Общие сведения о силовых установках, приводах и передачах.

Занятие № 1.

Тема: « Введение. Общие Сведения о строительных машинах»

Общие сведения о строительных машинах.

Классификация строительных машин и оборудования.

Конструктивные составляющие машин. Общие требования к строительным машинам.

Производительность машин.

1.В настоящее время число типоразмеров и моделей машин, применяемых в строительстве превышает более 1500 наименований. Применение их позволяет выполнять большинство строительных работ механизированным, комплексно-механизированным и частично автоматизированным способом.

К механизированным относятся работы, выполнение которых предусматривает хотя бы одну операцию выполнять при помощи машин и агрегатов.

При комплексно-механизированных работах все трудоемкие основные и вспомогательные операции тех. процесса выполняются с помощью отдельных машин или комплекса машин, агрегатов, установок.

К автоматизированным относятся работы, при производстве которых все операции тех. процесса выполняются машинами и оборудованием с устройствами и приборами автоматического регулирования и контроля.

2.Классификация строительных машин производится с распределением на группы по признаку и их назначения в строительстве, а в каждой группе по конструктивным особенностям и затем по рабочим параметрам.

По назначению:

- грузоподъемные

- транспортирующие

- погрузочно-разгрузочные

- для подготовительных и вспомогательных работ

- землеройные и грунтоуплотняющие

- буровые

- сваебойные

- дробильно-сортировочные

- смесительные

- машины для транспортирования бетонных смесей и раствора

- бетоноукладочные

- отделочные

- ручные

- дорожные

- машины для технического обслуживания.

Машины в каждой группе различаются по производственной характеристике; мощности, объему ковша, грузоподъемности, массе, габаритам и т.д. Отдельные виды строительных машин различаются по ходовому устройству; гусеничному или колесному ходу; по типу базовой машины (автомобиль, трактор, тягач); по видам двигателя или привода с электродвигателем (ДВС, гидро - и пневмопривод).

Каждой машине присваивается условное обозначение (индекс) в виде буквенно-цифрового обозначения:

ЭО- экскаватор одноковшовый

ЭТР- экскаватор непрерывного действия траншейной роторный.

ЭТЦ- экскаватор траншейный цепной

ЭР- экскаватор роторный универсальный

ДЗ- бульдозер, скреперы, автогрейдеры

ДУ- грунтоуплотняющие машины

КС- краны стреловые самоходные

КБ- краны башенные.

3.Каждая машина состоит из элементов и сборочных единиц, предназначенных для выполнения определенных функции:

по функциональному признаку различают следующие сборочные единицы:

1) Силовые установки (двигатели) – являются источниками или преобразователем энергии в механическую работу.

2) Рабочее оборудование - осуществляет технологическую операцию и воздействует на перерабатываемый материал.

3) Ходовое оборудование (у самоходных машин) – предназначено для передвижения всей машины и передачи давления от веса машины и нагрузок на основание.

4) Оборудование, входящее в конструкцию машины и выполняющее определенную функцию (встроенные компрессоры, генераторы, подогреватели, компьютеры)

5) Передаточные механизмы для осуществления связи силового оборудования с рабочим оборудованием.

6) Система управления – для запуска и установки силового оборудования, для связи с силовым, рабочим или кодовым оборудованием.

7) Несущая конструкция (рама) – для размещения и закрепления на ней всех элементов, узлов и механизмов.

Строительные машины должны обеспечивать необходимую производительность и работоспособность при работе в любое время года и суток, при разных атмосферных и климатических условиях. Поэтому к машинам предъявляются следующие требования:

1) Надежность в работе – способность безотказной работы машины без вынужденных простоев из-за неисправности при правильном управлении и нормальных нагрузках.

2) Экономичность в эксплуатации – обеспечение минимального расхода энергоресурсов (энергии, топлива), ГСМ, а также трудозатрат на управление и уход за машиной.

3) Транспортабельность – возможность перемещения самоходом или перевозки ее на транспортных средствах по шоссе или ж/д дорогам в собранном виде или в разъединенной на MINчисло частей.

4) Ремонтопригодность – возможность удобного тех. обслуживания и ремонта для поддержания ее в работоспособном состоянии.

5) Удобство монтажа и демонтажа машин – наилучшее - когда не требуются дополнительные грузоподъемные средства.

6) Требование эргономики – обеспечение благоприятных условий для рабочих, комфорт и утомляемость.

7) Эстетические требования – обеспечение хорошей отделки, окраски и внешнего вида.

Климатические требования.

1) Маневренность (подвижность) машин – способность разворачиваться в естественных условиях с min радиусом поворота Rn при заданной колее B и базе L

Где a - максимально возможный угол поворота наружного колеса (чем больше a - тем меньше радиус поворота)

2) Проходимость– способность преодолевать неровности местности и неглубокие водные преграды, проходить по влажным и рыхлым грунтам и т.п. Проходимость определяется величиной дорожного просвета (клиренсом) С, продольным R1 и поперечным

R2 радиусами проходимости, а также давлением на грунт или дорожное покрытие.

3) Устойчивость – способность противостоять действию сил, стремящихся ее опрокинуть.

4. Производительность машины – это количество продукции (в массе, объеме, штуках), вырабатываемой (перерабатываемой) в единицу времени – час, смену, месяц, год.

Различают производительность:

- теоретическую (расчетную);

- техническую;

- эксплуатационную.

Теоретическая производительность – это максимально возможное количество продукции, вырабатываемое в единицу времени непрерывной работы при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках.

Для машин циклического действия теоретическая часовая производительность:

П к= 60 g*n,

где, g – количество продукции, вырабатываемое за один рабочий цикл;

n – число циклов, выполняемых машиной в 1мин., n=60 /t_ц

t_ц – продолжительность цикла, сек.

Для машин непрерывного действия:

Пк= 3600*F*V,

где, F – количество материала, размещающегося на 1 м длины потока продукции;

V – скорость движения потока продукции, м/с.

Техническая производительность – это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы машины непосредственно в конкретных производственных условиях при правильно выработанных режимах работы и нагрузках на рабочие органы.

Для машин циклического действия (Пример: краны) часовая техническая производительность:

Пт= 60*g*n*k,

где, g – грузоподъемность крана;

n – число рабочих;

k – коэффициент, учитывающий степень использования грузоподъемности.

Для машин непрерывного действия:

Пт= 3600 F*V*K,

где, F- масса груза, кг;

V – линейная скорость движения рабочего органа, м/с;

K – коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.

Эксплуатационная производительность Пэ- это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени с учетом всех перерывов в работе, вызываемых требованиями эксплуатации, условиями труда работающих и организационными причинами:

Пэ= Пт Кu,

где, Кu – коэффициент использования машины по времени.

Сменную или годовую эксплуатационную производительность машины определяют на основании данных режима работы машины и ее среднечасовой эксплуатационной производительности:

Пэ.год= Пэ*Т,

где, Т – число работы машины в течении смены или года.

Занятие № 2, № 3, № 4.

Тема: «Приводы строительных машин»

Общие сведения о силовых установках, приводах и передачах.

2. Виды приводов: классификация, устройство, принцип работы.

1. Строительные машины по признаку обеспечения их энергией делят на 2 группы:

- машины с автономной силовой установкой (ДВС – дизельный или бензиновый (карб.));

- машины, работающие от внешнего источника энергии (по проводам, от сжатого воздуха компрессора).

Первая группа машин наиболее распространена из-за свободы передвижения на любые расстояния, высокой мобильности.

Вторая группа ограничивается длиной электрокабеля или гибкого рукава – это грузоподъемные машины; башенные мостовые и козловые краны, и экскаваторы большой мощности с объемом ковша более 5 м³.

По числу двигателей строительные машины делятся на:

- одномоторные;

- многомоторные;

- многомоторные комбинированные: -дизель- электрические;

- дизель- гидравлические;

- дизель- пневматические;

- электрогидравлические.

Привод каждой строительной машины состоит из двигателя, передачи и системы управления.

По виду приводастроительные машины могут быть:

- с электрическим приводом;

- с дизель-электрическим приводом;

- с дизель-гидравлическим приводом;

У машин с комбинированным приводом, например, дизель- электрическим, энергетической установкой является дизель, приводящий в движение генератор, питающий отдельные

электродвигатели исполнительных механизмов. Могут быть и более сложные механизмы – дизель-электрогидравлический, у которого источник энергии – дизель, приводящий в движение генератор электрического тока, от которого питаются отдельные электродвигатели ходовых колес (мотор-колеса), а подъем и опускание ковша осуществляется гидроцилиндрами, работающими под высоким давлением жидкости от гидронасоса.

Передача механического движения от двигателя(приводного устройства) осуществляется передаточным устройством (механизмом):

- механическим (зубчатые колеса, рычаги);

- гидравлическим;

- пневматическим;

- электрическим.

Электропривод.

Для привода ряда строительных машин используют электродвигатели переменного и постоянного тока. Обычно асинхронные двигатели трехфазного тока из-за простоты устройства (конвейеры, питатели, сортировщики).

Недостатки: большой пусковой ток (в 5 раз больше номинального), малая перегрузочная способность, для регулировки скорости нужны дополнительные устройства.

На башенных, козловых и мостовых кранах применяют многомоторный электропривод переменного тока с использованием асинхронных крановых двигателей с контактными кольцами.

Для регулирования числа оборотов двигателя не большой мощности используют электронный регулятор, плавно изменяющий подачу напряжения на обмотку возбуждения электрического двигателя, что позволяет осуществлять бесступенчатое регулирование частоты вращения якоря электрического двигателя.

Привод от ДВС

Для привода самоходных строительных машин применяют ДВС, как дизельные, так и бензиновые (карбюраторные). Карбюраторными двигателями оснащены строительные машины, монтируемые на базе грузовых автомобилей. Дизели используют чаще, т.к они более мощные и экономичные. Используют: ЗИЛ-130(431410) – 110 кВт, ГМЗ – 3307 – 51 кВт, ЯМЗ – 238, (176 кВт), д. – 180 (132 кВт), СМД – 14 (53 кВт)

Механические передачи.

Передача механического движения и крутящих моментов от двигателя к исполнительным органам осуществляется и механизмами передачи, это вызвано тем, что электрические двигатели и ДВС имеют большое число оборотов на выходном валу, которые не могут быть использованы рабочими органами. Посредствам механических передач изменяют частоту вращения и крутящего моменты и регулируют их изменения.

Механические передачи могут быть:

- зубчатыми ( с цилиндрическими и коническими зубчатыми колесами);

- винтовыми;

- червячными;

- цепными;

- ременными.

Обычно механические передачи заключаются в закрытые жесткие корпуса (куда заливается смазка), которые понижают число оборотов (редуктор).