Основной текст
.pdfи педагогики, этика, белорусский язык, иностранный язык, физиче ская культура, логика, эстетика, религиоведение, права человека, основы идеологии белорусского государства, основы приватизации и курсы совета вуза (к ним относится дисциплина «Введение в ин женерное образование»).
Цикл общенаучных и общепрофессиональных дисциплин преду
сматривает изучение математики, физики, химии, информатики, инженерной графики, основ экологии, защиты населения иУхозяйст венных объектов в чрезвычайных ситуациях и радиационнойТ безо пасности, охраны труда, материаловедения, технологии материалов, теоретической механики, механики материалов, теории механизмов и машин, нормирования точности и технических измерений, дета
лей машин, электротехники и электроники,Боснов энергосбереже
ния, вибрационных машин в строительстве, основ надежности ма |
|
шин и средств автоматизации. |
Н |
Цикл специальных дисциплин предусматривает изучение систем |
|
управления машинами, электроники |
микропроцессороной техни |
ки, автоматики, автоматизации маш |
н робототехники, гидравли |
ки, гидромашин и гидроп ивода, |
йтягово-транспортных машин, |
подъемно-транспортных машин, маш н для земляных работ, техно |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
логии производства и рем нта машин, эксплуатации строительных |
||||||||
и дорожных машин, с р и ельнрй механики и расчета металлокон |
||||||||
струкций, технических |
сн в с здания машин, строительных, до |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
рожных и мелиора вных машин, экономики предприятия, органи |
||||||||
зации |
прои водства |
т |
|
|||||
|
управления, конструирования и расчета |
|||||||
строительных и дорожных машин. |
||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
Цикл дисциплин специализаций включает дисциплины, харак |
||||||||
|
|
|
|
з |
|
|
||
терные для к нкретной специализации. Наиболее востребованными |
||||||||
специализациями специальности 1-36 11 01 в республике являются |
||||||||
1-36 |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
И 01-01 01 «Подъемно-транспортные машины и оборудова |
|||||||
|
п |
|
|
|
|
|
||
ни » и 1-36 11 01-01 03 «Дорожные машины и оборудование». Ве |
||||||||
|
|
работа по открыгию специализации по созданию и эксплуата |
||||||
дется |
|
|
|
|
|
|
||
ции лифтов. Например, к дисциплинам специализации «Дорожные |
||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
машины и оборудование» относятся: машины для содержания дорог и аэродромов, асфальтобетонные заводы и бетонные узлы, техноло гия дорожного строительства, строительные краны, комплексная ме ханизация, система автоматизированного проектирования, привод строительно-дорожных машин. Цикл дисциплин по выбору для этой
20
специализации включает; математические модели рабочих процес сов машин, математическое моделирование производственных про цессов, тепловые процессы в машинах и технологических системах, коммунальные машины.
Учебным планом предусмотрено проведение практик. Практики являются частью общего процесса подготовки специалистов, продол жением учебного процесса в производственных условиях и проводятся напередовых предприятиях, в учреждениях и организациях различных
производственных условиях знаний, полученных в процессе обученияУ ввысшемучебном заведении, на овладение производственными навы
ками, передовыми технологиями и методами труда.
отраслейнародного хозяйства. Практики направлены на Тзакрепление в
Ознакомительная практика предусматривает ознакомление с |
|
конструкцией двигателей внутреннего сгорания, тракторов,Н |
тягачей, |
строительной, дорожной, подъемно-транспортной техники путем
Сучетомбудущейспециализации организуютсяБследующее практики.
|
|
ли |
|
изучения ее на полигоне, в лабораториях учебного заведения, приоб |
|||
ретение навыков работы на одной |
нескольких из этих машин, |
||
ознакомление с технологией ст о тельствайна объектах дорожного |
|||
|
о |
|
|
строительства и предприятиях. Г уппа студентов должна разбиваться |
|||
наподгруппы, за каждой из к т ых закрепляется преподаватель. |
|||
|
т |
|
|
Технологическая прак ика,рявляясь частью учебного процесса, |
|||
и |
|
|
|
ставит перед собой цель закрепления теоретических знаний, получен |
|||
ныхпри изучении ряда д сциплин, и знакомство с машиностроитель |
|||
з |
|
|
|
ным предприятием по про зводству строительной техники. По воз |
можности предусмотрена работа студента в качестве станочника (то |
||
каря, фрезер вщика, шлифовщика, сверловщика) или слесаря. |
||
|
п |
|
Экс луатаци нная практика проводится на предприятиях, |
||
ративные |
|
|
экс луатирующихо строительно-дорожные, коммунальные, мелио |
||
Р |
|
и одъемно-транспортные машины. В ее в процессе пре |
дусмотр но изучение в практических условиях устройства машин, приобретение навыков работы на них, методов ремонта, восстанов ления, наладки, диагностики машин, методов и навыков техниче ского обслуживания, сборки, разборки, регулировки узлов и систем машин, ознакомление со структурой административного и опера тивного управления предприятием, эксплуатирующим технику, вы числительным центром, правилами внутреннего распорядка.
21
Конструкторско-технологическая практика проводится в ос новном на предприятиях, проектирующих и выпускающих строи тельно-дорожные, коммунальные, мелиоративные и, подъемно транспортные машины, в отделах главного конструктора и главного технолога и в цехах завода. Студент знакомится со структурой предприятия, организацией работы в КБ и ОГК и отдельных служ бах; изучает конструкции строительно-дорожных, коммунальных, мелиоративных и подъемно-транспортных машин, вьшускаемых на
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
предприятии, изучает организацию проектирования машин, изготов |
|||||||||||
ления и испытания опьпных образцов, постановки машин на серий |
|||||||||||
ный вьшуск; знакомится с технологией изготовления деталейУмашин |
|||||||||||
и сборочных единиц, в том числе и рабочего оборудования, приобре |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
тает навыки конструирования деталей машин. |
е исключено прохо |
||||||||||
ждение практики в эксплуатационных организациях (управлениях |
|||||||||||
механизации), где проводится ремонт техники. СтудентыН |
знакомятся |
||||||||||
также со структурой предприятия и его управления. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
Преддипломная практика проводится на заводах, в проектньк |
|||||||||||
организациях и предприятиях по проект |
рованию и гоготовлению |
||||||||||
строительно-дорожных, коммунальных,ймелиоративных и подъем |
|||||||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
в научно-исследова |
|||
но-транспортных машин и |
оботов, а также |
||||||||||
тельских лабораториях и кафед ах высшего учебного заведения. За |
|||||||||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
время практики студент д лженрвыполнить патентно-технический |
|||||||||||
анализ |
|
|
и |
к нструкции, |
подготовить |
технико |
|||||
разрабатываем й |
|||||||||||
экономическое обоснование принятого решения по улучшению |
|||||||||||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
конструктивных эксплуатационных качеств машины, экономиче |
|||||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ски обосновать целесообразность принимаемого им технического |
|||||||||||
решения, |
д брать материалы, на базе которых проводится конст |
||||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рукторская р работка. При эксплуатационной тематике произво |
|||||||||||
делий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дится анализ технического состояния парка машин, экономический |
|||||||||||
анализ их работы и разрабатываются методы совершенствования |
|||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р монта, эксплуатации или технологии ремонта и диагностики из применительно к данному предприятию.
Учебным планом предусматривается также объем учебной на грузки, включая обязательные аудиторные занятия.
22
глава 3
ЮИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ МАШИН
ИОБОРУДОВАНИЯ
3.1.История развития подъемно-транспортных машинУвестногов рычаизТ
Аналогичные устройства для поднятия и перемещенияН больших тяжестей были известны и народам БлижнегоБВостока. Строительные
работы, связанные с поднятием и перемещением больших тяжестей с
использованием грузоподъемных механизмов, производились, напри мер, при сооружении египетских пирамид.йТак, пирамида Хеопса, со оруженная в XXVn веке до нашей эры,иимела высоту 147 м и сложена
из2,5 млн. известняковых блоков массой от 2 до 30 т. Сложной техни ческой задачей являлась установка пл т Баальбекской террасы, нахо
дящейся на территории |
сов |
|
|
еменного государства Ливан, имеюищх |
|
длинудо 20 м, сечение 4,8 х 4,2 м и массу более 1000 т. |
||
т |
||
В античный период при срительстве храма Зевса в Гелиопо |
||
и |
|
|
лисе во II веке до н.э. были устан влены колонны из порфира мас |
сойдо 360 т; в храме Ар емиды в Эфесе использованы мраморные
балкидлиной доз90 м [5].
Первымиколичествасредствами, облегчающими ручной труд, были рычаги, мадного людей. Так, на строительстве пирамиды Хеопса,
катки и накл нные плоскости. Проведение крупных строительных работ при таких средствах механизации требовало привлечения гро
продолжавшемсяе более 20 лет, было постоянно занято около 100 тыс. Рч лов к. Рычажные подъемники - прототипы современных стрело
выхкранов - использовались для подъема воды.
Еще за 22 века до нашей эры начали применять и простейшие вороты с ручным приводом. В VII веке до н.э. появились блоки, а во П веке до н.э. - вороты с червячной, цевочной и зубчатыми переда чамис ручным приводом.
Б эпоху средневековья, в Х1-ХШ веках, в связи с развитием тор говли, мореплавания и горно-металлургической промышленности
23
началось быстрое развитие грузоподъемных машин и расширилась область их применения. Появились первые прототипы современных кранов, имевшие ручной привод и привод от топчаковых колес. Вначале эти краны изготовлялись из дерева и только для осей и крюков применялась сталь.
|
С глубокой древности известны и машины непрерывного транс |
|||||||||||
портирования, сначала в виде водоподъемных колес и скребковых |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
лотков, а затем - в виде ковшовых подъемников (рис. 3.1), прототи |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
пов современных элеваторов, приводившихся в движение силой |
||||||||||||
течения воды или вручную. |
|
|
Н |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
Рис. 3.1. Применение для строительства крепости |
|
|||||||||
е |
|
|
ковшового подъемника с ручным приводом |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Р |
В I860 г. создан первый кран с паровым двигателем. В 80-х го |
дах XIX века начали применяться краны с электрическими дветателями [5, 6].
Большая заслуга в деле развития подъемно-транспортной техни ки принадлежит России. Еще в XI веке для подъема тяжестей при возведении Софийского собора в Новгороде строители пользова лись сложными системами полиспастов, дающими существенный выигрыш в силе и превосходившими по своим техническим воз можностям устройства, применявшиеся в Западной Европе.
24
в 1677 г. на колокольню Московского Кремля подняли Большой Успенский колокол массой 130 т. Подъем колокола проводился с помощью рычагов, полиспаста и ворота. Для облегчения подъема колокол цепями был соединен с противовесом, что было ориги нальным решением, облегчавшим труд.
В ХУШ веке на металлургических заводах Урала, Алтая и За
вдействие давлением воды. ийБНТУ
В1769 г. с помощью оригинальногорустро ства было проведено перемещение на большое расстоян е камня размером 1 5 х 9 х 7 м и массой более 1000 т, использованногоо скульптором Фальконе в ка честве основания памятникатПет у I. Камень перемещали по медньш шарам, уложенным в бшитых медными листами желобах (первый прототип шарикоподшипника). Перемещение осуществлялосьустановкуротов, из
бьшаустандоставкавлена Александровская колонна массой более 600 т.
В 1834 г. с м щью канатов, полиспастов и воротов была осу щ ствл на и установка 48 колонн Исаакиевского собора в
П т |
(масса каждой колонны примерно 100 т). Процесс уста |
|
п |
новки колонн был разработан настолько четко, что длительность |
|
установкирбургеодной колонны составляла в среднем всего 105 минут. |
|
Долгое время в России не занимались систематическим изучени |
|
Рем и обобщением опьгга развития подъемно-транспортных машин. |
|
И только в 80-х годах XIX столетия проф. И.А. Вышнеградский |
(1831-1895) впервые создал курс подъемно-транспортных машин. В1882г. вышла работа проф. Н.П. Петрова, систематизирующая и обоб щающая опьгг механизированной перегрузки грузов. Большой вклад
25
в развитие подъемно-транспортного машиностроения внесли проф, Н.И. Самусь, издавший в 1886 г. «Курс подъемных машин» с атла сом, и Л.З. Ратковский, преподаватель Петербургского политехниче ского института и заведующий отделом подъемных машин и металли ческих конструкций Пугаловского завода, издавший в 1907 - 1910 гг. ряд книг под общим названием «Подъемные краны».
Начало производства отечественных подъемно-транспортныхУ
машин относится к 1900 г., когда впервые были построены краны на Брянском, Краматорском и Путиловском заводах. ВТ1913 г. годо
вой выпуск кранов на Брянском и Краматорском заводах составлял 70 шт. Такое производство не могло удовлетворитьНзапросы разви
вающейся промышленности. Большая часть машин ввозилась из-за |
|
|
Б |
фаницы или изготовлялась на заводах, расположенных в России, но |
|
принадлежащих иностранцам [5]. |
й |
После 1917 г. в России были созданы условия для быстрого раз |
вития отечественного подъемно-транспортного машиностроения, |
|
даны специализированные заводытрудоемкихпо выпуску подъемно-транс |
|
развития механизации тяжелых |
работ, механизации и ав |
томатизации производства. Подьемно-транспортное машиностроение выделилось в самостоятельную область данной отрасли. Были соз
портного оборудования. Вместе с асширением материальной базы |
|
|
р |
подъемно-транспор ного машин строения росли и крепли кадры |
|
конструкторов [6]. |
о |
но- |
ртнзмашиностроения, ставшая родоначальником боль |
шого к личества специализированных кафедр этого профиля. Были |
|
созданы |
гоециализированные научно-исследовательские, проектно- |
В 1924 г. в МГТУ м. Баумана по инициативе заслуженного деяте |
|
ля науки и техн |
т |
РСФСР, доктора технических наук, проф. Л.Г. Ки |
|
|
ки |
фера впервые была со дана кафедра, готовящая специалистов подъем
трансп Рконструкторскиее и технологические организации, занимающиеся
вопросами создания новой подъемно-транспортной техники и разработ кой нормативной документации (стандартов, методических и руково дящих документов и т.п.), такие как, например, АО ВНИИПТМаш, яв ляющийся головным научно-исследовательским институтом по кранам мостового типа, портальным, консольным, железнодорожным, а также по электроталям; АО ВПИИСтройДорМаш - головной науч но-исследовательский институт по стреловым самоходным кранам
26
общего назначения и кранам-манипуляторам; СКТБК - специ ализированное конструкторско-технологическое бюро башенного краностроения и другие специализированные организации.
Большой вклад в развитие подъемно-транспортного машино строения внесли профессора Л.Г. Кифер, И.И. Абрамович, О.А. Спиваковский, А.И. Д1^ельский, П.С. Козьмин и др. Проф. Л.Г. Кифер впервые организовал подготовку инженеров по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» в МГТУ им. Бау мана. В созданном им и проф. И.И. Абрамовичем учебнике «Грузо
подъемные машины» с атласом конструкций обобщен отечествен |
|||||||
ныйизарубежный опыг построения грузоподъемных машин первой |
|||||||
половиныXX века. |
|
|
|
|
У |
||
Темпы развития подъемно-транспортного машиностроения,Твне |
|||||||
дрение прогрессивных машин и оборудования и средств механиза |
|||||||
ции, проводимая работа по повышению технического уровня вы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Н |
|
пускаемого оборудования позволили существенно )пвеличить про |
|||||||
изводительность труда. |
|
|
|
Б |
|
||
Специализированные проектные организации совместно с ма |
|||||||
шиностроительными заводами |
|
йряд высокопроизводитель |
|||||
ных, экономичных и удобных в эксплуатации машин и устройств |
|||||||
длямеханизации погруз |
|
создали |
|
|
|||
- азг узочных работ. Созданы элекгро- |
|||||||
|
|
|
р |
|
|
|
|
и автопогрузчики, различные п грузочные машины для штучных и |
|||||||
сыпучих грузов, ш абелирующие и другие подъемные средства, |
|||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
позволяющие осущес влячноь комплексную механизацию на многих |
|||||||
участках предпр ят йтчерной и цветной металлургии, машино |
|||||||
|
|
о |
мической промышленности и др. Разра |
||||
строительной, угольной, х |
|||||||
ботаны уникальные конструкции плавучих кранов большой грузо |
|||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
подъемн сти, сзданы новые конструкции мостовых электрических |
|||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
кранов общего назначения грузоподъемностью от 5 до 50 т с высо |
|||||||
кимит хническими показателями и многое другое [5, 6]. |
|
||||||
Р |
|
3.2. История развития строительных машин |
|
||||
|
|
|
До начала XX века сколько-нибудь организованного произ водства строительных машин практически не было. Строительные работы повсеместно выполнялись только вручную. На земляных работах использовались лопаты, заступы, тачки и конные повозки - грабарки. Приготовление раствора и бетона велось на деревянных
27
настилах с помощью лопат и ведра для воды. Каменная кладка вы полнялась вручную с помощью кельмы, отвеса, ящика для раствора На верхние этажи строящихся зданий кирпич поднимали грузчикикозоносы, носившие на плечах по лесам и стремянкам деревянное при способление, так назьшаемую «козу», нагруженную кирпичом. Распи ловка леса велась вручную двумя пильщиками, которые накатывали бревна на высокие козлы, а затем распиливали их большой тяжелой пи лой. Балки для перекрытий обгесьшались из круглого леса вручнуюУто пором. Транспортным средством при перевозках строительныхТгрузов на большие расстояния служила телега, запряженная ломовой лошадью.
штабах. Достаточно сказать, что только в 1898 г. для движения были
Между тем в отдельные годы строительство велосьНв больших мас
но, что пытливая мысль русских инженеров издавна работала над во просами механизации тяжелых и трудоемких строительных работ.
открыты 5053 версты вновь построенных железныхБдорог. Естествен
Известно, что уже в1810-1811гг.йв России на Ижорском заводе была построена первая плавучаяимногоковшовая землечерпалка с
паровым двигателем моищостью 15 л. с. Эта землечерпалка, осуще ствлявшая черпание на глубину 7,5 м, предназначалась для подвод
была построена вторая такая рже землечерпалка, а в 1825 г. - третья, более мощная, с паровойтмашин й мощностью 20 л. с. [7, 8].
ной выемки грунта при строоггельстве гавани в Кронштадте. В 1815 г
Для строрггельстваиперв й в России железной дороги большого
протяжения Петербург - Москва (1843-1851 гг.) русское правитель ство приобрелозв Амер ке четыре одноковшовых паровых экскава
тора конструкщшоУ. Отиса с ковшом емкостью 1,14 м^ и паровым двигателем м щн стью 15 л. с. Обслуживали такую машину 11 че ловек.пВ дальнейшем в Россию неоднократно завозились экскавато рыеиностранного производства.
В России ервый одноковшовый экскаватор был изготовлен Ртолько в 1900 г. на Путиловском заводе по чертежам американской фирмы «Бюсайрус». Емкость ковша этого экскаватора составляла: для тяжелых грунтов 1,5, для легких - 2,3 м^. За 15 лет до 1917 г.
было выпущено всего 35 экскаваторов.
Вручную в дореволюционной России выполнялись и другие тру доемкие работы в тех отраслях хозяйства, для которых машины и оборудование изготовляются сейчас заводами строительного, до рожного и коммунального машиностроения.
28
Так, глину для кирпичных заводов копали вручную, а перевози ли в тачках и вагонетках с ручной или конной тягой. Гипсовый ка мень также добывался вручную, а обжиг его производился в на польных печах при ручной загрузке и выгрузке. Для помола обож женного гипса применялись жернова. Блоки и плиты из естественного камня добывались, обтесывались, шлифовались и
полировались только вручную.
в крайне недостаточных количествах. Так, например, МинистерствоУ путей сообщения, выполнявшее основные работы по строительству
Дробление щебня для строительства производилось вручную, ку
железныхдорог, в 1910 г. имело всего три камнедробилки.
валдой. Камнедробилки начали применять только с 1907-Т1908 гг., но
загрузкой сырья. Первая |
вращающаяся печь, привезенная из-за гра |
|
ницы, была установлена |
в 1900 г. на Бакинском цементномН |
заводе. |
Двепервые русские вращающиеся печи размером 1,8 х 25 м были из
Цементные заводы в России работали на шахтныхБпечах с ручной
|
и |
готовлены в 1909 г. на Макеевском заводе. Максимальный объем вы |
|
пускацемента, составивший 1,8 млн. т, был достигнут в 1913 г. |
|
Большая часть жилых домов в го одахй, особенно, в деревнях и |
|
о |
|
селах России бьша построена из де ева, что вызывало опасность |
пожаров. В 1917 г. во всей Р ссии бьшо только 12 пожарных авто |
||
|
т |
|
мобилей. Пожарные команды римели в своем распоряжении лишь |
||
конные повозки с |
бочками |
и ручные пожарные насосы. По количе |
|
ству пожаров и размерам убы ков от них Россия занимала первое местовмире [7].з
Огромнаяработы,отсталость была преодолена не сразу. Количество
строительных машин было настолько мало, что даже в годы граж данскойпв йны, к гда в стране почти не велись крутшые стро
ительныен скольких организащсй.
каждый экскаватор становился предметом спора
РД ло дошло до того, что при высшем органе руководства народ ным хозяйством, ВСНХ РСФСР, было создано бюро распределения и кошроля экскаваторов, которое выявляло и брало на учет все имевшиеся в стране экскаваторы, определяло их состояние, контро лировало ход выполнения ремонтов и оперативно перебрасывало экскаваторы с одного объекта на другой. На начало 1922 г. было зарегистрировано 130 экскаваторов, в том числе 67 исправных, из них отечественного производства (путиловских) 11. Обеспечение
29