СтройМаш. Лабораторные работы 1-2

21

Комплектация машины набором сменных рабочих органов повышает

ееуниверсальность (многофункциональность), способность выполнять различные виды работ, что особенно эффективно при рассредоточенном строительстве объектов небольшого объема. Например, экскаваторпланировщик имеет до 30 наименований сменных рабочих органов, одноковшовый фронтальный погрузчик – до 20. Они могут выполнять подготовительные, земляные, монтажные, погрузочно-разгрузочные, сваебойные и другие виды работ.

Оснащение машины дополнительными рабочими органами расширяет

еетехнологические возможности. Например, в комплект дополнительных рабочих органов одноковшового универсального экскаватора входят бульдозерный отвал для засыпки ям, траншей, рыхлители для рыхления мерзлых и плотных грунтов и взламывания асфальтовых покрытий.

Дополнительные рабочие органы крепятся, как правило, к раме ходовой тележки машин в отличие от сменных рабочих органов, являющихся частью рабочего оборудования.

3 ТРАНСМИССИЯ

Трансмиссия представляет собой совокупность устройств между валом двигателя и механизмами машины. Она предназначена для передачи механической энергии силового оборудования в виде усилий и движений, к механизмам машин.

Двигатели машин имеют, как правило, высокую частоту вращения вала, что обуславливает их малые размеры, массу и более высокий КПД. Однако, вращающий момент на выходном валу такого двигателя небольшой. По условиям эксплуатации машины требуемые скорости движения звеньев исполнительных механизмов должны быть в большинстве случаев значительно меньше скорости вращения вала двигателя.

Поэтому трансмиссии не только передают движение, но и изменяют его вид (к примеру, вращательное в возвратно-поступательное), направление, вращающие моменты и частоты вращения ведомых звеньев механизмов.

Встроительных машинах применяют трансмиссии механические, гидравлические, электрические и комбинированные.

Вобщем случае механическая трансмиссия включает одну или несколько передач, валы, оси, муфты, тормоза и т.д. (рисунок 2.1), в частном - лишь одну передачу. Наименование трансмиссии дают по типу имеющихся в ее составе передач.

Вкачестве примера ниже приведена схема трансмиссии автомобиля общего назначения (рисунок 2.3).

22

Рисунок 2.3 – Кинематическая схема автомобиля

Трансмиссия автомобиля включает: сцепление 2, коробку перемены передач 3, карданный, телескопический вал с крестовыми муфтами (шарнирами) 4, главную понижающую передачу5, дифференциал 6, приводные валы (полуоси) 7, тормоза (на рисунке не показаны). Вращающий момент от двигателя 1 передается трансмиссией к ведущим колесам 8, а ведомые колеса 9 – управляемые.

К механическим трансмиссиям относятся канатные, фрикционные, ременные, зубчатые, червячные, цепные. Применяются они, главным образом, в машинах с одномоторным приводом для приведения отдельных механизмов машины в поступательное, возвратно-поступательное и вращательное движения. Эти трансмиссии сравнительно просты по устройству, достаточно надежны и экономичны. К основным их недостаткам относятся ступенчатость изменения передаваемых параметров, трудность автоматизации управления.

Гидравлические трансмиссии бывают двух видов: гидрообъемные и гидродинамические. Большее применение в строительных машинах получили гидрообъемные трансмиссии. Они представляют собой гидравлические устройства для передачи механической энергии двигателя к исполнительным механизмам напором потока рабочей жидкости (специальные масла с добавками). Использование их взамен механических трансмиссий облегчает управление машиной, упрощает ее кинематическую схему, повышает надежность работы, плавность и точность перемещения рабочего органа. Однако, они требуют сложной системы трубопроводов и высоконапорных рукавов, находящихся под высоким давлением рабочей жидкости, установки дополнительных устройств (бака для рабочей жидкости, гидронасоса и т.д.). Применяют в основном при многомоторном приводе для приведения в действие машины и отдельных ее частей в возвратнопоступательное или вращательное движение.

Гидродинамическая трансмиссия представляет собой гидромуфту (применяется редко) или гидротрансформатор, устанавливаемые между

23

двигателем машины и механической трансмиссией. Их применяют для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Гидротрансформатор, обеспечивая плавное изменение вращающего момента на ведомом валу в зависимости от внешней нагрузки, предохраняет также двигатель и трансмиссию машины от перегрузок.

Электрические трансмиссии применяют в системах электропривода и управления машин для включения, выключения и реверсирования электродвигателей. Представляют собой систему токоведущих кабелей, генераторов тока и другого электрооборудования (предохранительные и распределительные устройства, рубильники, выключатели и т.д.). Пневматические трансмиссии состоят, в основном, из тех же составных частей, что и гидравлические, только в качестве рабочей среды используют сжатый воздух с давлением до 0,8 МПа, вырабатываемый компрессором.

Из-за их низкого КПД применяют, главным образом, в системах управления и торможения, а также в ручных пневматических инструментах.

Комбинированные трансмиссии состоят, как правило, из двух передач и используются, в основном, в машинах с многомоторным приводом.

Например, гидромеханическая трансмиссия состоит из гидравлической и механической передач и других устройств. Это повышает эффективность механической передачи, за счет нейтрализации ее недостатков.

4 ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Ходовое оборудование обеспечивает передвижение строительных машин как в пределах рабочей зоны, так и с одного строительного объекта на другой.

Ходовое оборудование состоит из движителя и подвески. Движитель сообщает машине движение и передает нагрузку от нее на грунт. Подвеска соединяет движитель с корпусом машины. Чаще всего в качестве подвески применяют рессоры, пружины, балансиры, торсионные валы и т.д.

Движители по конструкции могут быть колесными, гусеничными (рисунок 2.4.) и шагающими.

Колесные, в свою очередь, подразделяются на рельсоколесные и пневмоколесные, а рельсоколесные – с использованием железнодорожной колеи нормальной (1520 мм) и большей ширины.

Наибольшее применение в строительстве получили машины на пневмоколесном ходу, благодаря их повышенной мобильности и маневренности. Транспортные скорости пневмоколесных машин достигают 80 км/ч, а рабочие – до 10 км/ч. Пневмоколесное оборудование значительно легче гусеничного, отличается от него меньшими эксплуатационными затратами, более высоким КПД.

24

Рисунок 2.4 – Движители ходового оборудования строительных машин: а- гусеничный; б- пневмоколесный; в- рельсоколесный; г- рельсоколесный для подвесных машин; 1 – гусеничная бесконечная лента; 2 – ведущая звездочка; 3 – ведомая (натяжная) звездочка; 4 – поддерживающие катки; 5 – опорные катки; 6 – балка гусеницы; 7- ходовая рама; 8 – шина; 9 – обод колеса; 10 – двухребордное колесо; 11 – корпус ходовой тележки; 12 – вал; 13 – ведомое зубчатое колесо передачи; 14 – одноребордное колесо (каток)

Однако, из-за малой площади контакта с основанием, оказывает большое удельное давление на грунт (р=0,15-0,5 МПа), что обуславливает низкую проходимость таких машин и требует для их перемещения с расчетными скоростями дорог с усовершенствованным покрытием.

Рельсоколесный ход применяют для машин, перемещающихся в пределах рабочей зоны по строго фиксированному пути (башенные, козловые, кабельные и портальные краны).

Этот вид ходового оборудования обеспечивает низкое сопротивление передвижению, восприятие больших нагрузок, простоту конструкции, небольшую стоимость и высокую надежность.

25

К недостаткам рельсоколесного хода относятся сложность перебазирования на новые участки работ, а также высокая трудоемкость и стоимость устройства и эксплуатации рельсовых путей.

Гусеничное ходовое оборудование может воспринимать значительные нагрузки при сравнительно малом удельном давлении на грунт (р=0,04 - 0,1 МПа), благодаря большой поверхности опоры. Такие машины отличаются высокой проходимостью, маневренностью, устойчивостью при работе и большими тяговыми усилиями. Поэтому машины на гусеничном ходу применяют при бездорожье, особенно в условиях с пересеченным рельефом местности. Транспортная скорость движения таких машин достигает 12 – 18 км/ч, но обычно составляет 3-4 км/ч, а для тяжелых машин даже 0,3 – 0,4 км/ч. Рабочие скорости машин меньше транспортных в 2 – 3 раза.

Кроме низких скоростей передвижения к недостаткам гусеничного ходового оборудования относятся большая масса (до 35% от всей массы машины), большие материалоемкость и эксплуатационные затраты, низкий КПД, интенсивный износ гусениц. Эти недостатки ограничивают применение гусеничного хода в строительных машинах.

Шагающее оборудование в строительных машинах применяется редко, в основном, для машин значительной массы с опиранием на грунт. В первую очередь это одноковшовые экскаваторы-драглайны с ковшом вместимостью от 5 до 100 м3, используемые в гидротехническом строительстве.

5 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Система управления представляет собой совокупность устройств, предназначенных для включения и выключения, а также регулирования работы силового, ходового, рабочего оборудования и трансмиссии. Она включает обычно систему рычагов и педалей, пульт с приборами контроля и управления (амперметры, вольтметры, манометры, кнопки, тумблеры, переключатели), а также шкафы с коммутационной аппаратурой.

Системы управления должны обеспечивать легкость, точность и быстроту действия механизмов отдельных деталей. По виду энергии, используемой для приведения в действие, система управления, может быть:

а) механической, б) гидравлической, в) электрической, г) пневматической, д) смешанной (например, пневмоэлектрической,

электрогидравлической).

26

Рисунок 2.5 – Системы управления: а – непосредственное рычажное управление тормозом; б – то же рычажно-гидравлическое; 1 – педаль; 2 – система рычагов; 3 – ленточный фрикционный тормоз; 4, 5 - гидроцилиндры; 6

– бачок для рабочей жидкости; 7 – обратный клапан

Различают системы управления непосредственного действия, приводимые в работу мускульной силой машиниста с помощью рычагов, рукояток, педалей, и системы управления с усилителями (с сервоприводом), в которых используется часть мощности основного двигателя.

К системам управления, приводимым в действие мускульной силой человека (вручную), относятся рычажно-механическая и гидравлическая безнасосная (рисунок 2.5), а с сервоприводом – гидравлическая, пневматическая и электрическая.

В системах управления с сервоприводом роль усилителя выполняют гидравлические насосы, компрессоры, электродвигатели, а также электромагниты (магнитные пускатели).

Функции машиниста в этом случае сводятся к формированию управляющих воздействий при помощи рукояток, кнопок, тумблеров, переключателей при минимальных затратах мускульной энергии.

Основными показателями качества работы системы управления являются усилия, развиваемые на исполнительном органе, скорость и плавность движения рабочего звена исполнительного органа, число и продолжительность включений в час, быстрота срабатывания, надежность и КПД.

По большинству из перечисленных показателей системы управления с усилителями превосходят системы непосредственного действия, уступая им лишь в отношении такого важного качества, как ремонтопригодность в полевых условиях.

27

Общие правила техники безопасности при работе строительных машин

1.К управлению машиной допускаются машинисты, имеющие удостоверение на право управления данным видом машин.

2.Каждая вновь установленная машина до ее эксплуатации должна быть осмотрена и испытана на холостом ходу и под нагрузкой; об этом должен быть составлен акт и сделаны соответствующие записи в журнале.

3.В нерабочее время должна быть исключена возможность случайного запуска машины; пусковые устройства должны быть выключены и заперты.

4.Стационарные машины должны быть установлены на прочное основание и надежно закреплены.

5.Перед работой машины должны быть установлены опасные зоны, выставлены предупредительные надписи и ограждения.

28

ЛИТЕРАТУРА

1.Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для студентов втузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – М. : Высш. шк., 2002. – 408 с.: ил.

2.Добронравов С.С. Строительные машины и основы автоматизации: Учебник для строит. вузов / С.С. Добронравов, В.Г. Дронов. – М. :

Высш. шк. 2001. – 575 с.: ил.

3.Волков Д.П. Строительные машины: Учебник для студенов вузов, обуч. по спец. ПГС/ Д.П. Водков, В.Я. Крикун. – 2-е изд. переработ. и дополн. – М. : Изд-во АСВ, 2002 – 373 с.: ил.

30

Александр Яковлевич Гужавин Владимир Иванович Капацинский

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И СРЕДСТВА МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

Методические указания к лабораторно-практическим работам 1 и 2

____________________________________________________________

Подписано к печати ___________ Формат 60×90 1/16 Бумага газетная. Печать трафаретная. Уч.-изд.л. ______Усл.печ.л. Тираж 500 экз. Заказ № _______

____________________________________________________________

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный архитектурно-

строительный университет. 603600, Нижний Новгород, Ильинская, 65.

Полиграфический центр ННГАСУ, 603600, Нижний Новгород, Ильинская, 65.