Строительные машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Какие виды передач существуют. Что такое передаточное число и КПД передачи

2. Какова классификация машин для распределения каменных и вяжущих материалов при строительстве дорожного покрытия

3. Машины, применяемые для подготовительных работ (при производстве земляных работ)

4. Какова классификация машин для сортировки и мойки нерудных строительных материалов

5. Что такое дозаторы бетонных смесей и растворов

Использованная литература

1. Какие виды передач существуют? Что такое передаточное число и КПД передачи

Для приведения в движение рабочих машин им передается механическая энергия от машин-двигателей. В подавляющем большинстве случаев двигатели и исполнительные органы рабочих машин связываются не непосредственно, а с помощью механизмов, называемых передачами, которые бывают механическими, гидравлическими, пневматическими и электрическими.

Классификация и основные характеристики передач. В самом общем виде передачи можно классифицировать по способу передачи движения: передачи трением (фрикционные, ременные); передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные, винт - гайка); по способу соединения звеньев: передачи с непосредственным контактом (фрикционные, зубчатые, червячные, винт -гайка); передачи гибкой связью (ременные, цепные).

Звено передачи, которое получает движение от машины-двигателя, называется ведущим; звено, которому передается движение, называется ведомым; кроме того, в передачах бывают промежуточные звенья.

Рис. 1. Виды передач по способу соединения звеньев

На рис. 1. схематически изображены передача гибкой связью (а) и передача с непосредствен­ным контактом (б), причем индексом 1 обозначены параметры, относящиеся к ведущему звену, а индексом 2 - к ведомому. Обратим внимание на то, что в первой из изображенных передач направление вращения, ведущего и ведомого звеньев, совпадают, а во второй - изменяется на противоположное.

Основные характеристики передачи: передаточное число, передаваемая мощность и КПД.

Передаточным отношением называется отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена. Передаточное отношение может быть больше, меньше или равно единице.

Передаточным числом передачи называется отношение большей угловой скорости к меньшей. Передаточное число не может быть меньше единицы.

Передачи, у которых угловая скорость ведомого звена меньше угловой скорости ведущего, называются понижающими, или редукторами; в противном случае передачи называются повышающими.

Механические передачи бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Передаточное отношение ряда последовательно соединенных передач равно произведению их передаточных отношений.

Передачи выполняют либо с постоянным, либо с переменным передаточным отношением, причем изменение передаточного отношения может быть ступенчатым или бесступенчатым. Ступенчатое регулирование передаточного отношения осуществляется, например, коробками скоростей металлорежущих станков, автомобилей, тракторов. Механизм для плавного изменения передаточного отношения называется бесступенчатой передачей, или вариатором.

На рис.1. показаны две передачи, в которых к ведущему звену 1 приложен вращающий момент Т1, спомощью гибкой связи или непосредственно передающий ведомому звену 2 окружную силу F1. Очевидно, что для любого звена вращающий момент и окружная сила связаны зависимостью:

T= F1D/2,

Ft= 2T/D.

Согласно третьему закону Ньютона, окружные силы ведущего и ведомого звеньев равны, следовательно, вращающие моменты на ведущем и ведомом валах будут различны и пропорциональны диаметрам соответствующих звеньев.

Из теоретической механики известно, что мощность Р при вращательном движении:

Р=Тщ.

Отношение мощности Р2на ведомом валу передачи к мощности Р1на ведущем валу называется механическим коэффициентом полезного действия (КПД) и обозначается:

з = P2/P1.

Механический КПД характеризует механические потери в передаче; для различных передач КПД находится в пределах от 0,25 до 0,98.

В многоступенчатых передачах общий КПД определяется как произведение КПД каждой ступени в отдельности:

з = з1 з2 … зn.

Иногда КПД передачи определяют, как произведение КПД отдельных элементов этой передачи. Например, для одноступенчатого зубчатого редуктора общий КПД:

з = зз … зр,

где зззр - коэффициенты, характеризующие потери энергии соответственно: в зацеплении колес, в одной паре подшипников, на перемешивание и разбрызгивание масла в корпусе редуктора.

2. Какова классификация машин для распределения каменных и вяжущих материалов при строительстве дорожного покрытия

Жидкие вяжущие материалы (битум, гудрон, эмульсии) в разогретом состоянии от баз и хранилищ к местам производства работ перевозят автогудронаторами и полуприцепами-битумовозами. Все битумовозы и гудронаторы имеют систему подогрева, поддерживающую температуру перевозимого материала не ниже 200 °С.

Битумовоз состоит из цистерны для вяжущего материала, системы подогрева и насоса. В задней стенке цистерны вварены жаровые трубы. Обогревается цистерна двумя стационарными керосиновыми горелками. Битум в цистерну подается насосом из битумоплавильни или битумохранилища.

На трассе дороги битум используется при производстве работ методами пропитки, поверхностной обработки или смешения на месте. При всех этих работах битум должен быть равномерно распределен по поверхности каменного материала под давлением 2,5--6,0 атм. Розлив и равномерное распределение битума также осуществляются гудронатором. Таким образом, гудронаторы предназначаются для транспортирования битумных материалов (битумы, эмульсии) на расстояния до 300 км и равномерного распределения их по поверхности покрытия.

Гудронаторы разделяются на прицепные и самоходные (автогудронаторы). В зависимости от системы привода битумного насоса выпускаются гудронаторы с приводом от двигателя автомобиля, на шасси которого смонтирован гудронатор, или с приводом от отдельного двигателя.

Из автогудронаторов с одним двигателем в настоящее время наибольшее распространение получил автогудронатор с цистерной емкостью 3600 л (рис. 2). Вес агрегаты здесь монтируются на шасси автомобиля. Цистерна эллиптической формы выполнена из листовой стали и снабжена термоизоляцией из стеклянной ваты слоем 30 мм, закрытой снаружи металлическим кожухом. В верхней части цистерны имеется горловина с фильтром, через которую производится наполнение цистерны битумом. Внутри цистерны расположены жаровые трубы и указатель уровня. Наполнение цистерны битумом может производиться также насосом 7 автогудронатора через распределительную систему, имеющую краны.

Насос установлен в задней части автогудронатора и приводится во вращение от коробки передач через коробку отбора мощности. Коробка отбора мощности имеет две передачи прямого хода и одну -- обратного хода. Это позволяет получить 8--10 ступеней норм розлива в пределах 0,5--7,0 л/мг. Ширину розлива можно менять от 1 до 7 м путем установки сменных труб. Предусмотрено также ручное распределение битума гибким шлангом.

Рис. 2. Автогудронатор Д-251

Управление автогудронатора состоит из шести рычагов, которыми осуществляется переключение большого и малого кранов, подъем, а также поворот и смещение распределительных труб в сторону.

Система подогрева видна из схемы, приведенной на рис. 2. Она состоит из топливного бака емкостью 25 л, двух жаровых труб с топочными камерами, вытяжной трубы, предохранительного клапана, двух стационарных и одной переносной керосиновых горелок. В баке имеются топливные фильтры. Топочные камеры расположены у входных отверстий жаровых труб и выложены огнеупорным материалом. Подача керосина к горелкам производится воздухом от ресивера тормозной системы автомобиля. К ресиверу воздух подается от компрессора 8. Производительность автогудронатора -- 30 т/смену. Рабочие скорости движения находятся в пределах 5--20 км/ч, а транспортная скорость достигает 65 км/ч.

Автогудронаторы с отдельным двигателем для привода насоса выпускаются нашей промышленностью с емкостью цистерн 5000 л. Для привода насоса использован двигатель мощностью 30 л. с. В конструктивном отношении этот автогудронатор мало отличается от автогудронаторов емкостью 3600 л. Рабочие скорости находятся в пределах 4--25 км/ч, транспортная скорость достигает 60 км/ч.

Прицепные гудронаторы имеют только распределительную систему и насосную установку и, как правило, не имеют собственной цистерны для вяжущего материала. Они присоединяются к автоцистернам и распределяют находящуюся в них жидкость.

Благодаря этому прицепные распределители имеют малые габариты и малый вес и выгодно отличаются от автогудронаторов в экономическом отношении, поскольку автомобили-тягачи, работающие с ними, могут использоваться на других работах, когда отсутствует надобность в распределении вяжущих материалов. Агрегаты прицепного гудронатора включают насосную установку с двигателем мощностью 30 л.с. и распределительную систему и монтируются на одноосном автомобильном прицепе. В трансмиссии от двигателя к насосу предусмотрены цилиндрический редуктор с двумя передачами прямого вращения и одной -- обратного, а также предохранительное устройство, отключающее насос при перегрузке или попадании в него постороннего предмета. Производительность насоса -- 1470 л/мин.

Распределительная система позволяет осуществить все операции по внутренней циркуляции и распределению вяжущего материала. Ширина розлива при использовании распределительных труб разной длины может меняться от 1 до 7 ж с интервалами 0,5 м. Нормы розлива меняются от 0,55 л/м2 до 7 л/м2 при ширине розлива 7 м и до 10 л/м2 -- при ширине розлива 4 м. Разогрев битума, застывшего в битумной коммуникации и распределительной системе, производится переносной керосиновой горелкой.

Гудронатор работает совместно с автоцистерной емкостью 15 000 л. Битумная коммуникация автоцистерны присоединяется к коммуникации распределителя. Цистерна смонтирована на шасси двухосного полуприцепа и буксируется седельным автотягачом.

К автоцистерне придается подкатная тележка с дышлом, используемая при буксировке автоцистерны трактором или тягачом, не имеющими седельно-сцепного устройства. Для подогрева битума в цистерне имеются две жаровые трубы и две стационарные керосиновые горелки. Керосин в топливном баке находится под давлением воздуха от компрессора автомобиля или ручного насоса, что необходимо при работе с тягачом, не имеющим пневмосистемы.

Строительство покрытий связано с большими объемами работ по распределению строительных материалов. Для механизации распределения дорожно-строительных материалов при строительстве современных дорожных покрытий применяются специальные машины. К ним относятся распределители песка, цемента, щебня и гравия и распределители высевок. При отсутствии специальных машин распределение каменных материалов производится автогрейдерами и иногда бульдозерами. Однако при этом имеет место низкое качество работ и кроме того значительно повышается их трудоемкость.

Распределители являются составной частью комплекта машин, предназначенных для строительства дорожного полотна. Качество дорожного покрытия в значительной мере зависит от качества распределения материалов. Особое значение имеет распределение материала слоем заданной толщины.

К машинам для распределения предъявляются следующие основные требования:

1) материал должен распределяться равномерным слоем по всей ширине полосы;

2) производительность распределителя должна соответствовать общей производительности комплекта машин по строительству дорожного покрытия;

3) емкость приемных устройств должна соответствовать грузоподъемности транспортных средств;

4) управление машиной должно быть механизировано и по возможности автоматизировано;

5) распределители должны обеспечивать создание требуемого профиля дорожного покрытия и его продольного уклона;

6) при укладке слоя должен быть обеспечен необходимый припуск по толщине слоя с учетом его окончательного уплотнения специальными средствами.

Для укладки щебеночных и гравийных материалов могут быть использованы асфальтоукладчики и распределители цементно-бетонной смеси. Однако такое их использование не является рентабельным, поэтому для этих целей применяются специальные машины, предназначенные для равномерного распределения каменных материалов при строительстве щебеночных и гравийных дорожных оснований и покрытий дорог, а также для ремонтных работ. В некоторых случаях одновременно с распределением материала предусматривается его предварительное уплотнение. Укладчики щебня должны обеспечивать получение слоя необходимой толщины и ширины, а также требуемую ровность поверхности укладываемого слоя.

Укладчики могут быть навесными, прицепными и самоходными. Навесные укладчики представляют собой бункер, который подвешивается к кузову самосвала. Прицепные укладчики рассчитываются на совместную работу с автосамосвалами, тракторами и автогрейдерами. По конструкции ходовой части прицепные укладчики подразделяются на ползунковые, где в качестве ходового оборудования служат лыжи (полозья), и колесные. Прицепные укладчики снабжаются щелевым, шнековым или тарельчатым распределительным органом.

Навесные и прицепные укладчики используются на работах сравнительно небольшого объема. Наличие большого сопротивления перемещению часто приводит к буксованию тягача и порче подстилающего слоя. Большим недостатком этих укладчиков является плохая маневренность и подача к ним каменного материала только с одной стороны.

Самоходные укладчики обычно снабжаются гусеничным ходом. Они являются наиболее эффективными, обеспечивают высокое качество распределения и поэтому применяются при производстве больших объемов работ. Их технологическая схема аналогична схеме асфальтоукладчиков.

Некоторые распределители снабжаются разравнивающим брусом. В качестве уплотняющего органа используется трамбующая или вибрационная плита /, имеющая механизм привода. Рабочие органы по аналогии с асфальтоукладчиками устанавливаются на специальной раме, шарнирно соединенной с основной рамой укладчика. Привод укладчика осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

Выпускается самоходный щебнеукладчик на гусеничном ходу, который обеспечивает укладку и предварительное уплотнение слоя материала толщиной от 20 до 250 мм при ширине полосы в 3,1 и 3,6 м. Он выполняется в двух конструктивных вариантах. В первом исполнении укладчик загружается со стороны уложенного и уплотненного слоя и используется при строительстве щебеночных или гравийных оснований дорог на песчаном подстилающем слое. Во втором исполнении машины загрузка бункера производится со стороны подготовленного основания. Такая конструкция применяется при строительстве щебеночных и гравийных дорог на твердом основании. В этом случае распределитель может использоваться для распределения и уплотнения черного щебня и черных смесей.

Укладчик оборудован разравнивающим брусом плужного типа с боковыми ограничителями, которые служат для установки ширины полосы распределения.

Производительность современных самоходных распределителей достигает 400 т/ч. Некоторые распределители снабжаются грохотами для отсева крупных частиц материала.

При устройстве дорожных оснований из укрепленных грунтов возникает необходимость в дозировании и распределении цемента. Для этой цели служат специальные распределители (дозаторы), принимающие цемент из транспортных средств и распределяющие его в предварительно разрыхленный грунт.

Распределительное устройство этих машин состоит из шнекового или роторного дозатора, представляющего собой вал с резиновыми лопастями, и сошников. Приемный бункер оборудован ворошителем. Для приема цемента из цементовозов с пневматической разгрузкой распределители оборудуются приемником, снабженным фильтрами.

Прицепные распределители перемещаются гусеничными или колесными тягачами с ходоуменьшителем. Полуприцепные и самоходные распределители имеют рабочую скорость передвижения не более 500--900 м/ч.

3. Машины, применяемые для подготовительных работ (при производстве земляных работ)

Освоение строительного объекта начинается с вертикальной планировки территории, которая заключается в улучшении существующего рельефа; создании спланированной поверхности, отвечающей требованиям благоустройства; обеспечении по улицам и дорогам продольных уклонов, допустимых для движущегося транспорта; отводе поверхностного стока и прокладке подземных сетей без излишнего их заглубления.

Вертикальную планировку можно производить экскаваторами, в т.ч. одноковшовыми экскаваторами с гидромолотами, бульдозерами и бульдозерами-рыхлителями, автогрейдерами, скреперами. Средства механизации выбирают в зависимости от времени года, типа земляного полотна, его вертикальных отметок, способа производства работ, дальности перемещения грунта, сосредоточенности земляных масс и свойств грунта: плотности, влажности и степени применения.

Для разработки выемок и возведения насыпей при незначительных объемах работ (до 20 тыс. м3) целесообразно применять одноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша до 0,5 м3; при больших объемах (свыше 20 тыс. м3) - с вместимостью ковша 1,0 м3 и более.

Бульдозеры применяются на участках производства работ с неглубокими выемками (до 1,0 м) и насыпями (до 1,2 м), а также для перемещения грунта в насыпь на расстояние до 100 м.

Бульдозеры с рыхлительным оборудованием применяются для рыхления и перемещения мерзлых грунтов и трещиноватых горных пород при температурах до -40° - 60 °С.

Автогрейдеры используются для землеройно-профилировочных работ, планировки откосов, выемок и насыпей, устройства корыта дороги и боковых канав.

Скреперы могут использоваться при возведении насыпей высотой более 1 м и при разработке выемок глубиной до 2,0 м. В условиях московского строительства скреперы находят ограниченное применение.

Для рытья траншей, в т.ч. в мерзлых грунтах, при устройстве подземных инженерных сетей применяют экскаваторы траншейные цепные и роторные, в стесненных условиях применяют одноковшовые экскаваторы с различной вместимостью ковша в зависимости от ширины и глубины траншеи.

4. Какова классификация машин для сортировки и мойки нерудных строительных материалов

Процесс разделения дробленой каменной смеси или гравия на требуемые сорта (фракции) по крупности называется сортировкой, или грохочением.

Различают механический, гидравлический, воздушный и магнитный способы грохочения. Широкое применение находит механический способ сортировки с помощью грохотов, снабженных просеивающей поверхностью в виде сит, решет и колосников. Сортировка в этих машинах осуществляется относительным движением зерен сортируемого материала по ситу (решету), что обеспечивается или движением материала по неподвижному ситу (решету), или движением сита (решета). Основными показателями грохочения являются производительность и качество, что определяется многими факторами: удельным весом сортируемого материала, его крупностью, толщиной сортируемого слоя, формой и площадью сита, расположением его отверстий, а также влажностью материала.

Грохоты классифицируют: - по характеру действия - неподвижные и подвижные;

- по виду и форме просеивания - колосниковые, валковые, плоские и барабанные.

При сортировке материала на несколько фракций в одном грохоте применяют несколько сит, которые могут располагаться по последовательной схеме - способ грохочения от мелкого к крупному, по параллельной схеме в разных плоскостях - грохочение от крупного к мелкому и по комбинированной схеме.

Наиболее широкое распространение получили вибрационные грохоты, которые подразделяются на гирационные (эксцентриковые), инерционные наклонные и инерционные горизонтальные. Основным рабочим органом грохотов является просеивающая поверхность, которая должна быть износостойкой и в процессе работы сохранять неизменный размер отверстий. Основные виды просеивающих поверхностей составляют: проволочные плетеные или сварные сита, листовые перфорированные решета и параллельные колосники. Точную сортировку обеспечивают плетеные и сварные сита с квадратными отверстиями и штампованные листовые сита. Менее точная сортировка получается при применении сит щелевидных и с прямоугольными отверстиями. При изготовлении сит проволоку или каннелируют, или оставляют прямой. При обезвоживании различных материалов применяют шпаньтовые сита.

Рис. 3. Передвижная дробильно-сортировочная установка

Машины для мойки каменных материалов

Заполнители бетона промывают для удаления глинистых и органических примесей и пыли. Для этого используют различные способы. Если крупность заполнителя не превышает 70 мм, а загрязненность мала и примеси легко отделимы, то промывку совмещают с сортировкой. На грохот по трубам из сопл подается вода под давлением 0,2...0,3 МПа. Расход воды 1,5... 5 м3 на 1 м3 промываемого материала.

Материалы крупностью 300...350 мм промывают в цилиндрических гравиемойках-сортировках, состоящих из наклонного барабанного вращающегося грохота с дополнительной моющей секцией с глухой (без отверстий) поверхностью. Вода на промы­вку подается вместе с материалом. Расход воды до 2 м3 на 1 м3 промываемого материала. Для сильно загрязненного гравия и щебня, содержащих глинистые включения, применяют моечные барабаны с лопастями, закрепленными на внутренней поверхности барабана. Вода подается навстречу движению материала. Диаметры барабанов -- 1,5…2,0 м при длине до 4,0 м, производительность установок -- до 100 м3 /ч.

Для мойки песка, отделения от него частиц менее 0,15 мм и последующего обезвоживания применяют гидромеханические и гидравлические классификаторы.

Рис.4 Гидравлические классификаторы:

а) вертикальный

б) горизонтальный многоканальный

5. Дозаторы бетонных смесей и растворов

Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей после ее формования и затвердевания. Строительные растворы не имеют в своем составе крупных заполнителей. До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бетонной смесью и строительным раствором.

Приготовление бетонных смесей и строительных растворов состоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дозирования применяют дозаторы, а для перемешивания - смесительные машины или смесители.

Рис.5 Дозаторы

Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми дозаторами материалы дозируют по объему, а вторыми - по массе. Объемные дозаторы более просты, но менее точны из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для дозирования воды. Для дозирования сыпучих материалов их используют только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250 л.

Рис. 6 Дозаторы циклического действия

По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дозируется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывного действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автоматически или полуавтоматически с пульта управления.

Рис. 7 Дозатор непрерывного действия

машина строительство дорожный бетонный

Дозаторы непрерывного действия для сыпучих материалов представляют собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных особенностей дозаторы непрерывного действия включают в себя питатель, измерительное устройство производительности и САР.

Список литературы

1. Волков, Д.П. Строительные машины и средства малой механизации / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, Н.А. Волкова, А.Д. Крикун. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2014. - 480 c.

2. Шестопалов, К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование. Издание 9-е / К.К. Шестопалов. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. - 320 c.

3. Добронравов Г.Г. Строительные машины и основы автоматизации - М.: Мастерство, 2011. - 376 с.

4. Дополнительная литература

5. Правила по охране труда в строительстве, прик. Минтруда России от 01.06.15 № 336н.

6. ГОСТ 25646-95 Эксплуатация строительных машин.

7. ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Общие требования к текстовым документам (с Изменением N 1)

Размещено на Allbest.ru