Введение. Цели и задачи дисциплины.

Основные понятия о машинах и автоматических устройствах, применяемых в строительстве. Системы автоматического управления. Общее понятие о машинах и их устройстве. Классификация машин и оборудования, применяемых в строительстве. Необходимость создания новых типов машин и их модернизация в процессе эксплуатации.

Механизация является одной из основных способов совершенствование производственных процессов, которые в промышленном строительстве подразделяются на простые и сложные.

Простой строительный процесс, представляющий собой совокупность технологически связанных операций, из которых основные выполняются с помощью машин, считается механизированным.

Совокупность организационно связанных простых процессов – это сложный строительный процесс, в котором все основные и вспомогательные тяжелые и трудоёмкие операции и процессы выполняются системой взаимодополняющих друг друга машин, механизмов и оборудования, представляет собой комплексно-механизированный процесс.

При комплексной механизации мощность всей системы и сменный поток должны быть взаимосвязаны, а работа отдельных машин – согласована по производительности и ритму.

В тех случаях, когда эти условия невыполнимы, необходимо ориентироваться на полное использование производительности ведущей машины, в качестве которой принимается машина, требующая наибольших затрат на эксплуатацию и определяющая наиболее высший темп работы комплекса. При невозможности согласования работы машин и оборудования по ритму нужно создавать между смежными простыми процессами промежуточные запасы материалов, которые позволят ликвидировать возникающие технологические простои машин. При организации комплексно-механизированных строительных процессов необходимо тщательно разработать технологическую схему их выполнения, правильно выбрать ведущую машину комплекса и, установив величину сменного потока, укомплектовать все звенья процесса машинами соответствующей производительности. В связи с тем, что существующие типы и типоразмеры машин не всегда позволяют обеспечить полное соответствие их производительности сменному потоку работ, необходимо тщательно анализировать образующийся разрыв и подбирать такое сочетание, при котором будут не полностью использоваться только машины, наиболее дешёвые в эксплуатации.

Повышение технологического уровня механизации строительства должно происходить не только путём внедрения новых высокопроизводительных машин, оборудования и механизированного инструмента для замены устаревшей техники и механизации процессов, выполнявшихся вручную, но и путем автоматизации управления машиной и отдельными производительными процессами.

Задачами автоматизации строительных процессов и строительства в целом наряду с обеспечениями высоких темпов строительства являются:

-наиболее полная и равномерная загрузка дорожно-строительных машин;

-повышение их производительности;

-снижение затрат труда в строительстве;

-автоматическое обеспечение безопасных условий труда рабочих, обеспечивающих производственные процессы;

-повышение качества работ;

-снижение себестоимости и трудоёмкости выполненных работ;

Внедрению автоматизации в значительной степени способствует применение надёжных в эксплуатации машин, работающих в условиях автоматизированного производства. При этом особое внимание должно уделяться обеспечению равнопрочности деталей, звеньев и узлов машин, стабильности и простоты регулирования машин, уменьшению времени на регулировку тормозов, клапанов, натяжению гусениц, цепей, лент и т.п. Из-за несоблюдения этих условий машины приходится часто останавливать во время работы автоматизированной системы, что влечет за собой разное снижение производительности дорожно-строительных машин.

Применительно к автоматизации производственных процессов следует установить сущность связанных с ней понятий «автоматика» и «автоматизация».

Автоматика – отрасль науки и техники, разрабатывающая общие принципы, технические средства и методы осуществления производственных процессов.

Автоматизация – применение в том или ином сочетании технических средств автоматики (автоматических машин, приборов, устройств) для осуществления отдельных операций или всего производственного процесса.

Оба эти понятия объединяет одна цель – это исключение человеческого фактора. по степени технического совершенства и охвата разлечают частичную, комплексную и полную автоматизации.

При частичной автоматизации автоматическое оборудование, приборы и устройства применяют только на отдельных операциях единого производственного процесса.

С частичной автоматизацией работают машины, снабженные автоматическими приборами и устройствами для учёта работы машин, для регулирования скорости движения рабочих органов, а также траектории их движения(глубины капания, поддержание заданного уклона).

Под комплексной автоматизацией понимают применение системы связанных в единую технологическую цепь отдельных агрегатов машин, приборов и устройств, выполняющих все операции производственного процесса без участия человека. Поддержание заданных параметров производственного процесса во всех его звеньях осуществляется автоматически, и только операции пуска и остановки выполняются машинистом. Примером комплексной автоматизации может быть автоматическая поточная линия, объединяющая целую группу машин-автоматов, связанных между собой автоматическими транспортными устройствами перемещающими материалы с определённой заданной скоростью.

Управление и контроль за работой такой автоматической поточной линией осуществляется со специального пульта (оператором).

При полной автоматизации осуществляются также пуск системы, ее остановка, изменение режима работы системы, вывод её из аварийного состояния без участия оператора (машиниста). Выбор уровня автоматизации должен производится с учетом суммы конкретных условий – масштаба производства, поточности, повторяемости или непрерывности операции , стабильности качества, равномерности потребления готового продукта, что особенно важно при приготовлении бетонных и асфальтобетонных смесей, растворов. Нахождение применительно к определённым условиям строительства оптимального уровня автоматизации возможно только при дифференцированном подходе, учёте особенностей технологического процесса, назначение и режима его протекания.

Автоматические устройства и их разновидности

Обыкновенные машины – автоматы и системы автоматических машин

Они действуют в постоянном режиме с заданной последовательностью без контроля результатов в процессе цикла. циклично действующие автоматические машины применяют как часть более сложных автоматических систем.

Автоматы и системы автоматических машин с программным управлением.

С их помощью автоматическое управление и регулирование хода производственного процесса осуществляется в заданной последовательности и режиме с автоматическим контролем за состоянием процесса и возможными отклонениями от заданной постоянной программы. Программа может периодически изменятся во времени, полностью или в отдельных её частях. Этот вид автоматизации может применятся в большинстве стандартных производственных процессах.

Машины, приборы и устройства с применением вычислительной техники, обладающие свойством самоприспособления к изменяющимся внешним условиям.

При заданных конечных параметрах производственного прцесса кибернетическая система автоматически выбирает такой режим, который позволит наивыгоднейшим образом в заданный срок обеспечить выполнение поставленной задачи.

Автоматические устройства подразделяются по назначению на системы автоматического контроля , автоматического управления и автоматического регулирования.

Все эти системы при комплексной автоматизации работают совместно, осуществляя одновременно автоматический контроль, автоматическое управление и автоматическое регулирование.

Устройства для автоматического контроля.

Могут представлять собой систему автоматической сигнализации , но чаще наряду с этим осуществляют автоматические измерения контролируемой величины. Для нашего случая это может касаться контроля физических параметров того или иного технологического процесса (давление сжатого воздуха в пневматических устройствах, концентрации пульпы в трубопроводах земснарядов); контроль и учёт готовой продукции (объём разработанного экскаватором грунта). Автоматический контроль подразделяют на:

-контроль предельных значений, который даёт ответ на вопрос, работает машина (загружена ли она) или нет, есть ли материал в бункере или нет;

-контроль непрерывный, который позволяет всё время иметь сведения о ходе технологического процесса, о том, с какой загрузкой работает та или иная машина, какое количество материала перемещается отвалом бульдозера, ковшом скрепера и лентой конвейера.

При контроле предельных величин автоматическая сигнализация при достижении контролируемой величиной (параметром) заданных (предельных) значений подаёт световой или звуковой сигнал. При аварийном положении соответствующий сигнал указывает обслуживающему персоналу место и характер нарушения заданного режима технологического процесса.

В процессе автоматического контроля объект контроля (машина, изделие; параметр машины или технологического процесса) оказывает воздействие на измерительный орган (датчик), последний – на управляющий орган. Тот, в свою очередь, приводит в действие воспроизводящий прибор, который сигнализирует, указывает или записывает значение контролируемой величины (цифрами или кривой).

В некоторых устройствах автоматического контроля последний орган системы маркирует, отбраковывает или сортирует изделия по тому или иному признаку (размерам, объёмной массе и т.д.).

Наиболее целесообразным является применение активного контроля, т. е. контроля в процессе обработки изделия и деталей. Результат контроля автоматически сообщается рабочей машине – таким образом регулируется процесс её работы.

Приборы автоматического контроля могут быть связаны непосредственно с оборудованием, машинами и на них установлены; такой контроль называют местным.

В некоторых случаях управление машиной и месте с тем контроль за её работой вынесены за пределы рабочего места машины, но находятся в пределах рабочей зоны, территории объекта(цеха) или строительной площадки (предприятия); в этом случае контроль является дистанционным.

Если контроль осуществляется со значительного расстояния с помощью каналов связи, имеет место телемеханический контроль. При этом между измерительным прибором (датчиком) и каналом связи включается так называемый «передатчик», который служит для преобразования измеренной величины в другую, удобную для передачи по каналу связи (проводам, по радио). Между каналом связи и управляющим органом включается специальный «приёмник», который преобразует величину, полученную из канала связи, в величину, удобную для воздействия на воспроизводящий орган.

Автоматический контроль облегчает работу персонала, но применение его без других средств автоматики недостаточно.