходом и шарнирно­сочлененной ходовой рамой: 1,9 – движители; 2, 8,12, 13 – звездочки; 3– двигатель; 4– портал;

5 – ковш; 6 – стрела; 7– гидроцилиндр; 10, 15 – оси; 11, 14 – тележки На передней секции рамы на портале 4 крепится стрела 6 с ковшом 5, на задней секции рамы устанавливается двигатель 3 и кабина оператора. Каж­ дый гусеничный движитель состоит из тележек с рамами 11 и 14, подвешенных к соответствующей секции ходовой рамы на осях 10 и 15; направляющих колес и 13 и ведущих колес (звездочек) 12 и 2, которые приводятся от двигателя ма­ шины; ведущие колеса сообщают движение гусеницам 9 и 1. Два передних дви­ жителя имеют стабилизирующие гидроцилиндры 7. Каждая из четырех гусенич­ ных тележек может, поворачиваясь на своей оси, перемещаться относительно хо­ довой рамы, хорошо приспосабливаясь к неровностям поверхности качения.

Землеройными машинами одного из наиболее распространенных типов явля­ ются экскаваторы – одноковшовые, многоковшовые и роторные. Современные одноковшовые экскаваторы легкого и среднего классов имеют гидравлический привод хода и рабочего оборудования, поэтому совершенствование их конструк­ ций во многом связано с совершенствованием конструкций гидроприводов и улучшением качества гидроаппаратуры. Традиционно применявшиеся на экска­ ваторах гусеничные хода в настоящее время заменяют гусеничными ходами трак­ торного типа, имеющими значительно меньшую массу и большую надежность.

В качестве базы для полноповоротных одноковшовых экскаваторов, а также многоковшовых и роторных экскаваторов используют, в основном, собственные шасси, так как экскаваторы, созданные на базе промышленных тракторов, имеют существенно большую массу и на 30... 50 % большую стоимость.

В последнее время значительно расширяются области применения экскава­ торов. При этом, кроме основного рабочего оборудования обратной и прямой лопат, их снабжают драглайном, валочно­пакетирующим устройством для сре­ зания, повала и пакетирования деревьев, грейферными захватами для пере­ грузки сыпучих, кусковых и длинномерных грузов, буровым оборудованием и др.

На рис. 1.2 показаны некоторые сменные рабочие органы, применяемые на экс­ каваторах.

а – ковш обратной лопаты: б – ковш для рытья канав; в – ковш с рыхлителем; г – рыхлитель; д – отвал; е,ж,з – грейферные захваты; и – шнековый бур; к – гидромолот Совершенствование конструкций бульдозеров характеризуется расширением их типоразмерного ряда, содержащего гусеничные машины с двигателем мощ­ ностью 18...600 кВт и в перспективе до 1200 кВт и колесные машины с двигателем мощностью 50...400 кВт и в перспективе до 900 кВт. Машины сред­ него и тяжелого классов оборудуют бульдозерным отвалом, навешиваемым впе­ реди базового трактора, и рыхлителем, навешиваемым сзади трактора. В качестве базовых машин для бульдозерно­рыхлительного оборудования наиболее предпоч­ тительными являются промышленные гусеничные тракторы, имеющие классиче­ скую компоновку – переднее расположение двигателя и заднее размещение ка­ бины оператора. Такие тракторы обеспечивают хорошую видимость как передне­ го, так и заднего оборудования и не вызывают зарывание передней части маши­ ны при работе на мягких грунтах. Управление рабочим оборудованием у со­ временных бульдозеров, в основном, гидравлическое. Поэтому базовые трак­ торы имеют гидросистему для независимого подъема и перекоса отвала, а так­ же управления рыхлителем. Увеличение усилий для заглубления и выглубле­ ния отвала достигается путем повышения давления рабочей жидкости в гидро­ системе до 35 МПа и выше.

Для повышения надежности отвалов бульдозеров и снижения энергоемко­ сти копания грунтов особое внимание необходимо обращать на выбор рацио­ нального профиля рабочей поверхности отвалов.

Совершенствование конструкций базовых гусеничных тракторов связано, главным образом, с улучшением компоновочной схемы трактора и конструк­ ции его ходовой части. Характерна в этом отношении схема ходовой части трактора, показанного на рис.1.3, а. Вал ведущих звездочек 2 (рис.1.3, б) располагается выше натяжных колес 5 и 1, вследствие чего гусеничный об­ вод ходовой части принимаем форму треугольника.

Рис. 1.3. Компоновочное решение гусеничного хода базового трактора бульдозера:

а) – общий вид бульдозера; б) – схема гусеничного движителя; 1,5 – натяжные колеса;

Верхняя ветвь гусеницы опирается на два поддерживающих катка 3 и 4.

Угол, образованный основанием и задней ветвью гусеницы, набегающей на ведущую звездочку, изменяется от 30 до 90°, а угол обхвата ведущей звез­ дочки гусеницей от 115 до 130°.

Вынесение вверх и вперед ведущих звездочек и конечной передачи дает возможность снизить нагрузки от воздействия неровностей поверхности ка­ чения и, как следствие, уменьшить их износ и вероятность повреждения при работе на скальных породах. Кроме того, описанная компоновка ходовой час­ ти базового трактора позволяет уменьшить высоту расположения основных узлов трансмиссии, повысив устойчивость машины в продольном и попереч­ ном направлениях, и одновременно с этим увеличить высоту расположения кабины оператора, улучшив обзорность при работе машины.

При разработке скреперов все большее место занимает создание мощных самоходных двухдвигательных машин с ковшом вместимостью 25...40 м3 и двигателями суммарной мощностью 800 кВт и выше. Выпускают скреперы с дизель­электрическим приводом и мотор­колесами. Увеличивается выпуск скреперов с принудительной загрузкой ковша с помощью скребкового цепно­ го элеватора и с принудительной разгрузкой грунта выталкивателем бульдо­ зерного типа. Элеватор приводится от гидродвигателя через планетарный ре­ дуктор.

Совершенствование конструкций автогрейдеров во многом связано с вне­ дрением систем управления поворотом машины, позволяющих улучшить ее ма­ невренность и устойчивость при работе на склонах. Все большее распростра­ нение получают автогрейдеры с шарнирно­сочлененной рамой; в этом случае поворот автогрейдера осуществляется как за счет поворота в плане передних управляемых колес, так и за счет «складывания» рамы в плане, что позволяет значительно уменьшить площадь, необходимую для разворота машины. Ориги­ нальную схему поворота имеет одна из моделей автогрейдера шведской фирмы «Vо1vо» («Вольво»). У этой машины управляемыми являются передние колеса и задний ведущий мост, установленный на упорном подшипнике. Воздействуя на систему рулевого управления машины, можно одновременно поворачивать передние колеса и изменять в плане угол поворота заднего моста на 15° в обе стороны. Такое решение позволяет сохранить большое тяговое усилие при движении машины на поворотах и вместе с тем обеспечивает ее хорошую ма­ невренность.

В автогрейдерах применяют, в основном, механические и гидромеханиче­ ские трансмиссии. Но в последнее время некоторые зарубежные фирмы начали использовать и гидрообъемные трансмиссии. В таких машинах главный дви­ гатель (дизель) приводит в действие гидронасосы, которые подают рабочую жидкость к гидромоторам, сообщая им вращение; от гидромоторов приводят­ ся ведущие колеса машины.

Гидрообъемные трансмиссии получают все большее распространение в до­ рожно­строительных и других машинах, например в пневмоколесных погруз­ чиках. Они обладают хорошей тяговой характеристикой и позволяют незави­ симо изменять скорость движения каждой стороны ходовой части без разрыва потока мощности. При этом колесная машина может перемещаться вперед, назад или разворачиваться на месте так же, как и гусеничная; такой способ поворота имеет особенные преимущества для малогабаритных строительных и дорожных машин, предназначенных для работы в стесненных условиях.

Для производства строительно­монтажных работ все большее применение находят самоходные пневмоколесные краны на базе грузовых автомобилей, а также мощные самоходные краны с многосекционной телескопической стрелой на многоосном шасси автомобильного типа (рис.1.4, а) и краны с телескопиче­ ской и решетчатой стрелами на специальном пневмоколесном шасси. На неко­ торых самоходных кранах большой грузоподъемности устанавливают башен­ но­стреловое оборудование (рис.1.4, б). Оно позволяет значительно увели­ чить высоту подъема груза и радиус его перемещения.

Рис.1.4. Общий вид кранов на пневмоколесном ходу: а) на многоосном шасси автомобильного типа; б, в) – на специальном пневмоколесном шасси На самоходных кранах последних выпусков для привода всех механизмов применяют гидравлические системы с аксиально­поршневыми насосами и ре­ дукторами, от которых приводятся во вращение барабаны грузовой и стрело­ вой лебедок и поворотная платформа крана. В самоходных пневмоколесных кранах средней грузоподъемности для подъема и опускания стрелы часто ис­ пользуются гидроцилиндры, что значительно упрощает конструкцию рабоче­ го оборудования стрелы, так как при этом не нужно применять стреловую ле­ бедку и стреловой полиспаст для изменения вылета стрелы.

Все большее внимание при проектировании и создании новой техники уделяется вопросам снижения материалоемкости конструкций. Эта задача ре­ шается как конструкторскими, так и технологическими средствами путем при­ менения легких и вместе с тем прочных материалов, использования прогрессив­ ной технологии для изготовления сборочных единиц и деталей машины, вы­ бор рациональных форм профилей для несущих конструкций, применения ак­ тивных рабочих органов, действие которых основано, например, на использо­ вании вибрационного, виброударного или взрывного эффектов.

К машинам и механизмам предъявляют следующие основные требова­ ния: социальные; конструктивные, эксплуатационные и экологические.

Социальные требования состоят в обеспечении удобства работы в маши­ нах, для чего предусматривают защиту рабочих от вибрационных и атмо­ сферных воздействий, удобное размещение приборов, безопасные условия труда.

Различают активную, пассивную и послеаварийную безопасность. Под ак­ тивной безопасностью понимают комплекс эксплуатационных свойств, спо­ собствующих предотвращению аварийных ситуаций. К этим свойствам отно­ сят динамические и тормозные качества, устойчивость против заноса и опро­ кидывания, обзорность, обеспеченность сигнализацией и приборами, преду­ преждающими о критических ситуациях, надежность и долговечность эле­ ментов, разрушение которых может привести к аварии, обеспеченность зву­ ковой и световой сигнализацией при взаимодействии с другими участниками строительных процессов, а также автоматическими устройствами безопасно­ сти и блокировки. Чаще всего потеря устойчивости в поперечном направле­ нии при работе мобильных машин возникает при действии боковых сил, ко­ торыми могут быть: центробежная сила при движении машины на поворотах или при вращении поворотной платформы экскаваторов и кранов; боковая составляющая «массы» машины при движении по поверхности с поперечным уклоном; боковая составляющая внешней нагрузки.

Обзорность – одно из важнейших свойств активной безопасности. Поэто­ му машина должна обеспечивать операторам хорошую видимость рабочих органов и окружающих их участков рабочей среды. Для мобильных машин, взаимодействующих с другими машинами комплекса в пределах строитель­ ной площадки, обзор должен быть круговым. В ночное время обзорность за­ висит от освещенности рабочего пространства, которая должна соответство­ вать установленным нормам. Для обеспечения видимости через окна при осадках и во всем диапазоне температур на окна устанавливают стеклоочи­ стители, отмыватели и устройства, исключающие обледенение и запотевание стекол. Безопасности работы машины способствуют приборы звуковой и све­ товой сигнализации о нарушениях в тормозной системе, указатели грузового момента у кранов, креномеры, установка муфт предельного момента, уст­ ройств блокировки и др.

Пассивная безопасность при возникновении аварийной ситуации должна исключать или хотя бы снижать травматизм экипажа. Это достигается в ос­ новном за счет повышения прочности и жесткости конструкции кабины, при­ менения безосколочных стекол, установки на окнах защитных решеток, при­ менения ремней безопасности и т. п. Послеаварийная безопасность требует от конструкции машин обеспечения быстрого выхода или эвакуации людей из аварийной машины. Для этого в верхней части кабины делают специальный люк.

Конструктивные требования заключаются в том, что узлы машины, их компоновка, система управления должны иметь высокую надежность, долго­ вечность, допускать удобную замену деталей, а также быть хорошо приспо­ собленными к техническому обслуживанию.

Эксплуатационные требования объединяют все требования к машинам, так как в процессе эксплуатации выявляются: работоспособность, надеж­ ность, технологичность, экономичность, эргономичность.

Работоспособность это состояние машин, при котором они способны выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно­ технической документацией.

Надежность это свойство машин выполнять заданные функции, сохра­ няя во времени значения установленных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам в условиях эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность машин зависит от необходимой наработки, которая может исчисляться в мото­часах, километрах пробега, часах работы. В последнее время рекомендуют учиты­ вать надежность в киловатт­часах (кВтч) вместо мото­часов или километров пробега, так как киловатт­час имеет более тесную корреляционную связь (на 37%) с отказами, чем с километрами пробега или мото­часами.

Технологичность машины оценивают по минимальным затратам средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и ремонте [5].

Экономические требования заключаются в том, что стоимость единицы получаемой продукции должна быть минимальной. Это достигается при наи­ меньшей стоимости машины и малых эксплуатационных расходов, но при наибольшей ее производительности.

Высокопроизводительное использование машин в строительстве зависит как от организации, так и от условий их эксплуатации по времени:

1. Уровень использования машин по времени где Т фак фактическое время работы машины, ч; Т реж продолжительность рабочего времени, установленная режимом работы, ч.

2. Коэффициент использования календарного времени – отношение чис­ ла часов рабочего времени, приходящегося на одну среднесписочную маши­ ну, к продолжительности календарного периода 3. Коэффициент использования внутрисменного времени. Это есть отно­ шение числа часов работы машины в течение смены к общей установленной продолжительности смены 4. Коэффициент сменности работы машины. Это есть отношение числа ча­ сов работы в день к продолжительности смены 5. Фактический средний коэффициент сменности где N ср D cp ­ среднее количество машино­дней работы в году; N об D об общее количество машино­дней работы в году.

Эргономические свойства отражают соответствие конструкции машины гигиеническим условиям жизнедеятельности и работоспособности человека, а также его антропометрическим, физиологическим и психофизическим каче­ ствам. Эти же свойства оказывают влияние на напряженность труда человека, а следовательно, и на безопасность работы и производительность. Оптималь­ ное положение тела человека повышает точность и скорость его моторных действий, обеспечивает возможность длительной непрерывной работы без утомления. Поэтому оно должно находиться в положении, близком к состоя­ нию функционального покоя, при равномерном распределении массы по площади его опорных поверхностей, а спинка сиденья должна плотно приле­ гать к телу на грудном и пояснично­крестецовом участках позвоночника. Ор­ ганы управления располагают в пределах рабочей зоны рук машиниста. Для удобной посадки людей различного роста кресла должны иметь регулировку для перемещения сиденья по высоте.

Органы управления располагают в таком порядке, который обеспечивает возможность быстрого поиска нужного органа без зрительного контроля.

Расположение и освещение рабочего места на машине должны обеспечивать оператору в положении сидя видимость всех объектов наблюдения. Для сни­ жения физического утомления машиниста величины усилий, необходимых для приведения в действие органов управления, не должны вызывать чувства усталости при пользовании ими. Применение автоматизации управления и автоматических передач сокращает число операций на педалях и рукоятках управления, что снижает утомляемость машиниста. Рациональное оснащение рабочего места машиниста приборами, контролирующими состояние маши­ ны, а также характеристики микроклимата в значительной мере определяют габариты кабины. Оптимальные характеристики микроклимата в кабине ма­ шиниста приведены в табл. 1.1 (ГОСТ 12.1.005—96). Помещение кабины должно быть герметичным для исключения проникновения в него оксида уг­ лерода и других токсических веществ, а также пыли.

Характеристики микроклимата в кабине машиниста Период Температура Влажность, Скорость движения Оценить микроклимат и комфортность на рабочем месте можно по таким параметрам, как температура воздуха в кабине оператора, относительная влажность воздуха и скорость его движения. Имеется некоторый диапазон значений этих параметров, образующих так называемую зону «теплового эф­ фекта», который необходимо постоянно поддерживать на рабочем месте опе­ ратора. Для определения зоны «теплового комфорта» можно воспользоваться номограммой, показанной на рис. 1.5.

Рис.1.5. Номограмма для определения зоны «теплового комфорта»

Для этого измеряют температуру в кабине оператора при сухом и влажном Т в воздуха. Затем через деления на левой и правой шкалах, соответствующих измеренным температурам, например через деления 24,5 о С на левой шкале и 14 о С на правой, проводят прямую линию. Если точка ее пересечения с лини­ ей, соответствующей измеренной скорости воздуха, например 1 м/c, находит­ ся в пределах зоны «теплового комфорта», очерченной на номограмме, то микроклимат в кабине можно считать удовлетворительным.

Антропометрические требования, определяющие соответствие размеров, геометрии и конструкции рабочего места, например, кабины машины, антро­ пометрическим характеристикам оператора, т. е. форме, размерам и массе его тела, а также физиологически рациональным позам оператора на рабочем месте при управлении машиной.

Важным показателем, влияющим на условия и безопасность труда опера­ тора, является обзорность с рабочего места, которая характеризуется коэффи­ циентами горизонтальной К глр и вертикальной К верт обзорности где видимая с рабочего места оператора часть общей площадки;

общая площадь площадки, для которой измеряется обзорность;

площадь проекции машины на опорную площадку; д, тр дейст­ вительный и требуемый угол обзорности.

Угол обзорности определяют как сумму двух углов 1 и 2. Первый обра­ зован горизонталью, проходящей на уровне глаз сидящего оператора, и исхо­ дящим из той же точки лучом, направленным вверх и проходящим через верхнюю кромку лобового окна кабины, либо через головку стрелы рабочего оборудования машины при верхнем положении стрелы. Угол 2 образован той же горизонталью и направленным вниз лучом, проходящим через ниж­ нюю точку лобового окна, либо через режущую кромку рабочего органа при его нижнем положении.

Угол обзорности вперед не должен быть меньше 220 о ; оператор должен видеть основание (дорогу) на расстоянии не менее 3 м впереди машины, а также хорошо видеть ее рабочие органы.

Для комплексного определения эргономических свойств машины часто используют метод экспертных оценок. При применении этого метода каждо­ му эргономическому показателю, например, усилиям на рычагах и педалях управления, уровням вибрации и шума, микроклимату в кабине и т. д., при­ сваивается свой весовой коэффициент кi (при этом для всех n показателей ki 1). Каждый весовой коэффициент умножают на число баллов, простав­ ленное экспертами для данного показателя (число баллов тем больше, чем лучше микроклимат, меньше усилия на рычагах и педалях, ниже уровня виб­ рации и шума), и их произведения суммируют. Чем выше полученная сумма, тем выше в целом эргономические свойства машины.

Физиологические требования, определяющие соответствие параметров машины силовым и скоростным возможностям оператора в процессе управ­ ления машиной, учитывающие возраст, пол и тренированность оператора.

Экологические требования. Содержание СО не должно превышать в каби­ не 20 мг/м3, а CO2 — 0...10 мг/м3. Вредное влияние шума и вибрации на ма­ шиниста должно быть ограничено. Предельный допустимый уровень шума на месте машиниста согласно ГОСТ 12.1.00396 не должен превышать 85 дБ.

Предельные допустимые характеристики вибрации на рабочем месте опреде­ лены стандартом. Работа машины должна исключать вредное ее влияние на работающих поблизости людей и окружающую природу. Количество токси­ ческих веществ, поступающих в атмосферу с выхлопными газами от двигате­ ля машины, должно быть ограничено предельными значениями по ГОСТ 12.1.005—96.

Cуммарный массовый выброс i­го загрязняющего вещества машинами где М 1i, M 2i масса выбросов i­го загрязняющего вещества на один кВтч энергии двигателя, которые приведены в табл.3.10; K ris коэффициент, учи­ тывающий влияние технического состояния машины на массовый выброс i­ го загрязняющего вещества Для машин с дизельными двигателями Для того чтобы оценить фактическое состояние машины, нужно взять от­ ношение фактической суммарной токсичности Мф к ее нормативному Мнорм значению. Это и будет коэффициент (К) приспособленности машины к ок­ ружающей среде. Если выбросы равны нормируемым, то, очевидно, К= 1;

если меньше нормируемых, он больше единицы; если больше нормируемых, он меньше единицы, табл.1. 2.

Выбросы токсичных веществ в зависимости от режима Режим работы Содержание токсичных веществ в отработавших автомобиля Средняя скорость движения Эстетические свойства машины должны способствовать формированию положительных эмоций, следовательно, и повышению работоспособности обслуживающего персонала. С целью снижения выбросов с отравляющими веществами используют нейтрализаторы.

1.2. Структура каталитического конвертора Каталитический нейтрализатор осуществляет очистку отработавших га­ зов двигателей с искровым зажиганием (в настоящее время нейтрализаторы также используются и в дизельных двигателях). Его размещают как можно ближе к двигателю для быстрого нагрева до рабочей температуры. Нейтрали­ затор занимает место переднего глушителя, его снабжают устройствами, ко­ торые, кроме очистки отработавших газов, обеспечивают снижение шума вы­ пуска. В зависимости от размера двигателя предусматривают установку одно­ го или большого числа глушителей.

На V­образных двигателях левые и правые ряды цилиндров часто имеют свои нейтрализаторы или глушители, которые затем соединяются вместе с образованием одного большого глушителя. Выпускные трубы обеспечивают объединение всех выпускных окон в головке цилиндров в один или большее число выпускных коллекторов, а также соединяют между собой каталитиче­ ский нейтрализатор и глушители. Объем труб, а также тип соединений влия­ ют на мощность и акустические параметры двигателя. Поэтому система вы­ пуска двигателя с большими рабочими объемами часто имеет две выпускные трубы. Трубы, каталитический нейтрализатор и глушители соединяются по­ средством втулок фланцев.

Во многих системах все их основные компоненты сварены между собой с образованием одного элемента. Система выпуска крепится к днищу машины с использованием упругих элементов, так как вибрации от выпускных труб, вызываемые выпуском отработавших газов, могут передаваться в кабину и повышать шумность. Шум выпуска у среза выхлопной трубы может также привести к возникновению резонансных колебаний кабины. Общий объем глушителей должен быть приблизительно в 3…8 раз больше рабочего объема двигателя. Масса системы выпуска может колебаться от 8 до 40 кг.

Каталитический нейтрализатор содержит керамические блочные носители с покрытием из активного каталитического вещества. Для компенсации раз­ личных коэффициентов теплового расширения у стали, из которой изготав­ ливается корпус нейтрализатора, и керамического материала и для защиты блочного носителя от ударных нагрузок и вибраций применяются два типа упругих монтажных элементов в виде проволочной сетки, изготовленной из термостойкой нержавеющей стали.

Альтернативой керамическому монолитному блоку является металличе­ ский каталитический нейтрализатор. Он изготавливается из гофрированной металлической фольги толщиной 0,05 мм, шамота и соединяется твердым припоем при высокой температуре. Поверхность фольги покрывается дейст­ вующим катализатором. Благодаря тонким стенкам фольги в тех же габари­ тах, что и у керамического нейтрализатора, может быть размещено большее число каналов. Это приводит к меньшему сопротивлению прохождения отра­ ботавших газов.

Рассмотрим цилиндрический конвертор диаметром d и длиной l, вклю­ чающего в себя N каналов. Сечение каналов имеет форму равнобочной тра­ пеции с основаниями a 1 и a 2 и высотой h, тогдa площадь сечения одного канала периметр сечения канала площадь поверхности одного канала взаимосвязь общего числа каналов в конверторе с параметрами одного канала площадь внутренней поверхности всего конвертора удельная поверхность где Vкон объем конвертора.

Из полученных уравнений можно отметить, что чем больше h – расстоя­ ние между витками ленты, тем меньше внутренняя площадь поверхности ка­ талитического блока. Чем меньше размеры трапеции (величины а 1 и а 2 ) и чем ближе трапеция к треугольнику, тем больше удельная поверхность и из­ менение концентрации по длине каталитического конвертора.

Рассмотрим один канал квадратного сечения длиной dl и единичный объем газа, двигающийся по каналу с линейной скоростью г = 70…100 м/с. Вели­ чина линейной скорости в каждом канале одинаковая и определяется исход­ ным количеством выхлопных газов Q (cм 3 /с) и площадью сечения конвертора А кон (см 2 ), тогда Скорость конверсии (изменение концентрации) СО, NO 2 в этом эле­ менте объема будет определяться dc / dt. В большинстве случаев гетеро­ генно­каталитических процессов допустимо принять, что реакция конверсии в целом протекает как реакция первого порядка. В этом случае скорость про­ цесса пропорциональна концентрации вещества, находившегося в единице объема (V ) в первой степени, и площади поверхности катализатора, прихо­ дящейся на эту же единицу объема (т. е. удельной поверхности s уд ), с коэф­ фициентом пропорциональности, равным эффективной константе скорости к эф. Тогда скорость конверсии равна В каждом канале устанавливается стационарное состояние, и концентра­ ция С i в каждой точке по его длине l представляет собой временную разверт­ ку поведения изолированной зоны, где t = l/ г. После подстановки значения t в выражение (1.10) и интегрирования полученное уравнение в пределах от до l при изменении концентрации компонентов на этом пути от начальной до текущей с После преобразований из (1.11) можно получить уравнение, показываю­ щее, как убывает концентрация токсичных компонентов по длине канала и конвертора в целом Из этого следует, что концентрация компонентов в каждом отдельном ка­ нале и конверторе в целом убывает по длине одинаково. Наибольшее количе­ ство токсичных компонентов должно нейтрализоваться на начальном участке каталитического блока. Начиная с некоторой длины конвертора, концентра­ ция компонентов будет убывать незначительно. Длина конвертора, на кото­ рой прореагирует 98% всей начальной концентрации компонента, может быть найдена из уравнения (1.11) откуда после преобразований или с учетом линейной скорости единичного объема С увеличением диаметра конвертора и числа каналов в нем уменьшается линейная скорость движения газовой смеси. Для уменьшения длины конвер­ тора следует уменьшать скорость газов в каждом канале, увеличивая диаметр каталитического блока, либо уменьшать размер канала. На размеры катали­ тического блока влияет эффективная константа скорости процесса.

В каждом канале конвертора химическая реакция между компонентами газовой смеси протекает на его стенках. Поэтому прежде чем прореагировать, реагенты должны продиффундировать из центра потока к каталитической по­ верхности сквозь слой инертных газов и уже образовавшихся продуктов кон­ версии.

Рассмотрим одно из поперечных сечений канала конвертора при устано­ вившемся стационарном распределении концентрации реагирующих газов.

При этом поток вещества, движущийся в результате диффузии через площадь А в направлении z к стенке в единицу времени и соответствии с законом Фи­ ка, равен где D – коэффициент диффузии компонента.

Градиент концентраций, устанавливающийся в поперечном сечении прямо­ угольного канала dc/dz, можно приближенно записать через конечные вели­ чины концентраций и расстояния, на котором диффундирует компонент где с – концентрация компонента в центре потока; с 1 – концентрация этого же компонента вблизи реакционной поверхности стенки канала; а/2 – поло­ вина стороны прямоугольника, на котором происходит данное снижение кон­ центрации.

С учетом этого диффузионный поток к стенке можно записать в виде другой поток – поток вещества, превращающегося на поверхности катализа­ тора в продукты за счет химической реакции в единицу времени составит где к гет – константа скорости собственно гетерогенной химической реакции, которая определяется природой реагирующих веществ, составом катализато­ ра и зависит от температуры; А – площадь поверхности, на которой происхо­ дит химическая реакция.

Приравнивая правой части уравнений (1.13) и (1.14), получаем или после преобразований Таким образом, эффективная константа скорости к эф в уравнении (1.15) определяется, в соответствии с (1.11), скоростью гетерогенной химической реакции, коэффициентом диффузии компонентов, а также расстоянием, кото­ рое должны преодолеть молекулы токсичных газов до каталитической по­ верхности. Увеличивая размер каждого канала, будет замедляться диффузия и уменьшаться эффективная константа скорости конверсии. Для подобных процессов известно, что диффузия компонентов в острые углы реактора и к удаленным от центра потока поверхностям (каналы с узким вытянутым сече­ нием) будет проходить заметно дольше, и эффективность этих поверхностей для нейтрализации оказывается низкой.

На рис.1.6 приведены некоторые примеры сечений каналов. Из их сравне­ ния видно, что в круглых каналах поверхность равнодоступна. Однако про­ межутки между окружностями так же имеют труднодоступные острые углы.

Поэтому доступность всей поверхности канала для диффузии можно достиг­ нуть оптимизацией параметров конвертора. Имея целевую функцию в виде заданной эффективности нейтрализации и используя вышеперечисленные за­ висимости, можно легко получить выражения, связывающие длину, диаметр и параметры канала конвертора. Константа скорости гетерогенной реакции, так же как и коэффициент диффузии, увеличиваются с повышением темпера­ туры (по уравнению Аррениуса). Однако наиболее сильная зависимость кон­ станты скорости гетерогенной реакции остается от структуры и химического состава используемого катализатора. Технологический процесс заключается в нанесении на готовый субстрат (носитель) каталитического покрытия с высо­ кой точностью. Смесь высокодисперсных окислов металлов (Al, Ce, Zr и др.) с удельной площадью до 160 м 2 на грамм, пропитывают химическими реа­ гентами и растворами солей драгоценных металлов (Pt, Rh, Pd), при этом об­ разуются нерастворимые соединения драгоценных металлов, которые осаж­ даются на поверхности оксидов.

Указанную смесь смешивают с водой, и полученный раствор (суспензию) наносят на внутреннюю поверхность керамического субстрата с последую­ щей сушкой и высокотемпературным обжигом. Данные операции произво­ дятся на специализированной автоматической линии. При обжиге происходит полное восстановление драгоценных металлов, которые закрепляются на по­ верхности высокодисперсных оксидов в виде образований, размером не более нескольких десятков атомов.

Финская компания «Кемира» разработала новый тип катализатора, его намечено осуществлять в двух основных модификациях: трехкомпонентные и катализаторы окисления. Новая система состоит из металлической подложки, тонкого грунтовочного покрытия, каталитически активного вещества и обо­ лочки. Оболочка изготавливается из хромистой стали. В качестве подложки используют металлическую основу (ферритовой хромо­алюминиевой стали с добавлением редкоземельных элементов) вместо керамики. Высокая проч­ ность металла и хорошая обрабатываемость дают возможность изготовить стенки преобразователя достаточно тонкими, что в результате обеспечивает общее увеличение геометрической площади металлической подложки. Благо­ даря малой толщине (0,04 мм без покрытия), конструкция подложки может быть изготовлена таким образом, что эффективное поперечное сечение зна­ чительно выше, чем при использовании керамического материала. Эффек­ тивное поперечное сечение без покрытия составляет 91%.

Каталитические нейтрализаторы создают дополнительный шум при нали­ чии узких каналов, по которым распространяется газ, из­за чего образуется множество небольших источников шума. При проектировании выпускной системы каталитический нейтрализатор должен быть проработан так, чтобы избежать высоких уровней сопротивления проходу отработавшего газа, кото­ рые в значительной мере влияют на вибрационные характеристик всей систе­ мы, а также на мощностные показатели двигателя.

1.2. Совершенствование структуры парка и классификация Под структурой парка машин понимается количественное соотношение между машинами одного и того же функционального назначения, но разными по своим производственным возможностям (например, количественное соотно­ шение между погрузчиками малой, средней и большой грузоподъемности) и между машинами разного функционального назначения (например, количествен­ ное соотношение между одноковшовыми погрузчиками и экскаваторами, между экскаваторами и скреперами и т. д.). От того, насколько данная структура парка удовлетворяет потребностям строительного объекта, во многом зависят эффек­ тивность использования техники и стоимость выполняемых ею работ. Поэтому с точки зрения эксплуатации важно обеспечить не только высокое качество и необ­ ходимые параметры и характеристики какого­то определенного типа машин, но и необходимые (оптимальные) пропорции между различными видами техники для данной отрасли народного хозяйства.

Так, например, для разработки мерзлых грунтов можно использовать ди­ зель­молоты или буровые машины, либо мощные рыхлители, работающие вме­ сте с траншеекопателями. Однако производительность машин и стоимость выпол­ няемых работ в обоих случаях будут не одинаковы: производительность дизель­ молотов или буровых машин ниже, а стоимость производимых ими работ в 5… раз выше. Следовательно, отсутствие мощных рыхлителей и соответствующего количества траншеекопателей не позволяет применить передовые технологиче­ ские приемы для разработки мерзлых грунтов и неизбежно приводит к сниже­ нию основных экономических показателей.

Вместо одноковшовых строительных экскаваторов, которые обычно работают вместе с бульдозерами, разравнивающими грунт, и с самосвалами, отвозящими грунт, наиболее эффективным является применение одноковшовых погрузчиков, которые могут работать без бульдозеров и самосвалов, перемещая грунт в ковше к месту разгрузки. К тому же погрузчики с ковшами такой же вместимостью, что и ковши экскаваторов, имеют в 1,3...2 раза меньшую массу (и, следователь­ но, меньшую материалоемкость),чем экскаваторы. Поэтому, если промышленно­ стью выпускается слишком большое число одноковшовых экскаваторов и малое число погрузчиков, то это невыгодно для народного хозяйства, так как при этом снижается производительность машин и повышается стоимость работ.

То же самое характерно и для скреперов, применение которых при опреде­ ленных условиях может оказаться значительно выгоднее, чем одноковшовых экскаваторов, так как скрепер без помощи бульдозеров и транспортных средств может разрабатывать и разравнивать грунт и транспортировать его в ковше на некоторое расстояние. При большом объеме земляных работ экономически це­ лесообразно использовать мощные скреперы с ковшом большой, а не малой и средней вместимости, что позволяет уменьшить число скреперов и количество операторов, управляющих ими; последнее весьма важно с точки зрения эконо­ мии трудовых ресурсов. Невыгодным может оказаться и слишком большое чис­ ло гусеничных бульдозеров или гусеничных экскаваторов и погрузчиков по сравнению с теми же машинами на пневмоколесном ходу, так как последние имеют меньшую материалоемкость, лучшую маневренность, они более быст­ роходны, чем гусеничные машины, и могут собственным ходом перемещаться по хорошим дорогам.

Таким образом, наряду с повышением качества и технического уровня строительных и дорожных машин, одновременно должна решаться и другая задача — совершенствование структуры парка и классификация строитель­ ных и дорожных машин. Решение этих задач является неотъемлемой частью решения общей проблемы интенсификации использования техники на строи­ тельной площадке и повышения на этой основе производительности труда и экономии трудовых и материальных ресурсов.

Классификация машин. Основой для наиболее общей классификации ма­ шин и оборудования могут служить основные виды работ. Исходя из этого, машины можно разделить на следующие основные классы: транспортные, транспортирующие и погрузо­разгрузочные; грузоподъемные; машины и оборудование для земляных работ; оборудование для свайных работ; для дробления, сортировки и мойки каменных материалов; машины и оборудова­ ние для приготовления, транспортирования бетонов и растворов и уплотне­ ния бетонной смеси; для отделочных работ; ручной механизированный инст­ румент, предназначенный для выполнения различных видов работ в строи­ тельстве.

Классы машин делятся на отдельные группы, типы, типоразмеры в соответствии с технологическим назначением, характером рабочего процесса, общим конструктивным решением и техническими параметрами. Например, машины для земляных работ делятся на группы по характеру рабочего про­ цесса: землеройные (экскаваторы), отрывающие и перемещающие грунт на небольшие расстояния, определяемые конструктивными элементами маши­ ны; землеройно­транспортные (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер­ элеваторы), разрабатывающие грунт во время движения и перемещающие его на определенное расстояние; для гидравлической разработки грунта (земле­ сосы, гидромониторы); рыхлители твердых и мерзлых грунтов; грунтоуплот­ няющие; буровые; для подготовки площадки (вспомогательные) – корчевате­ ли, кусторезы, камнеуборочные и др. Многие группы машин делятся на типы, например экскаваторы – одноковшовые канатные и гидравлические. В свою очередь большинство типов машин по главным параметрам подразделяется на типоразмеры.

Главным параметром может служить, например, вместимость ковша (экс­ каваторы), максимальная грузоподъемность (краны) или масса машины, мощность силовой установки и т. п. Например, одноковшовые экскаваторы имеют шесть типоразмеров с ковшами вместимостью q = 0,25; 0,4; 0,63; 1,0;

1,6; 2,5 м3. Кроме деления машин по указанным признакам и параметрам в за­ висимости от режима рабочего процесса строительные машины подразделя­ ются на два больших класса: циклического действия и непрерывного дейст­ вия. Например, в экскаваторе одноковшовом циклического действия непо­ средственно процесс копания грунта занимает 25...30 % от времени рабочего цикла, в остальное время производятся операции поворота платформы и вы­ грузки грунта. В то же время экскаватор непрерывного действия непрерывно разрабатывает грунт и одновременно транспортирует его. Достоинствами машин циклического действия являются их универсальность и приспособ­ ленность к работе в различных условиях. Достоинства машин непрерывного действия – их большая производительность и лучшие технико­экономические показатели при специальных условиях работ. Около 80 % машин в строитель­ стве имеют собственное ходовое оборудование. По типу ходового оборудова­ ния они подразделяются на гусеничные, пневмоколесные, рельсовые, колес­ ные и шагающие.

Строительные и дорожные машины делят также на универсальные, спо­ собные быстро менять рабочее оборудование и выполнять различного рода работы, и специальные, предназначенные для выполнения одного специаль­ ного вида работ. Последние в определенных условиях работы обеспечивают более высокие технико­экономические показатели. По роду используемой энергии силовой установкой строительные машины делятся на электрические и работающие от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Первые обладают большей готовностью к работе по сравнению со вторыми. Важным преиму­ ществом вторых перед первыми является их автономность от источника энер­ гии. Существует еще классификация на отдельные типы машин по различным конструктивным особенностям. Все мобильные строительные машины можно представить как системы, состоящие из следующих основных частей: силово­ го оборудования, трансмиссии, рабочего оборудования, ходового оборудова­ ния и системы управления. В свою очередь, эти части обычно состоят из от­ дельных агрегатов и сборочных единиц, а последние — из деталей. Кроме структурных схем для машин принято различать также их конструктивные и кинематические схемы, а для машин с гидро­ и электроприводами также схе­ мы их гидро­ и электроприводов.

Конструктивные схемы определяют принципиальное устройство – конструкцию машин.

Кинематические схемы показывают взаимосвязи элементов механическо­ го привода.

Схемы гидро- и электроприводов показывают взаимосвязи гидравличе­ ских и электрических систем в приводе.

Для составления кинематических и гидравлических схем используют ус­ ловные обозначения. Основные части строительных и дорожных машин (за исключением рабочего оборудования), а также их агрегаты, сборочные еди­ ницы и детали имеют много общего. Поэтому в данной главе рассмотрены общие сведения, касающиеся общих частей машин и основных технико­ экономических показателей машин.

1.5. Общая характеристика приводов и силового оборудования Привод – это совокупность силового оборудования, трансмиссии и сис­ тем управления, обеспечивающих приведение в действие механизмов маши­ ны и рабочих органов. По системе приводов строительные машины подразде­ ляются на машины с групповым и многомоторным приводом. Во первых, привод всех механизмов исполнительных рабочих органов осуществляется с помощью муфт, тормозов и механических передач. Во­вторых, каждый ис­ полнительный механизм приводится в движение от индивидуального элек­ тро­, гидро­ или пневмодвигателя. Возможность обеспечения более высокого КПД, простоты и агрегатности конструкции, автоматизации, лучших условий эксплуатации и ремонта предопределяет преимущественное применение на строительных машинах индивидуального привода механизмов. Общими тре­ бованиями, предъявляемыми к приводу большинства строительных и дорож­ ных машин, являются: автономность силового оборудования от внешнего ис­ точника энергии, обеспечение минимальных габаритов, массы, большая на­ дежность и готовность к работе, высокий КПД, простота реверсирования ме­ ханизмов и регулирования скоростей и рабочих усилий, обеспечение плавно­ сти включения механизма, независимость рабочих движений при возможно­ сти их совмещения, простота автоматизации системы управления, реализация блочных и агрегатных конструкций элементов привода. Дополнительные требования определяются режимом работы машины, который в основном ха­ рактеризуется отношением максимальных крутящих моментов (нагрузок) к средним Т max / Tcp, отношением максимальных частот вращения (скоростей) к средним max / cp, продолжительностью времени включения привода (ПВ) в процентах от общего времени работы машины и количеством включе­ ний в час (КВ). В зависимости от степени изменения этих параметров, кото­ рые колеблются для многих машин в пределах Т max / Tcp =1,1...3,0, ПВ=15...100 %, КВ=10...600, режимы нагружения многих машин и их отдель­ ных механизмов привода условно подразделяют на легкий, средний, тяжелый и весьма тяжелый. Исходя из этих условий для многих машин также требует­ ся, чтобы у приводов была высокая перегрузочная способность, способность ограничивать максимальные нагрузки, мягкая механическая характеристика, определяемая существенным изменением крутящего момента привода при изменении его угловой скорости. Вид привода должен соответствовать усло­ виям работы машины [9]. Мощность привода, необходимая для выполнения рабочих операций, где Fc, T – усилие и момент сопротивления, преодолеваемые исполнитель­ ными механизмами;, линейная и угловая скорости этих механизмов.

Силовое оборудование. В качестве силового оборудования на строитель­ ных и дорожных машинах используются обычно тепловые двигатели внут­ реннего сгорания (ДВС), как правило, дизельные, и реже бензиновые [11, 12].

Рис.1.7. Продольный и поперечный разрез двигателя Мощность дизелей (рис. 1.7), применяемых на тяжелых землеройно­ транспортных машинах, достигает 1000...1200 кВт. Дизельные двигатели об­ ладают относительно высоким КПД (30...37%), сравнительно невысокими удельной массой (3...4 кг/кВт) и расходом горючего (0,180...0,220 кг/(кВтч).

Поперечный разрез двигателя показан на рис.1.7. К недостаткам дизельных двигателей в приводе машин следует отнести затруднения запуска двигателя при эксплуатации при низких температурах и большую чувствительность к перегрузкам, связанную с его жесткой механической характеристикой. На­ грузочная и скоростная характеристики приведены на рис.1.8.

Механическая характеристика дизельного двигателя, определяемая изме­ нением крутящего момента на валу и соответствующим усилием на рабочем органе в функции частоты его вращения и соответствующей скорости рабоче­ го органа, характеризуется кривой 1 на рис. 1.9.

Рис.1.8. Регуляторная (а) и скоростная характеристики (б)дизеля Рис. 1.9. Механические характеристики силового оборудования:

1дизеля; 2электродвигателя переменного тока с фазным ротором;2 электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором;3 электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением; 4электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением; 5трехобмоточный генератор­двигатель постоянного тока (ТГ—Д); 6 ге­ нератор­двигатель с электромашинным усилителем (Г—Д с ЭМУ); 7нерегулируемого Кривая 1 показывает, что в основной рабочей зоне характеристики крутя­ щий момент нарастает от 0 до величины Т н при очень незначительном изме­ нении частоты вращения. При дальнейшем изменении частоты вращения вала до момента начала опрокидывания (заглохания) двигателя крутящий момент возрастает незначительно – на 8...13%. В машинах, не требующих автономно­ сти от внешнего источника энергии, в качестве силового оборудования ис­ пользуют электродвигатели переменного или постоянного тока. Электродви­ гатели переменного тока, питающиеся обычно от электросети напряжением 380...220 В с нормальной частотой 50 Гц, конструктивно просты, дешевы, на­ дежны и удобны в эксплуатации, поэтому наиболее широко применяются в качестве силового оборудования на строительных машинах. Электродвигате­ ли с короткозамкнутым ротором наиболее просты, надежны и удобны в управлении. Однако в процессе их работы они имеют большой пусковой ток.

Эти двигатели, механическая характеристика которых на рис. 1.8 представ­ лена кривой 2', не имеют также достаточных возможностей регулирования скоростей в зависимости от нагрузки. Поэтому наиболее часто их применение ограничивается небольшими мощностями—до 8...10 кВт. Асинхронные элек­ тродвигатели переменного тока с фазным ротором, механическая характери­ стика которых представлена на рис. 1.4 кривой 2, позволяют с помощью включения дополнительных сопротивлений в цепь ротора получить, кроме того, характеристики с различными степенями жесткости и способностью ре­ гулирования скорости от нагрузки. Эти характеристики обеспечивают удов­ летворительные условия пуска и торможения механизмов. Асинхронные электродвигатели обладают высокой перегрузочной способностью, опреде­ ляемой отношением максимального момента к номинальному, т. е.

Для электродвигателей общего назначения 1,8...2,2, а для элек­ тродвигателей специального кранового исполнения 2,5...3,4. Недос­ таток асинхронных электродвигателей – их высокая чувствительность к коле­ баниям напряжения в питающей сети, что имеет место на стройплощадке. В грузоподъемных машинах, требующих точной остановки и плавной посадки грузов, применяют также двухскоростные асинхронные короткозамкнутые двигатели с соотношением скоростей 2; 8/3; 3; 10/3.

В приводе ручных машин для снижения массы электродвигателей осуще­ ствляют их питание напряжением повышенной частоты. Так, переход с по­ мощью специальных преобразователей на питание электродвигателей с час­ тотой 50 на 400 Гц уменьшает массу электродвигателей в 3,5 раза. Примене­ ние высокочастотных двигателей, имеющих жесткую характеристику, удобно для ручных машин с высокими скоростями рабочих органов, в которых изме­ нение нагрузки одновременно не должно существенно влиять на частоту вращения вала.

В приводе ручных машин часто применяют однофазные коллекторные двигатели, обладающие высокой удельной мощностью на единицу массы и мягкой механической характеристикой, обеспечивающей изменение скорости рабочего органа при росте на нем нагрузки. Двигатель малочувствителен к колебаниям напряжения в питающей сети, устойчиво работает в режиме час­ тых пусков, может включаться в сеть постоянного тока и переменного без преобразователей. К недостаткам таких двигателей следует отнести их боль­ шую стоимость из­за наличия коллектора и щеток, а также необходимость высококвалифицированного обслуживания.

Среди различных типов электродвигателей особо можно выделить одно­ фазный электромагнитный вибродвигатель. Отличаясь простотой конструк­ ции и высокой надежностью в работе, электродвигатель производит непо­ средственное преобразование электромагнитной энергии в механическую с возвратно­поступательным движением. Это определяет основную область их применения в молотках и перфораторах, а также в качестве универсальных вибровозбудителей в вибропитателях, дозаторах, виброгрохотах, вибрацион­ ных насосах.

Электродвигатели постоянного тока обеспечивают лучшую плавность пуска и торможения механизмов по сравнению с двигателями переменного тока. Как видно из рис. 1.9, двигатели с последовательным возбуждением об­ ладают мягкой (кривая 3), с параллельным возбуждением — жесткой (кривая 4) механическими характеристиками. Однако эти двигатели имеют большую удельную массу (кг/кВт) по сравнению с асинхронными двигателями и могут работать в условиях строительства в основном от специального генератора постоянного тока или тиристорных преобразователей. Поэтому их примене­ ние на строительных машинах ограничено. Наиболее широко используют двигатели постоянного тока в экскаваторах средней и большой мощности с ковшами вместимостью от 4 м3 и более. В этом случае двигатели чаще всего работают в системах: трехобмоточный генератор –двигатель (ТГ – Д), генера­ тор – двигатель с электромашинным усилителем (Г – Д с ЭМУ) или с магнит­ ным усилителем (Г–Д с МУ). Механические характеристики этих силовых установок (кривые 5 и 6 на рис. 1.9) относятся к числу мягких характеристик, у которых скорость приводимых рабочих органов существенно изменяется по мере изменения рабочей нагрузки. В переходных режимах пуска и торможе­ ния эти установки обеспечивают необходимую плавность. Поэтому, несмотря на большую удельную массу этих силовых установок, которая в 1,5...2,5 раза больше других, их наиболее целесообразно применять на экскаваторах сред­ ней и большой мощности. Кроме двигателей внутреннего сгорания и элек­ тродвигателей к силовому оборудованию строительных машин относятся также комбинированные силовые установки: ДВС электрогенератор, обес­ печивает электропривод механизмов от автономного источника энергии; ДВС (или электродвигатель) гидронасос обеспечивает гидропривод механизма;

ДВС (или электродвигатель) компрессор (компрессорная установка) обес­ печивает пневмопривод механизмов. Новыми элементами в этих установках являются гидронасосы и компрессоры.

Гидронасосы, применяемые в приводе строительных машин, по способу подачи жидкости подразделяются на шестеренчатые аксиально­поршневые и лопастные (рис. 1.10). Шестеренчатые насосы (рис. 1.10, а) состоят из корпу­ са 3 и зубчатых колес 1 и 2. Одно из колес приводится в движение от двига­ теля, второе вращается свободно на оси. Принцип работы насоса основан на том, что зубья, входя в зацепление, засасывают жидкость из соответствующей камеры и выталкивают жидкость из впадин между зубьями в нагнетательную камеру.

а) – шестеренчатый; 1, 2 – ведомая и ведущая шестерни; 3– корпус; б) – аксиально­ поршневой; 3– цилиндр; 4– поршень; 5 – шток; 6– шайба; 7– крышка; в) лопастной;

Шестеренчатые насосы имеют постоянную подачу жидкости и работают чаще всего в диапазоне 500...2500 мин­1. Их КПД в зависимости от частоты вращения, давления и вязкости жидкости составляет 0,65...0,85. Эти насосы широко применяются в основном при давлениях до 10 МПа и мощностях до 30...40 кВт.

Производительность (подача) (см3/мин) шестеренчатых насосов, где z - число зубьев ведущей шестерни; т – модуль зацепления шестерни; b – ширина шестерни, см; п – частота вращения ведущей шестерни, мин­1.

Принцип действия аксиально­поршневого насоса состоит в том, что от ва­ ла насоса приводится во вращение относительно оси I – I наклонная шайба и связанные с ней шарнирно шатуны 5 поршней 4, расположенных на диа­ метре Вш. Вследствие наклона шайбы к оси насоса ее вращение вызывает од­ новременно возвратно­поступательное перемещение поршней в цилиндрах.

При этом за одну половину оборота шайбы каждый поршень совершает пол­ ный ход в одном направлении, а за вторую половину оборота совершает ход в обратном направлении. С помощью распределителя 7 при ходе поршня влево полость цилиндра сообщается с линией нагнетания гидросистемы, а при об­ ратном ходе – с линией всасывания. Подача такого насоса зависит от угла на­ клона шайбы. В регулируемых насосах угол изменяется с помощью спе­ циальной системы управления, поддерживая постоянную мощность, отдавае­ мую насосом.

Подача (см3/мин) аксиально­поршневых насосов, где d - диаметр цилиндров, см; i – число цилиндров; D6 – диаметр окружно­ сти по центрам цилиндров, см; п – частота вращения вала насоса, мин ­1.

Из формулы (1.18) видно, что при =0 наклонная шайба и блок цилинд­ ров вращаются вокруг оси 1–1, не сообщают поршням возвратно­ поступательного движения, и производительность насоса Q = 0.

В нерегулируемых аксиально­поршневых насосах угол не изменяется.

Такие насосы более просты по конструкции и дешевы. Однако при их уста­ новке для регулирования скоростей механизмов привода, так же как и при шестеренчатых насосах, требуется включение в гидросистемы специальных дроссельных устройств, снижающих КПД привода.

На рис. 1.8 кривые 7 и 8 характеризуют примерные механические харак­ теристики нерегулируемых и регулируемых гидронасосов. Характеристика регулируемых гидронасосов 8 обеспечивает на рабочих режимах использова­ ние постоянно полной мощности двигателя.

Аксиально­поршневые насосы работают при давлениях до 40...50 МПа, имеют производительность до 750 л/мин и частоту вращения выходного вала 1000...3000 мин­1, КПД насосов колеблется примерно от 0,85 до 0,9.

Лопастной насос (рис. 1.10, в) состоит из корпуса 3, ведущего вала и экс­ центрично расположенного на валу ротора 8, в пазах которого перемещаются пластины 9. При вращении ротора между лопастями, которые прижимаются к корпусу пружинами, образуются камеры, переносящие жидкость из полости всасывания В в полость нагнетания Н. При этом чем больше эксцентриситет ротора е, тем больше подаваемый объем жидкости. В результате выноса жид­ кости из полости всасывания в ней образуется вакуум, засасывающий жид­ кость из бака.

Подача (см3/мин) лопастных насосов, где п – частота вращения ротора, мин ; b – ширина пластин, см; rc, rp– радиусы статора (корпуса) и ротора, см.

Лопастные насосы работают при давлениях 16...18 МПа при КПД = 0,8...0,85. На рис.1.11 изображен радиально-поршневой гидромотор со звездообразным расположением поршней. С одной стороны из корпуса 4 гид­ ромотора выходит шлицевой конец эксцентрикового вала 11, а с другой к не­ му крепится распределитель торцевого типа, состоящий из крышки 10, реак­ тивного 6, распределительного 7 и опорного 8 дисков. Распределительный диск приводится во вращение промежуточным валом 12, соединенным шпильками с эксцентриковым валом. В корпусе гидромотора установлены пять цилиндров 1 с отверстиями, вмонтированные в крышки 4. Рабочая жид­ кость от насоса подается через отверстия распределителя 5, потом во внут­ ренние каналы корпуса 9, крышки 4 и сферических дисков 3, которые соединены в требуемой последовательности с гидроцилиндрами. Так как поршни, как и цилиндры, выполнены в виде полых цилиндрических стака­ нов с отверстиями, то рабочая жидкость действует непосредственно на сфе­ рические поверхности эксцентрикового вала и за счет его эксцентриситета создает на валу вращающий момент.

Рис.1.11. Радиально­поршневой насос со звездообразным расположением порш­ ней: а) поперечный и б) продольный разрезы; 1­ цилиндр; 2­поршень; 3– сферический диск; 4– крышка; 5, 6, 7– распределители; 8– опорный диск; 9– корпус; 10– крышка; 11– эксцентриковый вал; 12– промежуточный вал Расчет и выбор параметров гидропривода машин, исполнительные орга­ ны которых непосредственно или через редуктор (с передаточным числом u ред ) приводятся от гидромотора, производят в такой последовательности:

1) по заданной скорости v исп.о движения исполнительного органа опреде­ ляют частоту вращения n м вала гидромотора где rисп.о радиус исполнительного органа;

2) по заданному или предварительно определенному вращающему моменту, численно равному моменту М исп.о сил сопротивления на исполнительном ор­ гане, находят потребный момент (Нм) на валу гидромотора 3)рассчитывают перепад давления р м в гидромоторе по приближенному соотношению где рном номинальное давление в гидросистеме (Па);

4) находят необходимый рабочий объем Vм (м 3 ) гидромотора 5) по величине Vм выбирают гидромотор, имеющий рабочий объем V V ; номинальной и максимальной частоты вращения вала n,, n max ;

номинальной и максимальной мощности p, max ;

6) определяют расход жидкости (м 3 /c), проходящей через гидромотор (обычно эту величину находят для максимальной частоты вращения вала гидромотора, соответствующей максимальной скорости исполнительного ор­ гана) где v м объемный КПД гидромотора;

7) рассчитывают объем (м 3 ) насоса, исходя из расхода рабочей жидкости, потребляемой гидромотором. Принимают Q н Q м ; n н n м.

Тогда где v н объемный КПД насоса.

Поршневой компрессор (рис. 1.12) имеет цилиндр 2, в котором движется поршень. Возвратно­поступательное движение поршня обеспечивается при­ водимым от двигателя коленчатым валом 6 и шатуном 5. На крышке цилинд­ ра имеются автоматически действующие всасывающий и нагнетательный клапаны 3 и 4. При движении поршня вниз от верхней «мертвой» точки в ци­ линдре создается разрежение, клапан 3 открывается и происходит всасывание наружного воздуха. При движении поршня вверх клапан 3 закрывается, и воздух в цилиндре сжимается. Давление в цилиндре достигает опре Всасывание Нагнетание деленой величины (обычно 0,8 МПа), клапан 4 от Рис.1.12.Схема поршневого 1– поршень компрессора;

2– цилиндр; 3, 4 – клапаны шинах, как правило, имеют более простую и дешевую воздушную систему охлаждения. При наиболее распространенном давлении воздуха, используе­ мого в пневматических строительных машинах (до 0,8 МПа) и производи­ тельности до 1 м/мин, компрессоры изготовляют с одноступенчатым сжатием как простые и дешевые, при более высокой производительности – с двух­ ступенчатым сжатием, обеспечивающим компрессору более высокий КПД (на 10...15 %) и большую долговечность.

Ротационные компрессоры (рис. 1.13) представляют собой цилиндр 8, в котором вращается эксцентрично расположенный ротор 9. В пазах ротора расположены лопатки 7, которые при вращении под действием центробеж­ ных сил плотно прижимаются к внутренней поверхности цилиндра.

Рис. 1.13. Схема ротационного маслокомпрессора: 1…5– полости Между лопатками и цилиндром образуются полости­ячейки 1...6, в ко­ торых происходят процессы всасывания воздуха 1...2, его сжатия 3...4 и на­ гнетания в воздухосборник 5...6. В период сжатия воздуха во внутреннюю полость компрессора автоматически впрыскивается масло, которое охлаждает сжатый воздух, смазывает трущиеся детали и улучшает компрессию, образуя масловоздушную смесь. Промышленностью выпускаются передвижные ро­ тационные компрессоры производительностью до 10 м/мин с давлением до 0,8 МПа.

Винтовые компрессоры (рис. 1.14) представляют собой два ротора 2 и винтообразной формы, помещенные в корпус и соединенные зубчатыми ко­ лесами 4 и 5, синхронизирующими вращение роторов. Один из винтов явля­ ется ведущим, другой ведомым.

Рис. 1.14. Общий вид винтового компрессора со снятой крышкой:

Винты имеют постоянное поперечное сечение и помещаются в цилиндри­ ческих расточках корпуса, которые пересекаются между собой, образуя в по­ перечном сечении фигуру восьмерки. Зубья, образующие винты, в попереч­ ном сечении очерчены специальными выпуклыми и вогнутыми кривыми и имеют профиль, создающий теоретически беззазорное зацепление. Действи­ тельные зазоры определяются точностью изготовления. В корпусе насоса с противоположных торцов по диагонали расположены всасывающий и нагне­ тательный патрубки. За один оборот ведущего винта происходит подача в нагнетательный патрубок нескольких порций воздуха, число которых опре­ деляется числом зубьев ведущего винта. При высоких скоростях вращения число порций воздуха, выталкиваемых в единицу времени, достаточно велико и колебание давления в воздухопроводе становится незаметным. Компрес­ сорные передвижные станции с винтовыми компрессорами имеют произво­ дительность до 10 м3/мин при давлении до 0,8 МПа. В компрессорных уста­ новках, как правило, имеется воздухоподготовительная аппаратура (рис.

1.15), обеспечивающая очистку сжатого воздуха от посторонних примесей и стабильное давление на входе в пневмодвигатели.

Атмосферный воздух вначале проходит через фильтр­воздухоочиститель 1, затем по всасывающему трубопроводу 2 поступает в компрессор 14. В на­ гретый в компрессоре сжатый воздух насосом 4 по трубопроводам 3 впры­ скивают охлажденное масло. Охлажденная масловоздушная смесь, пройдя через открытый обратный клапан 13 по нагнетательному трубопроводу 12, поступает в воздухосборник 5. В воздухосборнике масловоздушная смесь проходит через масловлагоотделитель 11 и клапан 6, регулирующий мини­ мальное давление. После этого чистый воздух попадает в раздаточную ко­ лонку 9 с вентилями 8 для потребления сжатого воздуха и клапаном 7 для стравливания воздуха.

Рис. 1.15. Схема воздухоподготовительной аппаратуры компрессорной установки:

1– фильтр; 2, 3, 13– трубопроводы; 4– насос; 5– воздухосборник; 6, 10– клапаны; 7– кла­ пан; 8– вентиль; 9– колонка; 11– масловлагоотделитель; 14– компрессор Кроме этого, на воздухосборнике устанавливается предохранительный клапан 10. Воздухосборник изготовляют и испытывают в соответствии с тре­ бованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работаю­ щих под давлением.

Привод ручных машин осуществляется непосредственно от пневматиче­ ских двигателей, в которых энергия сжатого воздуха преобразуется в механи­ ческую энергию. Их выполняют обычно в едином корпусе с ручной машиной.

При этом применяют двигатели: поршневые мощностью 0,4...4 кВт с час­ тотой вращения до 3000 мин­1; турбинные мощностью до 0,4 кВт при часто­ те вращения до 15000 мин­1 и ротационные мощностью 2...3 кВт с частотой вращения до 20000 мин­1. Малая удельная масса ротационных двигателей (кг/кВт), которая примерно в 10 раз меньше, чем у поршневых, а также про­ стота их конструкций и несложное реверсирование обеспечили им широкое применение. Положительным свойством пневматических двигателей для многих ручных машин является также их мягкая механическая характеристи­ ка.

1.6. Трансмиссии строительных и дорожных Трансмиссии — это устройства, обеспечивающие передачу движения от силовой установки к исполнительным механизмам и рабочим органам маши­ ны. Они позволяют изменять по величине и направлению скорости, крутящие моменты и усилия. По способу передачи энергии трансмиссии подразделяют на механические, электрические, гидравлические, пневматические и комби­ нированные. Наиболее распространены механические, гидравлические и комбинированные трансмиссии. Одним из основных показателей эффектив­ ности работы трансмиссий является их КПД [10] где р и,м, р с,у – мощность исполнительного механизма и силовой установки рабочего органа.

Передаточное отношение где с, у, и, м – угловые скорости вращения силовой установки и исполни­ тельного механизма рабочего органа.

К важным показателям трансмиссии относится их степень прозрачности, под которой понимается способность трансмиссии передавать колебания внешней нагрузки силовой установке.

Механические трансмиссии. Они включают в себя механические переда­ чи, муфты, тормоза и другие элементы, обеспечивающие передачу движения.

Механические передачи по принципу работы делят на: передачи трением с непосредственным контактом тел качения (фрикционные) и с гибкой связью (ременные) ; передачи зацеплением с непосредственным контактом (зубчатые и червячные) и с гибкой связью (цепные).

В фрикционных передачах движение осуществляется с помощью сил трения скольжения. Сила трения скольжения для движущегося тела 1 (рис.

1.16) относительно поверхности 2 со скоростью V составит где f – коэффициент трения; Q – нормальное усилие, действующее в контак­ Значение f зависит от материала трущихся пар, смазки и других парамет­ ров.

Рис. 1.16. Схема к определению сил трения скольжения Ориентировочно для трения без смазки стали по чугуну f = 0,12...0,18, стали или чугуна по фрикционной пластмассе и коже f = 0,25...0,45, для тре­ ния стальной пары в масле f = 0,03...0,05. Реакция одного тела на другое К при движении отклоняется на угол трения р. Так как F Qtg, то f tg, от­ куда arctgf.

Схемы простейших фрикционных передач с постоянным передаточным отношением показаны на рис. 1.17.

Рис. 1.17. Схемы фрикционных передач: а) –с цилиндрическими катками;

Необходимое усилие прижатия Q трущихся катков для передачи полезного окружного усилия F определяется по формуле (1.22):

где – коэффициент запаса сцепления, принимаемый для силовых передач равным 1,25...1,5.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 14 |
 


Похожие работы:

«Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет 69.05(07) М187 Маленьких О. Ю., Маленьких Ю. А. СТРОЙГЕНПЛАН Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию Челябинск, 2000 Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра экономики, управления и инвестиций 69.05(07) М187 Маленьких О.Ю., Маленьких Ю.А. СТРОЙГЕНПЛАН Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию Челябинск Издательства ЮУрГу...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет Архитектура Учебно-методическое пособие по дипломному проектированию Красноярск СФУ 2012 УДК 692 ББК 38.4 А878 Составители: доцент кафедры проектирования зданий и экспертизы недвижимости, к.т.н., Е.М. Сергуничева, ст.преподаватель кафедры проектирования зданий и экспертизы недвижимости Е.В. Казакова, ст. преподаватель кафедры проектирования зданий и экспертизы недвижимости И.А. Говорова А878 Архитектура:...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНОНАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ Кафедра Строительство автомобильных дорог С.В. Солопов, Н.Б. Андросова, В.А. Мулюкин ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Методические указания по выполнению лабораторных работ Дисциплина: Производство строительных материалов,...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра гуманитарных и социальных наук Ширманов Я.И., Муратова И.А. Социология МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ КУРСА для студентов всех специальностей очной и заочной формы обучения Тюмень 2010 УДК ББК Ширманов Я.И., Муратова И.А. Социология: Методические указания к содержанию курса для студентов...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет АКТИВНЫЕ И ИНТЕРАКТИВНЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (ФОРМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ) В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ Учебное пособие Нижний Новгород ННГАСУ 2013 УДК (378.147:004.9) (07) ББК 74.58 я 7 +74.202.5 я 7 Активные и интерактивные образовательные технологии (формы проведения занятий) в высшей школе: учебное пособие / сост....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова ГЕОДЕЗИЯ Методические указания по изучению дисциплины студентами 1 курса очной формы обучения и задания к контрольной работе студентов 2 курса заочной формы обучения специальностей 310900 Землеустройство и 311000 Земельный кадастр Геодезия: Методические указания по изучению...»

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 24/6/15 Одобрено кафедрой Здания и сооружения на транспорте АРХИТЕКТУРА ГРАЖДАНСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Методические указания к курсовому проектированию для студентов IV и V курсов специальности 270102 (290300) ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО (ПГС) Москва – 2005 С о с т а в и т е л ь — канд. архитектуры, доц. И.Т. Привалов Р е ц е н з е н т — д р техн. наук, проф. В.А. Фисун © Российский...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра экономики и управления в городском хозяйстве Сборник задач и методические указания к выполнению курсовой работы, РГР и заданий по самостоятельной работе по курсу Маркетинг для студентов, обучающихся по специальности 080502.65 и по направлению 080200.62 Менеджмент КАЗАНЬ 2013 г. Автор В.П.Павлов УДК 339.138 Сборник задач и методические указания к выполнению курсовой работы, РГР и заданий...»

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Е.Н. Поляков Садовая беседка. Видовая площадка Методические указания к курсовому проекту Томск – 2009 Садовая беседка. Видовая площадка : методические указания к курсовому проекту / Сост. Е.Н. Поляков. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2009. – 30 с. Рецензент канд. арх., доцент В.Г. Залесов Редактор Е.Ю. Глотова Методические указания к курсовому проекту Малая архитектурная форма (МАФ) по дисциплине СД.Ф.1 Архитектурное...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ П.В. Масленников, Н.А. Плешкова, Г.А. Подзорова СТРАТЕГИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ Учебное пособие Для студентов вузов В двух частях Часть 1 Кемерово 2008 2 УДК 65.018 (075) ББК 30.607я7 М 31 Рецензенты: Е.Г. Ягупа, канд. экон. наук, доцент, зав. кафедрой Экономическая теория и экономика предприятий КГСХИ; С.М. Бугрова, канд. экон. наук, доцент кафедры Экономика и организация машиностроительной...»

«1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра строительных конструкций МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО АРХИТЕКТУРЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ Издание 2-е, переработанное Составители: Л.А. ЕРОПОВ С.И. РОЩИНА Владимир 2010 2 УДК 725.4 (07) ББК 38.72 М 54 Рецензент Кандидат технических наук, доцент Владимирского государственного университета Е.А. Смирнов Печатается по...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ДОРОЖНОГО, ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине Экономика отрасли для студентов специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство всех форм...»

«Методические рекомендации к порядку реализации основных административно правовых процедур при комплексном освоении земельных участков в целях жилищного строительства Москва 2010 г. Оглавление 1. Особенности нормативно-правового регулирования комплексного освоения земельных участков в целях жилищного строительства 1.1. Понятие и последовательность действий комплексного освоения земельных участков в целях жилищного строительства 1.2. Правовой режим земельных участков, используемых для...»

«А.А. Данилов МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Учебное пособие УДК 621.317 Данилов, А. А. Метрологическое обеспечение измерительных систем: учеб. пособие / А. А. Данилов. – Пенза: Профессионал, 2008. – 63 с. Рассматриваются признаки классификации измерительных систем и их измерительных каналов, нормируемые метрологические характеристики измерительных каналов и методы подтверждения их соответствия установленным нормам, приводятся рекомендации по реализации метрологического...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования – Оренбургский государственный университет А.С. КИЛОВ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ Рекомендовано Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет в качестве учебного пособия для студентов обучающихся по программам высшего профессионального образования по...»

«Федеральное агентство по науке и образованию Ангарская государственная технологическая академия АРХИТЕКТУРА ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ Методические указания к содержанию и организации практических занятий к разделу Промышленные здания для студентов дневного обучения специальности 290300 Ангарск 2005 Архитектура промышленных и гражданских зданий. Методические указания к содержанию и организации практических занятий к разделу Промышленные здания / Роговская Г.И. Ангарская государственная...»

«УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ Учебное пособие для слушателей курса профессиональной переподготовки Промышленное и гражданское строительство Под ред. Долматова А.В. ВВЕДЕНИЕ Фундамент – это подземная часть сооружений, которая воспринимает нагрузку от его надземной части и передает ее на основание. - Мировой опыт строительства показывает, что большинство аварий построенных зданий и сооружений вызвано ошибками, связанными с возведением фундаментов и устройством оснований, что проявляется в...»

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 24/10/7 Одобрено кафедрой Здания и сооружения на транспорте ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Методические указания к курсовому дипломному проектированию для студентов V и VI курсов специальности 270102 ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО (ПГС) Москва – 2006 С о с т а в и т е л и : канд. техн. наук, проф. Б.В. Зайцев, доц. М.П. Голышкова, ст. преп. А.М. Белозерский © Российский государственный открытый...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Ангарская государственная техническая академия Кафедра Промышленное и гражданское строительство МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОНННЫХ МАТЕРИАЛОВ Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 270102 Промышленное и гражданское строительство 270105 Городское строительство и хозяйство Ангарск 2009 Материаловедение. Технология конструкционных материалов....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ ЛЕСНЫХ ЗЕМЕЛЬ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для подготовки дипломированных специалистов по направлению 656200 Лесное хозяйство и ландшафтное строительство специальности 250201...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.