строительные машины лабы

Министерство образования и науки Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Технология строительного производства»

69.002.5(07) К469

А.В. Киянец

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Учебное пособие к лабораторным работам

Челябинск Издательский центр ЮУрГУ

2011

УДК.69.002.5(076.5) К469

Одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-строительного факультета

рецензенты:

А.А. Мельник, В.Д. Оленьков

Киянец, А.В.

К469 Строительные машины: учебное пособие к лабораторным работам /А.В.Киянец. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. – 45 с.

В пособии содержатся материалы для проведения, оформления и защиты лабораторных работ по дисциплине «Строительные машины».

Пособие предназначено для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.

УДК 69.002.5 (076.5)

© Издательский центр ЮУрГУ, 2011

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………… 4

1.Общие правила выполнения лабораторных работ…………..….…………….. 4

2.Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ……………………...…………………….……………….. 4

3.Оформление отчета..……………….…………………………………………… 5

4.Выполнение схем ……………..……………………….………………………... 5

5.Основные формулы, используемые в расчетах строительных машин………………………………….………………………… 6

6.Одноковшовый экскаватор……………………..………………………………. 9

7.Одноковшовый гидравлический экскаватор…………..………………………. 13

8.Башенный кран..…………………..…………………..………………………… 15

9.Кран «Пионер» (КЛ-2)….………………………….…………………………… 17

10.Строительный подъемник…………………………………………………….. 18

11.Строительные лебедки ……………………………………………………….. 21

12.Электрореверсивная лебедка………………………………………………….. 23

13.Фрикционная лебедка…………………………………………………………. 24

14.Смесительные машины………………………………………………………... 25

16.Вибраторы поверхностные………………………….……………………….... 26

17.Вибраторы глубинные……………………………….………………………… 29

18.Растворосмесительный насос…….……………….………………………….. 30

19.Растворонасосы………………………………………………………………… 31

20.Механизированный ручной строительный инструмент…………………….. 32

Приложения .………………………………………………………………….. 34 Библиографический список……………………………………………………….. 45

3

ВВЕДЕНИЕ

Целью проведения лабораторных работ по курсу «Строительные машины» является: приобретение навыков самостоятельного применения основ теоретических знаний в составлении конструктивных и кинематических схем, инженерных расчетов эксплуатационных параметров, анализе работы, эксплуатации и конструктивных особенностях машин. В результате выполнения лабораторных работ студент должен усвоить основные правила безопасной эксплуатации строительных машин.

1.ОБЩИЕ ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Перед началом работ студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности, имеющимися в лаборатории строительных машин.

2.Каждой лабораторной работе предшествует самостоятельная работа студентов, которая заключается в изучении соответствующих разделов курса по конспектам лекций, методическим пособиям, справочникам и учебникам.

3.Студенты допускаются к работе в лаборатории, если полностью выполнили

иоформили отчет по предыдущей работе и представили заготовку отчета предстоящей лабораторной работы.

4.Обязательным считается наличие у студентов на занятиях справочной литературы, учебников, конспекта лекций и счетных средств (калькуляторы и др.).

5.По окончании работы оформленный отчет должен быть сдан на проверку.

6.Все пропущенные работы должны быть отработаны в сроки, указанные преподавателем.

7.Вопросы для самопроверки готовности к занятиям и защиты отчетов приведены в конце каждой лабораторной работы.

2.ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Запрещается находиться в лаборатории в верхней одежде.

2.Студентам запрещается самостоятельно включать машины, оборудование и пусковые электрические устройства. Это можно производить только в присутствии учебного мастера, заведующего лабораторией или, в крайнем случае, преподавателя.

3.Прежде чем приступить к замерам параметров изучаемой машины, необходимо убедиться в невозможности ее случайного включения или самопроизвольного движения отдельных частей. Пускатели и рубильники должны быть выключены, а соединительная вилка выдернута из розетки.

4.Во время выполнения лабораторных работ не рекомендуется покидать рабочее место, а также отвлекать студентов. Начало лабораторной работы и ее окон-

4

чание обязательно отмечаются в журнале. В случае отсутствия соответствующей отметки в журнале считается, что лабораторную работу студент не выполнил, и она заменяется на следующем занятии.

5.Нельзя загромождать рабочее место предметами, не имеющими отношения

квыполнению лабораторной работы.

6.Во избежание несчастного случая необходимо сообщить преподавателю о замеченных неисправностях и нарушениях правил техники безопасности.

7.Если с вами или вашим товарищем произошел несчастный случай, необходимо немедленно, независимо от тяжести полученной травмы, сообщить об этом преподавателю или лаборанту.

8.По окончании работы необходимо привести в порядок свое рабочее место. Уходить из лаборатории можно только с разрешения преподавателя.

3. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен иметь титульный лист, на котором указываются названия учебного заведения, факультета, наименование кафедры, тема лабораторной работы, индекс группы, фамилия и инициалы студента, выполнившего лабораторную работу.

Содержание отчета излагается на одной стороне листа, вторая сторона остается чистой для внесения замечаний и исправлений.

В отчете должно быть отражено следующее:

–полное название машины в соответствии с классификацией и ее назначением, область применения, достоинства и недостатки, а также главный параметр и обозначение по действующей индексации;

–конструктивная и кинематическая схема машины в соответствии с программой работы с указанием основных узлов и параметров;

–исходные данные, промежуточные выкладки, результаты вычислений и графики в объеме, достаточном для контроля правильности выполнения работы на любом этапе;

–выводы по результатам работы;

–правила безопасной эксплуатации изучаемой машины.

Отчеты сдаются на проверку сразу же по завершении работы или окончании занятия вне зависимости от степени готовности. Отчет, не завершенный в часы лабораторной работы, оформляется в специально отведенное дополнительное время.

4. ВЫПОЛНЕНИЕ СХЕМ

Схемой называется чертеж, разъясняющий основные принципы и последовательность процессов при работе узла или машины. Конструктивная схема дает представление о взаимном расположении кинематических цепей и узлов машины

5

в пространстве или в какой-то характерной плоскости. На конструктивной схеме указываются основные элементы, габаритные размеры, конструктивные параметры и пределы их изменений.

На кинематической схеме с помощью условных обозначений изображается условно-развернутая в плоскости совокупность кинематических элементов, их связей и соединений.

Кинематическая схема выполняется в условных обозначениях системы ЕСКД (см. Приложение 4) с указанием основных характеристик элементов - мощности, числа оборотов, количества зубьев, передаточного отношения, диаметра и т.п.

Конструктивно-кинематическая схема является сочетанием конструктивной и кинематических схем и выполняется для сравнительно простых машин или машин, конструкции и принцип действия которых при раздельном выполнении схем не становится более наглядным.

В отчетах должны быть приведены схемы имеющихся в лаборатории машин.

5. ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Коэффициент полезного действия

Одним из основных показателей эффективности работы трансмиссии строительных машин является их КПД.

КПД – это отношение полезно-затраченной работы привода машины (Апол) к общей (Аобщ),

Величина КПД показывает, какая часть работы (энергии, мощности, момента, силы) передается от источника энергии до рабочего органа и характеризует потери на преодоление трения при движении в отдельных звеньях машины.

КПД передачи (трансмиссии), состоящей из соединенных последовательно

где η1, η2,….,ηi – источники потерь в элементах передач.

КПД двигателя не учитывается, так как в эксплуатационных расчетах принимается полезная работа источника движения.

Значения КПД элементов передач для различных условий работы приводятся в справочниках. Значения КПД наиболее распространенных элементов машин, находящихся в лаборатории проведены в Приложении 5.

6

где N – мощность на валу, кВт; W – угловая скорость вала, с–1

где i – передаточное отношение; η – КПД привода (трансмиссии).

Передаточное отношение

Передаточное отношение – главная характеристика передач, показывающая во

где W1 и n1 – угловая скорость и частота вращения ведущего вала, выраженная, соответственно рад/с и мин-1;W2 и n2 – угловая скорость и частота вращения ведомого вала, рад/с и мин-1; D1 и D2 – диаметры вращающихся деталей, м; Z1 и Z2

– числа зубьев шестерен зубчатого зацепления или числа зубьев звездочек цепной передачи.

При многоступенчатой передаче общее передаточное число равно произведе-

Практически, общее передаточное число можно определить непосредственно измерением – путем вращения ведущего вала “вручную”. Соотношение количества полных оборотов ведущего вала за один полный оборот ведомого и будет составлять значение общего передаточного числа.

Полиспасты

Полиспасты представляют собой систему из подвижных и неподвижных блоков, последовательно огибаемых канатом.

Основной характеристикой полиспаста является его “кратность”, показываю-

где Vк – скорость наматывания каната на барабан, м/с; Vгр – скорость подъема груза, м/с.

Кратность полиспаста равна числу ветвей каната, на которое распределяется

где Q – грузоподъемность данного механизма; S – усилие натяжения каната, сходящего с последнего блока и идущего к барабану лебедки; ηпол – КПД полиспаста.

где n – число блоков полиспаста.

7

Скорость

В строительных машинах чаще всего встречается скорость в трех разновидностях: n – частота вращения, мин–1; υ – линейная скорость, м /с; w – угловая скорость вращения, рад/с.

Перевод частоты вращения в угловую скорость осуществляется по формуле:

Если необходимо определить мощность на рабочем органе машины, то она будет отличаться от мощности источника энергии соответственно на величину

где Np.o – мощность на рабочем органе, кВт; Nдв. – мощность на валу двигателя, кВт; η – КПД привода от двигателя до рабочего органа.

Производительность

Производительность - это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени. Принято различать их три вида: теоретическую – Птеор. (она же конструктивная – Пк), техническую – Птехн., эксплуатационную – Пэкспл..

Теоретическая производительность определяется по следующим формулам:

а) для машин циклического действия:

Птеор. = 3600 Q/ tц, [т/ч; м3/ч], (16)

где Q – количество продукции за цикл; tц – время цикла, с; б) для машин непрерывного действия:

для насыпных грузов

гдеV – скорость перемещения рабочего органа или машины, м/с; F – площадь поперечного сечения транспортируемого материала, м2; q – масса отдельного груза,

где ку – коэффициент, учитывающий данные конкретные условия при работе машины.

8

Эксплуатационная производительность, [т/ч; т/см; т/мес; т/год; м3/ч; м3/см; м3/мес; м3/год]:

где tр - длительность периода работы, ч; кв - коэффициент использования машины по времени.

6. ОДНОКОВШОВЫЙ ЭКСКАВАТОР

Одноковшовые экскаваторы – самоходные землеройные машины циклического действия. По конструкции разделяются на универсальные и специальные. По подвесу стрелы и ковша подразделяются на канатно-блочные и гидравлические.

Основное назначение - копание /выемка/ и перемещение грунта или иных материалов на небольшие расстояния с погрузкой их в транспортные средства или с отсыпкой в отвал.

Универсальные экскаваторы оснащены различным сменным рабочим оборудованием для выполнения земляных, планировочных, монтажных, сваебойных и других строительных работ. Свыше 90% выпускаемых одноковшовых экскаваторов универсальные. Количество сменного рабочего оборудования универсальных экскаваторов достигает сорока.

Специальные экскаваторы оснащены только одним видом рабочего оборудования для земляных или погрузочных работ. Универсальные экскаваторы имеют 4 и более единиц сменного рабочего оборудования.

Программа работы

1.По справочной литературе уяснить назначение, устройство и принцип работы машины и отдельных узлов, деталей и механизмов.

2.Проследить, начиная от двигателя, пути и способы передачи движения на рабочие органы механизмов экскаватора: напора, поворота платформы, и передвижения экскаватора, подъема ковша и подъема стрелы.

3.Зарисовать конструктивную и кинематическую схему экскаватора.

4.Определить усилие и скорость, действующие в одном из механизмов экскаватора. Этот пункт работы выполняется по вариантам для условий, заданных в табл. 1, 2, на рис. 2 и прилагаемых к нему цифровых данных: вариант А – для механизма напора и вращения платформы; вариант Б – механизма передвижения; вариант В – для механизмов подъема ковша и стрелы.

5.Для всех вариантов сравнить полученные данные со значениями, приведенными в табл. 2. Объяснить причину расхождений и следствия, к которым они ведут на практике.

6.Руководствуясь данными в табл. 2 и 3 рассчитать техническую и эксплуатационную производительность экскаватора.

7.Построить график изменения производительности в зависимости от угла поворота на выгрузку в пределах 45...1800.

8.Перечислить основные правила безопасной эксплуатации.

9