База учебников, документов и методических разработок

Воспользуйтесь поиском и введите свой вопрос в форме ниже!

Строительные машины и средства малой мех.

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!

Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы инженерной геологии создан Вам в помощь для работы на занятиях, при выполнении домашнего задания и подготовки к текущему и итоговому контролю по дисциплине. УМКД включает теоретический блок, перечень практических занятий, задания по самостоятельному изучению тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, перечень точек рубежного контроля, а также вопросы и задания по промежуточной аттестации и квалифицированный экзамен.
Приступая к изучению новой учебной дисциплины, Вы должны внимательно изучить список рекомендованной основной и вспомогательной литературы. Из всего массива рекомендованной литературы следует опираться на литературу, указанную как основную.
По каждой теме в УМК перечислены основные понятия и термины, вопросы, необходимые для изучения (план изучения темы), а также краткая информация по каждому вопросу из подлежащих изучению. Наличие тезисной информации по теме позволит Вам вспомнить ключевые моменты, рассмотренные преподавателем на занятии.
Основные понятия курса приведены в глоссарии.

Строительные
«]»]»]

СОДЕРЖАНИЕ

Наименование разделов
1. Введение
2. Образовательный маршрут по дисциплине
3. Содержание дисциплины
4.Перечень практических работ
5.Тематика самостоятельных работ студента.
6.Перечень вопросов для дифференцированного зачета по дисциплине Строительные машины и средства малой механизации
7.Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины
8. Информационное обеспечение дисциплины

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!
Учебно-методический комплекс по дисциплине (далее УМКД) Строительные машины и средства малой механизации создан Вам в помощь для работы на занятиях, при выполнении домашнего задания и подготовки к текущему и итоговому контролю по дисциплине. УМКД включает теоретический блок, перечень практических занятий, задания по самостоятельному изучению тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, перечень точек рубежного контроля, а также вопросы и задания по промежуточной аттестации.
Приступая к изучению новой учебной дисциплины, Вы должны внимательно изучить список рекомендованной основной и вспомогательной литературы. Из всего массива рекомендованной литературы следует опираться на литературу, указанную как основную.
По каждой теме в УМКД перечислены основные понятия и термины, вопросы, необходимые для изучения (план изучения темы), а также краткая информация по каждому вопросу из подлежащих изучению. Наличие тезисной информации по теме позволит Вам вспомнить ключевые моменты, рассмотренные преподавателем на занятии.
После изучения теоретического блока приведен перечень практических работ, выполнение которых обязательно. Наличие положительной оценки по практическим работам необходимо для получения дифференцированного зачета по дисциплине поэтому, в случае отсутствия на занятиях по уважительной или неуважительной причине, Вам потребуется найти время и выполнить пропущенную работу.
В процессе изучения дисциплины предусмотрена самостоятельная внеаудиторная работа.
В зачетную книжку выставляется дифференцированная оценка. Дифференцированный зачет выставляется на основании оценок за практические и точки рубежного контроля. Содержание рубежного контроля (точек рубежного контроля) составлено на основе вопросов самоконтроля, приведенных по каждой теме.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен
уметь:
— разделять машины и средства малой механизации по типам, назначению, видам выполняемых работ;
-подбирать комплекты строительных машин и средств малой механизации для выполнения работ;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
знать:
-основные сведения о строительных машинах, об их устройстве и процессе работы;
-рациональное применение строительных машин и средств малой механизации
правила эксплуатации строительных машин и оборудования;
-технические возможности и использование строительных машин и оборудования;
-разделять машины и средства малой механизации по типам, назначению, видам выполняемых работ;
-основные технико-экономические характеристики строительных машин и механизмов;
Техник должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях.
ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, взаимодействовать с руководством, коллегами и социальными партнерами.
ОК 7. Ставить цели, мотивировать деятельность обучающихся, организовывать и контролировать их работу с принятием на себя ответственности за качество образовательного процесса.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Осуществлять профессиональную деятельность в условиях обновления ее целей, содержания, смены технологий.
ОК 10. Осуществлять профилактику травматизма, обеспечивать охрану жизни и здоровья обучающихся.
ОК 11. Строить профессиональную деятельность с соблюдением правовых норм, ее регулирующих.
Учебный курс дисциплины состоит из фиксированного в учебном плане количества теоретических и практических часов, часов самостоятельной работы студентов, а также итоговых (семестровых) форм контроля.
Внимание! Если в ходе изучения дисциплины у Вас возникают трудности, то Вы всегда можете прийти на дополнительные занятия к преподавателю, которые проводятся согласно графику. Время проведения консультаций Вы сможете узнать у преподавателя, а также познакомиться с графиком их проведения, размещенном на двери кабинета преподавателя.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАРШРУТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Вид учебной работы Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего) 101
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) 67
в том числе:
лабораторные работы
практические занятия 34
контрольные работы
курсовая работа
Самостоятельная работа обучающегося (всего) 34

Желаем Вам удачи!

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема:1 Общие сведения о машинах
Основные понятия и термины по теме:
Транспортные, транспортирующие и погрузо-разгрузочные; грузоподъемные; машины и оборудование для земляных работ; оборудование для свайных работ; для дробления, сортировки и мойки каменных материалов; машины и оборудование для приготовления, транспортирования бетонов и растворов и уплотнения бетонной смеси; для отделочных работ; ручной механизированный инструмент
План изучения темы:
Классификация строительных машин. Производительность строительной машины. Параметры машины. Типоразмер и модель. Структура строительной машины.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Машиной называют устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда. Машины состоят из большого числа механизмов. Иногда механизмы используются как самостоятельные орудия труда. Механизмами называют систему тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других тел.
Основным назначением строительных машин является создание строительной продукции определенного качества, которое регламентируется определенными нормами или техническими условиями. Отношение объема строительной продукции ко времени ее создания характеризует один из важных показателей машин — производительность. Поэтому повышение производительности машины, качества выполняемых ею работ и снижение стоимости единицы выпускаемой ею продукции являются одними из основных требований, предъявляемых к строительным машинам. Для увеличения производительности машин необходимо в первую очередь: сокращение непроизводительных затрат машинного времени; улучшение использования мощности двигателя; повышение надежности и универсальности машин, улучшение приспособленности их к условиям работ; применение средств автоматизации; повышение КПД и др.
Снижению стоимости единицы продукции в значительной мере способствует уменьшение затрат на ремонт и техническое обслуживание машин, хранение и транспортирование. Поэтому при создании новых машин и их модернизации необходимо добиваться повышения их долговечности, ремонтопригодности и сохранности. Важным требованием является также ее транспортабельность. Для повышения качества выполняемых машиной работ требуется внедрение передовой технологии их изготовления, чему способствует более широкое производство машин из агрегатов и унифицированных сборочных единиц и деталей. Кроме указанных важным требованием к строительным машинам является их социальная приспособленность.
Социальной приспособленностью называют возможности обеспечивать безопасные и благоприятные условия труда работающего. Различают активную, пассивную и послеаварийную безопасность.
Под активной безопасностью понимают комплекс эксплуатационных свойств, способствующих предотвращению аварийных ситуаций. К этим свойствам относят динамические и тормозные качества, устойчивость против заноса и опрокидывания, обзорность, обеспеченность сигнализацией и приборами, предупреждающими о критических ситуациях, надежность и долговечность элементов, разрушение которых может привести к аварии, обеспеченность звуковой и световой сигнализацией при взаимодействии с другими участниками строительных процессов, а также автоматическими устройствами безопасности и блокировки. Чаще всего потеря устойчивости в поперечном направлении при работе мобильных машин возникает при действии боковых сил, которыми могут быть: центробежная сила при движении машины на поворотах или при вращении поворотной платформы экскаваторов и кранов; боковая составляющая веса машины при движении по поверхности с поперечным уклоном; боковая составляющая внешней нагрузки.
Обзорность — одно из важнейших свойств активной безопасности. Поэтому машина должна обеспечивать операторам хорошую видимость рабочих органов и окружающих их участков рабочей среды. Для мобильных машин, взаимодействующих с другими машинами комплекса в пределах строительной площадки, обзор должен быть круговым. В ночное время обзорность зависит от освещенности рабочего пространства, которая должна соответствовать установленным нормам. Для обеспечения видимости через окна при осадках и во всем диапазоне температур на окна устанавливают стеклоочистители, отмыватели и устройства, исключающие обледенение и запотевание стекол.
Безопасности работы машины способствуют приборы звуковой и световой сигнализации о нарушениях в тормозной системе, указатели грузового момента у кранов, креномеры, установка муфт предельного момента, устройств блокировки и др.
Пассивная безопасность при возникновении аварийной ситуации должна исключать или хотя бы снижать травматизм экипажа. Это достигается в основном за счет повышения прочности и жесткости конструкции кабины, применения безосколочных стекол, установки на окнах защитных решеток, применения ремней безопасности и т. п.
Послеаварийная безопасность требует от конструкции машин обеспечения быстрого выхода или эвакуации людей из аварийной машины. Для этого в верхней части кабины делают специальный люк.
Эргономические свойства отражают соответствие конструкции машины гигиеническим условиям жизнедеятельности и работоспособности человека, а также его антропометрическим, физиологическим и психофизическим качествам. Эти же свойства оказывают влияние на напряженность труда человека, а следовательно, и на безопасность работы и производительность. Оптимальное положение тела человека повышает точность и скорость его моторных действий, обеспечивает возможность длительной непрерывной работы без утомления. Поэтому оно должно находиться в положении, близком к состоянию функционального покоя, при равномерном распределении массы по площади его опорных поверхностей, а спинка сиденья должна плотно прилегать к телу на грудном и пояснично-крестцовом участках позвоночника. Органы управления располагают в пределах рабочей зоны рук машиниста. Для удобной посадки людей различного роста кресла должны иметь регулировку для перемещения сиденья по высоте.
Органы управления располагают в таком порядке, который обеспечивает возможность быстрого поиска нужного органа без зрительного контроля. Расположение и освещение рабочего места на машине должны обеспечивать оператору в положении сидя видимость всех объектов наблюдения. Для снижения физического утомления машиниста величины усилий, необходимых для приведения в действие органов управления, не должны вызывать чувства усталости при пользовании ими. Применение автоматизации управления и автоматических передач сокращает число операций на педалях и рукоятках управления, что снижает утомляемость машиниста. Рациональное оснащение рабочего места машиниста приборами, контролирующими состояние машины, а также характеристики микроклимата в значительной мере определяют габариты кабины. Помещение кабины должно быть герметичным для исключения проникновения в него оксида углерода и других токсических веществ, а также пыли. Вредное влияние шума и вибрации на машиниста должно быть ограничено. Предельный допустимый уровень шума на месте машиниста согласно Работа машины должна исключать вредное ее влияние на работающих поблизости людей и окружающую природу. Основой для наиболее общей классификации строительных машин и оборудования могут служить основные виды строительных работ. Исходя из этого, строительные машины можно разделить на следующие основные классы: транспортные, транспортирующие и погрузо-разгрузочные; грузоподъемные; машины и оборудование для земляных работ; оборудование для свайных работ; для дробления, сортировки и мойки каменных материалов; машины и оборудование для приготовления, транспортирования бетонов и растворов и уплотнения бетонной смеси; для отделочных работ; ручной механизированный инструмент, предназначенный для выполнения различных видов работ в строительстве. Классы машин делятся на отдельные группы, типы, типоразмеры в соответствии с технологическим назначением, характером рабочего процесса, общим конструктивным решением и техническими параметрами. Например, машины для земляных работ делятся на группы по характеру рабочего процесса: землеройные (экскаваторы), отрывающие и перемещающие грунт на небольшие расстояния, определяемые конструктивными элементами машины; землеройно-транспортные (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы), разрабатывающие грунт во время движения и перемещающие его на определенное расстояние; для гидравлической разработки грунта (землесосы, гидромониторы); рыхлители твердых и мерзлых грунтов; грунтоуплотняющие; буровые; для подготовки площадки (вспомогательные) — корчеватели, кусторезы, камнеуборочные и др.
Многие группы машин делятся на типы, например экскаваторы — одноковшовые канатные и гидравлические. В свою очередь большинство типов машин по главным параметрам подразделяются на типоразмеры. Главным параметром может служить, например, вместимость ковша (экскаваторы), максимальная грузоподъемность (краны) или масса машины, мощность силовой установки.
Около 90 % машин в строительстве имеют собственное ходовое оборудование. По типу ходового оборудования они подразделяются на гусеничные, пневмоколесные, рельсоколесные и шагающие. Строительные машины делят также на универсальные, способные быстро менять рабочее оборудование и выполнять различного рода работы, и специальные, предназначенные для выполнения одного специального вида работ. Последние в определенных условиях работы обеспечивают более высокие технико-экономические показатели.
По роду используемой энергии силовой установкой строительные машины делятся на электрические и работающие от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Первые обладают большей готовностью к работе по сравнению со вторыми. Важным преимуществом вторых перед первыми является их автономность от источника энергии. Существует еще классификация на отдельные типы машин по различным конструктивным особенностям.
Все мобильные строительные машины можно представить как системы, состоящие из следующих основных частей : силового оборудования , трансмиссии 2, рабочего оборудования 3, ходового оборудования 4 и системы управления 5. В свою очередь, эти части обычно состоят из отдельных агрегатов и сборочных единиц, а последние — из деталей. Кроме структурных схем для машин принято различать также их конструктивные и кинематические схемы, а для машин с гидро- и электроприводами также схемы их гидро- и электроприводов.
Конструктивные схемы определяют принципиальное устройство — конструкцию машин. Кинематические схемы показывают взаимосвязи элементов механического привода. Схемы гидро- и электроприводов показывают взаимосвязи гидравлических и электрических систем в приводе. Для составления кинематических и гидравлических схем используют условные обозначения.
В современном строительстве применяется большое количество разнообразных машин и механизмов, различающихся между собой конструктивным исполнением механизмов и рабочих органов, размерами и мощностью силовой установки.
По производственному (технологическому) признаку все строительные машины механизмы могут быть разделены на следующие основные группы: —
1) грузоподъемные;
2) транспортирующие;
3) погрузочно-разгрузочные;
4) для подготовительных и вспомогательных работ;
5) для земляных работ;
6) бурильные;
7) сваебойные;
8) дробильно-сортировочные;
9) смесительные;
10) машины для транспортирования бетонных смесей и растворов; ‘
11) машины для укладки и уплотнения бетонной смеси;
12) дорожные;
13) отделочные;
14) механизированный инструмент.
Каждая из названных групп машин в свою очередь может быть разделена по способу выполнения работ и виду рабочего органа на несколько подгрупп, например машины для производства земляных работ могут быть разделены на следующие подгруппы:
а) землеройно-транспортные машины: бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдер-элеваторы;
б) одноковшовые и многоковшовые экскаваторы; землеройно-фрезерные машины, планировщики с телескопической стрелой;
в) оборудование для гидромеханического способа разработки грунтов: гидромониторы, землесосные и землечерпательные снаряды;
г) грунтоуплотнительные машины: катки, виброуплотнительные машины, трамбовки.
Условия эксплуатации строительных машин отличаются определенной сложностью. Строительные машины должны обеспечивать необходимую производительность под открытым небом, в любую погоду, в любое время года; перемещаться по грунтовым дорогам и по бездорожью, в стесненных условиях строительной площадки. Поэтому исходя из конкретных условий эксплуатации к той или иной машине предъявляется ряд требований, и чем полнее отвечает машина всем требованиям эксплуатации, тем более пригодна она для использования в строительном производстве.
Каждая машина должна быть надежна в работе, долговечна и приспособлена к изменению условий работы; должна быть удобной в управлении, простой в обслуживании, ремонте, монтаже, демонтаже и транспортировании, экономична в эксплуатации, т. е. расходовать минимальное количество электроэнергии или топлива на единицу вырабатываемой продукции. Машина должна обеспечивать безопасность труда и удобство работы обслуживающего персонала, достигаемое соответствующим размещением приборов, управления, хорошим обзором фронта работ, автоматической очисткой смотровых стекол кабины, системой пневмо- или гидроуправления, помогающими уменьшить усилия на рычагах управления, изоляцией кабины от воздействия шума, вибрации и пыли. Машина должна иметь красивые внешние формы, хорошую отделку и стойкую окраску.Машины, работающие в условиях низких или, наоборот, повышенных температур, должны быть приспособлены для работы в заданных условиях.
Маневренность (подвижность) машины — это способность передвигаться и разворачиваться в стесненных условиях, а также перемещаться по строительному участку и вне его с достаточной по производственным условиям скоростью.
Проходимость машины — это способность преодолевать неровности местности и неглубокие водные преграды, проходить по влажным и рыхлым грунтам, снежному покрову и т. д. Проходимость определяется в основном удельным давлением на грунт, величиной дорожного просвета (клиренса)—с продольным и поперечным радиусами проходимости колесных машин , минимальным радиусом поворота.
Устойчивость машины — это способность противостоять действию сил, стремящихся ее опрокинуть. Чем ниже центр тяжести машины и чем больше ее опорная база, тем устойчивей машина.
Производительность машины — это количество продукции (выраженное в весе, объеме, или штуках), вырабатываемой в единицу времени — час, смену, год. Различают производительность: теоретическую (расчетную, конструктивную), техническую и эксплуатационную.
Условия производства и эксплуатации строительных машин требуют, чтобы их конструкция была технологичной, т. е. соответствовала возможности применения прогрессивной технологии при изготовлении ее деталей, сборке узлов и машины в целом. Необходимо, чтобы в конструкции машины наиболее полно нашли применение стандартные и нормализованные детали, а также унифицированные узлы и агрегаты.
Практические занятия:
Определение сменной и годовой эксплуатационной производительности строительной машины
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Какими основными факторами предопределено использование машин в строительстве?
2.Дайте определение строительной машины?
3.Что такое производительность строительной машины?
4.Перечислите классы строительных машин по виду выполняемых работ.
5.На какие группы делятся строительные машины по режиму рабочего процесса, роду используемой энергии, способности передвигаться и типу ходовых устройств?
6.Перечислите основные составные части строительных технологических, транспортирующих, грузоподъемных машин. Каково их назначение? Что такое исполнительный механизм? Что такое рабочее движение рабочего органа?
7.Что такое параметр машины? Типоразмер машины?
8.Перечислите основные свойства машин, определяющие их социальную приспособленность.

Тема:2 Приводы строительных машин.
Основные понятия и термины по теме:
Электродвигатель. Двигатели внутреннего сгорания (карбюраторные и дизели).
План изучения темы:
Общие понятия и определения. Двигатели внутреннего сгорания. Электрические двигатели.
Краткое изложение теоретических вопросов:
В зависимости от характера питающего тока и режима работы машины применяются электродвигатели переменного и постоянного тока.
Наиболее часто встречаются одномоторные электроприводы трехфазного переменного тока частотой 50 гц. Обычно в этих приводах используются асинхронные электродвигатели, Общепромышленные асинхронные двигатели получили наибольшее распространение из-за простоты устройства. Для привода машин с повторно-кратковременным режимом работы (строительные краны, экскаваторы) применяются специальные крановые асинхронные электродвигатели с большой перегрузочной способностью— короткозамкнутые и с контактными кольцами. Первые из них допускают кратковременную перегрузку, равную троекратной, просты в управлении (кнопочное управление), однако не допускают регулирования скорости и вызывают значительные пусковые моменты, что приводит к динамическим нагрузкам в механизмах. Крановые двигатели с контактными кольцами допускают в известных пределах регулирование скорости включением в цепь ротора элементов сопротивления. Последовательное включение сопротивления в цепь ротора уменьшает скорость его вращения, выключение сопротивления увеличивает скорость до номинальной.
На башенных кранах, как правило, применяется многомоторный электропривод переменного тока с использованием асинхронных крановых двигателей с контактными кольцами.
При необходимости регулировать число оборотов в широком диапазоне применяются электродвигатели постоянного тока, однако сложность устройства и отсутствие широко разветвленных сетей постоянного тока затрудняет применение. Обычно их используют в комбинированных дизель-электрических приводах экскаваторов. В таком случае питание каждого из двигателей осуществляется от генератора постоянного тока, смонтированного на самой машине и приводимого во вращение двигателем внутреннего сгорания (дизелем) или сетевым электродвигателем переменного тока.
Двигатели внутреннего сгорания (карбюраторные и дизели) являются одним из основных видов привода самоходных строительных машин. Дизели для привода строительных машин применяются чаще, чем карбюраторные двигатели: они более экономичны, их к. п. д. равен 37%, тогда как у карбюраторных двигателей он не превышает-18—25%; расход топлива у дизелей на 40—50% ниже, чем у карбюраторных двигателей.
В двигателях внутреннего сгорания недопустимы перегрузки, поэтому двигатели подбирают по максимальной нагрузке. Чтобы облегчить запуск двигателя под нагрузкой и приостановить работу механизмов машины без остановки двигателя, снизить динамические нагрузки в системе и предохранить двигатель от перегрузки, между двигателем и трансмиссией машины устанавливаются фрикционные или гидравлические муфты.
К недостаткам двигателей внутреннего сгорания относятся: невозможность реверсирования (изменения направления вращения вала) и значительного изменения величины крутящего момента без применения сложных механизмов реверса и коробок скоростей, а также сравнительно малый срок службы. Моторесурс двигателя до капитального ремонта составляет 2000—2500 ч.
Для автоматического регулирования крутящего момента ведомого вала, более надежной защиты двигателя от перегрузки и сокращения времени холостых ходов в машинах с двигателем внутреннего сгорания применяют гидротрансформаторы.

Пневматический привод, применяют для привода в движение падающей части в сваебойных установках, в механизированном пневмоинструменте, в смесительных машинах для наклона барабана при разгрузке и др. Широкое применение пневмопривод находит в системах управления многих строительных машин.
Пневматический привод включает в себя установку, вырабатывающую сжатый воздух, — поршневой или ротационный компрессор, приводимый в движение от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, системы воздуховодов и пневматических двигателей, приводимых в движение энергией сжатого воздуха. Отработавший воздух из пневмодвигателя выбрасывается в атмосферу.
Двигатель машины вместе с ее трансмиссией образует привод. По количеству силовых установок на машине различают одномоторный (групповой) и многомоторный (индивидуальный) приводы. У машин с одномоторным приводом переключение механизмов и изменение направления их вращения осуществляются соответственно муфтами и реверсом. При многомоторном приводе муфты отсутствуют, а каждый основной механизм снабжается индивидуальным двигателем, приводящим в движение соответствующий механизм. Реверсирование осуществляется изменением направления вращения вала двигателя.
На строительных машинах применяют следующие типы силового оборудования:
а) электрический — двигатели переменного и постоянного токов;
б)двигатели внутреннего сгорания;
в) пневматический;
г) комбинированный — дизель-электрический, дизель-пневматический, дизель- или электро-гидравлический;
д) паровой.
Практические занятия: Не предусмотрено
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Что такое привод машины? Из чего он состоит?
2.Какие типы двигателей внутреннего сгорания применяют в приводах строительных машин?
3.Какую энергию преобразуют двигатели внутреннего сгорания в механическое движение?
4.Какие типы электрических двигателей применяют в приводах строительных машин?
5.Назовите параметры электрической сети для питания двигателей переменного тока.
6.Какими преимуществами и недостатками обладают асинхронные двигатели?

Тема:3 Трансмиссии и системы управления.
Основные понятия и термины по теме:
Трансмиссия. Фрикционные передачи. Ременные передачи. Зубчатые передачи. Червячные передачи. Цепные передачи. Валы и оси. Подшипники. Муфты. Тормоза. Редукторы.
План изучения темы:
Общие сведения о трансмиссиях. Фрикционные передачи. Ременные передачи. Зубчатые передачи. Червячные передачи. Цепные передачи. Валы и оси. Подшипники. Муфты. Тормоза. Редукторы. Системы управления.
Краткое изложение теоретических вопросов:
По способу передачи энергии трансмиссии ремонтно-строительных машин делятся на механические, электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные. Механическая энергия первичной силовой установки (двигателя) часто преобразуется в энергию других видов (электрического тока, рабочей жидкости, сжатого воздуха), а затем снова в механическую. В комбинированных трансмиссиях такое преобразование может происходить неоднократно.
Механические трансмиссии делятся на редукторные и канатно- блочные. Первые представляют собой системы редукторов в сочетании с различными видами передач (зубчатые, карданные, цепные, ременные и др.). Составными частями вторых служат лебедки и канатные полиспасты с направляющими блоками. Важными элементами механических трансмиссий являются сцепные муфты и тормоза, являющиеся также элементами управления. Редукторы предназначаются для отбора и распределения мощности силовой установки между механизмами машины, а также для изменения величины и направления силовых потоков. Редукторные трансмиссии обеспечивают передачу движения на короткие расстояния. При относительно больших размерах передач (на бульдозерах, скреперах, экскаваторах) используют канатно-блочные трансмиссии.
Основными положительными качествами механических трансмиссий являются относительная простота конструкции, сравнительно небольшая масса и стоимость, надежность в работе. К недостаткам относятся значительные потери энергии в муфтах и тормозах, зубчатых и других передачах, ступенчатое изменение скоростей и моментов, затруднительность автоматизации управления рабочим процессом машины. Расширение диапазона регулирования скоростей и крутящих моментов ведет к значительному усложнению конструкции трансмиссий, что снижает ресурс и ремонтопригодность машины.
Электрические или комбинированные дизель-электрические трансмиссии применяют на некоторых ремонтно-строительных машинах. Силовой установкой такого привода является генератор, питаемый от внешней сети, или агрегат, сочетающий дизельный двигатель с генератором. Генераторы питают током электродвигатели постоянного или переменного тока, приводящие в действие механизмы рабочего оборудования.
Двигатели переменного тока просты в управлении, надежны и удобны в эксплуатации, допускают кратковременные перегрузки. Существенным недостатком электропривода с двигателями переменного тока является то, что они фактически не обладают способностью саморегулироваться. Применение сопротивлений для смягчения характеристики приводит к большим потерям энергии и увеличению массы. Для регулирования скоростей применяют систему электропривода с тормозным генератором постоянного тока. По этой схеме момент тормозного генератора регулируют изменением тока возбуждения или сопротивления в цепи якоря.
Преимуществами электропривода являются: постоянная готовность к работе, простота пуска и реверсирования, высокий КПД, возможность получения «мягкой» характеристики и дистанционного автоматического управления. К недостаткам относятся зависимость от внешнего источника энергии и большая стоимость электрооборудования.
Гидравлические трансмиссии широко применяют на ремонтно-строительных машинах. Гидропривод обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости рабочих движений; позволяет автоматизировать не только отдельные операции, но и целые технологические процессы; снижает затраты энергии на управление машиной независимо от мощности привода, повышает безопасность работы машиниста.
Механические передачи в строительных машинах
Устройства, предназначенные для переноса энергии от источника к потребителю, называются передачами. Различают электрические, гидравлические, пневматические и механические передачи. Последние наиболее широко применяют в машинах, рассматриваемых в данном учебнике.
Передачи этого вида могут быть с непосредственным контактом или с гибкой связью. К первым относятся фрикционные и зубчатые передачи, ко вторым — ременные, цепные и канатные.
Фрикционные передачи применяют в случаях, когда необходимо передавать движение без рывков и снижать уровень шума.
С конструктивной точки зрения фрикционные передачи бывают цилиндрическими, клиновыми, коническими и дисковыми. В цилиндрических и конических передачах сила трения возникает в месте контакта поверхностей катков, в клиновых — на поверхности клина, в дисковых — между торцовой поверхностью одного диска и образующей другого.

Рис.29.
Зубчатые передачи:
а — цилиндрическая прямозубая с внешним зацеплением, б — цилиндрическая косозубая, в — цилиндрическая шевронная, г — цилиндрическая прямозубая с внутренним зацеплением, д — коническая прямозубая, е — коническая с круговым зубом, ж — системы Новикова, з — винтовая, и — гипоидная, к — червячная, л — глобоидная
В дисковых фрикционных передачах можно путем приближения одного диска к другому или их удаления изменять радиус контакта и таким образом плавно регулировать передаточное число. Передачи, в которые включают такой вид соединения, называют вариаторами.
Зубчатые передачи (рис. 29) наиболее распространены, так как обеспечивают постоянное передаточное число, возможность передачи больших усилий и скоростей и отличаются высоким КПД. К недостаткам зубчатых зацеплений относятся технологическая сложность изготовления и небольшое межосевое расстояние.
В зубчатом зацеплении движение передается за счет того, что зуб ведущего колеса входит во впадину ведомого и оказывает давление на его зуб, заставляя повернуться. В зацепление последовательно входят все новые и новые зубья, обеспечивая постоянное вращение ведомого колеса.
В конических зубчатых передачах угол между валами может быть произвольным, но чаще всего он равен 90°. .
Червячные передачи позволяют передавать вращение от одного вала другому, расположенному в другой плоскости. В отличие от цилиндрических и конических червячные передачи состоят из ведущего элемента — червяка и ведомого — червячного колеса.
Ременные передачи (рис. 30) применяют при передаче Движения на большое расстояние. По конструкции они делятся на плоско- и клиноременные. В передачах этого типа двигатель вращает шкив, увлекающий за счет возникающих сил трения за собой ремень, который в свою очередь заставляет вращаться ведомый шкив, соединенный с валом исполнительного механизма.

Рис. 30.
Виды ременных передач:
а — открытая с параллельными валами, б — перекрестная с параллельными валами, в — полуперекрестная, г — наклонная с натяжным роликом; 1,3 — ведомый и ведущий шкивы, 2 — ремень, 4 — натяжной ролик

Рис.31. Цепная передача:
а — расположение цепи и звездочек, б — втулочно-роликовая цепь, в — зубчатая цепь; 1 — цепь, 2, 3 — ведущая и ведомая звездочки
Цепные передачи (рис. 31) позволяют передавать мощности до нескольких тысяч киловатт на расстояние 5—8 м с КПД 0,97—0,98. Передача состоит из ведущей 2 и ведомой 3 звездочек и охватывающей их бесконечной втулочно-роликовой или зубчатой цепи.
Передаточное число цепной передачи можно определять так же, как и зубчатой.
Практические занятия:
Расчет ременных передач. Расчет зубчатых передач
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Что такое трансмиссия, передача?
2.Перечислите виды механических передач.
3.Опишите устройство и принцип работы фрикционной передачи.
4. Опишите устройство и принцип работы ременной передачи.
5. Опишите устройство и принцип работы зубчатой передачи.
6. Опишите устройство и принцип работы цепной передачи.
7.Для чего служат валы, оси, подшипники?
7Для чего в трансмиссиях машин применяют муфты?
8.Для чего в строительных машинах применяют тормоза?
9.Для чего применяют Редукторы?

Тема:4 Ходовое оборудование строительных машин
Основные понятия и термины по теме:
План изучения темы:
Виды ходового оборудования и их характеристики.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Ходовое оборудование строительных машин состоит из ходового устройства — движителей, механизма передвижения и опорных рам или осей.
По типу применяемых движителей ходовое оборудование делят на гусеничное , шинноколесное, рельсоколесное и шагающее. Движители передают нагрузку от машины на опорную поверхность и передвигают машины. Механизмы передвижения обеспечивают привод движителей при рабочем и транспортном режимах. У многих строительных машин ходовое оборудование участвует непосредственно в рабочем процессе, обеспечивая при этом дополнительные тяговые усилия.
Проходимость машин в существенной степени сказывается на их основных технико-экономических показателях. Важным показателем ходового оборудования машин является также их маневренность, под которой понимается способность машин изменять направление движения — маневрировать. Маневренность характеризуется радиусами поворота, вписываемостью машин в угловые проезды и размерами площадки, необходимой для обратного разворота.
Гусеничное ходовое оборудование. Его широко применяют как для строительных машин малой мощности массой 1…2 т, так и для машин самой большой мощности с массой в сотни и тысячи тонн. Оно обеспечивает возможность воспринимать значительные нагрузки при сравнительно низком давлении на грунт, большие тяговые усилия и хорошую маневренность.
Недостатками гусеничного хода являются значительная масса (до 35 % от всей массы машины), большая материалоемкость, недолговечность и высокая стоимость ремонтов, низкие КПД и скорости движения, невозможность работы и передвижения на площадках и дорогах с усовершенствованными покрытиями. Машины на гусеничном ходу передвигаются своим ходом, как правило, только в пределах строительных площадок, к которым их доставляют автомобильным, железнодорожным или водным транспортом.
Шинноколесное (пневмоколесное) ходовое оборудование (см. 1.50, б). Оно выполняется обычно двухосным с одной 5 или двумя 6 ведущими осями. Более тяжелые машины выполняются трехосными с двумя 7 или всеми 8 ведущими осями, четырех- 9 и многоосными 10. Основные достоинства пневмоколесного ходового оборудования определяются возможностью развивать высокие транспортные скорости, приближающиеся к скоростям грузовых автомобилей, что придает им большую мобильность, а также большей долговечностью и ремонтопригодностью по сравнению с гусеничным, ходовым оборудованием.
Важной характеристикой колесных машин является колесная формула, состоящая из двух цифр; первая обозначает число всех колес, вторая — число приводных. Наиболее распространены машины с колесными формулами 4X2 с большим количеством общих и ведущих осей применяются реже — в основном на тяжелых автогрейдерах и кранах. С ростом числа приводных колес в ходовом устройстве улучшаются проходимость и тяговые качества машины, но усложняется механизм привода передвижения.
Свойства шинноколесного ходового оборудования в значительной степени зависят от конструкции шин . На машине, как правило, устанавливают шины одного типоразмера, поэтому часто на наиболее нагруженных осях устанавливают сдвоенные колеса. Для улучшения проходимости используют шины большого диаметра, широкопрофильные и арочные. При этом проходимость улучшается за счет большей опорной поверхности и развитым грунтозацепам. Такие шины дают возможность работать машине на слабых и рыхлых грунтах и на снегу.
Для улучшения проходимости машин, снижения сопротивления передвижению и износа шин в последние годы в строительных машинах стали применять регулирование давления воздуха в шинах из кабины машиниста. В этом случае при движении машины по рыхлому или влажному грунту давление воздуха в шинах снижают, уменьшая соответственно давление на грунт и улучшая тяговые качества и проходимость. При передвижении машин по твердым дорогам давление в шинах повышается, что ведет к снижению сопротивления движению и увеличению долговечности шин. Указанное регулирование давления в шинах можно автоматизировать с помощью применения микропроцессоров. Шиноколёсное ходовое оборудование строительных машин может иметь механический, гидравлический, электрический и комбинированный приводы колес. Наиболее распространенными являются механический, гидромеханический и гидрообъемный приводы. В механических и гидромеханических приводах наиболее распространен привод ведущих колес, объединенных в мосты попарно через дифференциалы. Это обеспечивает высокие скорости движения без проскальзывания.
К недостаткам такого привода следует отнести то, что колеса одного моста могут развивать только равные тяговые усилия, величины которых определяются максимальным тяговым усилием колеса, находящегося в худших по сцеплению дорожных условиях. Для устранения этого недостатка при движениях с низкими скоростями в сложных дорожных условиях применяют устройства для блокировки дифференциалов. Привод колес без дифференциалов обеспечивает простоту конструкции и более высокие тяговые усилия, но при поворотах машины и движении по неровной поверхности колеса проскальзывают вследствие разности скоростей. При этом увеличиваются расход энергии и износ шин.
В последние годы в строительных машинах начали применять индивидуальный привод каждого колеса от своего гидро-или электродвигателя — привод с мотор-колесами.
Рельсоколесное ходовое оборудование. Оно обеспечивает низкое сопротивление передвижению, восприятие больших нагрузок, простоту конструкции и невысокую стоимость, достаточную долговечность и надежность. Жесткие рельсовые направляющие и основания обеспечивают возможность высокой точности работы машины. Главными недостатками этого хода являются: малая маневренность, сложность перебазировки на новые участки работ, дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию рельсовых путей. Этот вид ходового оборудования применяют для башенных и железнодорожных кранов, цепных и роторно-стреловых экскаваторов, а также для экскаваторов-профилировщиков.
Шагающее ходовое оборудование. Оно имеет несколько конструктивных решений. Оно выпускается как с механическим, так и гидравлическим приводом.
Основным недостатком шагающего хода являются его малые скорости передвижения (обычно до 0,5 км/ч). Этот вид ходового оборудования применяют преимущественно на мощных экскаваторах-драглайнах.
Практические занятия:
Определение конструктивно-расчетной производительности строительной машины цикличного действия
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Для чего предназначено ходовое оборудование строительных машин?
2.Что представляют собой гусеничные движители?
3.Каковы преимущества и недостатки шинноколесного ходового оборудования?
4.Что такое матор-колесо?
5.Перечислите преимущества и недостатки рельсоколесного ходового оборудовани

Тема: 5 Транспортные машины.
Основные понятия и термины по теме:
Грузовые автомобили. Тракторы. Пневмоколесные тягачи.
План изучения темы:
Грузовые автомобили. Тракторы. Пневмоколесные тягачи.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Одним из основных этапов технологического процесса современного индустриального городского строительства является доставка к месту производства работ строительных материалов, изделий, конструкций и оборудования, осуществляемая транспортными машинами — грузовыми автомобилями и колесными тягачами, прицепными и полуприцепными специализированными или общего назначения транспортными средствами. Выбор типа транспортных средств определяется характером и количеством перемещаемых грузов, дальностью перевозок, состоянием дорог и временем, отведенным на их доставку. Кроме грузоперевозок автомобили, тракторы и тягачи используют как тяговые средства прицепных и полуприцепных строительных машин, а также в качестве унифицированной базы навесных строительных машин — экскаваторов, кранов, погрузчиков, бульдозеров, скреперов, бурильных и сваебойных установок и т. п. Отдельные узлы автомобилей, тракторов и тягачей используют в строительных машинах.
Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоростью передвижения (до 80 км/ч), маневренностью, малым радиусом поворота, могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, приспособлены для работы с прицепами, полуприцепами общего и специального назначения, а также могут быть оснащены погрузоч-но-разгрузочными механизмами. Различают автомобили общего назначения и специализированные. К автомобилям общего назначения относят машины с кузовом в виде открытой сверху платформы с бортами, бортовые автомобили повышенной проходимости со всеми ведущими колесами и увеличенным количеством осей, а также автомобили-тягачи, оборудованные сцепными устройствами для работы с прицепами, полуприцепами и роспусками.
Грузовые автомобили массового производства имеют единую конструктивную схему и состоят из трех основных частей (рис. 2.1, а, б): двигателя, шасси и кузова для груза. Кузова бортовых автомобилей представляют собой деревянную или металлическую платформу с откидными бортами и предназначаются для перевозки преимущественно штучных грузов. Вместе с одноосными прицепами бортовые автомобили применяют для перевозки длинномерных грузов — труб, свай, бревен, проката металлов и т. п. Грузоподъемность отечественных бортовых автомобилей 0,8… 14 т.

Рис. 2.1. Грузовые автомобили общего назначения
На базе стандартных шасси с укороченными базой и задним свесом рамы промышленностью выпускаются автомобильные тягачи седельного типа (рис. 2.1, в), работающие в сцепе с одно- и двухосными полуприцепами. На раме шасси такого тягача крепится опорная плита и седельно-сцепное устройство 4, воспринимающее силу тяжести груженого полуприцепа и служащее для передачи ему тягового усилия, развиваемого автомобилем. Применение автомобильных тягачей седельного типа с полуприцепами позволяет лучше использовать мощность двигателя и значительно увеличить грузоподъемность автомобиля. Седельные автотягачи способны работать с гружеными полуприцепами массой 4…25 т.
На грузовых автомобилях применяют двигатели внутреннего сгорания — карбюраторные и дизели (наиболее распространены). Шасси состоит из гидромеханической или механической трансмиссии (силовой передачи), ходовой части и механизмов управления машиной. Мощность двигателя автомобилей 50… 220 кВт.
Трансмиссия (рис. 2.2) передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное оборудование, установленное на автомобиле.

Рис. 2.2. Схемы механических трансмиссий грузовых автомобилей
В него входят: – постоянно замкнутая дисковая фрикционная муфта (сцепление) для плавного соединения и быстрого разъединения работающего двигателя с трансмиссией; – ступенчатая коробка передач с переменным передаточным числом для изменения величины крутящего момента, подводимого к ведущим колесам в зависимости от условий движения, обеспечения движения автомобиля задним ходом и разъединения работающего двигателя с трансмиссией при длительных остановках машины; – карданный вал, передающий крутящий момент под меняющимся углом от коробки передач к подрессоренному заднему мосту; – главная передача (одинарная или двойная), передающая движение под прямым углом к полуосям и увеличивающая тяговую силу на ведущих колесах; – дифференциал для распределения крутящего момента между ведущими колесами, обеспечивающий их вращение с различными угловыми скоростями при движении автомобиля на поворотах и по неровной поверхности; – полуоси (валы), передающие крутящий момент к закрепленным на них ведущим колесам.
Главную передачу, дифференциал и полуоси, заключенные в кожух, называют ведущим мостом.
Грузовые автомобили обозначают колесной формулой АхБ, где А — общее количество колес, Б — число ведущих колес, причем сдвоенные скаты задних мостов считают за одно колесо. Отечественная промышленность выпускает бортовые автомобили и седельные тягачи: двухосные с колесной формулой 4×2 и 4×4, трехосные с колесной формулой 6×4, 6×6. Автомобили с колесной формулой 4×2 и 6×4 относят к машинам ограниченной (дорожной) проходимости и предназначены для эксплуатации по усовершенствованным и грунтовым дорогам. Автомобили с колесной формулой 4×4 и 6×6 относят к машинам повышенной и высокой проходимости и могут эксплуатироваться в условиях пересеченной местности и бездорожья. На рис. 2.2, а показана схема механической трансмиссии автомобиля с колесной формулой 4×2, на рис. 2.2, б — с колесной формулой 6×4. У автомобиля с колесной формулой 6×6 (рис. 2.2, в) передний ведущий мост с управляемыми колесами и задние ведущие мосты приводятся в действие от раздаточной коробки через карданные валы 4
Составными частями дифференциала (рис. 2.2, г) являются полуосевые шестерни 15, закрепленные на полуосях 7, сателлиты 13 и коробка 14, на которой закреплена ведомая шестерня главной передачи 5. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге полуоси с шестернями 15 вращаются с одинаковой скоростью, равной скорости вращения коробки 14, а сателлиты остаются неподвижными относительно своих осей. Если одно из ведущих колес будет испытывать большее сопротивление дороги, сателлиты начнут перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне, при этом вторая полуосевая шестерня за счет вращения сателлитов относительно своих осей начнет вращаться быстрее.
Тракторы применяют для транспортирования на прицепах строительных грузов и оборудования по грунтовым и временным дорогам, вне дорог, в стесненных условиях, а также передвижения и работы навесных и прицепных строительных машин. Они делятся на сельскохозяйственные, промышленные и специальные (для горных, подводных, подземных и других специальных работ). По конструкции ходового оборудования различают гусеничные и колесные тракторы. Главным параметром тракторов является максимальное тяговое усилие на крюке, по величине которого (в тс) их относят к различным классам тяги. В строительстве используют тракторы сельскохозяйственного типа классов тяги 1,4; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 15 и 25 (по сельскохозяйственной классификации) и промышленного типа классов тяги 10; 15; 25; 35; 50 и 75 (по промышленной классификации). Тракторы промышленного типа по своим конструктивно-эксплуатационным параметрам наиболее полно соответствуют требованиям, предъявляемым к тяговым средствам и базовым машинам в строительстве. Класс тяги по промышленной классификации означает максимальную силу тяги без догрузки навесным оборудованием на передаче со скоростью 2,5…3 км/ч для гусеничных и З…3,5 км/ч для колесных тракторов, обеспечивающей эффективную работу с землеройным оборудованием.
Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими (до 40 км/ч) скоростями передвижения, высокой мобильностью и маневренностью. Их используют как транспортные машины и как базу для установки различного навесного оборудования (погрузочного, кранового, бульдозерного и землеройного), применяемого при производстве землеройных и строительно-монтажных работ небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболее эффективно пневмоколесные тракторы используют на дорогах с твердым покрытием. Сравнительно высокое удельное давление на грунт (0,2…0,4 МПа) снижает проходимость машин. Мощность их двигателей 47…220 кВт.
Гусеничные тракторы характеризуются значительным тяговым усилием на крюке (не менее 30 кН), надежным сцеплением гусеничного хода с грунтом, малым удельным давлением на грунт (0,02…0,06 МПа) и высокой проходимостью. Их скорость не превышает 12 км/ч. Мощность двигателей гусеничных тракторов 55…600 кВт.
Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов — двигатель, силовая передача (трансмиссия), остов (рама), ходовое устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование. Рабочее оборудование предназначено для использования полезной мощности двигателя при работе трактора с навесными и прицепными машинами. К рабочему оборудованию относят прицепное устройство, валы отбора мощности, приводные шкивы и гидравлическую навесную систему.
Гусеничные тракторы оснащают дизелями, гидромеханическими и электромеханическими Расположение двигателя может быть передним (рис. 2.3, а), средним и задним (рис. 2.3, о). Наибольшее распространение получили гусеничные тракторы с передним расположением двигателя и механическими трансмиссиями. Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим звездочкам гусеничных лент (гусениц), плавного трогания и остановки машины, изменения тягового усилия трактора в соответствии с условиями движения, изменения скорости и направления его движения, а также привода рабочего оборудования.

Рис. 2.3. Гусеничные тракторы механическими, трансмиссиями.

Рис. 2.4. Схемы механических трансмиссий гусеничных тракторов
В состав механической трансмиссии (рис. 2.4) входят: фрикционная дисковая муфта сцепления, коробка передач, соединительные валы, главная передача, механизм поворота с тормозами и бортовые редукторы, соединенные с ведущими звездочками гусениц. Муфта сцепления и коробка передач выполняют те же функции, что и одноименные узлы автомобиля. Главная передача (аналогичная автомобильной) и бортовые редукторы увеличивают крутящий момент, подводимый от двигателя к ведущим звездочкам гусениц.
На поперечном валу трансмиссии между главной передачей и бортовыми редукторами установлен фрикционный или планетарный механизм поворота, предназначенный для изменения направления движения трактора. Механические трансмиссии серийных гусеничных тракторов, используемых в качестве базы строительных машин, передвигающихся при работе на пониженных (до 1 км/ч) рабочих скоростях, дооборудуются гидромеханическими ходоуменьшителями, состоящими из аксиально-поршневого гидромотора и зубчатого редуктора. Гидромеханические ходоуменьшители позволяют плавно (бесступенчато) регулировать скорость движения машины в зависимости от меняющейся внешней нагрузки.
В гидромеханической трансмиссии используется механическая ступенчатая коробка передач и гидротрансформатор, заменяющий муфту сцепления. Гидротрансформатор обеспечивает автоматическое бесступенчатое изменение крутящего момента, а также скорости движения трактора в пределах каждой передачи коробки в зависимости от общего сопротивления движению машины. Это позволяет снизить число переключений передач, повысить долговечность двигателя и трансмиссии, уменьшить вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.
В электромеханической трансмиссии крутящий момент дизеля передается через постоянно замкнутую фрикционную муфту, карданный вал и ускоряющий редуктор силовому генератору, питающему постоянным током тяговый электродвигатель. Крутящий момент якоря тягового электродвигателя передается главной конической передачей планетарным механизмам поворота, бортовым редукторам и ведущим звездочкам гусеничных лент. Электромеханическая трансмиссия по сравнению с механической и гидромеханической имеет простую кинематику (отсутствует ступенчатая коробка передач) и обеспечивает высокие тяговые качества трактора за счет плавного бесступенчатого регулирования скоростей движения машины в зависимости от нагрузки. Основные недостатки такой трансмиссии — сложность конструкции, сравнительно большие габаритные размеры и масса, высокая стоимость.

Рис. 2.5. Пневмоколесные тракторы
Пневмоколесные тракторы оснащаются дизелями, механическими и гидромеханическими трансмиссиями. По типу системы поворота различают тракторы с передними управляемыми колесами (рис. 2.5, а), со всеми управляемыми колесами и с шарнирно сочлененной рамой (рис, 2.5, о). Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической трансмиссией и передними управляемыми колесами. Размещение, назначение и устройство основных узлов пневмоко-лесного трактора с механической трансмиссией и передними управляемыми колесами примерно такие же (за исключением рабочего оборудования), как у рассмотренного выше автомобиля. Пневмоколесные тракторы с шарнирно сочлененной («ломающейся» в плане) рамой обладают высокой маневренностью, малым радиусом поворота и применяются для работы в стесненных условиях. Рама такого трактора (см. рис. 2.5, в) состоит из двух полурам — передней и задней, соединенных между собой универсальным шарниром. Маневрирование машины производится путем поворота передней полурамы относительно задней вокруг вертикальной оси шарнира на угол до 40° в плане от продольной оси машины с помощью двух гидроцилиндров двустороннего действия..
Пневмоколесные тягачи предназначены для работы с различными видами сменного навесного и прицепного строительного оборудования. По сравнению с гусеничными тракторами они более просты по конструкции, имеют меньшую массу, большую долговечность, дешевле в изготовлении и эксплуатации. Большие скорости тягачей (до 50 км/ч) и хорошая маневренность в значительной мере способствуют повышению производительности агрегатированных с ними строительных машин.
Все агрегаты привода, отбора мощности и трансмиссии ходовой части тягачей унифицированы и могут быть использованы для различных модификаций машин той же или смежной мощности. Мощность дизеля тягача составляет до 880 кВт.
В конструкциях двухосных тягачей применяют гидро- и электромеханические трансмиссии с мотор-колесами.
На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочее оборудование, возможно создание многих строительных и дорожных машин (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Различные виды сменного оборудования одноосных и двухосных тягачей:
1 — скрепер; 2 — землевозная тележка; 3 — кран; 4 — цистерна для цемента или жидкостей; 5 — трайлер; 6 — кран-трубоукладчнк; 7 — траншеекопатель; 8 — корчеватель; 9 — бульдозер; 10 — рыхлитель; 11 — погрузчик
Практические занятия:
Определение конструктивно – расчетной производительности строительной машины непрерывного действия.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Какие виды транспорта используют в строительстве?
2.Для чего применяют в строительстве грузовые автомобили?
3.Как устроен грузовой автомобиль?
4.Для чего предназначены тракторы?
5.Для чего предназначены пневмоколесные тягачи?

Тема:6 Транспортирующие машины и оборудование
Основные понятия и термины по теме:
Конвейер. Эскалатор.
План изучения темы:
Ленточные и пластинчатые конвейеры, эскалаторы. Ковшовые конвейеры и подъемники непрерывного действия. Винтовые и вибрационные конвейеры.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Роль и значение транспортирующих машин
В течение данного курса мы познакомимся с основными типами транспортирующих машин непрерывного действия: конвейерами, эскалаторами, пневматическими и гидравлическими транспортирующими устройствами, а также вспомогательными устройствами транспортирующих систем, которые в совокупности дают полное представление о современных средствах комплексной механизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ.
По принципу действия подъемно-транспортные машины делятся на две группы: периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъемные краны всех типов, лифты, средства напольного транспорта (тележки, тягачи, погрузчики), подвесные рельсовые и канатные дороги периодического действия, скреперы и др. подобные машины; ко вторым (их также называют машины непрерывного транспорта или транспортирующие машины) – конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта.

Машины периодического действия характеризуются периодической подачей грузов, при этом загрузка и разгрузка производится при остановке машины. Цикл работы машины периодического действия состоит из остановки для захвата груза, подъема, движения с грузом, опускания, остановки для освобождения от груза и обратного движения без груза, т. е. из попеременно возвратных движений с остановками.
Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных ковшах, коробах и др. емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения грузонесущего элемента происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность.
Назначение машин непрерывного транспорта
Транспортирующие машины применяют в качестве транспортных средств на заводах, фабриках, в горнодобывающей промышленности, строительстве, сельскохозяйственном производстве и других отраслях для перемещения различных насыпных (уголь, руда, агломерат, цемент, песок, щебень, гравий, грунт, зерно и т. п.) и штучных (кирпич, пиломатериалы, бревна, трубы, прокатные балки, слитки, детали машин и др.) грузов.
Высокая производительность машин непрерывного транспорта обеспечивается:
— непрерывностью процесса перемещения;
— отсутствием остановок для загрузки или разгрузки;
— совмещением рабочего и обратного движений грузонесущего элемента.
Особую группу транспортирующих машин и установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы и др.
Промышленный транспорт по территориальному признаку подразделяется на внешний и внутренний (внутризаводской). Внешний транспорт предназначен для доставки на предприятие сырья, топлива, полуфабрикатов, готовых изделий и других материалов; вывоза с предприятия готовой продукции и отходов.
Внутренний (внутризаводской) транспорт классифицируется на межцеховой и внутрицеховой.
Выбор средства межцехового транспортирования определяется масштабом и типом производства. Рациональным решением является объединение межцехового и внутрицехового транспортирования, исключая промежуточные перегрузки. Наиболее целесообразным является широкое использование автоматических линий, объединяющих в процессе перемещения технологические операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и др.).
Тесная связь конвейеров с общим технологическим процессом предъявляет к ним высокие требования: надежность, прочность, долговечность, удобство в эксплуатации, способность работать в автоматическом режиме.
Конвейеры применяются во всех областях народного хозяйства благодаря высокой производительности, непрерывности перемещения и высокой степени автоматизации. Конструкции конвейеров очень разнообразны. Почти каждый из указанных типов машин имеет конструктивные разновидности, которые мы далее и рассмотрим.
Классификация и основные виды транспортирующих машин
Транспортирующие машины имеют конструктивные особенности и различаются:
– по способу передачи перемещаемому грузу движущей силы:
а) действующие при помощи механического привода;
б) самотечные устройства, в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести;
в) устройства пневматического и гидравлического транспорта, в которых движущей силой является поток воздуха или струя воды.
– по характеру приложения движущей силы и конструкции: с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом); без тягового элемента;
– по роду перемещаемых грузов: для насыпных и для штучных грузов;
– по направлению и трассе перемещения грузов:
а) вертикально замкнутые, которые располагаются в вертикальной плоскости и перемещают грузы по трассе, состоящей из одного или нескольких прямолинейных отрезков;
б) горизонтально замкнутые, которые располагаются в одной горизонтальной плоскости на одном горизонтальном уровне по замкнутой трассе;
в) пространственные, которые располагаются в пространстве и перемещают грузы по сложной пространственной трассе с горизонтальными, наклонными и вертикальными участками.
Классификация транспортирующих машин непрерывного действия представлена на рис. 1.
Схемы трасс перемещения грузов транспортирующими машинами представлены на рис. 2.
По характеру движения грузонесущего (рабочего) элемента различают конвейеры с непрерывным движением; с периодическим (пульсирующим) движением (поступательное, возвратно-поступательное, вращательное, колебательное).
По назначению и положению на производственной площадке различают конвейеры:
а) стационарные;
б) подвижные распределительные с собственным попеременно возвратным фиксированным движением (челноковые);
в) переставные (переставляемые по мере изменения мест выработки в шахте или карьере);
г) переносные;
д) передвижные.

Рис. 1. Классификация транспортирующих машин непрерывного действия
Ленточными конвейерами (рис.56,а) материал перемещают как в горизонтальном, так и в наклонном направлениях бесконечной прорезиненной лентой, огибающей приводной и натяжной барабаны.
Рис.56. Ленточный конвейер: а — схема конструкции; б роликоопоры; в — схема усилий в ветвях ленты в зоне приводного барабана
Движение ленты с перемещаемым грузом, поступающим через загрузочное устройство, обеспечивается силой трения на поверхности ее контакта с приводным барабаном, вращение которому передается от электродвигателя через редуктор. Необходимое натяжение ленты обеспечивается различными конструктивными решениями, в частности, грузом, подвешенным на канате, второй конец которого за креплен на подвижной каретке натяжного барабана. Для повышения тягового усилия приводного барабана увеличивают’ угол его обхвата лентой за счет поджимного барабана, а также повышают коэффициент трения, например, путем вулканизации рабочей поверхности барабана слоем резины. Обе ветви конвейерной ленты поддерживаются от провисания роликоопорами, установленными более часто под грузовой ветвью и реже — под холостой. В зоне загрузки материала, где опоры установлены наиболее часто, они представляют собой прямые горизонтальные ролики. Такие же ролики устанавливают и на холостой ветви ленты. Остальные роликоопоры под грузовой ветвью, выполняют либо также прямыми, либо, с целью увеличения площади поперечного сечения транспортируемого материала, от которой зависит производительность конвейера — желобчатыми из одного горизонтального и двух наклонных (под углом 20… 30°) роликов.
Материал разгружают через головной барабан. В случае прямых роликоопор под грузовой ветвью возможна также промежуточная разгрузка с помощью наклонно установленного плужкового сбрасывателя. При необходимости промежуточной разгрузки на длинных конвейерах могут быть установлены так же специальные промежуточные сбрасывающие тележки.
Предельный угол наклона конвейера к горизонту зависит от подвижности транспортируемого материала и коэффициента трения материала о конвейерную ленту. Он не превышает 2/3 угла естественного откоса материала в движении (для строительных материалов не более 22°). При необходимости подъема материала на большую высоту при малом угле наклона приходится значительно увеличивать длину конвейера, что повышает стоимость установки. Этого недостатка лишены конвейеры с покрывающей лентой (рис. 57), применяемые для перемещения материалов по трассе с углом подъема до 60°. Соскальзывание матери ала предотвращается прижимной лентой (в виде тяжелого цепного мата или прорезиненной ленты с прижимными роликами), покрывающей материал и прижимающей его к основной ленте. Для транспортирования строительных материалов применяют тканевые прорезиненные ленты из
Рис.57. Схема ленточного конвейера для крутонаклонного транспортирования с покрывающей лентой
нескольких слоев (прокладок) ткани (бельтинга), изготовленной из хлопчатобумажных или, чаще, из более прочных синтетических волокон. В особых случаях в качестве прокладок используют тонкие стальные проволочные канаты при 6…8-кратном запасе прочности. Ширина ленты обычно составляет 0,4…2м, скорость ее движения 0,8…4м/с. Ширина ленты конвейеров специального назначения, являющихся транспортными органами экскаваторов и отвалообразователей непрерывного действия, землеройно-транспортных комплексов и других машин, достигает 3,2м при скорости до 8м/с. Для транспортирования крупнокусковых материалов ширина ленты должна быть не меньше наибольшего размера транспортируемых кусков. Ленточные конвейеры обладают высокой производительностью (до нескольких тысяч тонн в час), они обеспечивают значительную дальность транспортирования (до нескольких десятков километров). Для этого их обычно устанавливают каскадом — один за другим. Существенным недостатком такой схемы установки является ее недостаточная надежность, так как выход из строя какого-либо одного конвейера приводит к остановке всего каскада.
В строительстве используют стационарные и передвижные ленточные конвейеры, перемещающие грузы на сравнительно небольшие расстояния. Стационарными конвейерами оборудуют стационарные же производтва (бетонные и железобетонные заводы, склады строительных материалов и т.п.). Передвижные конвейеры, используемые обычно на строительных площадках, длиной 5…15 м оборудуют колесами для перемещения вручную или в прицепе к тягачу. Ленточные конвейеры широко используют как транспортирующие органы в конструкциях траншейных и карьерных экскаваторов непрерывного действия, бетоноукладчиков и других машин.
Рис.58. Пластинчатый конвейер
Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования материалов с острыми кромками, например для подачи крупнокускового камня в дробилки, а также для транспортирования горячих материалов, деталей и изделий на машиностроительных заводах и заводах строительных конструкций. Тяговым органом у этих конвейеров являются две бесконечные цепи, огибающие приводные и натяжные звездочки. К тяговым цепям прикреплены металлические пластины, перекрывающие друг -друга с целью исключения просыпания материала. Ширина пластинчатого настила обычно составляет 0,4…1,6м, а скорость движения — 0,01…1 м/с.
Эскалаторы (рис.59) являются разновидностью пластинчатых конвейеров. К ним относятся тоннельные для метрополитенов поэтажные для крупных общественных зданий, магазинов и др. В эскалаторе в качестве тягового органа применяют две параллельные пластинчатые тяговые цепи, а в качестве настила используют ступени высотой 0,4м и шириной 1 м (иногда 0,6м — для поэтажных эскалаторов), опирающиеся на две системы направляющих, что позволяет ступеням складываться на верхней и нижней площадках в плоский настил. В качестве поручней используют ленточные конвейеры с резинотканевой лентой специального профиля. Угол наклона эскалатора к горизонту обычно составляет 30°, высота подъема — до 45м, скорость движения 0,75…0,96м/с, пропускная способность — до 1000 чел/час.
Рис.59. Эскалатор: а — общий вид; б — схема перехода ступеней; в ступень; г —поручень

Ковшовые конвейеры и подъемники непрерывного действия
Ковшовые конвейеры (рис.60) применяют для перемещения материалов в ковшах в вертикальном или наклонном (под большим углом) направлениях. Их называют такжековшовыми элеваторами. В качестве тягового органа 4 используют конвейерную ленту или пластинчатые цепи, огибающие приводной
Рис.60. Ковшовый конвейер
6 и натяжной 1 барабаны (при цепном тяговом органе — звездочки). На тяговом органе с определенным шагом Т закреплены ковши 3. Тяговый орган вместе с ковшами и барабанами (звездочками) заключен в металлический кожух 5. Наклонные элеваторы могут быть выполненными открытыми, без кожуха. Материал загружают через загрузочный 2, а разгружают через разгрузочный 7 башмаки.
Различают быстроходные (скорость движения тягового органа 1,25…2,5м/с) и тихоходные (скорость 0,4…1м/с) элеваторы. Первые применяют для транспортирования порошкообразных, а также мелко- и среднекусковых материалов, а вторые — для среднекусковых абразивных, крупнокусковых и плохо подвижных материалов. Для транспортирова|ния сыпучих малоподвижных и подвижных материалов применяют соответственно мелкие или глубокие ковши, располагая ихна тяговом органе с шагом 0,3..0,6м. Кусковые материалы перемещают остроугольными ковшами 1, располагая их вплотную друг к другу. Загружаются ковши быстроходных элеваторов при прохождении ими загрузочного башмака зачерпыванием, а разгружаются выбрасыванием материала под действием центробежных сил при огибании приводного барабана (звездочки). Ковши тихоходных элеваторов загружаются путем засыпания в них материала, а разгружаются под действием гравитационных сил. При этом материал скатывается по передней стенке впереди идущего ковша, вследствие чего снижается сила его удара о разгрузочный башмак.
Высота подъема материала составляет до 35м, производительность (по объему материала) до 100м/ч. Преимущественная область применения — заполнение высоких хранилищ — силосов и бункеров.
Подъемники непрерывного действия для штучных грузов (рис.61) являются разновидностью ковшовых элеваторов. В таких устройствах к тяговым цепям подвешивают площадки-люльки (люлечные элеваторы), что позволяет не только поднимать, но и опускать груз. При жестком креплении полок на тяговых цепях элеватор устанавливают наклонно и используют преимущественно для подъема штучных грузов, подаваемых на полки самотеком и также самотеком скатывающихся с них. Такие элеваторы используют в основном как погрузочно-разгрузочные устройства. Элеваторы применяют и как пассажирские подъемники непрерывного действия. Для свободного прохождения через верхние и нижние звездочки кабины для пассажиров подвешивают шарнирно к двум цепям. Пассажирские элеваторы (патерностеры) применяют в административных зданиях при небольших рассредоточенных пассажирских потоках. Скорость движения кабины не превышает 0,3м/с, что позволяет пассажирам заходить в кабину и выходить из нее на ходу.
Рис.61. Схемы подъемников непрерывного действия

Винтовые и вибрационные конвейеры
Винтовые конвейеры применяют для горизонтального или наклонного (под углом до 20°) транспортирования сыпучих, кусковых и тестообразных материалов на расстояние 30…40м. Конвейер представляет собой желоб 4 полукруглой формы, внутри которого в подшипниках 5 вращается винт 3,
Рис.62. Винтовой конвейер: а — общий вид; б — сплошной винт; в- ленточный винт; д лопастной винт
приводимый электродвигателем 7 через редуктор 2. При вращении винта материал перемещается от загрузочного 6 к разгрузочному отверстию 7, перекрываемому задвижкой. Форма винта зависит от вида транспортируемого материала. Для хорошо сыпучих материалов (цемента, мела, песка, гипса, шлака, порошковой извести) применяют сплошные винты.
Для кусковых материалов (крупного гравия, известняка, негранулированного шлака) используют ленточные и лопастные винты.
Тестообразные, слежавшиеся и влажные материалы (мокрую глину, бетонные смеси, цементные растворы) перемещают фасонными и лопастными винтами.
Диаметры винтов стандартизованы и составляют 0,15…0,6м, производительность их в среднем 20…40м3/ч, при больших размерах винта — до 100м3/ч.
Производительность наклонных конвейеров уменьшается из-за снижения скорости v вследствие гравитационного сопротивления движению. Так, при углах наклона 5, 10 и 20° это снижение составляет 10, 20 и 35% соответственно.
Реже применяют вертикальные винтовые конвейеры, в которые материал поступает от горизонтального конвейера, создающего подпор.
Рис.63. Вертикальный винтовой конвейер Рис.64. Схема к объяснению принципа действия вибрационного конвейера
В вибрационном конвейере (рис.64), загруженному транспортируемым материалом желобу сообщаются несимметричные колебания так, что средняя скорость его перемещения в одном направлении значительно превышает среднюю скорость в противоположном направлении. При движении с меньшей скоростью желоб перемещается из положения I в положение // вместе с находящимся на нем материалом. При резком возвращении желоба в исходное положение из-за повышенной скорости уменьшаются силы трения между желобом и материалом, вследствие чего, а также из-за инерционности материала он отстает от желоба, оставаясь на достигнутом ранее месте или незначительно смещаясь в направлении движения желоба и совершая таким образом скачкообразное движение по желобу за каждый цикл колебаний. Матердалы можно перемещать по горизонтали, а также наклонно вверх и вниз. Источником колебаний служат электромагнитные возбудители или вибраторы с механическим приводом (эксцентриковые, кривошипно-шатунные). В строительстве вибрационные конвейеры используют для транспортирования материалов на небольшие расстояния, например, при дозировании инертных материалов в производстве бетонных смесей или строительных растворов. Принцип виброконвейера используется, в частности, в работе виброжелобов для подачи бетонной смеси к местам ее укладки.
Практические занятия:
Определение эксплуатационной производительности роторного траншейного экскаватора.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Для чего предназначены транспортирующие машины и оборудование?
2.Для чего предназначены конвейеры?
3.Опишите устройство и принцип работы ленточного конвейера.
4.Каково назначение винтовых конвейеров?
5.Для чего применяют вибрационные конвейеры?

Тема:7 Грузоподъемные машины
Основные понятия и термины по теме:
Домкраты. Лебедки. Тали. Подъемники
План изучения темы:
Домкраты. Типовые элементы канатных подъемных механизмов. Лебедки.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Вспомогательные грузоподъемные машины. К ним относятся домкраты, строительные, лебедки, подвесные лебедки (тали и электротали). Они состоят преимущественно из одного механизма и осуществляют вертикальное (домкраты, строительные лебедки, тали) или горизонтальное (тягальные лебедки) по рельсовым путям или направляющим перемещение грузов. В них используется ручной и механический приводы.
В строительстве грузоподъемные машины используют для перемещения строительных материалов, монтажа строительных конструкций, погрузочно-разгрузочных работ на складах строительных материалов, монтажа и обслуживания технологического оборудования в процессе его эксплуатации.
По характеру рабочего процесса все грузоподъемные машины являются машинами цикличного действия.
По конструктивному исполнению и виду выполняемых работ их делят на домкраты, лебедки, подъемники, монтажные вышки и краны.
Домкраты представляют собой винтовые, реечные или поршневые гидравлические толкатели для подъема грузов на незначительную высоту. Их используют на монтажных и ремонтных работах.
Строительные подъемники предназначены для подъема грузов и людей на этажи зданий при отделочных и ремонтных работах.
Грузы размещаются в ковшах, кабинах и на площадках, перемещаемых в жестких направляющих в вертикальном или близком к вертикальному направлении.
По назначению они бывают грузовыми и грузопассажирскими, а по конструкции направляющих — мачтовыми, у которых направляющие выполнены в виде свободно стоящих или прикрепленных к зданию мачт, и шахтными, в которых направляющие находятся внутри шахты, являющейся ограждением для кабины (грузовой площадки).На завершающей стадии строительства для передачи строительных материалов на верхние этажи используют также установленные внутри здания стационарные шахтные грузовые, пассажирские или грузопассажирские подъемники (лифты).
Лебедками называют грузоподъемные устройства в виде приводимого вручную или двигателем барабана с тяговым рабочим органом — стальным канатом.
Практические занятия:
Определение параметров для крана при монтаже плит перекрытий
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Назовите основные параметры грузоподъемной машины.
2.Что такое грузоподъемность?
3.Для чего применяют домкраты?
4.Перечислите их типы, опишите устройство и принцип работы каждого типа, назовите их основные параметры, изложите методику определения усилия на рукоятке в зависимости от массы поднимаемого груза и параметров домкрата.
4 Какими параметрами характеризуются лебедки? Для чего применяют лебедки?
5.Каково назначение, как устроены и как работают ручные, электрореверсивные, многоскоростные лебедки, лебедки с канатоведущими шкивами, ручные и электрические тали?

Тема: 8 Строительные подъемники и краны.
Основные понятия и термины по теме:
План изучения темы:
Подъемники. Башенные краны. Самоходные стреловые краны. Краны пролетного типа. Устойчивость кранов.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Строительные подъемники предназначены для подъема грузов и людей на этажи зданий при отделочных и ремонтных работах.
Грузы размещаются в ковшах, кабинах и на площадках, перемещаемых в жестких направляющих в вертикальном или близком к вертикальному направлении.
По назначению они бывают грузовыми и грузопассажирскими, а по конструкции направляющих — мачтовыми, у которых направляющие выполнены в виде свободно стоящих или прикрепленных к зданию мачт, и шахтными, в которых направляющие находятся внутри шахты, являющейся ограждением для кабины (грузовой площадки).На завершающей стадии строительства для передачи строительных материалов на верхние этажи используют также установленные внутри здания стационарные шахтные грузовые, пассажирские или грузопассажирские подъемники (лифты).
Строительные краны. Это наиболее сложные и универсальные грузоподъемные машины для перемещения штучных грузов, строительных конструкций и технологического оборудования по пространственной траектории различной протяженности и конфигурации. Они различны но конструктивному исполнению, изготовляются в виде консольных (стреловых) или пролетных конструкций, стационарными или передвижными и соответственно различными зонами обслуживания. К консольным кранам относятся стационарные мачтовые и мачтово-стреловые краны, башенные, стреловые самоходные краны и специальные краны-трубоукладчики; к пролетным — мостовые, козловые и кабельные краны. Стационарные стреловые краны перемещают грузы в пределах круга или сектора, охватываемого стрелой. Башенные стреловые поворотные краны передвигаются по рельсовым путям и перемещают груз в пределах прямоугольника, длина которого равна длине путей, а ширина — двойному вылету крапа. Наличие башни позволяет поднимать н монтировать крупнообъемные конструкции. Стреловые самоходные краны (автомобильные, , гусеничные, на специальных шасси автомобильного типа, тракторные) перемещаются по земле и обслуживают площадь любой конфигурации.
Пролетные козловые и мостовые краны передвигаются по специальным подкрановым путям и обслуживают зону в виде прямоугольника. Кабельные краны перемещают грузы вдоль каната, натянутого между опорами. В зависимости от подвижности опор зона их обслуживания — линия, сектор или прямоугольник.
На металлических конструкциях кранов устанавливают несколько крановых механизмов. Типовыми крановыми механизмами являются: механизм подъема груза, включающий грузовую лебедку, полиспаст и грузозахватный орган; механизм передвижения крана или какой-либо его части; механизм вращения поворотной части; механизм изменения вылета.
Специальные краны трубоукладчики. Такие краны снабжаются боковой стрелой, установленной на тракторах трубоукладочных модификаций, благодаря чему они способны выполнять операции по разгрузке труб и плетей, подъему и опусканию их в траншею, передвижению с грузом вдоль трассы и другие операции при сооружении газо- и нефтепроводов.
Практические занятия:
Определение параметров для крана при монтаже фундаментных блоков.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Для чего предназначены строительные подъемники, каковы их основные типы, как они устроены и каков принцип их работы?
2.Для чего предназначены вышки, как они устроены?
3.Для чего в строительстве применяют краны, каковы их основные типы и структура?

Тема:9 Машины для земляных работ.
Основные понятия и термины по теме:
Земляные сооружения. Землеройные машины.
План изучения темы:
Виды земляных сооружений. Способы разработки грунтов. Свойства грунтов. Рабочие органы землеройных машин. Общая классификация машин и оборудования для разработки грунтов.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Земляные сооружения по своему назначению делятся на постоянные и временные.
Постоянные земляные сооружения предназначены для эксплуатации в течение длительного времени. К ним относятся: спланированные площадки, земляное полотно дорог, плотины, дамбы, каналы, искусственные водоемы, отстойники.
Временные земляные сооружения устраивают для выполнения последующих строительно-монтажных работ. Это траншеи, котлованы, различного вида перемычки, временные нагорные и водо-перехватывающие канавы и т. п.
В жилищно-гражданском и промышленном строительстве наибольшее распространение получили работы, связанные с планировкой площадок, устройством котлованов и траншей. Объемы этих работ постоянно увеличиваются и в настоящее время составляют 16 млрд. м3 в год. Численность рабочих на выполнении земляных работ составляет 9,3 % общей численности рабочих в строительстве, в том числе на выполнении работ вручную — 2,9 %.
Земляные работы, в зависимости от строительных свойств грунта, осуществляют гидромеханическим, взрывным, комбинированным, механическим или другими специальными способами.
Гидромеханический способ состоит в разработке грунта напорной водяной струей гидромониторных установок или всасывании грунта со дна водоемов плавучими землесосными снарядами.
Взрывной способ основан на использовании силы взрывной волны различных взрывчатых веществ, заложенных в специально устроенные шпуры, скважины или шурфы, и является одним из эффективных средств механизации трудоемких и тяжелых работ.
Механический способ заключается в разработке грунта землеройными (одноковшовыми и многоковшовыми экскаваторами) и землеройно-транспортными (бульдозерами, скреперами, грейдерами, грейдерами-элеваторами) машинами.
В строительстве этим способом выполняется 80…85 % земляных работ. В нашей стране применяется свыше 140 тыс. экскаваторов, 42 тыс. скреперов и 142 тыс. бульдозеров. Основные объемы работ выполняются одноковшовыми экскаваторами (38,2 %), бульдозерами (29,7 %), скреперами (15 %), многоковшовыми экскаваторами (6 %) и прочими машинами (11,1 %).
Одноковшовые экскаваторы — универсальные землеройные машины, выполняющие рытье котлованов, траншей, каналов, а также устройство насыпей и других земляных сооружений. Экскаваторы оснащаются различным сменным оборудованием: прямой или обратной лопатой — для разработки грунта выше или ниже уровня стоянки экскаватора (рытье траншей и котлованов); драглайном — для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора (рытье глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей); грейфером — для рытья небольших, но сравнительно глубоких котлованов, а также для погрузочно-разгрузочных работ; телескопическим оборудованием — для планировочных работ (экскаваторы-планировщики).
Одноковшовые экскаваторы бывают с механическим (канатным) и гидравлическим приводом. В настоящее время широко применяются гидравлические экскаваторы, которые по сравнению с канатными имеют значительные конструктивные и технологические преимущества: они более производительны (на 15… …20 %), легче в управлении, эффективны при разработке плотных и полускальных грунтов, их конструкция позволяет оперативно заменять сменное оборудование и сменные рабочие органы. Кроме того, гидравлические экскаваторы обеспечивают с одной стоянки в большую рабочую зону экскаватора.
В промышленном и жилищно-гражданском строительстве в основном нашли применение прямые и обратные лопаты с ковшом вместимостью от 0,4 до 1,25 м3 (реже до 2,5 м3), а также драглайны и грейферы с ковшом вместимостью от 0,4 до 1 м3.
Многоковшовые экскаваторы (цепные и роторные продольного копания) служат для разработки грунта ниже уровня стоянки, в основном при отрывке траншей (с вертикальными и наклонными стенками)под фундаменты, инженерные и трубопроводные сети.
Землеройно-транспортные машины предназначены для послойного копания, транспортирования, отсыпки и планировки грунтов.
Бульдозеры используют для копания, перемещения и планировки грунта, а также его зачистки в котлованах, разработанных другими землеройными машинами. Мощность двигателя бульдозера — от 55 до 450 кВт (75…600 л. с), а в отдельных случаях — 750 кВт (1000 л. с).
Бульдозер, оборудованный навесным статическим рыхлителем, служит для рыхления мерзлых и полускальных грунтов. Сверхмощные бульдозеры (мощностью свыше 400 кВт), например Чебоксарского завода на базе трактора Т-500, приспособлены для эффективного рыхления сильно промерзших глинистых и полускальных грунтов, а также трещиноватых скальных грунтов.
Скреперы применяют для послойного копания, транспортирования и отсып-
ки слоями мягких и сыпучих грунтов. В последние годы скреперы стали также использоваться для выемки и транспортирования мерзлых, полускальных и трещиноватых скальных грунтов после предварительного их рыхления навесными статическими рыхлителями. Скреперы могут быть прицепными (вместимость ковша 2,25… 15 м3) и самоходными (4,5…25 м3, а в перспективе до 50 м3). Для загрузки самоходных скреперов используют тракторы-толкачи.
Одноковшовые погрузчики, в особенности на пневмоколесном ходу, благодаря высокой мобильности и значительной производительности, получают все более широкое распространение в строительстве. Они применяются как погрузочное, погрузочно-транспортное и вспомогательное оборудование.
В нашей стране серийно выпускаются фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу, в основном малой мощности, с ковшом вместимостью 1…2 м3. Прошли испытания опытного образца погрузчика ТО-21 грузоподъемностью 15 т и вместимостью ковша 7,5 м3. Намечается создание мощных погрузчиков грузоподъемностью 25 т (вместимость ковша 12,5 м3) и 40 т.
Грейдеры и автогрейдеры предназначены для планировочных и профилировочных работ с грунтом или материалами, используемыми для устройства дорожных оснований.
Грейдеры-элеваторы применяются для послойного копания грунта и перемещения его в отвал или транспортные средства.
Гидромониторные установки и земснаряды отделяют, транспортируют и укладывают грунт с помощью воды. Они служат для намыва площадок, плотин, насыпей, разработки котлованов, спрямления русел рек, углубления водоемов, добычи и сортировки песка, гравия и т. п. Для транспортирования грунта применяют трубопроводы.
Грунтоуплотняющие машины и механизмы предназначены для послойного уплотнения различных по физико-механическим свойствам грунтов. Для этой цели применяют кулачковые катки, трамбовочные плиты, вибрационные установки, навесные гидротрамбовки, вибраторы и другие средства.
Для транспортирования грунта используют самосвалы, автопоезда в составе автомобилей ЗИЛ, МАЗ, КраЗ или КамАЗ и самосвальных прицепов грузоподъемностью 2,25; 3,5; 4,5; 6; 7; 9; 11; 25; 27; 40 и 75 т; ленточные конвейеры и специально оборудованные саморазгружающиеся вагоны (думпкары). В перспективе намечается создание специальных самосвалов-землевозов и полуприцепов-самосвалов грузоподъемностью 180…300 т с дизель-электрическим приводом.
Комбинированный способ представляет сочетание указанных выше способов и зависит от условий разработки. Наиболее часто применяют сочетание механического способа с гидромеханическим или взрывным.
Наличие различного вида строительных машин, механизмов и специального оборудования еще не обеспечивает полной ликвидации ручного труда, особенно при выполнении малых объемов земляных работ (зачистка и планировка траншей, приямков, отделка откосов, подготовка песчаных подушек под фундаменты, засыпка, разравнивание и уплотнение грунтов в стесненных условиях.
Практические занятия:
Определение числа циклов за час работы одноковшового экскаватора.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Перечислите виды земляных сооружений и охарактеризуйте их.
2.Приведите общую классификацию машин и оборудования для разработки грунтов.
3.Что такое копание грунта, оно чем отличается от резания?
4.Из каких операций состоит рабочий цикл землеройной машины?

Тема:10 Одноковшовые экскаваторы.
Основные понятия и термины по теме:
Экскаваторы.
План изучения темы:
Строительные гидравлические экскаваторы с рабочим оборудованием обратная лопата и с рабочим оборудованием прямая лопата. Экскаваторы – планировщики. Оборудование для рыхления грунтов.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Машины для земляных работ. Экскаваторы одноковшовые.
Любой строительный процесс начинается с производства земляных работ, т. с. разработки грунта, перемещению его или погрузки на транспортные средства. Так, для устройства оснований или фундаментов любого здания или сооружения отрывают котлованы необходимых размеров и глубины, а для прокладки наружных сетей трубопроводов — траншеи. Иногда, для устройства таких сооружений, как плотины, дамбы или дороги, устраивают насыпи, причем с укаткой грунта. Все они по существу являются земляными сооружениями, которые по продолжительности службы могут быть временными и постоянными. Временные (котлованы, траншеи) устраиваются только на период строительства зданий, сооружений, сетей трубопроводов, а затем засыпаются грунтом, а постоянные (плотины, дамбы, каналы) рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации.
Земляные работы по своему удельному весу в общих объемах строительных работ являются наиболее массовыми и трудоемкими, и поэтому с ними справиться ручными способами не представляется возможным. При их выполнении крайне необходимы механизированные способы работ путем применения специальных машин.
Машины для земляных работ по назначению разделяют на:
1. землеройные, предназначенные для выполнения одной операции — отделения грунта от массива. К таким машинам относят одноковшовые экскаваторы (цикличного действия) и многоковшовые (непрерывного действия). Наибольшее применение имеют одноковшовые экскаваторы, которые выполняют около 40% всего объема землеройных работ.
2. землеройно-транспортные, которые не только отделяют грунт от массива, но и перемещают его. Основные землеройно-транспортные машины — бульдозер и скрепер, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой в порожнем состоянии.
Бульдозеры предназначены для разработки и перемещения грунта на расстояние до 100 м, возведения насыпей высотой до 2 м, разработки выемок, засыпки траншей после укладки коммуникаций, планировки строительных площадок, очистки дорог и трасс (корчевка пней, валка деревьев, срезка растительного слоя и т.п.), планировки откосов. На базе бульдозеров применяют рыхлители, имеющие навесные или прицепные рабочие органы в виде зуба или нескольких зубьев для послойного разрушения и рыхления тяжелых и мерзлых грунтов глубиной до 1,5 м.
Скреперы — наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины; используются при отрывке котлованов и планировке поверхностей. В настоящее время применяют прицепные (с объемом ковша 3, 7 и 8 м.) скреперы. Применение прицепных и полуприцепных скреперов наиболее эффективно при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходных — до 3000 м. Скреперами ведут разработку, транспортировку и укладку грунтов 1 и 2 групп по трудности разработки (песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и др., не имеющих валунов, с примесью гальки и щебня не более 10%).
3.специальные, предназначенные для уплотнения грунтов (катки, трамбовки, виброуплотнители)
Ведь, как известно, долговечность земляных сооружений в большей мере зависит от качества уплотнения грунтов, которое выполняется при планировочных работах, возведении насыпей, обратных засыпках траншей и фундаментов. С целью получения наибольшей плотности уложенного грунта, наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующих осадок грунт укладывают и уплотняют с соблюдением определенных технологических требований.
Для уплотнения грунтов в зависимости от физико-механических свойств могут быть использованы два вида уплотняющих воздействий статическое и динамическое.
Машины статического действия предназначены для послойного уплотнения грунта под действием собственного веса. К ним относятся:
– самоходные катки с гладкими вальцами — для окончательного уплотнения грунтовых дорог и площадок, гравийных, щебеночных, черных и асфальтобетонных покрытий дорог;
– прицепные кулачковые катки — для послойного предварительного уплотнения связных грунтов;
– прицепные, полуприцепные и самоходные катки на пневматических шинах — для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных материалов, а также асфальтобетонных смесей.
Машины динамического действия предназначены для послойного уплотнения грунта под действием возникающей силы или массы падающего груза. К ним относятся:
– самоходные и прицепные вибрационные катки — для уплотнения как несвязных, так и связных грунтов на глубину 0,6-1,2 м. Кроме того самоходные катки применяются для уплотнения асфальтобетонных и мелко-гравийных покрытий тротуаров, проездов, при ремонте дорог;
– виброплиты — для уплотнения несвязных насыпных грунтов гравийно-щебеночных материалов слоем до 0,6 м при небольших объемах и в стесненных условиях;
– трамбовочные машины — для уплотнения тяжелых связных грунтов на глубину до 1,2 м при строительстве земляного полотна, строительных площадок, подходов к мостам и др.
4. для свайных работ (вибропогружатели, дизель-молоты).
Землеройные машины
Наиболее распространенным видом землеройных машин являются одноковшовые строительные экскаваторы. Они служат для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Разрабатывают они грунты I…IV групп и разрыхленные мерзлые или скальные грунты. Кроме того, экскаваторы применяют на сваебойных, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работах, используя различные виды сменного рабочего оборудования.
Одноковшовые экскаваторы относятся к машинам циклического действия. Рабочий процесс включает операции набора грунта, поворота груженого ковша, к месту выгрузки, выгрузки грунта в транспортное средство или в отвал и установки ковша и исходное положение. Совокупность указанных операций — рабочий цикл.
Одноковшовые экскаваторы классифицируют по назначению, конструкции ходового устройства, виду и подвеске рабочего оборудования, типу рабочих органов и другим признакам.
По назначению одноковшовые экскаваторы разделяют на: строительные, строительно-карьерные, карьерные, вскрышные и туннельные. Строительные и строительно-карьерные экскаваторы являются универсальными и применяются для выполнения различных работ в строительстве (отрывка котлованов и траншей, разработка карьеров строительных материалов, выполнение погрузочных и других работ). Карьерные экскаваторы используют для добычи полезных ископаемых открытым способом; вскрышные — для снятия верхнего слоя грунта или горной породы при подготовке карьеров к разработке; туннельные — для работы под землей при строительстве подземных сооружений и добычи полезных ископаемых.
У одноковшовых экскаваторов могут быть различные типы ходового устройства: гусеничное, пневмоколесное, шагающее, рельсового типа, специальное и комбинированное. Для строительных экскаваторов наиболее характерным является гусеничное и пневмоколесное ходовое устройство.
Ходовое устройство гусеничного типа, предназначено для передвижения экскаватора в пределах строительной площадки. Оно состоит из рамы и соединенных с ней двух гусеничных тележек. При передислокации с объекта на объект гусеничные экскаваторы перевозят на специальном прицепе при помощи автотягача.
Пневмоколесное ходовое оборудование обеспечивает большую мобильность: при передислокации с объекта на объект экскаватор может перемещаться своим ходом или на жесткой сцепке за тягачом (при этом должен быть отключен привод ведущих колес и гидроцилиндр управления поворотом передних колес). Поскольку жесткость пневмоколесного ходового оборудования невысока, при работе обязательно нужно использовать выносные опоры для разгрузки колеси увеличения опорного контура.
По назначению одноковшовые экскаваторы подразделяют на универсальные и специальные.
Универсальные экскаваторы оснащены несколькими видами сменного рабочего оборудования, а специальные оснащены только одним видом такого оборудования.
Сменное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов предназначено для выполнения различных земляных работ. Прямая лопата служит для разработки грунта, расположенного выше уровня стоянки экскаватора, в процессе копания ковш движется вверх от экскаватора.
Прямая лопата (рис.1) широко применяется гидравлических экскаваторах 4-й — 6-й размерных групп и на экскаваторах с механическим приводом. Ею разрабатывают грунты I -III категории в интервале температур от -40 до +40 °С

Рис.1. Гидравлический экскаватор с прямой лопатой
1 — ходовая тележка; 2 — противовес; 3 — силовая установка; 4 -кабина; 5, 8, 9 — гидроцилиндры стрелы, ковша и рукояти; 6 — стрела; 7 — рукоять; 10 — ковш; 11 — платформа.
Основными элементами рабочего оборудования являются стрела 6, рукоять 7, ковш 10 и гидроцилиндры: подъема стрелы 5, поворота рукояти 9 и поворота ковша 8. На экскаваторе могут устанавливаться как поворотные, так и неповоротные ковши. Поворотные значительно расширяют возможности экскаватора, обеспечивая помимо разработки грунта планировку забоя. В случае установки неповоротного ковша гидроцилиндр 8 служит для открывания днища ковша при выгрузке грунта.
Обратная лопата (рис. 2) служит для разработки грунта, находящегося ниже уровня стоянки, при этом ковш движется вверх в сторону экскаватора.
Обратная лопата является основным рабочим оборудованием для гидравлических экскаваторов 2-й — 5-й размерных групп. Экскаватор с обратной лопатой предназначен для разработки грунтов I -III категории и предварительно разрыхленных мерзлых и прочных грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и выполнения погрузо-разгрузочных работ в интервале температур от -40 до +40 С.
При работе обратной лопатой реализуются большие усилия копания, так как отпор грунта воспринимается не только массой рабочего оборудования, но и массой всей машины. Кроме того, улучшена наполняемость ковша и точность выгрузки за счет поворота его относительно рукояти, возможно применение широкого спектра удлиненных стрел и рукоятей и профильных ковшей для очистки кюветов, каналов и т.д.
По конструктивному исполнению обратную лопату с гидроприводом выпускают нескольких разновидностей, но основными ее сборочными элементами (рис.2) является моноблочная (Г образная) или составная стрела 6, рукоять 8, ковш 10 обратной лопаты и гидроцилиндры 11, 7, 9 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша.

Рис.2. Экскаватор гидравлический с обратной лопатой
1 — ходовая тележка; 2 — поворотная платформа; 3 — силовая установка; 4 — труба выхлопных газов; 5 — кабина; 6 — стрела; 7, 9, 11 — гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 8 — рукоять; 10 — ковш.
Стрела обратной лопаты сварена из листовой легированной стали. Она шарнирно закреплена в проушинах поворотной платформы, к которой присоединены также гидроцилиндры 11 подъема стрелы. Штоки гидроцилиндров шарнирно соединены со стрелой, при выдвижении штоков изменяется угол наклона стрелы по отношению к платформе.
Рукоять шарнирно подвешена в головной части стрелы. В ее задней части шарнирно закреплен шток гидроцилиндра 7 поворота рукояти. С другой стороны гидроцилиндр связан со стрелой. Выдвижение или втягивание штока гидроцилиндра обеспечивает поворот рукояти относительно стрелы по часовой или против часовой стрелки. В передней части рукояти шарнирно установлен ковш 10, который свободно может поворачиваться при помощи гидроцилиндра, 9. Для увеличения угла поворота ковша гидроцилиндр связан с ним специальным шарнирным многозвенником.
Обратную лопату снабжают сменными ковшами различной формы и вместимости. Ковши обратной лопаты чаще всего изготавливают сварной конструкции без открывающегося днища. Верхний пояс ковша имеет усиление. В районе режущей кромки передней стенки приварены карманы для установки зубьев, количество которых зависит от ширины ковша и вида работ, для которых они предназначены. Нередко зубья устанавливают и на боковых стенках, преимущественно при разработке грунта в траншеях. Эти зубья подрезают стенки траншеи, исключая заклинивание в ней ковша. Передняя стенка в нижней части имеет перфорацию для удаления воды при разработке переувлажненных грунтов.
При установке на экскаваторах составной стрелы основная и удлиняющая ее части соединяются между собой шарнирно, но для исключения их поворота друг относительно друга между ними устанавливают дополнительную тягу. Тяга имеет несколько фиксированных положений, что позволяет при необходимости изменять угол между основной в удлиняющей частями стрелы.
Разрабатывают грунт поворотом рукояти относительно стрелы или поворотом ковша относительно рукояти.
Обратная лопата экскаватора с механическим (канатным) приводом (рис.3) несколько отличается от обратной лопаты экскаватора с гидравлическим приводом.

Рис.3. Гусеничный экскаватор 3-й размерной группы с механическим приводом и рабочим оборудованием «обратная лопата»
1 — ходовое устройство; 2 — поворотная платформа; 3 — стойки; 4, 6 — канаты; 5 — стойки блоков; 7 — рукоять; 8 — тяги реактивные; 9 — ковш обратной лопаты; 10 — канат тяговый.
Ковш 9 (рис.3) к рукояти 7 крепится неподвижно, что достигается установкой реактивных тяг 8 между задней стенкой ковша и рукоятью. Рабочие движения ковша обеспечиваются изменением длин тягового 10 и подъемного 6 полиспастов.
Драглайн (рис.4) предназначен для разработки грунтов преимущественно ниже уровня стоянки экскаватора. Благодаря удлиненной решетчатой стреле драглайн может работать на большом радиусе копания, поэтому он применяется при отрывке больших котлованов, рытье каналов в ирригационном строительстве и выполнении погрузо-разгрузочных работ на сыпучих материалах. Это единственный вид рабочего оборудования, который монтируется исключительно на экскаваторах с механическим приводом.

Рис.4. Схема драглайна
1 — наводка; 2 — канат; 3 — блок; 4 — канат; 5 — стрела; 6 — блок; 7 — канат; 8 — ковш драглайна; 9 — канат.
Рабочее оборудование включает стрелу решетчатого типа, ковш драглайна 8, тяговый 9 и подъемный 7 канаты. Подъемный канат огибает головной блок 6 стрелы и навивается на барабан подъемной лебедки. Тяговый канат направляется роликовым устройством (наводкой) 1 и навивается на барабан тяговой лебедки. Ковш подвешен к тяговому и подъемному канатам при помощи цепей, причем между ветвями подъемных цепей установлена распорка, обеспечивающая свободное перемещение ковша при разгрузке. Для того чтобы ковш разгрузить, его опрокидывают, ослабляя разгрузочный канат.
Грейфер (рис.5) применяют для отрывки котлованов, траншей, колодцев и выполнения погрузо-разгрузочных работ. Грейферы, используемые на экскаваторах с гидравлическим приводом, имеют жесткую подвеску. Это позволяет создавать необходимые усилия напора при врезании и эффективно разрабатывать плотные грунты.

Рис.5. Рабочее оборудование грейфера
1 — базовая часть стрелы; 2 — тяга; 3 — гидроцилиндр рукояти; 4 — головная часть стрелы; 5 — рукоять; 6 — поворотная головка; 7 — рама; 8 — ползун; 9 — тяги; 10 — челюсть ковша; 11 — зубья ковша; 12 — оси.
Для навески грейфера используют базовую 1 и головную часть 4 стрелы, связанные тягой 2, и рукоять 5 обратной лопаты. Ковш грейфера состоит из двух челюстей 10 с зубьями 11 и двух тяг 9. В механизм подвески ковша входит рама 7, поворотная головка 6, гидроцилиндр расположенный внутри рамы, и ползун 8. Ширина челюстей ковша зависит от условий использования. Грейферный ковш в зависимости от условий поворота в плане может крепиться к рукояти тремя способами: неповоротным, неполноповоротным и полноповоротным. При любом виде соединения ковш может раскачиваться в продольном и поперечном направлениях.
При копании исходное положение челюстей грейферного ковша — разомкнутое Необходимое напорное усилие создается гидроцилиндрами 3 управления рукоятью. Замыкаются челюсти гидроцилиндром, расположенным внутри рамы. Поворотная головка обеспечивает поворот ковша в горизонтальной плоскости на 180 , что повышает эксплуатационные возможности оборудования.
При отрывке глубоких (до 30 м) колодцев применяют грейферное оборудование на напорной штанге, разработанное для экскаваторов 5-й и 6-й размерных групп.
При оборудовании грейфером экскаватора с механическим приводом на нем монтируют удлиненную решетчатую стрелу (рис.6). Челюсти ковша замыкают тяговым канатом, а высоту изменяют подъемным канатом.

Рис.6. Схема грейфера с механическим приводом
1, 2 — барабаны; 3 — тяговый канат; 4 — подъемный канат; 5 — стрела; 6 — тяги челюстей ковша; 7 — грейфер; 8 — оттяжка.
Недостаток грейферного оборудования с канатным управлением заключается в том, что плотность разрабатываемого грунта зависит от его массы, поэтому основная область их применения погрузо-разгрузочные работы на сыпучих материалах.

Рис. 7. Сменное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов:
а-прямая лопата; б-обратная лопата; в-драглайн, г — грейфер; д — копер для забивки свай; е — грузоподъемный кран; ж — струг; э — рыхлитель грунта
Дополнительно может монтироваться буровое, сваебойное, крановое и другие виды оборудования.
По типу подвески рабочего оборудования (рис. 8) различают экскаваторы с гибкими элементами (преимущественно канатами) для удержания и приведения в действие рабочего оборудования (гибкая подвеска) и с жесткими элементами — преимущественно гидравлическими цилиндрами (жесткая подвеска).

Рис. 8. Классификация экскаваторов по типу подвески рабочего оборудования:
а — с гибкой подвеской; б — с жесткой подвеской 16
Конструктивные особенности рабочих органов определяются их назначением. По основному назначению применяются рабочие органы ковшового, грейферного и рыхлительного типов, однако следует отметить, что экскаваторы, являясь наиболее универсальными из всех строительных машин, имеют более сорока видов сменного рабочего оборудования.
По возможности поворота платформы экскаваторы подразделяют на полно- и неполноповоротные. На полноповоротных экскаваторах поворот рабочего оборудования в плане не ограничен. Неполноповоротные экскаваторы выпускают в качестве навесного рабочего оборудования на колесном тракторе, поэтому угол по ворота поворотной колонки ограничен и составляет 150 — 240°. Для расширения производственных возможностей в настоящее время за рубежом освоен выпуск полноповоротных экскаваторов с поворотной колонкой.
Все одноковшовые экскаваторы, за исключением неполноповоротных, независимо от вида рабочего оборудования и типа подвески имеют одинаковую структурную базу (рис.9), включающую поворотную платформу 5, силовую установку 2, опорно-поворотное устройство 6, ходовое устройство 8, противовес 1, кабину оператора 3, рабочее оборудование 4, 7 и механизмы передвижения и поворота.

Рис.9. Базовая часть одноковшового экскаватора и основные виды сменного рабочего оборудования
1 — противовес; 2 — силовая установка; 3 — кабина; 4, 7 — труба выхлопных газов; 5 — поворотная платформа; 6 — опорно-поворотное устройство; 8 — ходовое устройство
Выбор типа экскаваторов, его модели и вида рабочего оборудования производят исходя из грунтовых и климатических условий, объемов и сроков производства работ, параметров земляных сооружений, дальности транспортирования грунта и ряда других факторов.
Основными положениями при выборе экскаватора также являются: выбор рациональной схемы работы; выбор рациональных технологических параметров забоя; рациональное использование взаимодействующих машин (экскаваторов и самосвалов).
Например, гусеничные экскаваторы рекомендуется применять на сосредоточенных объемах земляных работ, когда не требуются частые перебазировки; при работе на слабых грунтах; при разработке скальных грунтов, где пневматические шины быстро выходят из строя.
Пневмоколесные экскаваторы целесообразно применять на грунтах с высокой несущей способностью и на рассредоточенных объемах работ, а также в городских условиях, где требуется частая перебазировка машин собственным ходом.
Экскаваторы на специальном шасси автомобильного типа целесообразно применять на рассредоточенных работах (строительстве дорог, опор линий электропередачи, трубопроводов и т. п.).
Экскаваторы с навесным рабочим оборудованием на пневмоколесных тракторах целесообразно применять в условиях бездорожья и на рассредоточенных объектах.
Практические занятия:
Определение эксплуатационной производительности одноковшового экскаватора с обратной лопатой.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Какие машины называют одноковшовыми экскаваторами?
2.Назовите главный и основные параметры одноковшовых экскаваторов.
3.Каковы особенности использования в конструкциях одноковшовых экскаваторов пневмоколесных, гусеничных и шагающих ходовых устройств?
4.Для чего применяют грейферное оборудование?
5.Как делается выбор типа экскаваторов?

Тема:11 Землеройно-транспортные машины.
Основные понятия и термины по теме:
План изучения темы:
Скреперы. Бульдозеры. Автогрейдеры.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор (двухосный колесный тягач), включающее отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и систему управления отвалом. Современные бульдозеры являются конструктивно подобными машинами, базовые тракторы и навесное оборудование которых широко унифицированы.
Наиболее распространены бульдозеры с неповоротным отвалом, с поворотным отвалом, бульдозеры-рыхлители, а также бульдозеры-погрузчики.
Бульдозеры с неповоротными отвалами бывают с жесткими (рис. 1, а) и шарнирными (рис. 1, б) толкающими брусьями.

Бульдозер первого типа оборудован отвалом 1, к которому жестко приварены два толкающих бруса 7, охватывающих снаружи базовый трактор 8. Брусья шарнирно установлены на поперечной балке 6, болтами прикрепленной к раме трактора. Спереди к ней также прикреплен подрамник 5, к которому шарнирно через несущую рамку 2 подвешен один гидроцилиндр 3 двойного действия. К гидроцилиндру подведены два рукава высокого давления 4, которые соединяют его с гидросистемой трактора. Она состоит из гидронасоса, гидрораспределителя, гидробака и гидролиний. Подавая давление масла, развиваемое гидронасосом, в одну полость гидроцилиндра, поднимают бульдозерный отвал, в другую — опускают его. Отвал в зоне резания грунта оборудован съемными ножами 9.
Бульдозер второго типа включает в себя прямоугольные толкающие брусья 7, которые с одной стороны шарнирно с помощью упряжных шарниров 18 связаны с тележками 16 трактора, с другой — универсальными шарнирами — с отвалом 1.
Для сохранения определенного положения и резания грунта с минимальными затратами энергии отвал с одной стороны удерживается гидрораскосом 19, с другой — жесткой тягой. Гидрораскос подсоединен к гидросистеме трактора и осуществляет перекос отвала в поперечной плоскости. Бульдозер оборудован двумя гидроцилиндрами 3 подъема — опускания, которые также связаны с гидроприводом трактора.
Гидроцилиндрами подъема — опускания 3 отвал устанавливают в нижнее 7, рабочее II, транспортное III и промежуточные положения.
В качестве базовой машины может быть использован трактор, тягач или специальное шасси. Двигатель 10 трактора через муфту сцепления 11 или гидротрансформатор приводит в действие коробку передач 13 и задний мост 14. Звездочки 15 передают вращение от двигателя гусеницам 17, которые перемещают всю машину вперед или назад.
Кабину 12 размещают преимущественно в задней (у тракторов типа ДТ-75Н, Т-4АП2, Т-170) или в средней (у трактора ДЭТ-250М2) части, а также впереди машины со стороны бульдозерного оборудования (у трактора Т-330).
Бульдозеры с поворотным отвалом (рис. 2) отличаются от бульдозера с неповоротным отвалом тем, что на базовый трактор 5 на упряжных шарнирах 6 крепят охватывающую раму 3. Впереди рамы приварена шаровая опора, на которой установлен отвал 1, поворачивающийся налево или направо по ходу движения машины.

По краям отвала располагают толкатели 2, предназначенные для крепления его к охватывающей раме. Переставляя вручную толкатели в кронштейнах на раме, устанавливают отвал в правое положение по ходу машины, среднее или левое. В’ среднем положении отвала бульдозер выполняет такие же работы, как бульдозер с неповоротным отвалом, при боковых положениях отвала засыпают траншеи или очищают снег. Вертикальные перемещения отвала выполняют гидроцилиндрами подъема- опускания 4. Отвал оборудован средними 8 и крайними 7 ножами.
Бульдозер-рыхлитель (рис. 3) характеризуется тем, что на тракторы, оборудованные бульдозером с неповоротным или поворотным отвалом, сзади навешивают гидравлический однозубый или многозубый рыхлитель. К заднему мосту базового трактора 8 крепят на шпильках опорную раму 7, на которой внизу шарнирно установлена рама 1, а вверху — тяга 5. К тягам шарнирно прикреплена рабочая балка 4 так, что образуется параллелограммный четырехзвенник.

По диагонали четырехзвенника установлены гидроцилиндры 6. В рабочей балке закреплен зуб 3 прямоугольного сечения, на конце которого установлен быстросъемный наконечник 2.
Выдвигая шток гидроцилиндра, поднимают рабочую балку и зуб в верхнее положение, втягивая шток — заглубляют рыхлитель в грунт. Благодаря параллелограммному четырехзвеннику зуб перемещается при подъеме по траектории, близкой к вертикали. На тяжелых бульдозерах-рыхлителях применяют рыхлители, у которых вместо верхней тяги устанавливают гидроцилиндры, обеспечивающие угловые перемещения рабочей балки и зуба для получения больших разрушающих усилий машин.
Бульдозер-погрузчик (рис. 4) агрегатируют с колесным трактором или шасси. На базовом тракторе 1 неподвижно закреплена рама 6, представляющая собой две вертикальные наружные стойки, жестко соединенные между собой. К раме шарнирно подвешивают стрелу 2. Одна сторона стрелы поднимается и опускается в вертикальной плоскости двумя гидроцилиндрами 5. На противоположном конце стрелы на двух шарнирах прикреплена рамка, которая поворачивается относительно стрелы двумя гидроцилиндрами 3. К рамке крепят бульдозерный отвал, погрузочный ковш или другие виды сменного рабочего оборудования.

Скреперы. Автогрейдеры.
Скрепер является самоходной или прицепной (к гусеничному или колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания слоя грунта.
Скреперы предназначены для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов I…IV категорий при инженерной подготовке территории под застройку, планировке кварталов, возведении насыпей, разработке широких траншей и выемок под различные сооружения и искусственные водоемы и др.
Наиболее эффективно скреперы работают на непереувлажненных средних грунтах (супесях, суглинках, черноземах), не содержащих крупных каменистых включений. При разработке скреперами тяжелых грунтов их предварительно рыхлят на толщину срезаемой стружки. Главным параметром скреперов является геометрическая вместимость ковша (м3), которая лежит в основе типоразмерного ряда этих машин.
Скреперы классифицируют:
— по вместимости ковша – на машины малой (до 5м3 ), средней (5…15м3 ) и большой (свыше 15 м3) вместимости;
— по способу загрузки ковша — с пассивной загрузкой (рис. 1) движущим усилием срезаемого слоя грунта, с принудительной загрузкой (рис. 2) с помощью скребкового элеватора;

Рис 1.
Рис 2
— по способу разгрузки ковша — с принудительной разгрузкой при выдвижении стенки ковша вперед (основной способ), со свободной (самосвальной) разгрузкой опрокидыванием ковша вперед по ходу машины;
— по способу агрегатирования с тяговыми средствами — на прицепные (рис. 3.) к гусеничным тракторам и двухосным колесным тягачам; самоходные, агрегатируемые с одноосными (рис. 4.) и двухосными (рис. 5.) колесными тягачами;

Рис. 3.

Рис. 4.

Рис. 5.
— по способу управления рабочим органом — с канатно-блочным (механическим), гидравлическим и электрогидравлическим управлением. Выпускаемые в настоящее время скреперы имеют гидравлическую или электрогидравлическую систему управления рабочим органом, которая обеспечивает принудительное опускание, подъем и разгрузку ковша, изменение глубины резания, подъем и опускание передней заслонки ковша с помощью гидроцилиндров двойного действия. Принудительное заглубление ножей ковша и грунт позволяет довольно точно регулировать толщину срезаемой стружки, сокращать время набора грунта и эффективно разрабатывать плотные грунты.
Рабочий процесс скрепера состоит из следующих последовательно выполняемых операций: резание грунта и наполнение ковша, транспортирование грунта в ковше к месту укладки, выгрузка и укладка грунта, обратный (холостой) ход машины в забой. При наборе грунта ножи опущенного на грунт ковша срезают слой грунта толщиной h, который поступает в ковш при поднятой подвижной заслонке. Наполненный грунтом ковш на ходу поднимается в транспортное положение, а заслонка опускается, препятствуя высыпанию грунта из ковша. При разгрузке ковша заслонка поднята, а грунт вытесняется принудительно из приспущенного ковша выдвигаемой вперед задней стенкой ковша, причем регулируемый зазор между режущей кромкой ковша и поверхностью земли определяет толщину с укладываемого слоя грунта, который разравнивается (планируется) ножами ковша и частично уплотняется колесами скрепера. При холостом ходе порожний ковш поднят в транспортное положение, а заслонка опущена. Для увеличения тягового усилия скрепера при наполнении ковша в плотных грунтах обычно используют бульдозер-толкач.
При наполнении ковша скорость движения скреперов составляет 2…4 км/ч, при транспортном передвижении — 0,5…0,8 максимальной скорости трактора или тягача.
У некоторых моделей скреперов для уменьшения сопротивлений при работе в ковше устанавливают наклонный скребковый конвейер (элеватор), осуществляющий принудительную загрузку срезанного ножом слоя грунта в ковш и его выгрузку. Скреперы с элеваторной загрузкой наиболее рационально используются на сыпучих грунтах при выполнении небольших объемов работ.

Грейдеры и автогрейдеры
Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органом которых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещенный между передним и задним мостами пневмоколесного ходового оборудования.
При движении автогрейдера ножи срезают грунт, и отвал сдвигает его в сторону.
Грейдеры и автогрейдеры нашли широкое применение в дорожном строительстве: для планирования дорожных оснований при сооружении земляного полотна; возведения земляного полотна из боковых резервов в равнинной и слабопересеченной местности (при высоте насыпи до 0,5-0,75 м); послойного разравнивания грунта в насыпях при работе землеройных машин; для устройства водоотводных канав; планировки откосов, обочин, выемок и насыпей; перемещения грунта и дорожно-строительных материалов, ремонта и содержания грунтовых и гравийных дорог; при железнодорожном, мелиоративном, ирригационном и гидротехническом строительстве, а также для очистки дорог и площадей от снега.
Для грейдеров и автогрейдеров рабочий режим характерен низкими скоростями (3-4,5 км/ч). Холостой пробег выполняется при скорости до 15 км/ч, а транспортные скорости достигают 30- 45 км/ч. Грейдеры и автогрейдеры, как правило, работают на захватке длиной 1-2 км (определяется фронтом работ). Прицепные грейдеры разделяют на легкие, средние и тяжелые. Легкие грейдеры имеют отвал длиной 2500-3000 мм, средние 3000-3500, тяжелые 3500-4500 мм; по рабочей массе — легкие 2,6 т, средние 2,96 т, тяжелые 4 т и более; по управлению — с ручным, механическим и гидравлическим приводом; по ходовому оборудованию — с металлическими колесами и с резиновыми автошинами.
Автогрейдеры классифицируют по системе управления рабочим органом (механическая, гидравлическая, комбинированная — редукторно-гидравлическая или пневмоэлектрическая) и по системе ходового оборудования (с двумя и тремя колесными осями). Для всех автогрейдеров установлена основная колесная формула: АХБХВ, где А -число осей с управляемыми колесами; Б — число осей с ведущими колесами, В — общее число осей.
Автогрейдеры используют на грунтах I…III категорий. Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разравнивание и планировка поверхности сооружения.
Современные автогрейдеры конструктивно подобны и выполнены в виде самоходных трехосных машин с полноповоротным грейдерным отвалом, с механической и гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой управления рабочими органами. Подробный состав элементов автогрейдеров приведен на (рис. 6.)

Рис. 6.
Укрупненно каждый автогрейдер состоит из рамы, трансмиссии, ходового устройства, основного и дополнительного рабочего оборудования, механизмов с системой управления и кабины машиниста. Рамы автогрейдеров могут быть жесткими и шарнирно сочлененными. Наличие шарнирно сочлененной рамы обеспечивает повышенную маневренность машины.
Устройство грейдеров. Основным рабочим органом грейдеров является отвал, дополнительными рабочими органами прицепных грейдеров могут быть удлинитель отвала, откосник и планировщик откосов. При перемещении и разравнивании грунта на отвал устанавливают удлинитель, что позволяет разрабатывать участок дороги с более широкой полосой, максимально использовать мощность тягача и повысить производительность.
Основным рабочим органом автогрейдера является отвал. Дополнительное оборудование включает бульдозерный отвал, кирковщик, снегоочиститель, удлинитель отвала, откосник.

Отвал автогрейдера выполнен из листовой стали, согнутой по радиусу, и установлен на тяговой раме. В нижней части укреплен на болтах нижний нож, а по бокам отвала укреплены боковые ножи. Отвал может перемещаться в направляющих с помощью гидроцилиндра, который крепится к одному из двух шаровых пальцев в зависимости от того, в какую сторону необходимо выносить отвал. Для энергоемкости процесса резания грунта и производительности автогрейдера важное значение имеют углы установки отвала.
Угол захвата образуется между продольной осью отвала и продольной осью автогрейдера. Угол захвата определяет ширину захвата полотна дороги, скорость и энергоемкость при вырезании и перемещении грунта вдоль дороги. При зарезании грунта отвалом принимают оптимальный с точки зрения энергоемкости угол захвата (35-45°).
Угол наклона (угол зарезания) определяет поперечный наклон отвала к поверхности земли и устанавливается с помощью механизма подъема и опускания отвала установкой каждого конца отвала на нужную высоту (при зарезании не более 15-20°, а при отделочных работах — 18°).
Угол резания образуется между передней плоскостью ножа и поверхностью грунта. Угол резания определяется видом работы и свойствами грунта (при резании грунта — 30°, при планировании -70°). Для точной и быстрой установки отвала под необходимыми углами рекомендуется применять специальные приборы, например угломер. Все замеры выполняются при полной остановке автогрейдера.
Дополнительными рабочими органами автогрейдера являются: кирковщик (рыхлитель), применяемый для рыхления плотных грунтов и киркования гравийно-щебеночных покрытий при ремонте дорог, бульдозерное оборудование и снегоочиститель.
Рыхлитель-кирковщик может устанавливаться в задней части отвала или в передней части автогрейдера и управляться, с помощью специальных гидроцилиндров. Аналогичным образом на переднем кронштейне хребтовой балки основной рамы устанавливается рабочее обрудование бульдозера и снегоочистителя.
Работа автогрейдера характеризуется двумя режимами: тяговым, или рабочим, и транспортным.
Тяговым или рабочим называют режим работы автогрейдера в процессе резания и перемещения грунта или выполнения других видов работ, транспортным — движение машины с поднятым отвалом на холостом ходу по рабочему участку или при переезде с одного объекта на другой. Тяговый режим характеризуется большим тяговым усилием и малыми скоростями движения автогрейдера, в то время как транспортный — большими скоростями движения и малым тяговым усилием.
При определении сопротивлений, возникающих в рабочем режиме при резании и перемещении грунта автогрейдером, должны быть известны: род грунта и его характеристика; размеры отвала и углы его установки; вес автогрейдера.
Производительность и технологические схемы работы автогрейдера. Производительность автогрейдера определяется его основными параметрами: размерами ножа, мощностью двигателя, тяговым усилием на колесах и условиями работы (характером грунта, технологией работ и т. д.).
Производительность автогрейдера измеряется объемом вырезанного и перемещенного грунта за единицу времени, в километрах или квадратных метрах спрофилированной дороги или площади.
Наибольший экономический эффект дает использование грейдеров и автогрейдеров на возведении насыпей до 0,6-0,7 м. Работа этих машин сводится к выполнению трех основных операций — зарезания, перемещения и разравнивания “грунта, причем перемещение грунта из резерва является одной из основных операций и составляет 65-75% общего числа его проходов. Перемещение и укладку грунта осуществляют способами, указанными на рис.
Возведение насыпи происходит послойно и постепенным наращиванием ее высоты. Если темп потока по возведению земляного полотна намного больше темпа потока по строительству дорожной одежды и уплотнять каждый отсыпанный слой грунта не требуется, валики в насыпи укладывают вприжим без зазора (рис. 7, а), насыпь уплотнится при естественной осадке грунта.

Рис. 7. Схемы укладки валиков грунта в теле насыпи:
а — вприжим без зазора; б — вполуприжим;. в — вразбежку; г — расположение валиков при возведении насыпи
Валики первого слоя грунта укладывают наращиванием от края насыпи к ее оси, при этом первый валик перемещают к краю насыпи и частично разравнивают, второй перемещают через первый, третий — через второй и т. д. (рис. 7, г), с частичным разравниванием каждого валика.
Во втором слое валики укладывают вполуприжим, начиная от оси насыпи к обочине, а последние валики по ширине земляного полотна укладывают вприжим, от разрушающего действия поверхностных и грунтовых вод устраивают водоотводные канавы по бокам дороги.
При профилировании грунтовых дорог из боковых канав вырезают грунт и перемещают его к оси дороги с разравниванием и приданием профилю заданного поперечного уклона.
Эти операции может выполнять и один грейдер или автогрейдер, но лучше когда они работают бригадами по четыре единицы.

Практические занятия:
Определение мощности двигателя траншейного роторного экскаватора на копание грунта.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Для чего предназначены землеройно-транспортные машины?
2.Для чего предназначены скреперы?
3.Для чего предназначены бульдозеры?
4.Как устроен и как работает бульдозер?
5.Для чего предназначены автогрейдеры?
6.Какие виды работ осуществляют автогрейдером?

Тема:12 Бурильные машины
Основные понятия и термины по теме:
Буровой инструмент. Бурильно-крановые машины.
План изучения темы:
Способы бурения. Буровой инструмент. Машины и оборудование вращательно-поступательного бурения.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Бурение – это процесс разрушения грунта с образованием в грунтовом массиве цилиндрических полостей и выносом из них продуктов разрушения на поверхность. При диаметре до 75 мм и глубине до 9 м полости называют шпурами, при больших размерах – скважинами. В строительстве бурение осуществляют для проведения инженерно-геологических изысканий, при разработке грунтом взрывом, при водоснабжении, для установки столбов, дорожных знаков, устройства буронабивных свай.
Всякая ударная бурильная машина должна выполнить шесть различного рода движений:
– удар,
– обратный ход ударного стержня,
– его поворот,
– поступательное движение его вперед по мере углубления отверстия,
– передвижение самой машины вперед,
– ее отодвигание назад.
Первое и второе движение выполняются регулировкой поршней, третье движение происходит с помощью спиральной дорожки, выделанной на поверхности стержня, которой движется стержень по неподвижному шипу, укрепленному в раме машины; четвертое происходит вследствие одинаковой длины поршневого цилиндра машины с величиной передвижения всей машины; пятое и шестое движения производятся руками.
Всякая вращательная буровая машина должна выполнять два действия:
передвигать вперед буровой стержень с зубчатым стальным наконечником, поворачивать его. Первое действие производится особым механизмом, а второе — с помощью двух водостолбовых машин, приводящих в движение бесконечный винт, поворачивающий стержень посредством зубчатого колеса, соединенного со стержнем наглухо.
Все вновь строящиеся буровые машины отличаются от прежних увеличением силы диаметра бурава и уменьшением числа буровых сверл.
Самоходные бурильно-крановые машины широко применяют в городском строительстве при устройстве свайных оснований зданий и сооружений, опор мостов, трубопроводов, линий электроснабжения и связи, колодцев, ограждений, а также при обустройстве дорог, посадке деревьев и кустарников. Они представляют собой совместно действующее бурильное и специальное крановое оборудование, смонтированное на шасси серийных автомобилей и тракторов, привод которого осуществляется от двигателя базовой машины или самостоятельной силовой установки. Бурильным оборудованием проходят способом механического вращательного бурения вертикальные и наклонные скважины в талых и сезонно промерзающих грунтах, а специальным крановым — устанавливают в пробуренные скважины сваи, столбы, железобетонные опоры, блоки колодезных облицовок и другие элементы.
По типу базовой машины бурильно-крановые машины разделяют на автомобильные и тракторные; по принципу действия бурильного оборудования — на машины цикличного и непрерывного действий; по типу привода бурильного и кранового оборудования различают машины с механическим, гидравлическим и смешанным (гидромеханическим) приводами; по виду исполнения бурильно-кранового оборудования — на машины с совмещенным (бурильное и крановое оборудование смонтированы на одной мачте) и раздельным (бурильное оборудование смонтировано на мачте, крановое — на стреле) оборудованием; по возможности поворота рабочего оборудования в плане машины разделяют на неповоротные и поворотные; по расположению рабочего оборудования на базовом шасси — с задним и боковым расположением у неповоротных машин, на поворотной платформе — у поворотных.
Главный параметр бурильно-крановых машин — максимальная глубина разбуриваемой скважины (м). К основным параметрам относятся: диаметр бурения (скважины), угол бурения (угол наклона оси скважины к горизонту), грузоподъемность кранового оборудования.
В качестве сменного бурильного инструмента бурильно-крановых машин используются лопастные, кольцевые и шнековые буры, закрепляемые на конце бурильной штанги, которой сообщается крутящий момент и усилие подачи.
Лопастной бур (рис. 1, а) состоит из корпуса 1 с двумя копающими лопастями в виде двухзаходного винта, забурника 5 и заслонки 2. Лопасти оснащены сменными резцами 4, разрыхляющими грунт и установленными в резцедержателях 3. Забурник, расположенный на конце бурильной головки, задает буру направление и удерживает его на оси бурения. Заслонки препятствуют просыпке грунта при выемке грунта из скважины. Бур крепится к нижнему концу бурильной штанги с помощью пальца. Шнековый (винтовой) бур (рис. 1, б) представляет собой трубчатый остов 9 с винтовыми транспортирующими грунт спиралями в виде сплошной ленты 10. Шнек имеет хвостовик 11 для крепления на конце бурильной штанги. К шнеку крепится сменная бурильная головка 8 с резцами 7 и забурником 6.

Рис. 1. Буры бурильно-крановых машин
Кольцевой бур (рис. 1, в) разрушает грунт по периферии и формирует кольцевую щель, отделяющую керн от массива. Бур состоит из корпуса 12 в виде трубы, на нижней торцевой части которой равномерно расположены кулачки 14 с резцами 15. Поверхность корпуса бура снабжена винтовыми лопастями 13, транспортирующими разрушенный грунт (породу) из кольцевой щели на дневную поверхность. Две отклоняющие планки 16 отбрасывают разрушенный грунт к наружной стенке кольцевой щели.
При бурении скважин в мерзлых грунтах применяют резцы и забурники, армированные твердосплавными пластинками. Бурение скважин осуществляется при вращении бурильного инструмента с одновременным его движением вниз. В процессе бурения скважина необходимой глубины образуется за несколько повторяющихся циклов, каждый из которых включает последовательно выполняемые операции бурения, подъема бурильного инструмента на дневную поверхность, его разгрузку и возврат в забой.
Бурильно-крановая машина (рис. 1) состоит из базового автомобиля 1, специальной рамы, закрепленной на раме автомобиля, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами 8, механической трансмиссии, гидросистемы и электрооборудования. Бурильно-крановое оборудование шарнирно закреплено на кронштейнах специальной рамы и может поворачиваться в продольно-вертикальной плоскости машины гидроцилиндром 2 при установке оборудования в транспортное и рабочее положение. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку. Бурильно-крановое оборудование включает бурильную мачту 5 с оголовком, штангу с бурильным инструментом в виде лопастного бура 6 с забурником 7 и резцами, гидравлический механизм подачи бурильного инструмента на забой и извлечения его из скважины, вращатель штанги и однобарабанную червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренную скважину. Подача и извлечение штанги с бурильным инструментом осуществляется гидроцилиндром двойного действия, смонтированным внутри бурильной мачты. Штанга перемещается по поршню со штоком, закрепленным в верхней части бурильной мачты. Вращатель 5 — гипоидный конический редуктор — приводится в действие от коробки отбора мощности 11 автомобиля через раздаточную коробку 10, управляемый гидроцилиндром фрикцион и карданный вал 9. Привод барабана реверсивной червячной лебедки осуществляется от раздаточной коробки. На барабан лебедки запасован канат грузового полиспаста с крюковой обоймой 4. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бура в зависимости от прочности разрабатываемого грунта, а также реверс бурильного инструмента и барабана лебедки. При работе машина опирается на две выносные опоры с гидродомкратами, разгружающие задний мост базового автомобиля. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, управления фрикционной муфтой и выносных опор обслуживаются шестеренным насосом, приводимым в действие от раздаточной коробки. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется с пульта, расположенного в кузове у рабочего места оператора.

Бурильно-крановая машина БКМ-1501А
Бурильно-крановая машина БКМ-1501А (рис. 1) с поворотным в плане рабочим оборудованием смонтирована на шасси автомобиля КРАЗ-65101 и предназначена для бурения скважин диаметром 0,63 м на глубину до 15 м в талых мерзлых грунтах. На раме базовой машины 3смонтированы насосная станция выносные гидроуправляемые опоры 13 и опорная стойка 2 мачты. На поворотной платформе 8 с роликовым опорно-поворотным устройством 14 размены бурильно-крановое оборудование, лебедка 5 спускоподъемного механизма, гидравлический механизм 6 подъема-опускания мачты, механизм 7 поворота платформы, указатель 12 центра скважины и кабина оператора 10. Поворотное в плане рабочее оборудование обеспечивает быструю его наводку на точку бурения и возможность бурения нескольких скважин с одной позиции мамы, что существенно повышает ее производительность. Буровое оборудование машины включает шарнирно закрепленную на поворотной платформе мачту 1, на которой смонтированы вращатель 9, штанга со сменным буровым инструментом — шнековым буром 11 и гидравлический механизм подачи бурового инструмента на забой и извлечения его из скважины. Подъем мачты в вертикальное (рабочее) и опускание ее в горизонтальное (транспортное) положения относительно оси поворота производятся двумя гидроцилиндрами 7.

Рис. 1. Бурильно-крановая машина БКМ-1501А
На рис. 2 показана кинематическая схема бурильно-кранового оборудования машины БКМ-1501А. Телескопическая штанга 10, на нижнем конце ко торой крепится сменный шнековый бур 11, пропущена через вращатель и шарнирно соединена с вертлюгом 6. Она служит для направленного перемещения штанги. Вертлюг подвешен на канате, сходящем с барабана 3. Вращатель обеспечивает вращение штанги от двух гидромоторов 5 через двухскоростной одноступенчатый редуктор 9.

Рис. 2. Кинематическая схема бурильно-кранового оборудования машины БКМ-1501А
Принудительная подача бурового инструмента в забой производится гидравлическим механизмом зажима и подачи штанги, основным узлом которого является патрон 8, подвешенный к штокам двух гидроцилиндров 7. В процессе бурения патрон зажимает штангу, а гидроцилиндры подают ее в забой. Скорости подачи и вращения бура меняются с помощью гидравлического привода бесступенчато в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта.
Подъем-опускание штанги с буровым инструментом при бурении скважин и выемке грунта обеспечиваются однобарабанной лебедкой, привод барабана 3 которой осуществляется от высокомоментного гидромотора 1 через одноступенчатый планетарный редуктор 4. Лебедка оснащена ленточным тормозом 2.
Поворот платформы с бурильно-крановым оборудованием в плане обеспечивается механизмом поворота, включающим высокомоментный гидромотор, ленточный тормоз и одноступенчатый зубчатый редуктор, на выходном валу которого закреплена поворотная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного круга.
При бурении скважин машина опирается на выносные опоры, каждая из которых снабжена опорным гидродомкратом и гидроцилиндром поворота опоры.
Гидромоторы лебедки, вращателя и механизма поворота, гидроцилиндры подъема-опускания мачты, механизма подачи бурового инструмента, выносных опор и переключения передач вращателя обслуживаются тремя гидронасосами насосной станции, привод которых осуществляется от раздаточной коробки базовой машины через карданный вал и одноступенчатый редуктор. Включение привода насосной станции осуществляется из кабины автомобиля, а управление процессом бурения и установки машины — из кабины машиниста.
Бурильно-крановые машины БМ-205Б и БМ-305А на базе тракторов используются для бурения в талых и сезонно промерзающих грунтах I-IV категорий вертикальных и наклонных скважин и установки свайных фундаментов зданий и сооружений, опор трубопроводов, линий электроснабжения и связи, столбов ограждений и дорожных знаков, а также при посадке деревьев. Они имеют унифицированное бурильно-крановое оборудование и различаются между собой в основном базовым трактором, типом бурильного инструмента, диаметром и глубиной бурения. Бурильно-крановая машина БМ-205Б смонтирована на пневмоколесном тракторе МТЗ-82.1, машина БМ-305А — на гусеничном тракторе ДТ-75. В качестве сменного бурильного инструмента у машины БМ-205Б используются лопастные буры, у машины БМ-305А — короткошнековые буры.
Машина БМ-205Б обеспечивает бурение вертикальных и наклонных скважин диаметром 0,36; 0,5; 0,63 и 0,8 м на глубину до 2 м, машина БМ-305А — диаметром 0,36; 0,5,0,63 и 0,8 м на глубину до 3 м. Обе машины имеют бульдозерное оборудование для выполнения несложных планировочных работ, уборки разбуренного грунта, засыпки ям и траншей. Они способны работать при температуре окружающего воздуха — 40…+ 40 °С.
Технологический цикл изготовления буронабивных свай включает операции бурения ствола скважины под будущую сваю, изготовление и установку каркаса сваи, бетонирование ствола скважины. Защиту стенок скважин от возможного обрушения при проходке скважин в неустойчивых фунтах осуществляют обычно с помощью обсадных не извлекаемых или инвентарных извлекаемых труб, а также избыточным давлением глинистого раствора или воды. Наиболее трудоемкой и продолжительной (55…60 % общего времени цикла) технологической операцией является бурение ствола скважины, которое осуществляется с помощью специальных (бурильных) машин или навесного бурильного оборудования, смонтированного на базе одноковшовых экскаваторов с гидравлическим и механическим приводами.

Бурильная машина БМ-2501-1 (рис. 1) предназначена для бурения вертикальных скважин под защитой обсадных труб диаметром 0,62; 0,75; 0,88; 1,0; 1,18 м и глубиной до 30 м в слабых и обводненных грунтах, а также в не мерзлых устойчивых грунтах I-IV категорий. БМ-2501-1 используется при сооружении буронабивных и буросекущих свай, возводимых в качестве фундаментов и стен в грунте промышленных и транспортных сооружений, в том числе пойменных и русловых опор мостов, несущих подпорных стенок и т. п.
Бурильная машина включает мачту 2, телескопическую штангу 6, лебедку 1, гидромеханический вращатель 8, обеспечивающий две скорости вращения бура (8; 30 мин-1), комплект бурильного инструмента, обсадное оборудование 11, гидроцилиндры подъема-опускания мачты и перемещения вращателя. В комплект бурильного инструмента входит винтовой бур 9, а также бур ковшовый, бур ковшовый скальный, бур винтовой скальный, грейфер штанговый, долото ударное, расширитель, которые значительно увеличивают возможности машины. Ударное долото и грейфер делают возможным преодоление каменистых прослоек.

Рис. 1. Бурильная машина БМ-2501-1
Мачта 2 с оголовком 4 шарнирно крепится в проушинах поворотной платформы и переводится из транспортного положения в рабочее и обратно с помощью гидроцилиндров 10. Положение оголовка с отводными блоками 5 регулируются канатом 3. Подача вращателя с бурильным инструментом на забой осуществляется с помощью длинноходового цилиндра 7 (ход подачи 4,7 м). Усилие подачи бурильного инструмента составляет 250 кН, извлечения — 90 кН. Скорость подъема-опускания бурильного инструмента не менее 40 м/мин. Вращатель можно использовать также для задавливания обсадных труб без использования обсадного стола, при этом усилие погружения и извлечения обсадных труб вращателем достигает 250. ..280 кН, с обсадным столом усилие увеличивается до 640 кН.
Наличие на машине дополнительной лебедки грузоподъемностью 7 т позволяет обходиться без подъемного крана при монтаже-демонтаже обсадных труб, установке арматурных каркасов.
Для облегчения работы обслуживающего персонала на машине используется механизированная разгрузка винтового бура путем обратного ускоренного вращения с частотой 150 мин-1. Перевод машины из транспортного в рабочее положение производится оператором не выходя из кабины.
Бурильная машина может эксплуатироваться в районах с умеренным климатом в интервале температур окружающей среды — 40 …+ 40 °С.
Практические занятия:
Определение эксплуатационной производительности скрепера.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Что такое бурение?
2.Как называют сооружения, образованные бурением?
3.Перечислите способы бурения.
4.Перечислите виды бурового инструмента.
5.Как устроена машина и как работает машина для бурения шпуров?
6.Для чего предназначены, как устроены и как работает бурильно-крановые машины на базе грузовых автомобилей?

Тема:13 Машины и оборудование для погружения свай.
Основные понятия и термины по теме:
Копры и копровое оборудование. Свайные молоты.
План изучения темы:
Способы устройства свайных фундаментов. Копры и копровое оборудование. Свайные молоты. Вибропогружатели и вибромолоты.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Для устройства свайных фундаментов применяют забивные, винтовые и набивные сваи. Два первых типа свай изготовляют на заводах, а третий устраивают на месте из монолитного железобетона или в сочетании со сборными элементами заводского изготовления. В настоящее время на стройках нашей страны массовое применение {более 90 % от общего объема применяемых свай) получили главным образом забивные железобетонные сваи квадратного сечения 0,2 X 0,2…0,4 X0,4 м длиной до 20 м .Сваи заводского изготовления погружают в грунт приложением внешней вертикальной или наклонной нагрузки (забивные сваи) или в сочетании ее с парой сил, действующих в перпендикулярной плоскости (винтовые сваи)..
Для интенсификации процесса погружения забивных свай реализуются два основных направления: создание технических средств, с помощью которых можно обеспечить требуемые для погружения свай нагрузки при уменьшенной массе оборудования, и средств, изменяющих силовое взаимодействие сваи с грунтом по разделяющим их поверхностям и уменьшающим тем самым сопротивляемость грунта погружению сваи, что в конечном счете приводит к снижению требуемых внешних нагрузок. В первом случае применяют сваебойное оборудование — свайные молоты, которые передают свае ударную нагрузку. Ударный метод погружения свай широко применяют в строительстве, практически а любых грунтовых условиях, кроме скальных.
Копры и копровое оборудование. Сваи заводского изготовления погружают в грунт с помощью копров, перемещающихся по свайному нолю на собственном, обычно рельсовом, ходу. Копры служат для подъема и установки свай перед погружением в требуемой точке свайного поля и обеспечения их направления при погружении вместе с погружателем.
Копер состоит из нижней рамы / ( 5.1) с ходовыми тележками 2, поворотной платформы 6, опирающейся на нижнюю раму через опорно-поворотное устройство, с расположенными на ней силовой установкой (обычно электрической), механизмами (втом числе одной или двумя лебедками для подъема и установки в рабочее положение сваи и ногружателя), органами управления, кабиной и противовесом, мачты 3 и механизмов 4 и 5 для изменения ориентации мачты относительно платформы. В зависимости от принятой технологии работ копер комплектуют свайными молотами, вибропогружателями или вибромолотами. Базовая часть копра — нижняя рама, ходовые устройства, поворотная платформа с опорно-поворотным устройством, а также грузоподъемные механизмы по своему устройству и принципу работы сходны с аналогичными узлами самоходных кранов.
Рабочий процесс копра состоит из его передвижении к месту установки сваи, се строповки, подтягивания, установки на точку погружения по предварительно выполненной разметке, выверке правильности ее положения, закрепления на свае наголовника, предохраняющего ее от разрушения при ударном погружении, установку на сваю погружателя, расстроповку сваи, ее погружение с последующей выверкой направления, подъем погружателя и снятие с погруженной сван наголовника. Для передвижения копра ИСПОЛЬЗУЮТ собственное ходовое оборудование- Если размеры и конфигурация свайного поля таковы, что с одной установки рельсового пути нельзя погрузить в грунт все сван, то для работы используют несколько копров, работающих каждый на своем рельсовом пути, или перекладывают рельсовый путь после выполнения работ с прежней его установки. После перемещения копра его надежно стопорят стояночными тормозами или другими устройствами.
Для правильной установки сваи и ее фиксирования в требуемом начальном положении мачту оборудуют упорами, иногда захватами в ее нижней части. Для наводки сваи на требуемую точку свайного поля требуется две степени свободы мачты. Обычно это достигается поворотом платформы и изменением вылета мачты. Еще одна степень свободы нужна для корректировки направления последующего движения сваи в процессе ее погружения.
В промышленном и гражданском строительстве широко применяют копровое оборудование, навешиваемое на различные базовые машины (тракторы, автомобильные краны, одноковшовые экскаваторы). Отечественная промышленность выпускает копровое оборудование для работы со сваями длиной 3…12 м.
Свайные молоты. Как уже отмечалось, свайные молоты применяют для погружения свай в грунт ударом. Свайный молот включает в себя как обязательные части ударник, (падающую или ударную часть) и наковальню, или шабот (неподвижную часть, жестко соединенную с головой сваи). Кроме того, в состав свайного молота входят устройства для привода (подъема) ударной части и ее направления. Различают механические, паровоздушные, дизельные и гидравлические свайные молоты.
Механический м о л о т является простейшим механизмом, представляющим собой металлическую отливку массой до 5 Мг, сбрасываемую на погружаемую сваю. Отливку поднимают вдоль мачты копра канатом подъемной лебедки, откуда ее сбрасывают на сваю, отсоединяя от каната специальным расцепляющим устройством или отключением барабана лебедки от трансмиссии. Из-за низкой производительности (4…12 ударов в 1 мин) механические молоты применяют в основном при незначительных объемах свайных работ.
Паровоздушный молот представляет собой пару цилиндр — поршень. В молотах одиночного действия поршень 3 через шток 2 соединяется с наголовником сваи, а ударной частью является цилиндр 4, направляемый поршнем. Под действием сжатого воздуха или пара, подаваемого в поршневую полость цилиндра от компрессорного или паросилового оборудования, цилиндр поднимается вверх, а после перекрытия впускного трубопровода и соединения поршневой полости с атмосферой цилиндр падает, ударяя по наголовнику сваи. Управляют впуском и выпуском сжатого воздуха (пара) вручную, полуавтоматически и автоматически. Молоты с автоматическим управлением работают с частотой ударов 40…50 мин»‘.
Гидравлический м о л о т работает по схеме паровоздушного молота двойного действия с тем отличием, что вместо воздуха или пара в рабочий цилиндр подается жидкость, для чего сваебойный агрегат с гидравлическим молотом оборудуют насосной установкой. Для придания ударной части ускорения в момент удара к насосу подсоединяют гидравлический аккумулятор, который подзаряжается во время обратного хода поршня. Наибольшее распространение в строительстве получили дизельные молоты, работающие независимо от внешних источников энергии в режиме двухтактного дизеля. Различают дизель-молоты с направляющими штангами — штанговые и с направляющим цилиндром —трубчатые.
Вибропогружатели и вибромолоты. Вибропогружатель представляет собой возбудитель направленных колебаний вдоль оси сваи. Соединяясь со сваей посредством наголовника, он сообщает ей возмущающее периодическое усилие, которым преодолеваются сопротивления погружению сван в грунт. Погружение сваи будет обеспечено, если это усилие вместе со статической пригрузкой больше указанных сопротивлений. В противном случае энергия вибровозбудителя будет расходоваться на упругое деформирование сваи и прилегающей к ней зоны грунта без совершения полезной работы.
Вибромолоты отличаются от вибропогружателей способом соединения корпуса вибровозбудителя с наголовником, через пружинные амортизаторы, которые позволяют корпусу вибровозбудителя совершать колебания с большими размахами, отрываясь от наголовника и ударяя бойком по наковальне при обратном движении. Вибромолоты применяют также для выджергивания свай и шпунтов, для чего используют наголовники, у которых наковальню располагают над ударной частью, а вибромолот переварачивают на 1800.
Практические занятия:
Определение эксплуатационной производительности бульдозера.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Какие типы свай используют для устройства свайных фундаментов?
2.Для чего предназначены копры?
3.Перечислите виды свайных молотов?
4.Для чего предназначены вибропогружатели?
5. Для чего предназначены вибромолоты?

Тема:14 Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.
Основные понятия и термины по теме:
Бетоно-и растворосмесительные заводы и установки.
План изучения темы:
Дозаторы. Смесители. Бетоно-и растворосмесительные заводы и установки.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Бетон представляет собой искусственный каменный материал, полученный из смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок после ее формования и твердения. Строительные растворы не имеют в своем составе крупного заполнителя. До формования указанные полуфабрикаты называют бетонной и растворной смесью. По виду вяжущих веществ эти смеси делятся на цементные, силикатные, гипсовые и смешанные. Вяжущие материалы и вода — это активные составляющие, между которыми происходит химическая реакция, и после твердения смесь превращается в камнеподобное тело. Заполнители (песок, щебень) в реакции не участвуют. Они образуют жесткий скелет бетона. В целях экономии цемента зерновой состав смеси должен быть с минимальным объемом пустот при наименьшей поверхности частиц. Прочность бетона характеризуется пределом прочности на сжатие стандартных образцов в 28-суточном возрасте естественного твердения — так называемой «маркой» бетона (от 7,5 до 60,0 МПа). Прочность бетона зависит от количества и качества цемента, водоцементного отношения, качества смешивания, условий транспортирования, качества уплотнения и условий твердения.
Бетонная смесь должна сохранять однородность при транспортировании и иметь необходимую удобоформуемость — способность заполнять форму при данном способе уплотнения. Удобоформуемость смеси оценивается ее подвижностью или жесткостью. Бетонная смесь, способная растекаться и заполнять форму под влиянием собственных сил тяжести или небольшого механического воздействия, называется подвижной. Подвижность смеси характеризуется величиной осадки в сантиметрах отформованного из нее конуса в специальном приборе. Жесткость бетонной смеси определяется по времени вибрации в секундах, необходимого для растекания предварительно отформованного из нее конуса в форму-куб, на лабораторной виброплощадке с частотой колебаний 3000 в минуту и амплитудой 0,5 мм. Подвижность растворной смеси оценивается глубиной погружения в нее в сантиметрах специального стандартного конуса. Применение жестких смесей позволяет получить бетон более высокого качества (или сократить расход цемента) и уменьшить сроки твердения. Однако такие смеси труднее изготовляются, уплотняются и транспортируются по трубам и шлангам, вследствие чего иногда приходится переходить на более подвижные смеси.
Бетонные и растворные смеси приготовляют путем механического перемешивания их компонентов в смесительных машинах — бетоно и растворосмесителях. Качество смеси определяется точностью дозировки компонентов и равномерностью их распределения между собой по всему объему смеси. Для равномерного распределения компонентов смеси между собой в общем объеме замеса частицам материала сообщаются траектории движения с наибольшей возможностью их пересечения. Смешивание компонентов в однородную смесь является достаточно сложным технологическим процессом, который зависит от состава смеси, ее физико-механических свойств, времени смешивания и конструкции смешивающего устройства.
Технологический процесс приготовления смесей включает последовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную машину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси.
Смесители классифицируют по трем основным признакам: характеру работы, принципу смешивания, способу установки.
По характеру работы различают смесительные машины периодического (цикличного) и непрерывного действия. В смесителях цикличного действия (рис. 1) перемешивание компонентов и выдача готовой смеси осуществляется отдельными порциями. Каждая новая порция компонентов бетона или раствора может быть загружена в смеситель лишь после того, как из него будет выгружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания.
В смесителях непрерывного действия (рис. 2) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществляются одновременно и непрерывно. От дозированные компоненты непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются лопастями при продвижении от загрузочного отверстия к разгрузочному. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства. Смесители непрерывного действия наиболее целесообразно применять для приготовления больших объемов бетонной или растворной смеси одной марки.

Рис. 1. Принципиальные схемы смесителей цикличного действия (стрелками указано направление движения материалов):
а — гравитационных (барабанных); б — принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами (тарельчатых); в — принудительного действия с горизонтально расположенными смесительными валами (лотковых) — вверху одновальные, внизу двухвальные;
l — положение смешивания; ll — положение разгрузки; 1 — барабан (корпус); 2 — лопасти; 3 — смесь; 4,6- разгрузочное и загрузочное отверстия; 5 – центральный стакан

Рис. 2. Принципиальные схемы смесителей непрерывного действия:
а — гравитационные; б — принудительного действия;
1 — загрузочное отверстие; 2 — барабан; 3 — лопасти; 4 — разгрузочное отверстие; 5 — опорные ролики; 6 — лопастной вал; 7 — корпус; → — направление вращения барабана или смесительного механизма; — → — направление движения материалов
Главным параметром смесительных машин цикличного действия является объем готового замеса (л), выданный за один цикл работы, смесителей непрерывного действия — объем готовой продукции (м3), выдаваемой машиной за 1 ч работы.
По принципу смешивания компонентов различают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) с принудительным смешиванием (принудительного действия). В смесите принудительного действия орбиты составляющих имеют вынужденный характер, в гравитационных — свободный. Гравитационный смеситель вращается относительно горизонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с лопастями на внутренней поверхности (рис. 1, а; 2, а). Лопасти непрерывно подхватывают и поднимают компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они свободно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; смешивание происходит в результате столкновения падающих потоков компонентов. Во избежание возникновения центробежных сил, препятствующих свободной циркуляции смеси внутри барабана, частота его вращения обычно не превышает 0,3…0,4 с-1. В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перемешиваются в неподвижном барабане или чаше горизонтальными, наклонными или вертикальными лопастными валами или лопастным ротором, вращающимися внутри смеситель емкости. Смесители с горизонтальными смесительными валами называют лотковыми (рис. 1, в), с вертикальными валами — тарельчатыми (рис. 1, б).
По способу установки смесители подразделяются на передвижные и стационарные. Передвижные смесители используются при небольших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточеных объектах, а стационарные входят в состав технологических линий бетонорастворосмесительных установок средней и большой производительности бетонных и растворных заводов.
Растворосмесители цикличного действия предназначены для приготовления строительных растворов (цементных, известковых, глиняных, гипсовых, шлаковых и сложных) при выполнении каменных, изоляционных, штукатурных, монтажных и кровельных работ и представляют собой машины с принудительным смешиванием компонентов раствора неподвижной емкости горизонтальным или вертикальным лопастным валом (лопастные смесители) или быстроврашающимся лопастным ротором (турбулентные смесители). Передвижные растворосмесители имеют объем готового замеса 30,65,125 и 250 л, а стационарные — 400, 800 и 1200 л. Стационарными растворосмесителями комплектуют автоматизированные растворные узлы и заводы.
Передвижные малогабаритные растворосмесители цикличного действия (рис. 1) с объемом готового замеса 30 и 65 л применяют на объектах с небольшой потребностью в растворе (до 2,6…3,0 м3/ч), устанавливают в непосредственной близости от места укладки смеси и перемещают в пределах строительной площадки и рабочего места на колесах. Такие растворосмесители не имеют устройств для дозирования и механической загрузки компонентов. Применение растворосмесителей наиболее рационально для приготовления растворов из сухих смесей при производстве отделочных работ. Малые габариты машин позволяют эксплуатировать их в помещениях.
Растворосмесители СО-23В, МРБС-100 иСР-100 с объемом готового замеса 65 л выполнены по единой конструктивной схеме и имеют мало различий. Они предназначены для приготовления строительных растворных смесей с подвижностью не менее 5 см, определяемой по ГОСТ 5802-86, и бетонов. К преимуществам смесителей относятся большая активность процесса перемешивания, что предотвращает комкование смеси и позволяет готовить гипсовые и известково-гипсовые растворы.

Рис. 1. Передвижной малогабаритный растворосмеситель цикличного действия: 1 – смесительный барабан; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4- механизм поворота (наклона) барабана; рама с ходовой частью
Цикличные смесители принудительного действия лоткового типа выпускают передвижными и стационарными. Передвижные смесители используются, как индивидуальные установки на объектах с небольшими объемами работ предназначены для приготовления различных растворов с крупностью заполнителей до 5 мм.
Растворосмесители непрерывного действия применяют для непрерывного приготовления из сухой растворной смеси кладочной, штукатурной или облицовочной растворной смеси (известковой, цементной, цементно-известковой, известково-гипсовой) подвижностью не ниже 8 см с крупностью частиц до 2,5 мм.
Растворосмесители, работающие на сухих смесях, обеспечивают постоянное качество раствора. Сухие смеси на основе известкового, цементного и гипсового вяжущего централизованно готовят на специализированных заводах и поставляют на строительные площадки в мешках, бункерах, капсулах смесовозами и цементовозами. Такие смесители наиболее целесообразно использовать в комплексах для устройства наливных полов, в высокопроизводительных штукатурных агрегатах и станциях, работающих на сухих смесях и обеспечивающих комплексную механизацию по приему сухих смесей, их переработке, перекачиванию готового раствора и его нанесению на обрабатываемую поверхность.
В строительстве нашли широкое применение смеситель Т-100 производительностью 3 м3/ч и две одинаковые по конструкции модели смесителей непрерывного действия: СО-201 (рис. 1) производительностью 1,5 м3/ч и СО-211 производительностью 3 м3/ч.

Рис. 1. Смеситель СО-201

Каждый смеситель состоит из приемного бункера 4, привода 7, шнека-дозатора 2 с приспособлением для рыхления сухого материала, смесительной цилиндрической камеры (трубы) 1 с выгрузочным окном, лопастного смесительного вала, помещенного в трубе и соединенного со шнеком-дозатором, вододозировочного устройства 3 с регулятором подвижности смеси и прибора для измерения расхода воды, рамы с колесами 5 и электрооборудования 6. Привод шнека-дозатора и лопастного вала осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу.
Принцип действия таких смесителей заключается в следующем: сухая смесь загружается в приемный бункер и шнеком-дозатором подается в смесительную камеру, где смешивается с водой, равномерно подаваемой в емкость через систему дозирования для получения раствора требуемой консистенции. Винтовые лопасти смесителя обеспечивают передвижение смеси вдоль оси смесительной камеры к выгрузочному окну.
При небольших объемах работ смесители используют как самостоятельно действующие машины и загружают сухой смесью вручную.
Стационарные цикличные бетоносмесители принудительного действия предназначены для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей и строительных растворов. Материалы смешиваются путем принудительного воздействия на смесь лопастей, сообщающих частицам самые разнообразные траектории движения. К преимуществам бетоносмесителей принудительного действия по сравнению с гравитационными относятся большие активность и качество процесса перемешивания, предотвращение комкования смеси, к недостаткам — сложность конструкции и высокая металлоемкость машин, ограниченное применение крупных заполнителей, значительный износ рабочих поверхностей, большая энергоемкость процесса перемешивания.
Бетоносмесители принудительного действия разделяются на тарельчатые и лотковые. Тарельчатые бетоносмесители — это машины роторного типа с вертикально расположенными валами, лотковые — двухзальные машины с двумя горизонтальными лопастными валами.
Стационарные цикличные бетоносмесители роторного (тарельчатого) и лоткового типов используются в качестве встроенного оборудования в технологических линиях бетонорастворных заводов и установок, бетоносмесительных цехов заводов сборных железобетонных изделий и предназначены для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.
В ротором бетоносмесителе (Рис. 1) компоненты смеси перемешиваются в кольцевом рабочем пространстве неподвижной чаши 1 лопастями 2 ротора 3, вращающегося с частотой 0,5…0,6 с-1. Смешивающие лопасти крепятся к ротору с помощью пружинных (рессорных) амортизаторов 4 на разном удалении от оси его вращения, а их рабочие поверхности расположены под различными углами к траектории своего движения. Такая схема установки лопастей, создающих при своем движении продольные и поперечные потоки смешиваемых компонентов, обеспечивает интенсивное и качественное перемешивание смеси любой консистенции.

Рис. 1 . Принципиальная схема цикличного роторного бетоносмесителя
Амортизаторы позволяют лопастям поворачиваться при попадании между ними и днищем крупных кусков заполнителя. В смесительном устройстве помимо смешивающих лопастей имеются наружная и внутренняя очистные лопасти, прикрепляемые к ротору жестко. Внутренняя поверхность чаши футерована износостойкой сталью. В донной части чаши имеется разгрузочный люк, перекрываемый затвором с рычажным или пневматическим приводом.
Стационарные цикличные гравитационные бетоносмесители применяют на бетонных заводах, централизованно снабжающих товарным бетоном объекты с большим объемом потребления, в бетоносмесительных цехах заводов сборных железобетонных изделий и в бетоносмесительных установках. Они выпускаются объемом готового замеса 500,1000 и 3000 л и выполняются с наклоняющимися двухконусными смесительными барабанами и гидравлическим или пневматическим приводом механизма опрокидывания барабана.
У стационарных цикличных гравитационных бетоносмесителей загрузка компонентов и выгрузка готовой смеси механизированы и осуществляются при вращающемся барабане.
Бетоносмеситель СБ-91В (Рис. 1) объемом готового замеса 500 л предназначен для приготовления подвижных бетонных смесей и используется в бетоносмесительных установках производительностью до 20 м3/ч. Бетоносмеситель состоит из рамы 4, смесительного барабана 2, траверсы 7, приводных механизмов вращения 6 и опрокидывания 5 смесительного барабана, электрооборудования, аппаратуры пуска, защиты и управления. Траверса со смесительным барабаном опирается на две стойки 3 рамы, в одной из которых смонтирован гидравлический механизм (гидроцилиндр с рычагом) опрокидывания смесительного барабана при разгрузке. Гидроцилиндром, соединенным с одной из цапф 1 траверсы, через рычаг осуществляется поворот траверсы вместе со смесительным барабаном при переводе барабана из положения приготовления смеси в положение выгрузки и обратно. На внутренней поверхности конусов смесительного барабана, облицованных футеровкой, закреплены шесть смешивающих лопастей. Вращение барабану с частотой 18 мин-1 сообщается от электродвигателя через цилиндрический двухступенчатый редуктор. Гидропривод механизма опрокидывания барабана состоит из масляного бака, гидронасоса, гидрораспределителя, фильтра, клапанной аппаратуры и соединительных трубопроводов.

Рис. 1 . Смеситель СБ-91В
Машины и оборудование для транспортирования бетонных и растворных смесей.
Для транспортирования товарных бетонных и растворных смесей на расстояния более 1 км от смесительных установок и заводов на строительные объекты применяют специализированные автотранспортные средства на базе шасси грузовых автомобилей — авторастворовозы, автобетоносмесители и автобетоновозы, оснащенные технологическим оборудованием для предотвращения потерь и сохранения качества смесей в пути следования. В некоторых случаях жесткие смеси перевозят в специально оборудованных автосамосвалах. На крупных стройках смеси перевозят в бункерах, бадьях, контейнерах, установленных в кузовах автомобилей или на железнодорожных платформах. Транспортирование смесей к месту укладки на небольшие расстояния во внутрипостроечных условиях осуществляется наиболее эффективно средствами трубного транспорта — бетоно и растворонасосами, бетоно — и растворонагнетателями. При транспортировании по трубам обеспечивается непрерывность перемещения смеси в горизонтальном и вертикальном направлениях, сохраняется качество смеси и сводятся к минимуму ее потери. Трубный транспорт позволяет доставлять смеси в труднодоступные места и вести работы по их укладке в стеснённых условиях.
На качество смесей, перевозимых специализированным автотранспортом, влияют продолжительность перевозки, температура смеси и окружающей среды, состояние дорожного покрытия.
Авторастворовозы (рис. 1) применяют для транспортирования со скоростью до 65 км/ч качественных строительных растворов различной подвижности (5…13 см) с механическим побуждением в пути следования и порционной выдачи смеси на строительных объектах в приемные емкости растворонасосов, штукатурных агрегатов и станций, промежуточные расходные бункера и бадьи. Перемешивание раствора в пути следования обеспечивается шнековыми или лопатными побудителями, порционная выдача раствора — шиберными отсекателями (заслонками). Побудители и отсекатели имеют гидравлический привод. Авторастворовозы оборудуются бортовым устройством промыва цистерны водой, подогреваемой выхлопными газами, что облегчает уход за цистерной и препятствует нарастанию скелетного остатка на ее стенках. Они работают при температуре окружающей среды — 20…+40 °С.

Рис. 1. Авторастворовоз

Рис. 2. Цистерна с побудителем авторастворовоза 581430: 1 — цистерна; 2 — лопастной вал (побудитель); 3 — стойка; 4 — лопасть; 5 – подшипник
Главным параметром авторастворовозов является полезная вместимость цистерны или объем перевозимой смеси (м3).
Авторастворовоз 581430 предназначен для перевозки, побуждения и порционной выдачи строительных растворов различных марок и консистенций на строительных площадках. В процессе доставки сохраняются физико-механические свойства строительной смеси.
В комплект оборудования входит горизонтально установленная цистерна полезной вместимостью 2,2 м3 с развернутой верхней образующей, внутри которой имеется одновальный лопастной побудитель со спиралеобразной лопастью (рис. 2) для перемешивания раствора во избежание его расслаивания при транспортировке. Раствор загружается в цистерну сверху при открытых откидных двустворчатых крышках. Разгружается раствор через разгрузочное устройство, снабженное пневмоуправляемой шиберной заслонкой и разгрузочными лотками. К разгрузочному устройству шарнирно прикреплен дополнительный поворотный лоток.
Лопастной вал побудителя приводится во вращение с частотой 5…15 мин-1 от гидромотора через закрытую зубчатую передачу. Привод насоса гидросистемы осуществляется от двигателя базовой машины через коробку отбора мощности. При вращении вала побудителя по часовой стрелке осуществляется побуждение растворной смеси, предупреждающее ее расслаивание. При вращении в обратную сторону побудитель обеспечивает подачу растворной смеси к разгрузочному устройству.
Управляют работой побудителя с помощью гидрораспределителей как с панели управления, так и из кабины водителя.
Механическая система разгрузки цистерны с управляемой шиберной заслонкой позволяет выдавать раствор порциями и за один рейс машины обслуживать несколько строительных объектов.
Автосмесевозы предназначены для доставки силосов с сухими строительными смесями на строительные объекты и самостоятельной погрузки-выгрузки силосов. Кроме силосов на базовые шасси могут быстро (за 10…15 мин) устанавливаться другие сменные модули: цистерны, контейнеровозы, самосвальное оборудование и т. п.
Конструкция автосмесовоза позволяет самостоятельно манипулировать спуском-подъемом как пустых, так и груженых силосов; смесевоз обслуживается одним водителем-оператором.
Применение сухих смесей имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными технологиями строительства, а именно: смеси узко специализированы, т. е. каждая смесь предназначена для определенного вида работ (заливка полов, штукатурка, кирпичная кладка и т.д.) и имеет соответствующие добавки, что повышает качество выполняемых работ; готовые сухие строительные смеси могут длительное время храниться в силосах на строительных площадках в неизменном виде и вырабатываться по необходимости; силосы обеспечивают сохранность сухих строительных смесей при транспортировке и хранении заводах, базах и строительных площадках, а дополнительные устройства позволяют дозировать и непрерывно подавать сухие строительные смеси к месту приготовления и использования готовых строительных смесей.
Схема работы автосмесевоза показана на рис. 1. Наиболее эффективна работа автосмесевоза при использовании его с дополнительным навесным оборудованием, включающем универсальную штукатурную машину для готовой штукатурки, пневматическую транспортную установку для всех видов раствора, смеситель непрерывного действия.

Рис. 1. Схема рабочего цикла автосмесевоза
Автобетоносмесители применяют для приготовления бетонной смеси в пути следования от питающих отдозированными сухими компонентами специализированных установок к месту укладки, для приготовления бетонной смеси непосредственно на строительном объекте, а также для транспортирования готовой качественной смеси с побуждением ее при перевозке. Они представляют собой гравитационные реверсивные бетоносмесители с грушевидным смесительным барабаном, установленные на шасси грузовых автомобилей, специальных шасси автомобильного типа или на полуприцепах, агрегатируемых с трехосными тягачами.
Смесительные барабаны имеют постоянный угол наклона оси (10…15°) к горизонту. Внутри смесительных барабанов установлены двухзаходные винтовые лопасти, обеспечивающие загрузку и перемешивание бетонной смеси при вращении барабана в одну сторону и выгрузку готовой смеси при вращении барабана в обратном направлении (реверсе).
Для загрузки смесительного барабана компонентами смеси или бетонной смесью, а также выгрузки смеси из смесительного барабана на место укладки автобетоносмесители оборудуются лотковыми загрузочно-погрузочными устройствами. Для обеспечения технологического процесса приготовления бетонной смеси из сухих компонентов, предварительно загруженных в смесительный барабан, а также промывки барабана и узлов автобетоносмесителя от остатков бетонной смеси автобетоносмеситель снабжен системой водопитания с баками для воды, аппаратурой для подачи воды под давлением и ее дозирования.
Технологическое оборудование отечественных автобетоносмесителей имеет мало различий и максимально унифицировано. Автобетоносмесители способны работать при температуре окружающего воздуха — 30°…+ 40 °С. Максимальная скорость загруженных автобетосмесителей при движении по дорогам в технологическом режиме составляет не более 60 км/ч.
Главным параметром автобетоносмесителей является вместимость смесительного барабана по выходу готовой смеси (м3).
Автобетоносмеситель 581412 (рис. 1) с объемом готового замеса 5 м3 смонтирован на шасси 1 грузового автомобиля КамАЗ-55111. Рабочее оборудование автобетоносмесителя включает раму 9, смесительный барабан 4 с загрузочно-разгрузочным устройством, механизм 3 вращения барабана, дозировочно-промывочный бак 2, водяной центробежный насос, систему управления оборудованием с рычагами 10, 12 и контрольно-измерительные приборы 11. Смесительный барабан имеет три опорные точки и наклонен к горизонту под углом 15°. Загрузочно-разгрузочное устройство состоит из загрузочной 5 и разгрузочной 6 воронок, складного лотка 7 переменной длины и поворотного устройства 8. Лоток может поворачиваться при разгрузке в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в вертикальной плоскости на угол до 60°.

Рис. 1. Автобетоносмеситель 581412
Автобетоносмесители на полуприцепе представляют модифицированный вид автобетоносмесителей, которые позволяют транспортировать и готовить бетонную смесь в пути следования или по прибытии на строительный объект.
Технологическое оборудование автобетоносмесителей (рис. 3) смонтировано на полуприцепе ЧМ ЗАП-8001, соединяемом сцепным устройством с трехосными седельными тягачами различных моделей: КамАЗ, МАЗ, «Татра», «Ивеко», «Мерседес-Бенц».

Рис. 3. Автобетоносмеситель на полуприцепе
Полуприцеп имеет две выносные опоры, на которые бетоносмеситель устанавливается по прибытии автопоезда на строительный объект, до тех пор, пока автотягач не доставит очередной загруженный полуприцеп и не заберет для загрузки освободившийся.
Автобетононасосы предназначены для подачи свежеприготовленной бетонной смеси с осадкой конуса 6…12 см в горизонтальном и вертикальном направлениях к месту укладки при возведении сооружений из монолитного бетона и железобетона. Они представляют собой самоходные мобильные бетонотранспортные машины, состоящие из базового автошасси, бетононасоса с гидравлическим приводом и шарнирно сочлененной стрелы с бетоноводом для распределения бетонной смеси в зоне действия стрелы во всех ее пространственных положениях.
Практические занятия:
Определение производительности ковшового элеватора
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Из каких компонентов приготавливают бетонные смеси и строительные растворы?
2.Каки типы машин и оборудования используют для приготовления бетонных смесей и строительных растворов?
3.Назовите основные типы смесителей и назовите предпочтительные объекты их применения.
4.Перечислите работы, сопутствующие приготовлению бетонных и растворных смесей. Какая технологическая схема используется при большой удаленности строительного объекта от смесительного предприятия?

Тема:15 Машины и оборудование для отделочных работ.
Основные понятия и термины по теме:
План изучения темы:
Машины и оборудование для штукатурных работ.
Машины и оборудование для отделки полов.
Машины и оборудование для малярных работ.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Машины для штукатурных работ
Идустриализация строительства и повышение степени готовности элементов конструкций с последующей их сборкой на строительной площадке обеспечивают значительное снижение трудоемкости послемонтажных работ при массовом строительстве. Однако трудоемкость послемонтажных работ все еще велика и составляет около 30 % общих трудовых затрат, а их стоимость достигает 20 % общей стоимости строительства. Это в значительной степени является следствием того, что при выполнении отделочных работ в условиях строительного объекта применяется еще мною ручного труда.
При выполнении штукатурных и облицовочных работ применяют машины для приготовления растворов, транспортирования их к месту укладки и нанесения, а также для отделки оштукатуриваемых поверхностей. В зависимости от условия эти машины применяют раздельно, смонтированными на общей раме или укомплектованными в технологической последовательности. При больших масштабах строительства на площадку автотранспортом доставляют готовый раствор с заводов.
Штукатурные станции. При работе на готовом растворе целесообразно применять штукатурные станции, устанавливаемые на объекте и обеспечивающие прием, побуждение, транспортирование и нанесение раствора на поверхность. Такая станция ( состоит из цельнометаллического утепленного кузова /, совмещенного с приемным бункером. Внутри станции размещены струг, шнек, пульт управления. Станция оборудована гидросистемой , а также системами водоснабжения , вентиляции и отопления. Раствор из кузова авторастворовоза выгружается в бункер и стругом перемещается к шнеку . Шнек, вращаясь, побуждает раствор и перемещает его к накопителю и далее к растворонасосу для транспортирования к месту работ. Станция укомплектована огнетушителем , аптечкой , системой электрооборудования .
Штукатурные агрегаты. При небольших объемах для механизации штукатурных работ при отделке внутренних помещений применяют штукатурные агрегаты. Он предназначен для приготовления или побуждения готового раствора, загрузки его в приемный бункер, процеживания, транспортирования и нанесения пневматическим распылителем на поверхность. В агрегате предусмотрено пневматическое дистанционное управление, позволяющее отключать растворонасос с места выполнения штукатурных работ.
Торкретные установки. Для выполнения штукатурных работ в помещениях, где к штукатурке предъявляются особые требования по водо- и газонепроницаемости, жаростойкости я кислотоупорности, а также повышенной механической прочности, применяют торкретные установки. Установка имеет колесный ход и состоит из цемент-пушки, компрессора, бака для воды, гибких шлангов для материала, воды и воздуха и сопла. По материальному шлангу цемент-пушка сжатым воздухом подает к соплу отдозированную сухую смесь, а по шлангу для воды — воду. Увлажненная в сопле смесь под действием сжатого воздуха выбрасывается из него и с силой ударяется о покрываемую поверхность. В результате наращивается плотный слой специальной штукатурки. При рабочем давлении сжатого воздуха 0,4…0,5 МПа дальность подачи сухой смеси по горизонтали достигает 200 м, по вертикали до 80 м с производительностью 2-..4 м\ч по сухой смеси. Торкретные установки применяют также для заделки раковин при выполнении бетонных работ.
При выполнении обычной штукатурки после нанесения раствора распылителем поверхность разравнивается вручную. Затем наносится накрывочный слой и поверхность окончательно разравнивается механизированным способом с применением ручных затирочных машин.
Машины для малярных работ
Трудоемкость малярных работ в общем комплексе строительства составляет около 8 %. Они являются завершающими а строительном производстве. Подготовка поверхностей под окраску состоит в их очистке, нанесении слоя шпатлевки с последующим разравниванием и шлифованием.
В условиях строительного объекта для приготовления из полуфабрикатов, а также транспортирования и нанесения клеевых и синтетических шпатлевок, грунтовок и окрасочных составов применяют малярные агрегаты и установки, которые состоят из комплекта оборудования, размещенного в технологической последовательности и обеспечивающего дозирование, перемешивание компонентов с последующим их процеживанием, транспортированием и нанесением на обрабатываемую поверхность. Все они изготовлены на базе винтовых насосов и комплектуются применительно к конкретным условиям работы для определенных объемов и отделочных материалов. Нанесение может выполняться как пневматическими, так и безвоздушными распылителями при дальности подачи по горизонтали до 80 м, по вертикали до 50 м и производительностью до 400 л/ч. Нанесенная таким образом на поверхность шпатлевка разравнивается вручную шпателями и окончательная обработка выполняется шлифовальными машинами.
Окрасочные агрегаты. Процесс окрашивания выполняется окрасочными агрегатами, работа которых основана на распылении краски краскораспылителем и нанесении ее на окрашиваемую поверхность. Различают окрасочные агрегаты переносные и передвижные, пневматического и безвоздушного распыления. В отечественной практике все они имеют электрический привод.
В передвижном пневматическом окрасочном агрегате краска по шлангу из красконагнетательного бака давлением сжатого воздуха подается к пневматическому краскораспылителю. Одновременно по другому шлангу к нему подводится сжатый воздух. Рабочим органом пневматического агрегата является краскораспылитель.
Машины для отделки полов
Для разравнивании, уплотнения и предварительного заглаживания бетонных и цементных полон и стяжек, применяются виброрейки, представляющие собой стальную балку определенного профиля с размещенным на ней вибровозбудителем общего назначения. Обработка поверхности виброрейкой заключается в следующем: машина устанавливается на маячных рейках и перемещается оператором по поверхности полосы, разравнивая уложенную смесь и уплотняя ее. Установка вибровозбудителя па рейке, как правило, обеспечивает ее направленные колебания, причем результирующая центробежного усилия направлена в сторону движения рейки, что облегчает ее перемещение оператором.. Для перемещения виброреек используют как жесткие рукоятки, так и гибкие тяги. Кроме электроприводных применяют виброрейки с пневмодвигателями и двигателями внутреннего сгорания. Машины для заглаживания бетонных полов в зависимости от вида рабочего органа подразделяются на лопастные и дисковые. Лопастные машины выпускаются трех- и четырехлопастными. Трехлопастные машины предназначены для заглаживания и относительно грубой отделки бетонных полов, а четырехлопастные—для чистовой обработки поверхности. Заглаживание полов производится после предварительного схватывания бетона. Четырехлопастные машины более устойчивы в работе, меньше вибрируют и обеспечивают лучшую чистоту обработки. Грубую обработку и заглаживание производят на меньших, а чистовую — на больших скоростях. Кроме того, выбор угловой скорости зависит от состояния обрабатываемой поверхности (чем выше твердость, тем больше должна быть скорость). Сменные стальные лопасти в зависимости от требований к качеству обрабатываемой поверхности изготовляются разной ширины. Широкие лопасти применяют для затирки, а узкие — для железнения поверхности бетона.

Практические занятия:
Подбор строп для плит перекрытия
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Перечислите виды механизированных работ при оштукатуривании поверхностей.
2.Перечислите оборудование штукатурного комплекта.
3.Для чего предназначены, как устроены и как работают штукатурные станции?
4.Для чего применяют торкретные установки?
5.Перечислите состав малярных работ.
6.Для каких целей применяют виброрейки?

Тема:16 Ручные машины.
Основные понятия и термины по теме:
Перфоратор. Гайковерт. Сверлильные, шлифовальные машины.Трамбоки.Бетоноломы.
План изучения темы:
Ручные машины для образования отверстий.
Ручные машины для разрушения прочных материалов.
Ручные машины для шлифования материалов.
Ручные машины для распиловки, долбежки и строжки материалов.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Ручные машины получили широкое применение в строительстве и в других отраслях народного хозяйства. В строительстве наиболее широкое применение ручные машины получили при выполнении монтажных и отделочных работ. Ручными машинами называют машины, у которых главное движение (движение рабочего органа) производится двигателем, а вспомогательное (подача) и управление выполняются непосредственным воздействием оператора вручную. Эти машины, как правило, имеют встроенный в корпус двигатель, их масса частично или полностью воспринимается оператором. Для ручных машин характерен непосредственный контакт оператора с машиной, при котором каждое его движение сказывается на управлении машиной и влияет на ход выполнения операции.Поскольку конструктивное разнообразие ручных машин чрезвычайно велико, их классификация по назначению весьма затруднительна. Основными признаками классификации являются: принцип действия, характер движения рабочего органа и режим работы, дополнительными — область применения и назначение, вид привода и метод защиты оператора от поражения электрическим током (для ручных машин с электроприводом). Ручные машины делятся на непрерывно-силовые и импульсно-силовые. К первым относятся машины с непрерывно вращающимся рабочим органом (сверлильные, шлифовальные машины, дисковые пилы и т. п.). Такие машины характеризуются тем, что развиваемый ими момент равен произведению вращающего момента двигателя на передаточное число редуктора или ременной передачи. При работе ими возникает реактивный момент, который должен восприниматься руками оператора. Это является их существенным недостатком и накладывает определенные ограничения по мощности на ряд машин. Ко вторым относятся машины, у которых передача энергии привода на обрабатываемый объект осуществляется прерывисто-импульсном режиме — ударном (молотки, перфораторы, вырубные ножницы) и безударном — ножевые ножницы. Машины ударного действия могут работать в чисто ударном (молотки, бетоноломы, трамбовки), ударно-поворотном (перфораторы) или ударно-вращательном (гайковерты) режимах. По режиму работы ручные машины делятся на машины легкого, среднего, тяжелого и сверхтяжелого режимов. В легком режиме работают сверлильные машины, в сверхтяжелом — все типы ручных машин ударного действия (молотки, ломы, перфораторы). Ручные машины могут быть реверсивными и нереверсивными. II о виду привода ручные машины подразделяются на машины с электрическим, пневматическим, гидравлическим приводом и с приводом от двигателя внутреннего сгорания. По способу преобразования подводимой энергий ручные электрические машины ударного действия делят на механические и фуговальные. В механических машинах между двигателем и рабочим органом имеется промежуточный преобразовательный механизм. На каждой ручной машине имеется табличка, на которой укапывают: наименование завода-изготовителя или его товарный знак; индекс машины; основные параметры; месяц и год выпуска; номер машины по системе нумерации завода-изготовителя; государственный Знак качества. Основными параметрами для ручных машин с электрическим двигателем являются: напряжение; условное обозначение рода тока; частота; потребляемая мощность; ток; режим работы. Основные требования к ручным машинам. Главнейшим требованием к ручным машинам является требование минимально возможной массы и габаритов, так как именно эти показатели определяют удобство работы и в конечном итоге производительность. Все ручные машины должны иметь высокий КПД, однако при некоторых условиях эксплуатации этот параметр не является определяющим. Например, КПД машин с пневматическим двигателем значительно ниже, чем с электрическим, но они легче и безопаснее. Коллекторный двигатель имеет меньший КПД, чем асинхронный, но из-за меньшей массы машины с коллекторными двигателями применяют чаще. Ручные машины должны быть электро-, шумо- и вибробезопасны в самых различных быстро изменяющихся производственных условиях при непосредственном контакте с ними. Форма и расположение рукояток, выключателей, а также уравновешенность и внешний вид должны обеспечивать максимальное удобство работы и отвечать современным требованиям технической эстетики. Наконец, конструктивные решения ручных машин должны обеспечивать технологичность и высокий уровень поузловой унификации, что снижает себестоимость и трудоемкость изготовления и значительно улучшает их технико-эксплуатационные качества.
Ручные сверлильные машины. По объему выпуска они занимают первое место в мире среди всех выпускаемых ручных машин. Ими выполняются глухие и сквозные отверстия в самых разнообразных материалах (металле, дереве, пластмассе, бетоне, камне, кирпиче и т. д.), они являются базовыми для универсальных ручных машин, ими можно зенковать и развертывать отверстия и применять для сборочных работ. В соответствии с обшей классификацией сверлильные ручные машины относятся к непрерывно-силовым машинам с вращательным движением рабочего органа, работают в легком режиме, могут быть реверсивными и нереверсивными, одно- и много-скоростными со ступенчатым, бесступенчатым и смешанным регулированием частоты вращения рабочего органа. Двигатели ручных сверлильных машин — электрические, пневматические и гидравлические. По классам защиты от поражения током электрические машины выпускаются всех трех классов. По взаимному расположению двигателя и рабочего органа машины делятся на прямые и угловые. Угловые машины применяются для работы в труднодоступных местах. Сверление — один из наиболее распространенных способов получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в различных материалах. Процесс сверления происходит при совершении двух совместных движений рабочего органа — сверла — вращательным, создаваемым двигателем машины, и поступательным, осуществляемым оператором вручную. Скорости этих движений зависят в основном от свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров и материала сверла. Основными сборочным единицами ручной сверлильной машины являются: двигатель, редуктор, пусковое устройство, заключенные в корпус. Рабочая часть сверла включает режущую и направляющую части со спиральными канавками. Режущая часть состоит из двух главных режущих кромок, расположенных на конической поверхности и выполняющих основную работу резания, и поперечной кромки. Шейка сверла — промежуточная часть, соединяет рабочую часть с хвостовиком. Последний служит для закрепления сверла и шпинделе или патроне для передачи крутящего момента от шпинделя к рабочей части. Ручные перфораторы. Они используются главным образом для образования отверстий различных диаметров и глубины в материалах различной крепости. Наряду с этим некоторые модели могут использоваться для работы в режиме молотка и сверлильной машины. Такая универсальность использования определяет весьма высокий спрос и эффективность применения перфораторов.
По назначению перфораторы подразделяют на машины для образования неглубоких отверстий {300…500 мм) в материалах с относительно высокой прочностью (40…50 МПа) и мощные машины для образования глубоких отверстий (2000… 4000 мм и более) в материалах практически любой прочности (200 МПа и более). По типу привода перфораторы подразделяются на машины с электрическим (электромагнитным и электромеханическим), пневматическим приводом и от двигателя внутреннего сгорания. Механизмы вращения бура в перфораторах бывают кинематические и динамические. Конструкции кинематических поворотных механизмов обеспечивают как непрерывное, так и периодическое вращение бура, при котором за каждый удар бойка бур постоянно поворачивается на некоторую часть окружности. При непрерывном вращении бура разрушение породы происходит как в результате ударов, так и резания, при периодическом — в основном за счет ударов, так кик в результате поворота бура происходит только размельчение породы. Кинематические поворотные механизмы работают в спокойных условиях и не воспринимают ударных нагрузок. Однако вследствие жесткой связи с приводом при заклинивании бура в породе на корпусе перфоратора создается крутящий момент, который воспринимается руками оператора и может принести к травме. В динамических поворотных механизмах для вращения бура используется часть кинетической энергии движущегося бойка, который кроме прямого удара по буру наносит косой удар по детали, поворачивающей бур на некоторую часть окружности. В этой механизме нет жесткой связи с приводом, поэтому на корпусе не возникает крутящий момент. При заклинивании бура в породе большая часть кинетической энергии бойка идет на поворот бура и меньшая -— на внедрение его в породу, что уменьшает возможность дальнейшего заклинивания бура. Электромагнитные перфораторы. Электромагнитные перфораторы являются универсальными машинами и могут работать в чисто ударном, ударно-поворотном и вращательном режимах. Они состоят из двух узлов — электромагнитного ударного узла со свободным выбегом бойка и механизма вращения рабочего инструмента, включающего электродвигатель и редуктор. Принцип работы ударного узла электромагнитного перфоратора основан на непосредственном преобразовании электрической энергии в кинетическую энергию прямолинейного движении бойка.
Монтаж металлоконструкций, электромонтажные и сантехнические работы, крепление различного оборудования к фундаментам, сборка столярных изделий осуществляется различными резьбовыми соединениями. Эти работы весьма трудоемки, так как они рассредоточены и выполняются в стесненных и труднодоступных местах. Основными операциями при сборке являются завертывание гаек или болтов, затяжка и ее контроль. Иногда возникает необходимость в изготовлении отверстий и снятии фасок с последующим нарезанием резьбы и сборкой соединения.
Электродвигатель передает вращение через планетарный редуктор ударному механизму, состоящему из кулачкового цилиндра и пружины. В начале работы гайковерта кулачки шпинделя под действием пружины отключены от кулачков цилиндра и электродвигатель работает вхолостую. При нажатии гайковертом на затягиваемую гайку шпиндель, преодолевая сопротивление пружины, входит в зацепление с цилиндром ударно-импульсного механизма и гайка навертывается до упора. При затяжке гайки или болта с возрастанием крутящего момента цилиндр под действием шариков , заложенных в винтовые канавки в водили, начинает затормаживаться, одновременно перемещаясь вдоль водила (оси), и выходит из зацепления с кулачками шпинделя, сжимая пружину . В этот момент освободившийся цилиндр вместе с водилом поворачивается на некоторый угол, торцы кулачков скользят по кулачкам шпинделя. Как только они перестают касаться друг друга торцами, сжатая пружина посылает вперед цилиндр, который, продолжая вращаться, наносит своими кулачками удар по кулачкам шпинделя и поворачивает его, а вместе с ним и затягиваемую гайку или болт. Затем цилиндр снова отходит назад, выходя из зацепления с кулачками шпинделя, а возвращаясь наносит удар по кулачкам шпинделя. Процесс повторяется до тех пор, пока ганка или болт не затянется до конца. Для отвертывания болта или гайки фазы переключают с помощью штепсельного соединения. Частоударные гайковерты. Весь процесс сборки резьбового соединения такими гайковертами осуществляется за 100…200 ударов в течение 4…5 с. Основными параметрами являются максимальный диаметр затягиваемой резьбы в момент затяжки. Для ограничения момента затяжки применяют муфты предельного момента или ограничивают время действия ударного механизма. Однако это не обеспечивает необходимой точности параметров затяжки резьбового соединения, вследствие чего частоударные гайковерты применяются только для сборки неответственных резьбовых соединений. Редкоударные гайковерты. Характерной особенностью таких машин являются высокая энергия удара и малая их частота. Они осуществляют процесс затяжки за 2…3 удара, требуют меньшей мощности двигателя и имеют меньшую массу. Принцип работы редкоударного гайковерта заключается в том, что после разгона ударно-вращательного механизма до расчетной угловой скорости, с помощью синхронизирующего устройства происходит освобождение ударника и его ввод в межкулачковое пространство шпинделя. После ударного взаимодействия ударника и шпинделя происходит резкое падение угловой скорости ударника и его возврат в исходное положение под действием пружины. Принцип действия гайковерта заключается в следующем. При нажатии на курок пускового устройства сжатый воздух поступает в камеры пневматического двигателя и, преодолевая момент сил сопротивления, приводит его во вращение в направлении, соответствующем положению реверса. Вместе с валом ротора пневматического двигателя во вращение приводятся ведомая и ведущая части ударно-вращательного механизма и устройство синхронизации. По достижения расчетной угловой скорости грузы под действием центробежной силы, преодолевая усилие пружины, перемешают ведомую часть ударно-вращательного механизма (ударник) в осевом направлении, обеспечивая контакт с синхронизирующей втулкой. При дальнейшем увеличении угловой скорости ударник совместно с синхронизирующей втулкой, преодолевая усилие пружины, продолжает осевое перемещение в сторону шпинделя.
При достижении определенного взаимного расположения кулачков шпинделя н ударника происходит угловой поворот синхронизирующей втулки относительно оси, перпендикулярной оси вращения ротора. Синхронизирующая втулка освобождает ударник от действия пружины, н кулачки последнего входят в межкулачковое пространство шпинделя. Если значение момента сил сопротивления на шпинделе мало, то крутящий момент пневматического двигателя через замкнутые кулачковые пары передается на шпиндель и производит его вращение. В случае, если же момент сил сопротивления на шпинделе превысит некоторое значение, достаточное для преодоления осевой составляющей центробежных сил, пружина возвращает ударник в исходное положение, размыкая кулачки ударника и шпинделя. Далее рабочий цикл повторяется.
Молотки и бетоноломы. В строительстве для разрушения асфальтобетонных покрытий, мерзлых грунтов, скальных пород, элементов конструкций из различных строительных материалов (камня, кирпича, бетона), пробивки отверстий в стенах и перекрытиях, выполнения различных работ при монтаже конструкций и других подсобных операций применяют молотки и бетоноломы. Принципиально это один тип машин, в которых на рабочий орган действуют направленные вдоль его оси силовые импульсы, отличающиеся величиной энергии удара, которая у ломов значительно больше, чем у молотка. При работе с молотками их продольная ось и соответственно рабочий орган )могут занимать любое положение в пространстве (вертикальное, горизонтальное, наклонное).
Перечисленные машины являются импульсно-силовыми ручными машинами с возвратным движением рабочего органа, работающие в тяжелом и сверхтяжелом режимах. Их основными параметрами являются энергия и частота ударов. Они могут быть с электрическим (электромеханическим и электромагнитным), пневматическим приводом и с приводом от двигателя внутреннего сгорания. У них нет механизмов вращения рабочего органа, что существенно упростило их конструкцию.
Трамбовка работает следующим образом. Вращение от двигателя через одноступенчатый редуктор передается на кривошипно-шатунный механизм, преобразующий его в поступательное движение штока . Эффект работы машины для уплотнения грунтов зависит от толщины уплотненного слоя, выбор которой зависит от требуемой степени уплотнения грунта, типа и параметров уплотняющих машин. Ручные шлифовальные машины по объему выпуска занимают второе место после ручных сверлильных машин. Это объясняется большим разнообразием выполняемых ими операций а возможностью обработки самых различных материалов. В соответствии с общей классификацией ручные шлифовальные машины относятся к непрерывно-силовым и могут быть с вращательным, замкнутым и сложным движением рабочего органа. Они являются машинами общего применения и выпускаются с пневматическими и электрическими двигателями всех трех классов защиты от поражения электрическим током. По конструктивному исполнению шлифовальные машины с вращательным движением рабочего органа могут быть прямыми, угловыми, торцовыми и с гибким валом, машины с замкнутым движением — барабанного типа и сложным — площадочного типа.
В условиях строительного объекта основную массу применяемых шлифовальных машин составляют прямые и угловые машины и машины с гибким валом. Последние имеют вынесенный электрический двигатель и две сменные головки — прямую и угловую. Передача момента от двигателя к рабочему органу в этой машине выполняется гибким валом, что облегчает условия работы оператора, так как в случае электродвигатель стоит отдельно и его масса не воспринимается оператором. В качестве рабочих органов в прямых и угловых машинах и головках применяют абразивные круги, эластичные диски, металлические щетки, а также войлочные, фетровые и хлопчатобумажные круги. В отдельных случаях возможно применение обычных шлифовальных шкурок на матерчатой основе. Главным параметром прямых и угловых машин и головок является диаметр абразивного крута. Гостом установлены следующие номинальные ряды машин для кругов диаметром: 40. 63, 80. 125 и 160 мм —для прямых и 80,125, 150, 180 и 2’М) мм—для угловых. В отличие от большинства ручных машин за номинальную частоту вращения рабочего органа прямых и угловых машин и головок принимают частоту вращения круга на холостом ходу. Это вызвано соображениями безопасной эксплуатации. Ручными электрическими и пневматическими машинами зачищают поверхности сварочных швов, снимают грат после газовой резки металла и труб, режут трубы и профильный металл из углеродистых и легированных сталей, снимают фаски под сварку листового металла и труб, удаляют наплавы на металле, шлифуют металлические изделия, а также мрамор, гранит, зачищают ступени лестничных маршей и т. д. Эффективность работы шлифовальных машин в большой степени зависит от режима работы, прочности и износостойкости рабочего органа.

Практические занятия:
Определение производительности смесительных машин цикличного действия
Вопросы для самоконтроля по теме:
1.Какие машины относятся к ручным?
2.Приведите классификацию ручных машин по принципу действия, характеру движения рабочего органа, режиму работы, назначению и области применения, виду привода, конструктивному исполнению.
3.Как индексируют ручные машины?
4.Каким требованиям должна отвечать ручная машина?
5.Какие машины применяют для образования отверстий в различных материалах?
6.Какие машины применяют для крепления изделий и сборки конструкций?
7.Какие машины применяют для разрушения прочных материалов?
8.Какие машины применяют для шлифования материалов?
9.Какими рабочими инструментами комплектуют эти машины?
10.Какие машины применяют для распиловки, долбежки и строжки материалов? Какими рабочими инструментами комплектуются эти машины?

Перечень практических работ
Практическая работа № 1
Тема: Определение сменной и годовой эксплуатационной производительности строительной машины.
Цель: Научиться определять сменную и годовую эксплуатационную производительность строительной машины.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала. Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 20
Задача №1
Определить сменную и годовую эксплуатационную производительность строительной машины если известна техническая производительность Пт = 107,9 м3/час
Пример решения задачи.
1) Определяем сменную эксплуатационную производительность:
Псм = 8 Пт Ксм,
где Ксм, — коэффициент использования машины в течение смены = 0,8
Псм = 8х107,9 х0,8 = 690 (м3\см)
2) Определяем годовую эксплуатационную производительность
Пгод = 365 ПсмКгод Ксм,
где Кгод, — коэффициент использования машины в течение года = 0,6
Пгод = 365 х 690 х 0,8 х0,6 = 120 888 (м3/год)
Ответ: сменная эксплуатационная производительность строительной машины 690 м3\см;
годовая эксплуатационная производительность строительной машины 120 888 м3/год.
2.Закрепление.
Определить сменную и годовую эксплуатационную производительность строительной машины согласно параметрам вашего варианта.
№ Варианта Пт (м^3/час) К (см) К ( год)
1 110 0,8 0,6
2 100 1,6 1,2
3 90 0,8 0,6
4 120 1,6 1,2
5 115 0,8 0,6
6 125 1,6 1,2
7 95 0,8 0,6
8 98 1.6 1,2
9 117 0,8 0,6
10 112 1,6 1,2

Практическая работа № 2
Тема: Определение конструктивно-расчетной производительности строительной машины цикличного действия.
Цель: Научиться рассчитывать конструктивно-расчетную производительность строительной машины циклического действия.
Ход занятия.
Изучение нового материала. Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 20-22
Задача №1
Определить конструктивно-расчетную производительность строительной машины циклического действия, если количество единиц продукции за один цикл 100 шт, количество рабочих циклов 9ц.
Пример решения задачи.
Определяем конструктивно-расчетную производительность
Пкр = 60qn,
где q — количество единиц продукции за один цикл, n — количество рабочих циклов
Пкр = 60х100х9 =54 000 ( шт\час).
Ответ: конструктивно-расчетная производительность строительной машины циклического действия 54 000 шт\час.
Закрепление

Определить конструктивно-расчетную производительность строительной машины циклического действия согласно параметрам вашего варианта.
№ Варианта q n
1 150 10
2 200 9
3 120 8
4 190 11
5 110 12
6 180 10
7 130 9
8 170 8
9 140 11
10 160 12

Практическая работа № 3

Тема: Определение конструктивно – расчетной производительности строительной машины непрерывного действия.
Цель: Научиться определять конструктивно – расчетную производительность строительной машины непрерывного действия.
Ход занятия.

1. Изучение нового материала. Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 164.
Задача 1.
Определить конструктивно-расчетную производительность строительной машины непрерывного действия (ленточного транспортера), если площадь ленты 2,7 м2, скорость движения ленты 2,5 м\сек.,
Пример решения задачи.
Определяем конструктивно-расчетную производительность
Пкр = 3600Fv
Где F — площадь ленты транспортера в работе, v — скорость движения ленты
Пкр =3 600 х 2,7 х 2,5 = 24, 3 ( м3\час).
Ответ: конструктивно-расчетная производительность строительной машины непрерывного действия 24, 3 м3\час.
Задача 2.
Определить конструктивно-расчетную производительность строительной машины непрерывного действия, выдающего продукцию порциями (раствороукладчик), если количество единиц продукции 2,4 м3, скорость движения ленты 3,2 м\сек., расстояние между порциями материала 5 м.
Пример решения задачи.
Определяем конструктивно-расчетную производительность
Пкр = 3600gv\ l
Где g — количество единиц продукции, v — скорость движения ленты, l расстояние между порциями материала
Пкр =3 600 х2,4х 3,2 \5 = 5,529 ( м3\час).
Ответ: конструктивно-расчетная производительность строительной машины непрерывного действия, выдающего продукцию порциями 5,529 м3\час.

Закрепление
Определить конструктивно – расчетную производительность строительной машины непрерывного действия согласно параметрам вашего варианта.
№ Варианта g м3 V м/с L м
1 3 3,5 4
2 2,5 3 4,5
3 2,9 3,4 5
4 2,4 3,1 4
5 2,8 3,2 4,5
6 2,6 3,3 5
7 2,7 3,4 4
8 3 3,1 4,5
9 2,5 3,2 5
10 2,4 3,3 4

Практическая работа № 4
Тема: Определение эксплуатационной производительности роторного траншейного экскаватора.
Цель: Научиться определять эксплуатационную производительность роторного траншейного экскаватора.

Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 307
Задача 1.
Определить эксплуатационную производительность роторного траншейного экскаватора с частотой вращения ротора 120 об./мин.), с числом ковшей 24, с вместимостью ковша 3 л.
Пример решения задачи.
( м3/час) = 0,06 х 120 х 24 х 3 х (0,9\ 1,1) х 0,7 = 442,5 (м3/час)
где п – частота вращения ротора, (об./мин.);
т – число ковшей;
q – вместимость ковша, (л);
Кн – коэффициент наполнения ковша (0,9 ÷ 1,1);
Кр – коэффициент разрыхления грунта (1,1 ÷ 1,4);
Кв – коэффициент использования машины по времени (0,7 ÷ 0,85).
Ответ: эксплуатационная производительность роторного траншейного экскаватора 442 м3/час.
Закрепление:
Определить эксплуатационную производительность роторного траншейного экскаватора согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта n (об/мин) m q (л) К_н К_р К_в
1 130 24 4 0,9 1,1 0,7
2 120 24 3 1 1,2 0,75
3 140 22 5 1,1 1,3 0,8
4 120 22 4 0,9 1,4 0,85
5 100 20 3 1 1,1 0,7
6 130 20 5 1,1 1,2 0,75
7 120 24 4 0,9 1,3 0,8
8 100 22 3 1 1,4 0,85
9 140 20 5 1,1 1,1 0,7
10 130 24 4 0,9 1,2 0,75

Практическая работа № 5
Тема: Определение параметров для крана при монтаже плит перекрытий.
Цель: Научиться определять высоту подъема крана, высоту подъема стрелы, вылет стрелы, грузоподъемность крана.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 197
Задача 1.
Определить параметры для крана при монтаже плит перекрытия размером 6500 х 3000х 220 (мм); весом 2,8 т; срезка растительного грунта 0,2; пролет 6,5 м; масса такелажной оснастки 0,195 т; верх стены 4,8 м; высота балки 220 мм.
Решение:
1.Определяем высоту подъема крюка:
Нкр = ho + hз + hэ + hc м. = 5,22 + 0,5 + 0,22 + 3 = 8,94 (м)
Расстояние от уровня строповки крана до опоры монтажного элемента при монтаже плит перекрытия
h0 =Hв.стены .+H балки, фермы +Hср (м). = 4,8 + 0,22 + 0,2 = 5,22 (м)
hз – запас по высоте, необходимый для установки элемента, принимаемый от 0,5 до 2 м; hэ – высота элемента в положении подъёма; hc – высота строповки в м, при монтаже фундамента принимается = 3.

2. Определяем высоту подъема стрелы крана:
Нст = Нкр + hn м. = 8,94 + 2 = 10,94 (м)
где hn – высота полиспаста в максимально растянутом положении = 2 м.
3. Определяем минимальный требуемый вылет стрелы крана (без гуська):
lст.( мин). = ((Нст — — hш) х (d + 0.5 + е) / hc + hn) + а = (10,94 – 1.5) х (6,5\2 + 0,5 + 0,25)\ 3 +2)+ 1.5 =9,0(м) ,
где d – половина длины плиты покрытия (м); е – половина толщины стрелы на уровне верха монтируемого элемента = 0.25 м, hш – расстояние от уровня стоянки крана до шарнира пяты стрелы 1,5 м., а расстояние от оси вращения крана до оси поворота стрелы = 1.5 м;
4. Определяем требуемый вылет стрелы:
lст. = √(〖lстр мин〗^2+(〖lп /2 – вп/2)〗^2 ) = √(9^2+〖(6,5-1,5 \2)〗^2 ) = 10.4 (м)
где lп – пролет здания (м), вп – ширина плиты покрытия
5. Определяем длину стрелы крана:
lстр = √(〖(Нст- hш)〗^2+〖(lст-а)〗^2 ) = √(〖(10,94-1,5)〗^2+〖(10,4-1,5 )〗^2 ) =12,75 (м)
6. Определяем требуемую грузоподъемность крана:
Q= qэ+qт = 2,8 + 0,195 = 2,995 = 3 (т)
где qэ – масса элемента, т; qт – масса такелажной оснастки, т.

Ответ: необходимо подбирать кран с параметрами не менее: высота подъема стрелы: 10,94 м;
длина стрелы: 12,75 м; грузоподъемность крана 3 т.
2.Закрепление.
Определить параметры для крана при монтаже плит перекрытия согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта Н_в(м) Н балки (м) Н среза (м) h_з(м) hэ(м) q_т(т) q_т(т)
1 5 2,2 0,2 0,5 0,2 2,5 2
2 5,5 2,4 0,3 1 0,3 3 1,9
3 4,5 2,5 0,25 1,5 0,4 3,5 1,8
4 5 2 0,35 2 0,25 2,8 1,85
5 6 2,2 0,4 0,5 0,35 2,5 1,95
6 5,5 2,5 0,2 1 0,22 3 2
7 4,5 2,4 0,25 1,5 0,25 3,2 1,9
8 6 2.5 0,3 2 0,3 3,4 1,8
9 5 2,2 0,35 0,5 0,22 3,5 1,85
10 4,5 2,4 0,4 1 0,25 3 1,95
Практическая работа № 6
Тема: Определение параметров для крана при монтаже фундаментных блоков.
Цель: Научиться определять высоту подъема крюка, требуемый вылет, длину и высоту подъема стрелы.
Ход занятия.
Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 197
Задача 1.
Определить параметры для крана при монтаже фундаментных блоков размером 500 х 600 х 1200 (мм); весом 1,5 т; отмостка – 0.6 м; срезка растительного грунта 0,2; пролет 6 м; масса такелажной оснастки 0,195 т; глубина выемки 1,2 м; m = 0,5; верх фундамента 1,8 м.
Решение:
1.Определяем высоту подъема крюка:
Нкр = ho + hз + hэ + hc, (м)
где ho – расстояние от уровня стоянки крана до опоры монтажного элемента;
ho = Hв.ф.+Hотм+Hср (м) = 1,8 + 0,6 + 0,2 = 2,6 (м)
Hв.ф. – отметка верха фундамента; Hотм – отметка отмостки; Hср – толщина срезки грунта =0.2 м
hз – запас по высоте, необходимый для установки элемента, принимаемый от 0,5 до 2 м; hэ – высота элемента в положении подъёма; hc – высота строповки в м, при монтаже фундамента принимается = 4.
Нкр = 2,6 + 2 + 0.6 + 4 = 9,2 (м)

2. Определяем высоту подъема стрелы: Нст = Нкр + hn, (м) = 9,2 + 2 = 11,2 (м)
где hn – высота полиспаста в максимально растянутом положении = 2 м.
3. Определяем требуемый вылет стрелы:
lст = а+b+с+0,2+d (м), = 1,5 + 1 + 0,5 х 1,2 + 0,2 + 0,5 = 3,8 (м)
где а расстояние от оси вращения крана до оси поворота стрелы = 1.5 м; b – расстояние от откоса котлована = 1 м; с = m*Нт(к) – величина откоса; где m – показатель крутизны откоса; Нт (к)- глубина выемки; d — расстояние от центра тяжести по приближению к стреле крана монтажного элемента (поло¬вина ширины или ширины элемента (м).
4. . Определяем требуемый вылет стрелы для зданий с внутренними стенами:
lст = а+b+с+0,2+d + К (м) = 3,8 + 6 = 9,8 (м),
где К – расстояние между внутренней и наружной стеной (м)
5. Определяем длину стрелы:
lстр =√(〖(Нст-hш) 〗^2+〖(lст-а) 〗^2 ) = √(〖(11,2-1,5)〗^2+〖(9,8-1,5)〗^2 ) = 12,8 (м)

где hш – расстояние от уровня стоянки крана до шарнира пяты стрелы 1,5 м.
6. Определяем требуемую грузоподъемность крана:
Q= qэ+qт = 1,5 + 0,195 = 1,695 (т)
где qэ – масса элемента, т; qт – масса такелажной оснастки, т.

Ответ: необходимо подбирать кран с параметрами не менее: высота подъема стрелы: 11,2 м;
длина стрелы: 12,8 м; грузоподъемность крана 1,695 т.
Закрепление
Определить параметры для крана при монтаже фундаментальных блоков согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта q_э
(т) Н_отм
(м) Н_ср
(м) К (м) q_т Н_вф h_з h_э
1 2 0,7 0,2 6 0,2 2 0,5 0,5
2 1,5 0,8 0,25 12 0,25 1,9 0,6 0,55
3 1 0,6 0,3 9 0,19 1,8 0,7 0,6
4 2,5 0,65 0,2 6 0,18 2,1 0,8 0,65
5 3 0,75 0,25 12 0,22 2,2 0,9 0,5
6 1 0,55 0,3 9 0,21 2 1 0,55
7 1,25 0,6 0,2 6 0,2 1,9 1,1 0,6
8 1,5 0,65 0,25 12 0,19 1,8 1,2 0,65
9 2 0,7 0,3 9 0,195 2,1 1,3 1
10 2,5 0,75 0,2 6 0,185 2,2 1,4 1,5

Практическая работа № 7
Тема: Определение числа циклов за час работы одноковшового экскаватора.
Цель: Научиться рассчитывать число циклов за час работы одноковшового экскаватора.
Ход занятия.

Изучение нового материал: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 279
Задача 1.
Определить число циклов за час работы одноковшового экскаватора, если известно, что продолжительность копания 12 сек., продолжительность поворота на выгрузку 8 сек., продолжительность выгрузки 4 сек., продолжительность поворота в забои – 18 сек.
Решение:
1.Определяем общее время одного цикла
tц = tк + tпов + tПЗ + tвыг, (сек) = 12 + 8 + 18 + 4 = 42 (сек)
2. Определяем количество циклов за час работы

n = 3600\42 =85,7 = 86 (циклов)
Ответ: число циклов за час работы одноковшового экскаватора 86.

Закрепление.
Определить число циклов за час работы одноковшового экскаватора согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта t_к(с) t_нов(с) t_пз(с) t_выч(с)
1 11 10 20 4
2 12 9 22 5
3 13 8 19 4
4 14 10 18 5
5 15 9 21 4
6 14 8 20 5
7 13 10 22 4
8 12 9 19 5
9 11 8 18 4
10 12 10 21 5
Практическая работа № 8
Тема: Определение эксплуатационной производительности одноковшового экскаватора с обратной лопатой.
Цель: Научиться определять эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора с обратной лопатой.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации»
2.Закрепление
Определить эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора с обратной лопатой согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта q
м^3 К_в t_k
(с) t_пов
(с) t_пз
(с) К_м K_р Кол-во смен
1 0,4 0,65 60 20 30 0,9 1,15 1
2 0,5 0,66 60 25 35 1 1,17 2
3 0,3 0,67 60 30 40 1,1 1,19 3
4 0,6 0,68 70 20 30 1,2 1,21 1
5 0,4 0,69 70 25 35 0,9 1,23 2
6 0,5 0,7 70 30 40 1 1,25 3
7 0,3 0,71 80 20 30 1,1 1,27 1
8 0,6 0,72 80 25 35 1,2 1,29 2
9 0,4 0,73 80 30 40 0,9 1,31 3
10 0,5 0,75 60 20 30 1 1,33 1
Практическая работа № 9

Тема: Определение мощности двигателя траншейного роторного экскаватора на копание грунта.
Цель: Научиться определять мощность двигателя траншейного роторного экскаватора на копание грунта.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 307
Задача 1.
Определить мощность двигателя траншейного роторного экскаватора
(в кВт) на копание грунта, если известно, что экскаватор имеет определенную техническую производительность – 13,1 м3\час. Грунт I группы.
Пример решения задачи.

= 100 х (13,1\3600) = 0,36 (кВт)

где ПТ – техническая производительность экскаватора, (в м3/час);
К1 – удельное сопротивление копанию (в кПа), зависящее от категории грунта.
Для грунтов категории I-IV К1 ≈ 100; 200; 300; 400 кПа.
Ответ: мощность двигателя траншейного экскаватора 0,36 кВт.
Задача 2.
Определить мощность двигателя траншейного экскаватора на копание грунта, если известно, что удельное сопротивление копанию (кПа) К1 = 100 (так как грунт I группы). Техническая производительность траншейного экскаватора ПТ = 310 м3/час.
Решение:
Определяем мощность двигателя
= 100 х (310 / 3600) = 8,61 (кВт)
Ответ: мощность двигателя траншейного экскаватора на копание грунта 8,61 кВт.

2.Закрепление
Определить мощность двигателя траншейного роторного экскаватора на копание грунта согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта П_т
м^3/час Категория
грунта
1 14 Ι
2 15 II
3 16 II
4 17 IV
5 17 I
6 16 II
7 15 III
8 14 IV
9 15 I
10 16 II

Практическая работа № 10
Тема: Определение эксплуатационной производительности скрепера.
Цель: Научиться определять эксплуатационную производительность скрепера.
Ход занятия:
Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 318

Задача 1.
Определить эксплуатационную производительность скрепера (в м3/час), если даны вместимость ковша а (м3), группа грунта и tц – продолжительность цикла (в сек).
Пример решения задачи. Дано: вместимость ковша q = 4,5 м3, вместимость ковша с «шапкой» Q = 6 м3. Дальность транспортирования L = 300 м. Ширина ковша b = 2,5 м, грунт разрабатывается на подъем . Грунт – песок. Продолжительность цикла 70 сек. Кн = 0.,85; Кр = 1,5; Кв = 0,8.
, (м3/час)
q – вместимость ковша скрепера (м3);
Кн – коэффициент наполнения ковша грунтом, Кн = 0,6 ÷ 1,1;
Кр – коэффициент разрыхления грунта, Кр = 1,1 ÷ 1,5;
Кв – коэффициент использования машины = 0,8-0,9;

Решение:
1) Определяем количество циклов = 3600/70 = 51,4 = 51,5 (цик.)

2) Определяем производительность скрепера: Пэ = (51,5 х 4,5х0,85 х 0,8)/1,5 = 104,04 (м3/час)
Ответ: производительность скрепера 104 м3/час.
Задача 2.
Определить эксплуатационную производительность скрепера, если известно, что вместимость ковша q = 7 м3, вместимость ковша с «шапкой» Q = 9 м3. Дальность транспортирования L = 400 м. Ширина ковша b = 2,65 м, грунт разрабатывается под уклон. Грунт – супесь. Продолжительность цикла 60 сек. Кн = 1,1; Кр = 1,1; Кв = 0,9.
Решение:
1) Определяем количество циклов = 3600/60 = 60 (цик.)

2) Определяем производительность скрепера
, (м3/час)
Пэ = (60 х 9 х 1.1 х 0,9) / 1,1 = 378 (м3/час)
Ответ: производительность скрепера 378 м3/час.

2.Закрепление
Определить эксплуатационную производительность скрепера согласно параметрам вашего варианта.
№ Варианта q
м^3 К_н К_р К_в t_ц
(с)
1 4 0.6 1.1 0.8 80
2 4.5 0.7 1.2 0.8 75
3 5 0.8 1.3 0.8 70
4 5.5 0.9 1.4 0.9 80
5 6 1 1.5 0.8 75
6 4 1.1 1.1 0.9 70
7 4.5 0.6 1.2 0.8 80
8 5 0.7 1.3 0.9 75
9 5.5 0.8 1.4 0.8 70
10 6 0.9 1.5 0.9 80

Практическая работа № 11
Тема: Определение эксплуатационной производительности бульдозера.
Цель: Научиться рассчитывать эксплуатационную производительность бульдозера.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 323
Задача 1.Определить эксплуатационную производительность бульдозера при резании и перемещении грунта (м3/час), если известно, что грунт – супесь, угол естественного откоса (φ) – 20о. Длина отвала b = 3,2 м, высота отвала h = 1,3 м, коэффициент наполнения ковшей (Кн) равен 0,85, коэффициент разрыхления (Кр) равен 1,22. Время одного цикла – 43 сек., а коэффициент использования машины Кв = 0,9; lП = 50 м. Средняя скорость движения – 5км\ч.
Пример решения задачи.1. Определяем – геометрический объем призмы волочения грунта (в плотном теле) впереди отвала, (м3),
где b и h – длина и высота отвала; φ – угол естественного откоса (φ = 20о ÷ 50о), Кн – 0,85-1,05;Кр = 1,1 ÷ 1,3;
КП – коэффициент, учитывающий потери грунта; КП = 1 – 0,005 lП = 1 – 0,005х50 = 0,75
где lП – длина участка перемещения грунта, м;
lР – длина участка резания грунта, = 15.м;
lО – длина участка обратного хода, = 12 м.

Vгр = ( 3,2 х 1,3 х 1,3 х 0,85 \2х 0,89 х 1.22) х 0,75 = 1,59 (м3)

2. Определяем количество циклов n = 3600/Т ц, где
Тц — время одного цикла Т ц = t1 + t2 + t3 + t4; Т = 15/5 + 50\5 +12\5 + 30 = 45,4 = 45 (сек)
t1 – время резания грунта t1 = lР\v1; ( lР – длина участка резания грунта, м; v1 – скорость движения бульдозера); t2 – время перемещения грунта отвалом t2 = lП / v2; (lП — длина участка перемещения грунта, м; v2 – скорость движения груженного бульдозера, м/сек); t3 – время холостого хода t3 = lО\ v3 (lО — длина участка обратного хода = lР + lП , м.; v3 – скорость холостого хода); t4 – дополнительные затраты времени (опускание и подъем отвала, развороты, маневрирование и т.п.) = 30 сек.
n = 3600 / 45 = 80 (циклов)
2. Определяем производительность бульдозера
Пт = (1\2 Vгр)n (м3/час)
Пт = (1 / 2 х 1,59) х 80 = 63,6 м3/час
, (м3/час)
lО = lР + lП, м
F = b c, м2
Справка: где F – площадь срезаемого слоя грунта, м2;
с – средняя толщина срезаемого слоя, м.
Скорость резания грунта бульдозерами – 2,5 ÷ 4,5 км/час;
Скорость перемещения грунта – 4,5-6 км/час.
Время переключения передач t4, (сек); tП = 15 ÷ 20 сек
Ответ: производительность бульдозера 63,6 м3/час
2.Закрепление.
Определить эксплуатационную производительность бульдозера согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта В(м) h(м) С (м) ᴜ_1
км/ч ᴜ_2
км/ч ᴜ_3
км/ч к_н К_р К_в e_п
(м) e_р
(м) e_0
(м) t
(с) ϕ0
1 3 1,5 0,2 5 4,5 5,5 0,85 1,1 0,85 50 20 13 30 20
2 3,1 1,4 0,3 5,5 5 6 0,9 1,2 0,8 60 18 12 35 25
3 3,2 1,3 0,4 6 5,5 6,5 0,95 1,3 0,85 70 16 11 40 30
4 3,3 1,5 0,5 5 4,5 5,5 1 1,1 0,9 80 14 12 30 35
5 3 1,4 0,2 5,5 5 6 1,05 1,2 0,8 90 15 13 35 40
6 3,1 1,3 0,3 6 5,5 6,5 0,85 1,3 0,85 100 17 11 40 45
7 3,2 1,25 0,4 5 4,5 5,5 0,9 1,1 0,9 50 19 10 32 50
8 3,3 1,5 0,5 5,5 5 6 0,95 1,2 0,85 60 16 11 34 20
9 2,9 1,4 0,2 6 5,5 6,5 1 1,3 0,8 70 15 12 32 25
10 3 1,3 0,3 5 4,5 5,5 0,9 1,1 0,9 80 14 13 35 30

Практическая работа № 12
Тема: Определение производительности ковшового элеватора.
Цель: Научиться определять эксплуатационную производительность ковшового элеватора.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 168
Задача 1.
Определить производительность ковшового элеватора, предназначенного для транспортирования песка на высоту до Н = 10 м. Вместимость ковшей элеватора qл = 2,4 л. Скорость движения ковшей V = 1,5 м3/сек. Элеватор вертикальный, ленточный с глубокими ковшами, шаг ковшей – 0,4 м, плотность песка γ = 1,6 т/м3.
Пример решения задачи.
1) Определение производительности:
П = 3,6 Vt qл Кн γ = 3,6 х 1,50,4 х 2,4 х 0,75 х 1,6 = 39 (т/час).
Ответ: производительность ковшового элеватора 39 т/час.

2.Закрепление
Определить эксплуатационную производительность ковшового элеватора согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта V
(м/с) t
(м) qл
(л) к_н γ (т/м^3)
1 2 0,5 2 0,75 1,6
2 1,8 0,55 2,1 0,8 1,7
3 1,5 0,45 2,2 0,85 1,5
4 1,9 0,4 2,3 0,75 1,6
5 1,7 0,5 2,4 0,8 1,5
6 1,6 0,55 2,5 0,85 1,7
7 1,5 0,45 2,6 0,75 1,6
8 1,7 0,4 2,7 0,8 1,5
9 1,6 0,5 2,8 0,85 1,7
10 2 0,45 3 0,75 1,6

Практическая работа № 13

Тема: Подбор строп для плит перекрытия
Цель: Научиться проводить необходимые расчеты для определения длины стропа и усилий, возникающих в нем.
Ход занятия.

Изучение нового материала: Повторить Д.П. Волков «Строительные машины и средства малой механизации»
Задача 1.
Подобрать 4-ветвевой строп для подъема плит перекрытий массой до 5.7 т. Необходимые для расчета размеры: а = 2,6 м, b = 5,6 м, hс = 1,5 м.
Решение:
1. Определяем длину стропа L =4√(〖(0.5С)〗^2+h_c 〖 〗^2 )м, где С = √(a^2+b^2 ); L= 4√(〖(0.5х6.2)〗^2+〖1,5〗^2 )= 4 х3.4 = 13,6 (м)
2. Определяем угол между стропами и вертикалью α:
tgα = С\2 hс = 6,2\2х1.5 = 2,0
α = 40о;
3. Определяем усилие ветви стропа: S = Q\ncos⁡α =5,7\4 х1.4=1,01 (кН);
4. Определяем разрывное усилие в стропе при К3 = 6:
SР = К3 S = 6 х 1,01 = 6.10 (кН)
n- число ветвей

2.Заключение.
Рассчитать длину стропы и усилий, возникающих в ней согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта а (м) в (м) h_c(м) α0 m (т) n К_3
1 1,2 6 2,5 40 4 4 6
2 1,5 6 3 45 3 4 6
3 1,5 5 6 50 2 4 6
4 1,5 9 5 40 5 4 6
5 1 5 7,5 45 1 4 6
6 1 6 10 50 2 4 6
7 1 9 3 40 5,7 4 6
8 1,2 5 2,5 45 1,5 4 6
9 1,2 6 5 50 2 4 6
10 1,2 9 10 40 3 4 6

Практическая работа № 14
Тема: Определение часовой производительности бетоносмесителя непрерывного действия
Цель: Научиться определять часовую производительность бетоносмесителя непрерывного действия.
Ход занятия.

1.Изучение нового материала: Повторить Д.П.Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 406
Задача 1.
Определить часовую производительность бетоносмесителя циклического действия с барабаном VПР = 100 л, tц = 160 сек.; К = 0,66.
Решение:
1. Определяем количество циклов за час работы

n = 3600\160 = 22,5 (ц)
2. Определяем часовую производительность П = VПР n К \1000 = (100 х 22,5 х0,66) \1000 = 1,49 (м3\ч)
Ответ: часовая техническая производительность бетоносмесителя циклического действия 1,49 м3\ч.
Задача 2.
Определить часовую производительность бетоносмесителя непрерывного действия с диаметром лопастей смесителя (d) 0,6 м; коэффициент наполнения сечения корпуса смесителя Kн = 0, 28 – 0,34; VПР = 1 м\с.
Решение:
1. Определяем среднюю площадь поперечного сечения потока смеси в корпусе смесителя
S = Kн π d2 \ 4 = (0, 3 х 3,14 х 0.6 х0,6 )\4 = 0,085 (м2)

2. Определить часовую производительность П = 3600 S V,
где V = рn – скорость движения смеси в направлении продольной оси корпуса смесителя; р – шаг лопастей (м); n – частота вращения лопастного вала (об\с).
П = 3600 х 0,085 х 1 = 306 м3\ч.
Ответ: часовая техническая производительность бетоносмесителя непрерывного действия 306 м3\ч.
2.Закрепление
Определить часовую производительность бетоносмесителя непрерывного действия согласно параметрам вашего варианта.

№ Варианта d (м) К_н V (м/с)
1 0,5 0,28 1,1
2 0,55 0,29 1,2
3 0,6 0,3 1
4 0,65 0,31 1,1
5 0,5 0,32 1,2
6 0,55 0,33 1,3
7 0,6 0,34 1,4
8 0,65 0,28 1,5
9 0,5 0,3 1
10 0,55 0,32 1,1

Практическая работа № 15
Тема: Определение производительности смесительных машин цикличного действия.
Цель: Научиться определять производительность смесительных машин циклического действия.
Ход занятия.
1.Изучение нового материала: Повторить Д.П, Волков «Строительные машины и средства малой механизации» стр. 406
Задача 1.
Определить производительность смесительных машин циклического действия при объеме барабана 100 м3 с бункерным питании смесителя и коэффициентом выхода смеси для бетона f = 0,65 ÷ 0,70 и f = 0,75 ÷ 0,85 — для растворов.
Пример решения задачи.
Производительности машины , м3/час, где n – число замесов, выдаваемых в течение одного цикла, шт.; Vзам – объем готовой смеси в одном замесе, м3 = объему барабана;

1.Определяем
= 3600/10+30 +10=72
tц = t1 + t2 + t3, (сек)

tц – продолжительность одного цикла, сек.;
t1 – время загрузки. При бункерном питании смесителя t1 = 10 ÷ 15 сек, при подаче скиповым ковшом t1 = 15 ÷ 20 сек.
t2 – время перемешивания, t2 = 30 ÷ 200 сек.
t3 – время разгрузки, t3 = 10 – 30 сек.
2. Определяем производительность машины для приготовления бетона fб = 100х72/1000х0.65 =4,68 м3/час
3. Определяем производительность машины для приготовления раствора fр = 100 х72 /1000 х0,75 = 5,4 м3\час
Ответ: производительность машины для приготовления бетона — 4,68 м3/час, для приготовления раствора — 5,4 м3\час
Задача 2.
Определить часовую производительность бетона-смесителя циклического действия с барабаном VПР = 100 л, tц = 160 сек.; К = 0,66.
Решение:
1. Определяем количество циклов за час работы

n = 3600\160 = 22,5 (ц)
2. Определяем часовую производительность П = VПР n К \1000 = (100 х 22,5 х0,66) \1000 = 1,49 (м3\ч)
Ответ: часовая техническая производительность бетона-смесителя циклического действия 1,49 м3\ч.
2.Заключение
Определить производительность смесительной машины циклического действия согласно параметрам вашего варианта.
№ Варианта f_б
t_1
(с) t_2
(с) t_3
(с) V_(зам.)
м^3 f_p
1 0,65 10 50 10 100 0,75
2 0,7 15 100 15 150 0,8
3 0,65 14 200 20 100 0,85
4 0,7 13 50 25 150 0,75
5 0,65 10 150 30 100 0,8
6 0,7 11 200 25 150 0,85
7 0,65 12 150 20 200 0,75
8 0,7 15 200 15 150 0,8
9 0,65 12 100 10 100 0,85
10 0,7 11 150 30 200 0,75

Практическая работа № 16
Тема: Расчет зубчатых передач.
Цель: Знать геометрические, кинематические и силовые соотношения цилиндрических зубчатых передач; формулы для расчета усилий в зацеплении; формулы для расчета прямозубых передач на изгиб и контактную прочность; обозначения, физический смысл и порядок определения всех входящих коэффициентов: коэффициентов нагрузки, коэффициента ширины колеса, коэффициента формы зуба, допускаемых напряжений.
Ход занятия
Повторить В.П. Олофинская «Детали машин», стр. 22-26.
Рассчитайте зубчатую передачу, согласно параметрам вашего варианта.
Номера вариантов к контрольной работе
№ Мощность Р, кВт Частота
ω1, рад/с Частота
ω2, рад/с z1 Коэффициент
YF1
1 5,5 100 20 22 3,98
2 6 100 20 22 3,98
3 5,2 100 20 22 3,98
4 6,1 100 20 20 4,07
5 5 100 20 20 4,07
6 5,4 100 20 20 4,07
7 6 100 20 17 4,26
8 5,5 100 20 17 4,26
9 5 90 30 17 4,26
10 6 110 25 35 3,75
11 5,5 110 25 40 3,7
12 5 80 20 17 4,26
13 6,2 90 20 20 4,07
14 5 85 25 22 3,98
15 5,2 100 25 24 3,92
16 5,4 70 20 28 3,81
17 6,4 105 30 35 3,75
18 6,3 110 30 17 4,26
19 5 90 20 20 4,07
20 6 100 25 40 3,7
21 5,1 95 20 35 3,75
22 5,3 80 20 28 3,81
23 6,5 110 25 24 3,92
24 6,4 105 20 22 3,98
25 6,3 95 20 20 4,07
26 6,2 100 20 50 3,65
27 5,8 85 20 22 3,98
28 5,6 70 25 20 4,07
29 5,9 100 25 24 3,92
30 6 110 25 40 3,7

Задание № 1
Тема: «Расчет зубчатой передачи на изгиб»
Порядок выполнения:
Определяется передаточное отношение

Выбирается материал и допускаемое напряжение

Задается число зубьев Z1
Z1≥17
Определяется модуль

YF1 – коэффициент формы зуба

Округляется модуль до стандартного, определяются геометрические размеры колес и усилия в зацеплении

Выполняется проверочный расчет

Задание №2

Тема: «Расчет зубчатой передачи на контактную прочность»
Порядок выполнения:
Определяется передаточное отношение

Выбирается материал, вид термообработки и допускаемое напряжение

Определяется требуемое межосевое расстояние

Округляется aω до стандартного и определяется модуль:

Определяется суммарное число зубьев

Определяется число зубьев шестерни и колеса

Уточняется передаточное число

Определяем размеры колес и усилия в зацеплении:

Выполняется проверочный расчет

№№ Тематика самостоятельных работ студента.
(Подготовить рефераты)

1 Исторические сведения о развитии строительных машин
2 Двигатели внутреннего сгорания
3 Гидравлические приводы
4 Пневматический привод
5 Транспортные машины
6 Транспортирующие машины
7 Строительные подъемники и краны
8 Погрузочно-разгрузочные машины
9 Машины для земляных работ
10 Экскаваторы непрерывного действия
11 Землеройно-транспортные машины
12 Машины для подготовительных работ
13 Машины и оборудование для уплотнения грунтов
14 Технические средства гидромеханизации
15 Машины и оборудование для штукатурных работ
16 Машины и оборудование для малярных работ
Перечень вопросов для дифференцированного зачета по дисциплине Строительные машины и средства малой механизации
1 По каким признакам классифицируют строительные машины?
2 Какие требования предъявляют к строительным машинам?
3 Из каких основных узлов состоят строительные машины?
4 Какие различают категории производительности строительных машин? Дайте определение каждой категории и приведите расчетные формулы.
5 В чем заключается стандартизация, унификация и агрегатирование строительных машин?
6 Каковы основные виды фрикционных передач и вариаторов? Где их применяют? Преимущества и недостатки фрикционных передач. Приведите схемы. Как определяют передаточное отношение, диаметр и ширину колес фрикционных передач?
7 Какие различают виды ременных передач? Где их применяют? Каковы их преимущества и недостатки? Приведите схемы.
8 Какие различают виды зубчатых передач? Как определяют их кпд и передаточное число? Приведите схемы различных передач.
9 Какая окружность в зубчатом зацеплении называется начальной и почему? Что такое модуль и шаг зацепления?
10 Какие преимущества имеют косозубые и шевронные колеса перед прямозубыми?
11 Что называется зубчатым редуктором? какие различают виды зубчатых редукторов? Как определяют передаточное
число и кпд редуктора? Приведите три-четыре схемы редукторов различных типов.
12 Какова зависимость между передаточным числом, заходностью червяка и числом зубьев червячного колеса? Чему
равно минимальное число зубьев червячного колеса и число заходов червяка?
13 В чем состоит отличие оси от вала? Какие различают виды осей и валов? Из каких материалов их изготавливают?
14 Какие различают типы подшипников и подпятников скольжения? В каких случаях их применяют, из каких деталей
они состоят? Приведите схемы.
15 Каковы преимущества и недостатки подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения?
16 Как устроены и работают фрикционные муфты? Приведите принципиальные схемы устройства дисковой и конус-
ной муфт.
17 Для чего служат полиспасты? Что такое кратность полиспаста? Приведите две-три схемы полиспастов различной кратности.
18 Какие существуют виды ленточных тормозов? Где их применяют, как они устроены и работают? Приведите принципиальные схемы.
19 Какие существуют виды колодочных тормозов? Где их применяют, как они устроены и работают? Приведите принципиальные схемы.
20 Для чего служит храповый останов? Как устроен и где его применяют? Приведите схему.
21 Чем отличаются гидромуфты от гидротрансформаторов, их достоинства по сравнению с механическими трансмиссиями?
22 Особенности конструкции пневмонасосов.
23 Основные виды систем управления строительных машин. Приведите их схемы.
24 Опишите конструкцию и назначение гусеничного ходового оборудования. Что такое тип и система гусениц?
25 Каковы достоинства и недостатки пневмоколесного движителя? Колесная формула автомобиля.
26 Виды ходового оборудования, используемого в строительных машинах. Схемы.
27 Конструкция пневматических шин.
28 Основы тягового расчета ходового оборудования.
29 Какие типы автомобилей, тракторов и пневмоколесных тягачей применяют в строительстве? Приведите их основные технико-эксплуатационные показатели.
30 Из каких узлов состоят грузовые автомобили и колесные тракторы? Приведите их кинематические схемы и объясните назначение сцепления, коробки передач, карданного вала, главной передачи и дифференциала.
31 Из каких основных узлов состоит гусеничный трактор? Приведите его кинематическую схему и объясните как осуществляется разворот трактора.
32 Как устроены и в каких случаях применяются ленточные, винтовые и ковшовые конвейеры? Приведите их принципиальные схемы с обозначением основных узлов.
33 Как устроены, работают и где применяются вибрационные конвейеры? Приведите их принципиальные схемы.
34 Как определяют производительность транспортирующих машин непрерывного действия? Приведите расчетные формулы.
35 По каким признакам классифицируют самоходные погрузчики? Как определяют их производительность?
36 Приведите принципиальные схемы универсальных одноковшовых погрузчиков и укажите, с какими видами сменного рабочего оборудования может работать каждый из них.
37 Как устроены, работают и где применяются разгрузочные машины цикличного и непрерывного действия? Приведите их принципиальные схемы.
38 Устройство домкратов, лебедок и талей, область их применения, зависимости для расчета усилий, необходимых для подъема груза.
39 Зарисуйте кинематическую схему механизма подъема груза с применением электрореверсивной лебедки. Приведите зависимости для выбора каната, канатоемкости барабана, тормозных устройств и мощности двигателя.
40 Типы подъемников, их схемы и области применения.
41 Схемы конструкций основных типов башенных кранов, их параметры и области применения, а также механизмы с помощью которых осуществляются рабочие движения кранов.
42 Схемы устройства различных типов стреловых самоходных кранов, их параметры, области применения и условия работы.
43 Области применения и схемы устройства козловых, мостовых и кабельных кранов.
44 Объясните требования Госгортехнадзора к устройству и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, порядок ввода в эксплуатацию грузоподъемной машины.
45 Покажите на схемах действующие на кран нагрузки для определения грузовой и собственной устойчивости. Напишите уравнения устойчивости.
46 Напишите формулу производительности грузоподъемной машины и укажите способы повышения производительности.
47 Какие устройства обеспечивают безопасную работу крана?
48 Классификация машин для земляных работ.
49 Виды рабочих органов машин, реализующих механический способ разрушения грунтов, элементы и параметры режущей части землеройного рабочего органа.
50 Взаимодействие режущей части землеройного рабочего органа с грунтом, понятия «резания» и «копания» грунтов.
51 Особенности взаимодействия затупленных режущих рабочих органов с грунтом, способы их упрочнения, эффект самозатачивания.
52 Классификация одноковшовых экскаваторов, основные параметры и индексация.
53 Назначение, устройство, рабочий процесс, рабочие размеры, основные технико-эксплуатационные показатели одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием прямой и обратной лопат, драглайна, погрузчика, грейфера, планировщика.
54 Методика определения мощности силовой установки одноковшового экскаватора.
55 Производительность одноковшового экскаватора.
56 Классификация многоковшовых экскаваторов.
57 Устройство, рабочий процесс и технико-эксплуатационные показатели траншейных роторных и цепных экскаваторов, методика определения производительности и мощности силовой установки.
58 Особенности работы и устройства двухроторных и шнекороторных каналокопателей, экскаваторов и дреноукладчиков; стабилизация продольных уклонов выемок.
59 Назначение, устройство, рабочий процесс, технико-эксплуатационные показатели и производительность роторных стреловых экскаваторов и цепных экскаваторов поперечного копания.
60 Классификация землеройно-транспортных машин.
61 Назначение, классификация. Устройство и рабочие процессы бульдозеров с неповоротным и поворотным отвалами,скреперов, грейдеров и грейдер-элеваторов.
62 Производительность бульдозеров и скреперов и пути ее повышения.
63 Характеристика сопротивлений передвижению бульдозеров и скреперов при послойной разработке грунтов, разработке выемок по схеме рационального продольного профиля.
64 Продольная и поперечная стабилизация уклонов при планировочных работах с помощью землеройно-транспортных машин.
65 Назначение, устройство, рабочий процесс и производительность кусторезов, корчевателей и рыхлителей.
66 Назначение, устройство, рабочий процесс бурильно-крановых машин, машин для бурения шпуров и оборудования для бурения горизонтальных скважин.
67 Оборудование для гидравлического разрушения грунтов.
68 Назначение, устройство и принцип работы земснаряда.
69 Назначение, устройство и рабочий процесс катков с гладкими, кулачковыми, ребристыми и решетчатыми вальцами, пневмо- и виброкатков, машин и оборудования для уплотнения грунтов трамбованием.
70 Виды свай и способы устройства свайных фундаментов.
71 Виды современного оборудования для свайных работ.
72 Назначение, устройство и рабочий процесс копров и копрового оборудования.
73 Состав работ и перечень машин и оборудования для бескопрового погружения свай.
74 Назначение, классификация, устройство, принцип работы и основные технико-экономические показатели механических, паровоздушных, гидравлических и дизельных свайных молотов, вибропогружателей и вибромолотов.
75 Как устроены и работают щековые, конусные, валковые и роторные дробилки? Приведите их схемы.
76 Дайте классификацию сортировочных и моечных машин, приведите их схемы.
77 Из каких основных узлов состоят передвижные дробильно-сортировочные установки? Приведите схему такой установки.
78 Выведите формулы производительности щековой, конусной и валковой дробилок.
79 Классификация смесительных машин по условиям эксплуатации, режиму работы и способу смешивания.
80 Назначение дозаторов и их классификация.
81 Классификация бетонных заводов и схемы компоновки основного оборудования.
82 Принцип работы бетонного завода-автомата.
83 Назначение и устройство автобетоносмесителей, автобетоновозов и авторастворовозов.
84 Назначение, принципиальные схемы и основные параметры бетононасосов и растворонасосов.
85 Применение и устройство бетоноводов и распределительных стрел.
86 Основные параметры автобетононасосов и условия их эффективного применения.
87 Принцип работы, условия применения и основные параметры пневматических растворонагнетателей.
88 Назначение вибровозбудителей и их классификация.
89 Принципиальные схемы поверхностных вибровозбудителей и условия их применения.
90 Принципиальные схемы глубинных вибровозбудителей и условия их применения.
91 Эффективность применения ручных машин в строительстве.
92 Классификация ручных машин.
93 Маркировка и индексация ручных машин.
94 Особые требования к ручным машинам.
95 Основные сборочные единицы ручных машин.
96 Назначение, устройство и основные параметры ручной сверлильной машины.
97 Главное движение и движение подачи.
98 Типы сверл, их выбор и рекомендуемые параметры.
99 Область применения и принцип работы ручной сверлильной машины ударно-вращательного действия.
100 Назначение, принцип работы, рабочие органы и основные параметры ручных перфораторов.
101 Устройство, работа и применения универсальных ручных перфораторов.
102 Назначение, устройство и работа ручных резьбонарезных машин.
103 Назначение, принцип работы и область применения ручных резьбозавертывающих машин.
104 Назначение, устройство, область применения и основные параметры ручных частоударных гайковертов.
105 Назначение, устройство, область применения и основные параметры ручных редкоударных гайковертов.
106 Назначение, устройство, область применения и основные параметры молотков и бетоноломов.
107 Сменные рабочие органы молотков и бетоноломов и их выбор.
108 Назначение, устройство, область применения ручных трамбовок.
109 Ручные шлифовальные машины, их устройство и область применения.
110 Рабочие органы ручных шлифовальных машин, их основные параметры и выбор.
111 Назначение, принципиальные схемы, рабочие органы и область применения ручных ножниц.
112 Ручные машины для обработки дерева, особенности их устройства и эксплуатации.
113 Перспективы применения и развития ручных машин.
114 Повышенные требования к технике безопасности при эксплуатации ручных машин.
115 Назначение, устройство и основные параметры штукатурных станций и агрегатов.
116 Область применения и устройство торкретных установок.
117 Назначение, устройство и основные параметры малярных агрегатов.
118 Устройство, работа и эффективность применения безвоздушных агрегатов высокого давления.
119 Устройство и работа машин для подготовки оснований под полы.
120 Устройство и работа машин для обработки полов и их основные параметры.
121 Основные правила техники безопасности при работе машин для устройства полов.

[/TAB_PANE][TAB_PANE]КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ
ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И СРЕДСТВА МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ»
по специальности: 44.02.06 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ (по отрасли )
Строительство и эксплуатация зданий и сооружений
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, а также выполнения обучающимися индивидуальных самостоятельных заданий.

Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания) Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
1 2
Умения:
разделять машины и средства малой механизации по типам, назначению, видам выполняемых работ;

Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
-подбирать комплекты строительных машин и средств малой механизации для выполнения работ; Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
Знания:
основные сведения о строительных машинах, об их устройстве и процессе работы;

Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
рациональное применение строительных машин и средств малой механизации правила эксплуатации строительных машин и оборудования;
Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
технические возможности и использование строительных машин и оборудования;
Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
разделять машины и средства малой механизации по типам, назначению, видам выполняемых работ;
Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
основные технико-экономические характеристики строительных машин и механизмов; Контрольная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа

Информационное обеспечение обучения
Основные источники:
Волков Д.П. Строительные машины и средства малой механизации: учебник. – М.: академия,2011
С.А.Волков, С.А..Евтюков Строительные машины Санкт-Петербург Издательство ДНК, 2012 (http://interlibrary.narod.ru/gencat/ gencat.tech.dep/bm/220000011/tit3.htm)

Дополнительная литература:
А. И. Доценко, В. Г. Дронов Строительные машины: учебник для строительных вузов : соответствует ФГОС 3-го поколения, ИНФРА-М, 2014

Ответить

Ваш email нигде не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать HTML теги и атрибуты <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>