1. Дать основные понятия о машине. Перечислить требования к деталям, сб. Единицам и механизмам машин.

Машина – это механическое устройство, предназначенное для выполнения требуемой полезной работы, связанной с процессом производства или транспортирования или же с процессом преобразования энергии, движения или информации.

Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марки материала без применения сборочных операция. К деталям можно отнести: валик из одного куска материала, литой корпус; пластину из биметаллического листа; печатную плату и т.д. Деталь может быть изготовлена с применением местных сварки, пайки, склеивании, сшивания и т.д. (трубка паянная или сваренная из одного куска листового материала, коробка склеенная из одного куска картона) и иметь защитное или декоративное покрытие.

Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сочленением, клепкой, сваркой, пайкой, опрессовкой и т.д.), например, автомобиль, станок, редуктор, сварной корпус, маховичок из пластмассы с металлической арматурой и др.

К машинам и механизмам предъявляют следующие основные требования: работоспособности; надежности; технологичности; экономичности; эргономичности.

Работоспособность. Работоспособностью называют состояние машин и механизмов, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническими условиями, стандартами и т. п.).

Надежность. Надежностью изделия называют свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам в условиях использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность изделия зависит от необходимой нара6отки, которая может исчисляться в часах работы станка, налета самолета и т. д., в километрах пробега автомобиля, гектарах обработанной земли для сельскохозяйственной машины и т. д. Надежность зависит от всех этапов создания и эксплуатации изделий. Ошибки проектирования, погрешности в производстве, упаковке, транспортировке и эксплуатации изделия сказываются на его надежности. Надежность изделий обуславливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Безотказность – свойство сохранять работоспособность в течение заданной наработки без вынужденных перерывов. Это свойство особенно важно для машин, отказы которых связаны с опасностью для жизни людей (например, самолеты) или с перерывом в работе большого комплекса машин.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для ремонтов и технического обслуживания.

Ремонтопригодность – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство изделия сохранять требуемые эксплуатационные показатели после установленного срока хранения и транспортирования.

Технологичность. Под технологичностью понимают совокупность признаков, обеспечивающих наиболее экономичное, быстрое производительное изготовление машин применением прогрессивных методов обработки при одновременном повышении качества, точности и взаимозаменяемости частей. В понятие технологичности следует ввести также признаки, обеспечивающие наиболее производительную сборку изделия (технологичность сборки) и наиболее удобный и экономичный ремонт (технологичность ремонта).

Экономичность. При оценке экономичности учитывают затраты на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Эргономичность. Совершенство и красота внешних форм машины и удобство обслуживания существенно влияют на отношение к ней со стороны обслуживающего персонала и потребителей.

1.2. Назовите и охарактеризуйте основные технико-экономические показатели строительных машин.

Основным технико-эксплуатационным показателем строительных машин является их производительность, которая определяется количеством продукции, выраженной в определенных единицах измерения (т, м³, м², м), вырабатываемой или перемещаемой машиной за единицу времени — час, смену, месяц или год.

Различают три категории производительности машин: конструктивную, техническую и эксплуатационную.

Конструктивная производительность Пк — максимально возможная производительность машины, полученная за 1 ч непрерывной работы при расчетных условиях работы, скоростях рабочих движений, нагрузках на рабочий орган с учетом конструктивных свойств машины и высокой квалификации машиниста.

Для машин периодического действия

Пк = qn или Пк = qnp,

где

q — расчетное количество материала, вырабатываемого машиной за один цикл работы, м3 или т;

п — расчетное число циклов работы машины в час, п — З600/Тц, Тц — расчетная продолжительность цикла, с;

р — плотность материала, т/м³.

Для машин непрерывного действия при перемещении насыпных материалов сплошным непрерывным потоком

Пк = 3600Av или Пк = 3600 Avp,

А — расчетная площадь поперечного сечения потока материала, неизменная на всем пути перемещения, м²; v — расчетная скорость движения потока, м/с. При перемещении штучных грузов и материалов отдельными порциями

Пк = 3600mv/l или Пк = 3600qn vp,

где

m — масса груза, т;

qn — количество (объем) материала в одной порции, м ;

l — среднее расстояние между центрами грузов (порций).

Техническая производительность Пт — максимально возможная производительность машины, которая может быть достигнута в конкретных производственных условиях данным типом машины с учетом конструктивных свойств и технического состояния машины, высокой квалификации машиниста и наиболее совершенной организации выполняемого машиной технологического процесса за 1 ч непрерывной работы:

Пт = Пк×Kу,

где

Kу — коэффициент, учитывающий конкретные условия работы машины.

Эксплуатационная производительность определяется реальными условиями использования машины с учетом неизбежных перерывов в ее работе, квалификации машиниста; может быть часовой, сменной, месячной и годовой.

Часовая эксплуатационная производительность

Пэ.ч=Пт×см²×kм,

где см² — коэффициент использования машины по времени в течение смены, учитывающий перерывы на техническое обслуживание и ремонт машины, смену рабочего оборудования, перемещение машины по территории объекта, потери времени по метеорологическим условиям, отдых машиниста и т. п.,

см²=(Tсм-∑tп)/Tсм,

где

Тсм — продолжительность смены, ч;

∑tп — суммарное время перерывов в работе машины за смену, ч;

kм= 0,85…0,95 — коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста и качество управления.

Сменная эксплуатационная производительность

Пэ.см=Tсм×Пэ.ч,

При расчете месячной и годовой производительности учитываются простои в работе машины за соответствующий период времени.

Годовая эксплуатационная производительность

Пэ.год=365* Пэ.см×kв.год×kсм,

где

kв.год год — коэффициент использования машины по времени в течение года,

kв.год=Тгод/365=(365-tв-tрем-tпр)/365,

где

Тгод — количество дней работы машины в году;

tв — количество выходных и праздничных дней;

tрем —количество дней, необходимое для выполнения текущего, среднего и капитального ремонтов;

tпр — продолжительность организационных простоев и простоев по метеорологическим причинам;

kсм — коэффициент сменности.

Эксплуатационная производительность является главным рабочим параметром, по которому подбирают комплекты машин для комплексной механизации технологически связанных трудоемких процессов в строительстве.

1.3. Дать характеристику силового оборудования строительных машин.

Силовое оборудование. В качестве силового оборудования на строительных машинах используются обычно тепловые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), как правило дизельные, и реже — карбюраторные. Мощность дизелей, применяемых на землеройно-транспортных машинах, достигает 1000... 1200 кВт. Дизели обладают относительно высоким КПД (30...37%), сравнительно невысокими удельной массой [(3...4 кг/кВт) и расходом горючего (0,2...0,25 кг/(кВт-ч)]. Долговечность дизелей достигает 6000... 8000 ч работы при правильной эксплуатации. К недостаткам дизелей в приводе строительных машин следует отнести затруднения при эксплуатации при низких температурах и большую чувствительность к перегрузкам, связанную с его жесткой механической характеристикой. Механическая характеристика дизеля, определяемая изменением крутящего момента на валу и соответствующим усилием на рабочем органе в функции частоты его вращения и соответствующей скорости рабочего органа. Kрутящий момент нарастает от 0 до величины Г„ при очень незначительном изменении 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 автономности от внешнего источника энергии, в качестве силового оборудования используют электродвигатели переменного или постоянного тока. Электродвигатели переменного тока, питающиеся обычно от электросети напряжением 380...220 В с нормальной частотой 50 Гц, конструктивно просты, дешевы, надежны и удобны в эксплуатации, поэтому наиболее широко применяются в качестве силового оборудования на строительных машинах. Электродвигатели с короткозамкнутым ротором наиболее просты, надежны и удобны в управлении. Однако в процессе их работы они имеют большой пусковой ток. Эти двигатели не имеют также достаточных возможностей регулирования скоростей в зависимости от нагрузки. Поэтому наиболее часто их применение ограничивается небольшими мощностями — до 8...10 кВт.

1.4. Ходовое оборудование строительных машин. Привести схемы конструкций.

Ходовое оборудование строительных машин состоит из ходового устройства — движителей, механизма передвижения и опорных рам или осей.

По типу применяемых движителей ходовое оборудование делят на гусеничное, шинноколесное , рельсоколесное и шагающее. У многих строительных машин (землеройно-транспортных, многоковшовых экскаваторов, передвижных кранов и др.) ходовое оборудование участвует непосредственно в рабочем процессе, обеспечивая при этом дополнительные тяговые усилия.

Гусеничное ходовое оборудование. Его широко применяют как для строительных машин малой мощности массой 1...2 т, так и для машин самой большой мощности с массой в сотни и тысячи тонн. Оно обеспечивает возможность воспринимать значительные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность.

Недостатками гусеничного хода являются значительная масса (до 35 % от всей массы машины), большая материалоемкость, недолговечность и высокая стоимость ремонтов, низкие КПД и скорости движения, невозможность работы и передвижения на площадках и дорогах с усовершенствованными покрытиями. Машины на гусеничном ходу передвигаются своим ходом, как правило, только в пределах строительных площадок, к которым их доставляют автомобильным, железнодорожным или водным транспортом.

Гусеничное ходовое оборудование может быть двух- и многогусеничным ( 1.50, поз. 3). В строительных машинах с массой до 1000 т применяется наиболее простое и маневренное двухгу-сеничное оборудование. Для машин большей массы используют сложные многогусеничные системы, у которых число гусениц достигает 16.

По степени приспосабливаемости к рельефу пути различают гусеницы жесткие, мягкие, полужесткие и с опущенным или поднятым колесом .

Шинноколесное (пневмоколесное) ходовое оборудование. Оно выполняется обычно двухосным с одной 5 или двумя 6 ведущими осями. Более тяжелые машины выполняются трехосными с двумя 7 или всеми 8 ведущими осями, четырех- 9 и многоосными 10. Основные достоинства пневмоколесного ходового оборудования определяются возможностью развивать высокие транспортные скорости, приближающиеся к скоростям грузовых автомобилей, что придает им большую мобильность, а также большей долговечностью и ремонтопригодностью по сравнению с гусеничным, ходовым оборудованием.

Важной характеристикой колесных машин является колесная формула, состоящая из двух цифр; первая обозначает число всех колес, вторая — число приводных. Наиболее распространены машины с колесными формулами 4X2, 4X4, с большим количеством общих и ведущих осей применяются реже — в основном на тяжелых автогрейдерах и кранах. С ростом числа приводных колес в ходовом устройстве улучшаются проходимость и тяговые качества машины, но усложняется механизм привода передвижения.

Рельсоколесное ходовое оборудование. Оно обеспечивает низкое сопротивление передвижению, восприятие больших нагрузок, простоту конструкции и невысокую стоимость, достаточную долговечность и надежность. Жесткие рельсовые направляющие и основания обеспечивают возможность высокой точности работы машины. Главными недостатками этого хода являются: малая маневренность, сложность перебазировки на новые участки работ, дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию рельсовых путей. Этот вид ходового оборудования применяют для башенных и железнодорожных кранов, цепных и роторно-стреловых экскаваторов, а также для экскаваторов-профилировщиков.

Шагающее ходовое оборудование. Оно имеет несколько конструктивных решений. Оно выпускается как с механическим, так и гидравлическим приводом.

Основным недостатком шагающего хода являются его малые скорости передвижения (обычно до 0,5 км/ч). Этот вид ходового оборудования применяют преимущественно на мощных экскаваторах-драглайнах.

На рисунке:

а) Гусеничное

б) Пневмоколесное

в) Шагающее

к необходимыти на ковш устанвливаетсянапрвляющий ло

1.5. Привести классификацию строительных машин.

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

По производственному (технологическому) признаку все строительные машины и механизмы могут быть разделены на следующие основные группы:

1) грузоподъемные;

2) транспортирующие;

3) погрузочно-разгрузочные;

4) для подготовительных и вспомогательных работ;

5) для земляных работ;

6) бурильные;

7) сваебойные;

8) дробильно-сортировочные;

9) смесительные;

10) машины для транспортирования бетонных смесей и растворов;

11) машины для укладки и уплотнения бетонной смеси;

12) дорожные;

13) отделочные;

14) механизированный инструмент.

Каждая из названных групп машин в свою очередь может быть разделена по способу выполнения работ и виду рабочего органа на несколько подгрупп, например машины для производства земляных работ могут быть разделены на следующие подгруппы:

а) землеройно-транспортные машины: бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдер-элеваторы и др.;

б)одноковшовые и многоковшовые экскаваторы; землеройно-фрезерные машины, планировщики с телескопической стрелой и др.;

в)оборудование для гидромеханического способа разработки грунтов: гидромониторы, землесосные и землечерпательные снаряды и др.

г) грунтоуплотнительные машины: катки, виброуплотнительные машины, трамбовки и др.

Машины в подгруппе, в свою очередь, различаются по данным, составляющим производственную характеристику (мощность, емкость ковша, грузоподъемность, тяговое усилие, производительность и т. д.).

Отдельные виды строительных машин различаются по ходовому устройству (гусеничный ход или колесный), по типу базовой машины (автомобиль, трактор, пневмоколесный тягач), по конструктивным особенностям и видам двигателя.

Все строительные машины по источнику энергии могут быть разделены на две группы: машины, работающие от собственной энергетической установки, и машины, использующие энергию, подведенную извне.

К первой группе относятся машины с двигателями внутреннего сгорания, ко второй — машины с электрическими двигателями, питаемыми током от внешней сети, и машины с пневматическим приводом.

Большинство строительных машин самоходные, но встречаются и стационарные.