4.3. Порядок проведения работы

При выполнении работы используются учебные плакаты, инструкции по эксплуатации основных типов дорожных машин, а также ГОСТы «Обозначе­ния условные графические в схемах» (ГОСТ 2.770-68. Элементы кинематики - приложение 2; ГОСТ2.780-68, ГОСТ 2.781-68, ГОСТ 2.782-68. Элементы гидравлических сетей, гидроаппаратура распределительная и регулирующая, насосы и двигатели гидравлические.

4.3.1. Изучить типовые схемы систем управления механизмами строительных машин;

4.3.2. Изучить общее устройство систем управления конкретными механизмами строительных машин (по указанию преподавателя).

4.4. Форма отчёта

Лабораторная работа №4

1. Цель работы.

2. Классификация систем управления, назначение, общее устройство.

3. Составить схему системы управления рабочим органом строительной машины с описанием её элементов (по заданию преподавателя).

Лабораторная работа № 5

Изучение конструкции грузоподъёмных машин, их классификации

и определение положения центра тяжести макета крана

5.1. Цель работы

Целью работы является изучение классификации, устройства и принципа работы грузоподъёмных машин, а также определение некоторых их параметров.

Общие сведения к выполнению работы

Грузоподъёмные машины и краны предназначены для подъёма, опускания груза и транспортировки его к месту монтажа или складирования. Основным параметром грузоподъёмных машин является грузоподъёмность. Для кранов важными показателями являются также вылет стрелы, высота подъёма и грузоподъёмность при максимальном вылете.

Грузоподъёмные машины по назначению классифицируются на вспомогательные машины и механизмы и краны (рис. 5.1).

Рассмотрим устройство грузоподъёмных машин на примере башенного крана с поворотной башней (рис. 5.2). Модель аналогичного крана установлена в лаборатории.

Кран состоит из трубчатой или решётчатой башни 1, закреплённой на опорно-поворотном устройстве 2, на котором установлен противовес 3. В верхней части башни монтируется распорка 4 для направляющих роликов и оголовок 5. На башне закреплена стрела 6. С помощью механизма хода крана (М.Х.) осуществляется передвижение его (чаще краны выполняются на рельсовом ходу) в процессе эксплуатации. Поворот башни происходит за счёт работы поворотного механизма (М.П.), и, наконец, подъём и опускание груза осуществляется с помощью механизма подъёма и опускания (М.П. и О.).

Рис. 5.1. Классификация грузоподъёмных машин

При работе башенных и других кранов большое значение уделяется устойчивости крана, которая определяется как отношение момента устойчивости к моменту опрокидывания и выражается формулой

Различают два вида коэффициентов устойчивости крана - собственный К_с и грузовой К_г. Для безопасной работы грузоподъёмных машин величина этих коэффициентов должна соответственно быть К_с ≥ 1,15; К_г ≥ 1,4.

Рис. 5.2. Схема башенного крана

Рассматривая схему нагружения крана (рис. 5.2), определим моменты устойчивости и опрокидывания:

где G - вес крана; Q - приложенная нагрузка; а и в - плечи от точек приложения сил до ребра опрокидывания - А.

Эксплутационная производительность крана определяется по формуле

где t_ц - время цикла, мин.; Q₂ - грузоподъёмность, Т; К_тех - коэффициент технической производительности; К_в - коэффициент использования крана по рабочему времени.

Порядок проведения работы

5.3.1. Используя лекционный материал, плакаты и другие источники изучить общее устройство и классификацию грузоподъёмных машин.

5.3.2. По заданию преподавателя произвести расчёт кинематических параметров лебёдки согласно схеме (рис. 5.3).

5.3.3. Определить положение центра тяжести макета крана и его вес.

Рис. 5.3. Кинематическая схема лебёдки

Для определения положения центра тяжести макета крана и его веса необходимо:

• установить рабочее оборудование макета крана вдоль хода установки и, нагружая его, определить min массу груза, которая способна опрокинуть макет.

• установить рабочее оборудование макета крана поперёк хода установки и, нагружая его, определить min массу груза, которая способна опрокинуть макет, используя уравнение вида

,

где G - вес макета крана;

Q - min нагрузка, при которой нарушается устойчивость крана;

а = а₁ + х, расстояние от ребра опрокидывания до точки приложения веса макета G, состоящее из расстояния а₁ от ребра опрокидывания до центра вра­щения (которое измеряется) и расстояния х от центра вращения до точки приложения веса макета крана;

в - расстояние от ребра опрокидывания до точки приложения груза.

Таким образом, приравняв К_уст = 1, получим систему двух уравнений с двумя неизвестными:

Решив данную систему, определим вес макета G и х - расстояние от центра вращения до точки приложения веса макета.

5.4. Форма отчёта

Лабораторная работа №5

1. Цель работы.

2. Классификация грузоподъёмных машин.

3. Расчёт линейной скорости намотки каната на барабан и определение усилия в грузоподъёмном канате.

4. Определение положения центра тяжести макета крана.

5. Вывод.

Лабораторная работа № 6

Изучение конструкции и рабочего процесса ЗТМ

и определение их производительности

6.1. Цель работы

Целью работы является изучение конструкции основных узлов бульдо­зерного оборудования и процесса копания грунта бульдозером.

6.2. Общие сведения к выполнению работы

Рассмотрим рабочий процесс ЗТМ на примере бульдозера. Необходимо иметь в виду, что бульдозеры предназначены для послойного срезания и пе­ремещения грунта при строительстве дорожных насыпей и выемок, разрав­нивания грунта, грубой планировки строительных площадок. Бульдозерами производят расчистку местности от кустарника и крупных камней, корчёвку пней, валку деревьев, очистку автомобильных дорог и улиц от снега. Бульдо­зеры также используются в качестве толкачей скреперных агрегатов в про­цессе набора грунта. В зависимости от мощности базового тягача бульдозеры могут работать на самых разнообразных грунтах, от болотистых до скальных. При работе на тяжёлых и скальных грунтах бульдозеры оборудуются рыхли­телями.

По типу ходовой части базовой машины различают гусеничные и пневмоколёсные бульдозеры. Гусеничные бульдозеры эффективны при переме­щении грунта на расстояние до 80-100 м, а пневмоколёсные - на расстояние до 120-150 м.

По конструкции отвала различают оборудование с неповоротным отва­лом, постоянно установленным под прямым углом к продольной оси базовой машины, и с поворотным отвалом, который может быть установлен в плане под углом до 27°, а в вертикальной плоскости перекошен до 10°.

Гусеничные бульдозеры выпускаются: на базе трактора ДТ-75 тягового класса ЗТС-ДЗ-42г; на базе трактора Т-4АП2 класса 4ТС-ДЗ-101; на трактореТ-130 Г класса 10 ТС-ДЗ-27С; на тракторе Т-180Г класса 15ТС-ДЗ-35С; на тракторе ДЭТ-250 класса 25ТС-ДЗ-34С и на тракторе Т-330 того же класса -ДЗ-59.

Пневмоколёсные бульдозеры серийно выпускаются только на тракторе МТЗ-80 тягового класса 1,4ТС-ДЗ-102.

Основными узлами бульдозера (рис. 6.1) являются отвал, толкающие брусья и гидроцилиндры управления отвалом.

Отвал представляет собой сварную конструкцию, состоящую из лобового листа, ножей 1, козырька 3 (рис. 6.1), нижней и верхней коробок жёсткости, рёбер, приваренных к нижней коробке, боковых стенок 2 и проушин, служащих для соединения отвала с толкающими брусьями 4 и гидроцилиндрами 6.

Лобовой лист имеет внизу прямой участок, к которому болтами крепятся сменные ножи 1. Верхняя часть лобового листа изогнута по радиусу опреде­лённой кривизны, что позволяет с наименьшими потерями энергии изменять направление движения срезаемой стружки. Сменные ножи имеют двусторон­нюю заточку, что даёт возможность по мере износа переворачивать или ме­нять их местами. Для повышения срока службы ножи изготавливают из из­носостойкой марганцовистой стали.

У бульдозера класса 10ТС с поворотным отвалом для соединения с ша­ровой головкой универсальной рамы вварено в нижнюю коробку жёсткости шаровое гнездо. Отвал по краям имеет дополнительные проушины для со­единения со штоками гидроцилиндров поворота отвала в плане.

У бульдозеров с неповоротным отвалом он крепится к двум толкающим брусьям 4, расположенным с обеих сторон трактора. Толкающие брусья представляют собой балки прямоугольного сечения с проушинами для уста­новки отвала и раскосов, а также для крепления бульдозерного оборудования к базовой машине. Внизу отвал с толкающими брусьями соединяется двумя плоскими шарнирами, а в верху - с помощью винтовых раскосов 5 трубчато­го сечения, обеспечивающих изменение угла резания (в пределах 5°). Для со­единения толкающих брусьев с тягачом на рамах ходовых тележек 9 уста­новлены плиты 8 с опорными пальцами. У бульдозеров с поворотным отва­лом имеется универсальная подковообразная рама с шаровым шарниром в середине. На раме приварены проушины для крепления штоков гидроцилин­дров и для винтовых раскосов. Изменение угла резания и перекоса отвала производят путём изменения длины раскосов вручную, а изменение угла в плане - путём перестановки шкворней толкателей в различные проушины на раме. На некоторых последних моделях бульдозеров угол поворота отвала в плане, а также угол его перекоса изменяют с помощью гидроцилиндров.

Рис. 6.1. Общий вид бульдозера на базе гусеничного трактора Т-130

Бульдозеры могут укомплектовываться различными видами сменного оборудования. К ним относятся уширители, открылки, выступающий сред­ний нож, лыжи, рыхлительные зубья, кусторезные ножи, канавные наставки, откосники-планировщики. Уширители и открылки используются при работе на лёгких песчаных грунтах для увеличения призмы смещаемого грунта. Лыжи применяют для облегчения работы по планировке поверхности, когда необходимо ограничить возможность заглубления отвала.

Техническая производительность бульдозера определяется по формуле

,

где V_n - объём призмы волочения, м³;

Т_ц - продолжительность цикла работы бульдозера, складывающаяся из вре­мени зарезания, перемещения грунта, возращения машины к началу забоя, поворота, переключения передач и подъёма опускания отвала, мин;

Кн и Кр – соответственно коэффициенты наполнения и разрыхления грунта.

Объём призмы волочения находится по формуле

,

где В_о - ширина отвала, м; Н_о - высота отвала, м; ε - угол естественного отко­са грунта.

6.3. Форма отчёта

Лабораторная работа № 6

1. Цель работы.

2. Краткое описание общего устройства и назначения рабочего оборудования бульдозера.

3. Подробное описание и схема конструкции одного из основных узлов бульдозера.

4. Описание процесса образования призмы волочения, определение её объёма и производительности указанного типа бульдозера.

5. Выводы.

Лабораторная работа № 7

Изучение устройства, рабочего процесса и определение

основных параметров одноковшового экскаватора

7.1. Цель работы

Целью работы является изучение общего устройства, принципа работы, кинематических схем одноковшовых экскаваторов и определение их произ­водительности.

7.2. Общие сведения к выполнению работы

Одноковшовый экскаватор - это универсальная землеройная машина для разработки грунта и полезных ископаемых и погрузки их в транспортные средства или в отвал.

Экскаваторы используются при рытье котлованов, траншей, для устрой­ства насыпей, выемок и для погрузки грунта и других сыпучих материалов в транспортные средства.

Экскаватор называется универсальной машиной, так как может быть оборудован различными видами сменного рабочего оборудования: прямой лопатой, обратной лопатой, грейфером, драглайном, крановым оборудовани­ем.

Чаще всего строительные одноковшовые экскаваторы предназначены для работы на грунтах I и IV категории. Основным параметром экскаватора является геометрическая вместимость ковша.

Поэтому вместимость ковша является одним из основных признаков, по которому классифицируется одноковшовые экскаваторы.

Индексация экскаватора, выпускаемого ПО «ТЯЖЭКС» г. Воронежа, ЭО-5122 показывает, что данный экскаватор одноковшовый, V размерной группы, с ковшом ёмкостью 1-1,5 м³, на гусеничном ходу, с гидравлическим приводом, второй модели.

Общий вид одноковшового экскаватора представлен на рис. 7.1.

Экскаватор состоит из следующих основных узлов: 1 - ходовое оборудование; 2 - опорно-поворотное устройство (ОПУ); 3 - платформа поворотная с механизмами; 4 - кабина управления; 5 - сменное рабочее оборудование.

Чтобы разработать одноковшовым экскаватором порцию грунта, необходимо выполнить в определённой последовательности комплекс из четырёх основных технологических операций, составляющих рабочий цикл:

1) отделение грунта от массива и захват его ковшом - копание;

2) перемещение грунта в пределах досягаемости ковшом - поворот на выгрузку;

3) погрузка в транспорт или в отвал - выгрузка грунта из ковша;

4) возврат рабочего оборудования в исходное положение - поворот в забой. Время рабочего цикла определяется формулой

,

где t_коп- время копания; t_пг - время поворота гружёного ковша; t_раз - время разгрузки; t_пп - время поворота с порожним ковшом.

Эксплутационная производительность П_э определяется по формуле

где q - геометрическая вместимость ковша, м³; t_ц - время цикла, с;

К_н - коэф­фициент наполнения ковша; К_р - коэффициент разрыхления грунта

(К_р > 1); Кв - коэффициент использования машины по рабочему времени.

Рис. 7.1. Общий вид одноковшового экскаватора:

а) с канатно-блочной системой управления;

б) с гидравлическим управлением