Практическая работа №11.

Анализ классификации машин и оборудования для бетонных работ. Использование классификации.

Задание 1: установить назначение и основные элементы машин и оборудования для бетонных работ согласно классификации.

Задание 2: используя классификацию машин и оборудования для бетонных работ и систему индексации, выполнить ее анализ и идентификацию моделей.

Практическая работа №12.

Разработка формализованного описания назначения и технической функции машины и установление исходного и основных функциональных элементов.

На базе указанного преподавателем вида машин (прил. 5) выполнить следующие задания:

Задание 1. Ознакомиться с назначением машины и выполнить формализованное описание назначения.

Задание 2. Выполнить формализованное описание технической функции машины.

Задание 3. Ознакомиться с рабочим циклом и устройством машины и установить рабочее оборудование и его состав (рабочий орган; несущий элемент; механизмы, обеспечивающие движения рабочего органа, обусловленные рабочим циклом; привод механизмов рабочего органа), а также основные функциональные элементы (двигатель, трансмиссию, ходовую систему, несущий элемент машины, системы управления двигателем, ходовой системой, трансмиссией) обеспечивающие функции рабочего оборудования, обусловленные назначением и операциями рабочего цикла машины.

Практическая работа №13.

Формализованное описание назначения и технических функций основных функциональных элементов машины. Построение конструктивной функциональной структуры машины.

Для заданной в работе №11 машины, используя полученные результаты по установлению состава рабочего оборудования и основных функциональных элементов, выполнить следующие задания:

Задание 1.Выполнить формализованное описание назначения выявленных элементов машины.

Задание 2. Выполнить формализованное описание технической функции элементов машины.

Задание 3. Построить конструктивную функциональную структуру машины.

Практическая работа №14.

Построение потоковой функциональной структуры машины.

Для заданной в работе №11 машины, используя полученные результаты по установлению состава рабочего оборудования и основных функциональных элементов и формализованному описанию их физических операций, выполнить следующие задания:

Задание 1.Выполнить анализ последовательности физических операций, выявленных элементов машины.

Задание 2. Построить потоковую функциональную структуру машины.

Рекомендуемый библиографический список

1. Хубка В. Теория технических систем. - М.: Машиностроение, 1987.- 208 с.

2. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. -М.: Высш. шк., 1989.- 367 с.

3. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. - М.: Машиностроение, 1988.- 368 с.

4. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование: Справочник. - М.: Высш. шк., 1991.- 456 с.

5. Бадьин Г.М. и др. Справочник строителя-ремонтника / Г.М.Бадьин, В.А.Заренков, В.К.Иноземцев. – М.: Изд-во АСВ, 2002. – 496 с. (5 экз.)

6. Бадьин Г.М., Стебяков В.В. Справочник строителя. – М.: Изд-во АСВ, 2001. – 340 с.: ил. (22 изд.)

7. Волков Д.П., Крикун В.Я. Строительные машины и средства малой механизации: Учеб. для сред. проф. образования. – М.: «Академия», 2002. – 480 с.: ил. (30 экз.)

8. Волков Д.П., Крикун В.Я. Строительные машины: Учеб. для ВУЗов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во АСВ, 2002. – 376 с.: ил. (16 экз.)

9. Галиченко А.Н., Гехт А.Х. Строительные подъемники: Учеб. для подготовки рабочих на производстве. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1984. – 239 с., ил. – (Профтехобразование). (2 экз.)

10. Гальперин М.И., Домбровский Н.Г. Строительные машины. – Уч. пособие. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1980. – 344 с., ил. (13 экз.)

11. Томозов И.М. Путевые, дорожные и строительные машины. – Учебник для техникумов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1980. – 399 с., ил. (48 экз.)

12. Добронравов С.С., Сергеев В.П. Строительные машины.: Уч. пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1981. – 320 с., ил. (10 экз.)

13. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Машины для городского строительства: Учебник для ВУЗов. – М.: Высш. шк., 1985. – 360 с. (3 экз.)

14. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И. Строительные машины. В 2-х ч. Ч.2. – М., 1985. (43 экз.)

15. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации: Учеб. для ВУЗов. – М.: Высш. шк., 2001. – 575 с.: ил. (23 экз.)

16. Дроздов Н.Е., Фейгин Л.А. Курсовое и дипломное проектирование по специальности "Строительные машины и оборудование". – Уч. пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1980. – 159 с., ил. (6 экз.)

17. Заленский В.С., Иванов А.И. Строительные машины и оборудование. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – Уч. пособие для строит. техникумов. – М.: Стройиздат, 1979. – 328 с. (15 экз.)

18. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для ВУЗов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 496 с.: ил. (1 экз.)

19. Строительные машины: Справочник в 2-х томах. / Под ред. В.А.Баумана, Ф.А.Лапира. – Т.2.: Машины для строительства промышленных, гражданских, гидротехнических сооружений и дорог. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 496 с., ил. (3 экз.)

20. Строительные машины: Учеб. для ВУЗов. / Под ред. Волкова Д.П. – М.: Высш. шк., 1988. – 319 с.: ил. (29 экз.)

Приложение 1.

Основные группы класса строительные машины.

Подклассы машин	Группы
	1	2	3	4	5
Для земляных работ	Экскаваторы и землеройно-транспортные	Грунтоуплотняющие	Машины для гидромеханизации земляных работ	Бурильные	Для подготовительных работ
Подъемно-транспортные	Грузоподъемные	Для погрузочно-разгрузочных работ	Транспортирующие
Для свайных	Ударного действия	Вибрационного действия	Вдавливающего действия	Ударно-вибрационного действия
Для бетонных и железобетонных работ	Бетоносмесительные	Транспортирующие	Бетоноукладчики	Машины и оборудование для арматуры	Уплотняющие
Для отделочных работ	Для штукатурных работ	Для малярных работ	Для устройства и отделки полов	Для индустриальной отделки	Для устройства кровли
Дорожные	Для приготовления грунтовых смесей	Для приготовления асфальтобетонных и других смесей	Для устройства дорожных покрытий
Ручные	Общего применения (сверлильные, шлифовальные, полировальные, фрезерные)	Резьбозавертывающие	Ударного и ударно-вращательного действия	Для обработки металла	Для обработки дерева

Приложение 2.

Формализованное описание назначения ряда ТС класса СМ.

Наименование ТС	D	G	H
Землеройно-транспортная машина	послойное отделение, перемещение	грунта	при поступательном движении машины
Экскаватор	выемка транспортировка от забоя до отвала и выгрузка	грунта	без поступательного движения машины
Грунтоуплотняющие	уплотнение	грунта
Грузоподъемные машины	перемещение и поддержание на весу	грузов	по произвольной пространственной трассе, включающей вертикальные, наклонные и горизонтальные участки, циклическим методом
Транспортирующие машины	перемещение	грузов	преимущественно навалочных, непрерывным потоком, по определенной, обычно линейной трассе, которая может иметь горизонтальные и наклонные, а также вертикальные участки
Погрузочно-разгрузочные машины	Захват, транспортирование и выгрузка	материалов, полуфабрикатов и изделий	на транспортные устройства (с транспортных устройств)

Приложение 3.

Операции Колера.

ИЗЛУЧЕНИЕ - ПОГЛОЩЕНИЕ. Излучение будем соотносить с источником энергии вещества или информации, поглощение – со стоком (местом впадения) энергии, вещества или информации. эти две основные операции, противоположные друг другу, представляют собой необходимое условие для создания или ликвидации потока. Источники и стоки могут быть природные и искусственные (например, источники – солнце, топливо, генераторы; стоки – звукопоглощающие покрытия, заземление и т.п.). В технических системах стоком в большинстве случаев служит окружающая среда.

ПРОВОДИМОСТЬ - ИЗОЛИРОВАНИЕ. Для возникновения потока, кроме наличия источника и стока, требуется, чтобы между ними было проводящее пространство, обеспечивающее движение или распространение потока от источника к стоку (здесь не имеется в виду специальная организация потока, например, с помощью трубопровода).

Примеры проводящего пространства: воздушное пространство, электролит и т.п.; примеры изолирования: непрозрачные шторки, изолятор, стенка и т.п.

СБОР - РАССЕЯНИЕ. Основная операция "сбор" служит для того чтобы поток, распространяющийся по всем направлениям (рассредоточенный в пространстве или движущийся широким фронтом) заставить протекать в одном направлении или сосредоточиться в одной точке. Операцию "сбор" осуществляет, например, параболическая антенна, фокусирующая линза, патрубок, через который вытекает жидкость из бака.

Операция "рассеяние" служит для того, чтобы имеющийся сконцентрированный или упорядоченный поток рассеять, распространить по ряду направлений или направить более широким фронтом. Операцию "рассеяние" осуществляет, например, антенна радиопередатчика, делитель потока в гидросистемах, вал отбора мощности, рассеивающая линза и т.п.

Отметим различие между операциями "излучение - поглощение" и "сбор рассеяние". Первая – соответствует начальному и конечному участкам в потоке. До и после этих участков, можно сказать, нет организованного потока. Вторая – соответствует промежуточным участкам потока; до и после этих участков также существует организованный поток.

ПРОВЕДЕНИЕ - НЕПРОВЕДЕНИЕ. Операция "проведение" обеспечивает движение сконцентрированного потока по определенному заданному пути (траектории) с помощью технических средств, например, трубопровода, электропровода, шарнира. Непроведение означает, что на естественное направление движения и распространения потока ТО не оказывает никакого влияния (свободно падающая струя воды, световой луч, летящая пуля). Проведение – это движение, ограниченное связями; непроведение - свободное движение.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ - ОБРАТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ. Эти наиболее распространенные основные операции, противоположные друг другу, обеспечивают изменение свойств энергии, вещества и информации (сигналов).

Под преобразованием энергии понимается превращение одного вида энергии в другой, которое происходит, например, в двигателе внутреннего сгорания. К различным видам относится тепловая, кинетическая, потенциальная, механическая, звуковая и другие виды энергии.

Под преобразованием вещества понимается качественное изменение вещества, добавление или исчезновение определенных свойств. Например, изменение агрегатного состояния (жидкое - газообразное), немагнитное - магнитное и т.д.

Под преобразованием сигналов следует понимать операции при которых одна физическая входная величина превращается в другую выходную физическую величину. Например, вся информация на приборной панели любой машины.

УВЕЛИЧЕНИЕ - УМЕНЬШЕНИЕ. Эти основные операции изменяют состояние потока, т.е. значения какой-либо скалярной или векторной физической величины. При этом на входе и выходе имеем одну и ту же физическую величину. Примерами реализации операций " увеличение" и "уменьшение" являются: система рычагов, зубчатая передача, вентили, задвижки, регулирующие площадь сечения потока.

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ - ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ. Эти основные операции обеспечивают изменение направления векторной физической величины, значение которой остается неизменным. Изменение направления осуществляют: передачи с коническими шестернями, изогнутые трубопроводы и т.п.

Заметим, что для реализации операций "изменение направления" и "проведение" в отдельных случаях могут быть использованы одинаковые физические эффекты и соответственно одинаковые конструктивные злементы. Например, трубопровод в гидросистемах машин используется для проведения потока жидкости в нужном направлении, т.е. данный конструктивный элемент имеет не одно, а два свойства.

ВЫРАВНИВАНИЕ - КОЛЕБАНИЕ. Основная операция "выравнивание" преобразует колеблющийся (пульсирующий или нестационарный) поток в стационарный (электрический выпрямитель, муфта свободного хода, обратные запорные клапаны и т.п.). Операция "колебание" производит обратное преобразование (кривошипный механизм, преобразующий равномерное вращательное движение в колебательное и т.п.).

СВЯЗЬ - ПРЕРЫВАНИЕ. Основная операция "прерывание" аналогично выключателю прерывает (останавливает) поток энергии, вещества или информации и соответственно прекращает их передачу от одного элемента к другому. Операция "связь", напротив, восстанавливает (возобновляет) движение или передачу энергии, вещества и информации в потенциально существующем потоке. Примеры реализации этих операций: выключатели, муфта сцепления, запорный клапан и т.п.

Следует заметить, что для реализации операций "связь - прерывание" и "увеличение - уменьшение" в отдельных случаях могут быть использованы одинаковые функциональные элементы, которые обеспечивают реализацию двух основных операций (например, задвижка на трубопроводе и т.д.).

СОЕДИНЕНИЕ - РАЗЪЕДИНЕНИЕ. Основные операции "соединение разъединение" имеют отношение к неоднородным потокам энергий, веществ и информации, имеющим различные значения физических величин (массу, плотность, окраску, агрегатное состояние, амплитуду, геометрическую форму, размеры и т.д.). Примеры реализации операции "соединение": смесители механических компонент (бетономешалки), карбюраторы и насосы, соединяющие энергию и вещество и т.п. Примеры реализации операции "разъединение": сепараторы, сортирующие устройства (грохоты), различные фильтры, гидравлические двигатели, радиаторы водяного отопления, разделяющие энергию и вещество и т.п.

ОБЪЕДИНЕНИЕ - РАЗДЕЛЕНИЕ. Основные операции "объединение - разделение" обеспечивают соответственно объединение нескольких однородных потоков в один или, напротив, разделение одного потока или нескольких однородных потоков. Устройства, реализующие операции "объединение - разделение", взаимодействуют с такими потоками, в которых параметры потока, кроме количества энергии, вещества или информации, до и после устройства объединения - разделения остаются неизменными. Примеры реализации операций "объединение - разделение": тройники и разветвления в гидромагистралях, передачи с распределением энергии (разветвленные трансмиссии), дифференциалы и т.п.

НАКОПЛЕНИЕ - ВЫДАЧА. Потоки энергии, веществ и информации могут накапливаться и при необходимости востребоваться из накопителя. Для этого существуют две основные операции "накопление - выдача". Примеры реализации этих операций:

– для потоков энергии - механические, гидравлические, пневматические, электрические и тепловые аккумуляторы;

– для веществ - резервуары, баки, газовые баллоны, бункеры, элеваторы и т.п.;

– для информации - перфокарты, магнитные ленты и диски, фотопленки и т.п.

Приложение 4.

Типовые функциональные элементы.

Под функциональными элементами ТС подразумеваются узлы, детали и части деталей, включая неделимые элементы. Выделим и рассмотрим следующие наиболее часто используемые в ТС функциональные элементы, расположенные здесь в порядке снижения вероятности присутствия их в любой случайно взятой ТС.

Исходными элементами ТС называют элементы, которые первыми непосредственно взаимодействуют с операндами V. К исходным элементам относят рабочие органы машин, воспринимающие датчики приборов и т.д. Исходные элементы различных ТС не имеют постоянной обобщенной функции, так как их функция или совпадает с функцией ТС или значительно от нее зависит.

Несущие элементы. Функции: обеспечение определенной формы ТС или (и) определенного взаиморасположения и (или) движения элементов в пространстве. Примеры: балки, каркасы, картеры, консоли, корпуса, кронштейны, оболочки, остовы, плиты, рамы, стойки и т.д.

Элементы связи. Функция: обеспечение определенной степени свободы движения одних элементов ТС по отношению к другим. К элементам связи относят:

– необходимые для реализации связей отверстия в несущем и других элементах ТС;

– неразъемные неподвижные соединения (сварные, клеевые, заклепочные и др.);

– разъемные неподвижные соединения (болтовые, винтовые, шпоночные и др.);

– элементы, конструктивно реализующие кинематические пары (подшипники, подпятники, шарниры, направляющие и др.);

– муфты;

– стержни, нити и другие специальные элементы для ограничения свободы движения элементов ТС;

Элементы передачи. Функции: передача на расстояние механической энергии, движения или статических сил и моментов, сил и их направлений. К элементам передачи относят: гибкие валы и валы с карданными шарнирами, зубчатые, червячные, фрикционные передачи, редукторы, коробки передач, гидравлические, пневматические передачи, стержни и рычаги.

Двигатели. Функция: получение необходимой мощности в результате преобразования заданного вида энергии в механическую.

Условие существования двигателей в ТС: если в ней имеются элементы, выполняющие в процессе функционирования движение, то она как правило имеет двигатель.

Элементы управления. Функции: сбор, хранение и обработка информация для выработки информации об управляющем воздействии и передача ее исполнительным органам.

Если в ТС протекают переменные во времени процессы, или она связана с таковыми, то в ней имеются элементы управления.

Элементы гашения скоростей и ускорений. Функции: уменьшение скоростей движения или амплитуды колебания ТС или тел или веществ. К ним относят: различные тормоза, амортизаторы, гасители и др.

Элементы формирования объемов и потоков. Функции: хранение и транспортировка необходимых по величине и форме объемов газообразных, жидких и других веществ и смесей. Этими элементами являются: баки, бункеры, емкости, лотки, сосуды и др.

Движители. Функции: преобразование работы двигателя или другого источника энергии в работу на преодоление сопротивления движению ТС, обрабатываемых твердых тел или сыпучих, жидких, пастообразных и их смесей.

К движителям относят: колесные, гусеничные, винтовые, реактивные движители транспортных средств, насосы, шнеки, ленты транспортеров и т.д.

Если происходит движение ТС или обрабатываемого ею объекта, то ТС имеют движитель.

В любой ТС все функциональные элементы можно разделить на две группы: основные и обеспечивающие.

Основными элементами ТС называют элементы, которые непосредственно взаимодействуют с операндом V от его исходного до конечного состояния и функция которых совпадает с функцией ТС.

По числу и характеру взаимодействия основных элементов можно выделить следующие виды ТС.

ТС первого вида имеет один основной элемент (или несколько тождественно одинаковых элементов), которым является исходный, и его функция совпадает с функцией ТС. Например, у экскаватора - ковш или система ковшей - у экскаваторов непрерывного действия.

ТС второго вида имеет несколько различных основных элементов, которые действуют одновременно и совместно. К основным элементам также относятся только исходные, но каждый исходный имеет свою функцию, не совпадающую с функцией ТС. Только в совокупности они образуют комплекс, функции которого совпадают с функцией ТС. Например, шнекороторные снегоочистители - шнек и ротор.

ТС третьего вида имеют несколько различных последовательно действующих основных элементов. Как правило, наряду с исходными элементами ТС содержит промежуточные.

ТС четвертого вида имеет несколько различных одновременно и последовательно действующих основных элементов и представляет собой комбинацию структур ТС второго и третьего видов.

К третьему и четвертому видам ТС относятся различные комбайны, многооперационное технологическое оборудование и т.д.

Приложение 5.

Группы машин для выбора задания к практическим работам.

Номер задания	Группа машин	Основная литература
1	Бульдозеры. Бульдозер с поворотным отвалом	4, 5, 11
2	Бульдозеры. Бульдозер с неповоротным отвалом	4, 5, 11
3	Автогрейдеры	4, 5, 11
4	Скреперы. Прицепной скрепер	4, 5, 11
5	Скреперы. Самоходный скрепер	4, 5, 11
6	Одноковшовые строительные экскаваторы. Гидравлический экскаватор на пневмоходу	4, 5, 12
7	Одноковшовые строительные экскаваторы. Гидравлический экскаватор на гусеничном ходу	4, 5, 12
8	Траншейные экскаваторы. Цепной траншейный экскаватор	4
9	Траншейные экскаваторы. Роторный траншейный экскаватор	4
10	Бурильно-крановые машины. (БКМ)	4
11	Бурильно-крановые машины. (БМ)	4
12	Катки статического действия. Каток с гладкими вальцами	5
13	Катки статического действия. Самоходный каток на пневматических шинах	5

Продолжение приложения 5.

14	Вибрационные катки. Вибрационный самоходный каток	5
15	Стреловые самоходные краны. Автомобильный кран с гибкой подвеской рабочего оборудования	4, 5, 17
16	Стреловые самоходные краны. Автомобильный кран с жесткой подвеской рабочего оборудования	4, 5, 17
17	Стреловые самоходные краны. Пневмоколесный кран	4, 5, 17
18	Стреловые самоходные краны. Гусеничный кран	4, 5, 17
19	Башенные строительные краны. Кран с поворотной башней	4, 5
20	Башенные строительные краны. Кран с неповоротной башней	4, 5
21	Строительные погрузчики. Одноковшовый фронтальный пневмоколесный погрузчик	4, 5
22	Строительные погрузчики. Многоковшовый погрузчик	4, 5
23	Конвейеры. Передвижной ленточный конвейер	4
24	Сваебойные машины. Паровоздушный молот одностороннего действия	4, 8, 14
25	Сваебойные машины. Трубчатый дизельный молот	4, 8, 14