Билет 1

1 Силовое оборудование-это устройство обеспечивающее привод систем машин.

В строительных машинах применяются следующие виды силового оборудования:

1) электродвигатели (неавтономное силовое оборудование);

2) двигатели внутреннего сгорания (автономное силовое оборудование);

3) гидравлический привод (дополнительное силовое оборудование);

4) пневматический привод (дополнительное силовое оборудование);

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС)

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) относятся к группе тепловых двигателей. В ДВС химическая энергия топлива, сгорающего в рабочих полостях цилиндров, преобразуется в механическую энергию.

Достоинства ДВС: является независимым от внешних источников энергии, применяют в самоходных машинах.

Недостатки ДВС: Чувствительность к перегрузкам, и сложность пуска, при низких температурах.

Электродвигатели

Электродвигатели применяют для приводов механизмов кранов, конвейеров, кабельных дробилок и другого оборудования. Питаются от сети 220-380 В.

Достоинства: просты в производстве, надежны в эксплуатации.

Недостатки: невозможность плавного регулирования частоты вращения (для двигателя переменного тока)

Пневмопривод

Пневмопривод применяют в пневмомолотах в ручных пневмомашинах и вибраторах, для включения и торможения механизмов.

Достоинства: высокие упругие свойства воздуха что упрощает требования констр.устройства пневмопривода.

Недостатки: высокий уровень шума.

Рис.9 Схема поршневого компрессора: а – одноступенчатого сжатия, б – двухступенчатотого

Гидропривод

Гидроприводы применяют в экскаваторах, подъемных кранах, бульдозерах, погрузчиках, для передачи мощности от основного двигателя к рабочему органу.

Достоинства: высокий КПД

Недостатки: высокие требования к точности изготовления деталей.

1-двигатель для привода насоса, 2-бак с рабочей жидкостью, 3-насос, 4-предохранительный клапан, 5-трехпозиционный распределитель, 6-гидроцилиндр.( рисунок 2,7)

Рис. 2.7 – Принципиальная схема объемного гидропривода.

Рис. 2.8 – Схема гидропривода подъема-опускания бульдозерного отвала.

2 Многоковшовые экскаваторы применяют для рытья продольных выемок (траншей), канав и профилирования их откосов на грунтах. Специализированные многоковшовые экскаваторы применяют для добычи полезных ископаемых или удаления пустой породы при вскрышных работах. Многоковшовые цепные экскаваторы, разрабатывая грунт и убирая его, оставляют поверхность забоя ровной, не требующей зачистки; поэтому их часто используют для окончательной отделки откосов крупных насыпей или выемок. Благодаря возможности копания ниже плоскости уступов можно осуществлять работы даже под водой. Цепные траншейные экскаваторы применяются с наклонной или вертикальной ковшовой рамой. Ковши срезают слой грунта и наполняются; при опрокидывании ковшей, огибающих верхнюю звездочку, грунт из ковшей высыпается в лоток. Скорость движения ковшовой цепи и скорость движения машины должны быть так соразмерны с емкостью ковша и глубиной забоя, чтобы ковш за время прохождения его от дна до верхней кромки траншеи успевал наполниться. Если экскаватор будет продвигаться слишком быстро или ковшовая цепь будет двигаться медленнее, чем это требуется, то ковши будут переполняться.

3 Гидродинамическими передачами называют механизмы, действие которых обеспечивается посредством жидкости, являющейся передаточным звеном в силовой цепи механизма. Гидропередача представляет сочетание в одном агрегате двух лопастных машин - центробежного насоса и гидротурбины. С их помощью энергия от двигателя переносится к приводной машине потоком жидкости, т.е. гидродинамические передачи являются трансмиссиями.

Гидропередачи обладают большой энергоемкостью и почти неограниченными кинематическими возможностями.

Использование гидропередач в транспортных машинах дает возможность получать очень малые скорости ведущих колес, что обеспечивает высокую проходимость машины и устойчивую работу двигателя.

Принцип действия гидродинамической передачи можно понять с помощью схемы, представленной на рис. 7.2.

При вращении насосное колесо сообщает необходимую энергию потоку жидкости. С полученным запасом энергии жидкость поступает в турбину, где энергия потока преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины. Отдав энергию рабочая жидкость возвращается в насосное колесо. Благодаря движению жидкости по замкнутому контуру между насосным и турбинным колесами обеспечивается передача крутящего момента с ведущего вала на ведомый.

Принципиально объемные гидромашины гидроприводов могут работать на любой капельной жидкости. Однако, выполняя свою основную функцию передачи энергии от насоса к гидромотору, рабочая жидкость должна одновременно выполнять и функцию смазки трущихся узлов гидропередачи. В связи с этим к ней предъявляют противоречивые требования.

2 Билет

1.Зубчатые передачи могут быть использованы в широком диапазоне мощностей и скоростей. Они обеспечивают постоянство передаточного числа, надежны и компактны.

Зубчатая передача состоит из ведущего и ведомого колес, находящихся в зацеплении. Ведущее звено передает движение, а ведомое его принимат. Ведущее колесо называется шестерней. Шестерней называют меньшее зубчатое колесо, а колесом – большее.

Зубчатая передача может применяться как для передачи вращательного движения, так и для преобразования вращательного движения в поступательное (зубчатое колесо и зубчатая рейка).

В зависимости от скорости движения, точности монтажа и способа смазки зубчатые передачи подразделяются на открытые и закрытые. Открытые передачи не имеют защитного кожуха и периодически смазываются консистентной смазкой. Полуоткрытые передачи отличаются от открытых наличием кожуха. Закрытые передачи располагают в жестком литом или герметичном сварном корпусе, в котором нижняя часть зубчатых колес окунается в масло, залитое в картер. Возможна смазка струей масла под давлением.

Рис.1 – Зубчатые передачи: а, в-з – с внешним зацеп.; б – внутренним зацеп.; д-ж – конические; з – червячные; а,б,д – прямозубые; в,е – косозубые; ж – с круговыми зубьями; г – шевронные.

U-передаточное число,z1-число зубьев ведущего колеса(шестерни),z2-число зубьев ведомого колеса.

2

Башенные краны перемешают грузы по сложным пространствен­ным траекториям. Благодаря стреле, закрепленной в верхней части баш­ни, они имеют большое подстрелковое пространство, в котором разме­щается возводимое здание или сооружение. В связи с этим их широко используют в строительстве.

По мобильности башенные краны бывают стационарные, передвиж­ные и самоподъемные. Передвижные краны оснащают, как правило, рельсово-колесным ходовым устройством, что повышает безопасность их использования. На башенных кранах обычно применяют многомотор­ный электропровод.

Система индексации отечественных башенных кранов имеет сле­дующую структуру.

Помимо букв КБ (кран башенный) в обозначение крана могут вхо­дить четыре цифровых значения и два буквенных. Цифра, стоящая на первом месте, означает размерную группу крана и характеризует его грузовой момент, две последующие цифры - порядковый номер моде­ли, четвертая цифра, стоящая после точки, - номер модели крана, харак­теризующий отличия в длине стрелы, высоте подъема и других парамет­рах. Первое буквенное обозначение указывает номер модернизации, которой подвергался кран. Если модернизация не проводилась, это обо­значение отсутствует. Последнее буквенное обозначение указывает на климатическое исполнение крана: ХЛ — северное, Т и ТВ — соответст­венно для сухих и влажных тропиков. Если кран будет эксплуатировать­ся в умеренном климате, буквенное обозначение не проставляется. На­пример, индекс КБ-674.3А обозначает: кран башенный, шестой размер­ной группы, то есть грузовой момент - 300...550 т • м. с неповоротной башней, третье исполнение после первой модернизации, предназначен Для работы в умеренном климате.

Рис. 5.10. Схема башенного крана с поворотной башней:

1 - поворотная платформа; 2 - противовес; 3.4 — стреловая и грузовая лебед­ки; 5, 6 — стреловые канат и полиспаст; 7 — консоль; 8 — кабина управления; 9 — стрела; 10 - крюковая подвеска; 11 — башня; 12 — опорно-поворотное уст­ройство и механизм поворота; 13 - рама ходового устройства; 14 - ходовые тележки;  15 — крановые пути;  16 - грузовой канат

  Опорно-поворотное устройство кранов с поворотной башней представляет собой специально выполнен­ный шариковый или роликовый подшипник качения диаметром около 2 м. Этот подшипник воспринимает не только осевые и радиальные на­грузки, но и нагрузки в виде опрокидывающего момента. На опорно-поворотном устройстве установлена поворотная платформа. На пос­ледней смонтирован противовес 2, стреловая 3 и грузовая 4 лебедки и башня 11. В верхней части башни установлена кабина управления 8 и шарнирно закреплена стрела 9. С противоположной стреле стороны баш­ни закреплена несущая обводные блоки консоль 7. Стреловой канат 5, сбегая с барабана лебедки, проходит через блоки стрелового полиспас­та 6, второй конец каната 5 закреплен неподвижно. При наматывании стрелового каната 5 на барабан полиспаст 6 укорачивается, подвижные блоки полиспаста опускаются и при помощи дополнительных расчальных канатов, на которых они подвешены, поднимают стрелу. Так осу­ществляют изменение вылета. Грузовой канат 16, наматываясь на бара­бан лебедки 4, огибает обводные блоки, блоки на конце стрелы и крю­ковой подвеске 10 и поднимает груз. Второй конец грузового каната огибает обводные блоки и закрепляется на стреловом барабане лебед­ки 3. Сделано это для того, чтобы при изменении вылета (подъеме и опускании стрелы) высота подвеса груза не изменялась. Тем не менее на практике небольшие изменения высоты подвеса груза происходят.

Рис.  5.11.  Схема башенного  крана с неповоротной башней:

' — фундамент; 2 — башня; 3 -кабина управления; 4 — механизм поворота; 5 — консоль; 6 — проти­вовес; 7,8 — грузовая и стреловая лебедки; 9 — наголовник; 10 — стрела; 11 — грузовой канат; 12 — крюковая подвеска; 13 — грузовая тележка; 14 — лебедка перемеще­ния грузовой тележки

При подъеме груза канат 11 наматывается на барабан лебедки 7, выли стрелы при этом не изменяется.

М еханизм поворота 4 содержит электродвигатель, нормально замк­нутый тормоз, редуктор и открытую зубчатую передачу. При повороте шестерня этой передачи катится по неподвижному зубчатому колесу, закрепленному на башне, приводя во вращение наголовник с закреп­ленными на нем элементами конструкции. Вылет стрелы изменяют пу­тем перемещения грузовой тележки 13 при помощи лебедки 14, с бара­бана которой сбегают обе ветви каната. Концы каната крепят к грузовой тележке. При изменении вылета (и горизонтальной стреле) высота под­веса груза остается постоянной.

Применение кранов с поворотной башней также способствует сниже­нию их веса, так как вес механизмов не нагружает башню. Однако при большой высоте башни, чтобы уменьшить ее гибкость, башню приходит­ся крепить к строящемуся зданию. В этом случае целесообразнее исполь­зовать краны с неповоротной башней.

3 При разработке и перемещении грунта бульдозер работает как машина цикличного действия и его производительность (м³/ч)

где: q – объем грунта, перемещенный отвалом и зависящий от геометрических размеров отвала и условий перемещения грунта;

n – число циклов в час при определенной дальности перемещения грунта;

К_п – коэффициент потерь грунта в боковые валики зависящий от дальности перемещения и вида грунта;

К_і – коэффициент учитывающий влияние уклона пути;

К_р – коэффициент первоначального разрыхления грунта;

К_в – коэффициент использования рабочего времени.

Число циклов бульдозера в час:

Продолжительность одного цикла:

 

где: t_н, t_г.х, t_х.х, t_п, t_п.п, t₀ – продолжительность резания (набора) грунта, груженного хода, холостого хода, одного поворота на 180 град. (10…20 сек), одного переключения скорости (5 сек), опускания отвала в рабочее положение (1…2 сек);

m– число переключений скоростей трактора в течении одного цикла;

l_н, l_г.х – длина путей резания грунта и перемещения к месту укладки, м;

v_н, v_г.х, v_x.x - скорости движения бульдозера при резании, перемещении грунта и обратном ходе, м/с;

k_v - коэффициент учитывающий снижение скоростей по сравнению с расчетной конструктивной скоростью трактора (0,7…0,75 при резании и перемещении грунта), (0,85…0,9) при обратном холостом ходе.

Коэффициент потерь грунта зависит от дальности его перемещения и приближенно определяется зависимостью:

где: К_l – опытный коэффициент изменяющийся от 0,008 до 0,04, больше значения относяться к сухим сыпучим грунтам, меньшие к связным;

l_г.х – длина пути перемещения грунта до места отсыпки, м.

Применение бульдозеров при дальности перемещения грунта свыше 20…30 м малоэффективно из-за больших потерь грунта в пути.

Объем перемещенного отвалом грунта в большой мере зависит от уклона. На спусках объем перемещенного за один раз грунта больше, а следовательно и производительность резко увеличивается.