Лабораторные работы по строительным машинам

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ»

1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» Кафедра строительного производства МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ» Составители: Б.Г. КИМ А.С. СЕМЕНОВ С.В. ПРОХОРОВ Владимир 2014

2 УДК ББК М54 Рецензент Кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения, вентиляции и гидравлики Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых М. В. Мельников Печатается по решению редакционно-издательского совета ВлГУ М54 Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Строительные машины» / Владим. гос. ун-т им. А.Г. и Н.Г. Столетовых ; сост.: Б. Г. Ким, А. С. Семенов, С. В. Прохоров. Владимир : Изд-во ВлГУ, с. Приведены методики расчета и подбора строительных машин для производства основных видов строительно-монтажных работ. Приводятся основные расчеты при разработке технологической карты на монтаж. Предназначены для студентов всех форм обучения по направлению Строительство. Рекомендовано для формирования профессиональных компетенций в соответствии с ФГОС 3-го поколения. Ил. 10. Табл. 30. Библиогр.: 8 назв. УДК ББК

3 3 Введение Совершенствование и ускорение строительного производства, подъем его на качественно новый уровень возможны исключительно только за счет индустриализации и комплексной механизации основных трудоемких работ с конечной целью полного исключения ручного труда. Широкое внедрение комплексной механизации способствует сокращению сроков строительства и его себестоимости, повышению производительности труда. В свою очередь, комплексная механизация невозможна без насыщения строительства необходимым количеством высокопроизводительных машин и оборудования. За последние несколько лет появились признаки возрождения отечественного машиностроения, произошло определенное обновление номенклатуры выпускаемого оборудования, которое стало более современным и менее энергоемким, появились новые предприятия. Большое количество техники стали производить совместно с зарубежными партнерами по новым технологиям с учетом новых требований. Представленное издание позволит будущим специалистам научиться осуществлять подбор необходимого комплекта машин и оборудования для механизации строительных процессов.

5 2. Начертить схему канатного полиспаста в соответствии с вари- антом задания (рис. 1).. а) б) в) г) Рис. 1. Схемы полиспастов (а, б, в, г варианты заданий) 3. Рассчитать общий коэффициент полезного действия грузо- подъемного механизмаа ŋ общ =ŋ пол ŋ обв.бл, (1) где ŋ пол КПД полиспаста; ŋ 0 0бв.бл. КПД обводных (отклоняющих) блоков. Для полиспаста, у которого тянущая ветвьь сходит с верхнего неподвижного блока 2 η η бл i η по ол = бл, (2) i η а при сбеганиии каната с нижнего подвижного блока i η пол = i + i i пол где ŋ бл= 0,98 КПД одного блока; i по ол кратность полиспаста; z число блоков в полиспасте. 4. Подобрать стальной канат В грузоподъемных машинах применяют преимущеп ественно кана- ты двойной свивки типа ЛК с шестью прядями в поперечном сечении 5 пол i i η η бл z бл бл, (3)

6 и числом проволок в каждой Подбирают стальной канат по допускаемому усилию Н. = Р к, (4) где k коэффициент запаса прочности каната. В зависимости от режима работы лебедки (15 % легкий, k = 5; 25 % средний, k = 5,5; 40 % тяжелый, k = 6,0); Р к максимальное рабочее усилие в канате Н. Выбирать канат следует с учетом среднего временного сопротивления разрыву. 5. Максимальное рабочее усилие в канате, навиваемом на барабан при подъеме: 9,81( Q+ mкр ) 9,81 Qрас Р к = или, i η i η (5) где Q, m кр масса поднимаемого груза и крюковой подвески, кг, для кранов; Q рас = (Q+m г.бл ), кг, для строительных подъемников, здесь m г.бл. масса грузовой платформы (m г.бл.

10 3. Вычислить вес груза в прицепе. 4. Подсчитать количество прицепов применительно к наиболее тяжелому участку пути. 5. Определить требуемыее тяговые усилияя на крюке трактора и скорости движения на всех участках трассы. 6. Рассчитать продолжительность движения поезда на отдель- ных участках трассы с грузом и без него. 7. Вычислить длительность рейса поезда, включая погрузку и разгрузку. 8. Определить сменную производительность тракторного поезда. Методика выполнения работы Данные для расчета приведены в табл. 6 и Определяем возможн ную силу тяги трактора т а по условиям сцепления применительно к наиболее тяжелому у участкуу пути (рис. 3): F сц = G φ, кгс, (12) Рис. 3. Схема движения где Q вес трактора, кгс (табл. 8); φ коэффициент сцепления гусениц с доро- на гой (табл. 9) Устанавливаем, какой передаче может дви- из гатьсяя трактор, исходя возможного сцепления. Для движения трактора должно быть выполненв но условие F кр >F сц G ω тр, кгс, (13) где F кр тяговое усилие на крюке трактора прии соответствующей пе- редаче, кгс (табл. 10); ω основное удельное сопротивление движе- нию трактора (см. табл. 9). Учитывая это условие, поо технической характеристике трактора устанавливаем, на какой передаче тракторр можетт реализовать наибольшее тяговое усилие по условиям сцепления. 3. Вычисляем вес груза в прицепее 10

11 Q = γ V, кгс, (14) где γ насыпная плотность, кг/м З (табл. 11); V емкость кузова прицепа, м 3 (табл. 12). 4. Подсчитываем количество прицепов применительно к наиболее тяжелому участку дороги: n = (F кр G i )/(Q + G пр ) (ω + i), (15) где G пр вес прицепа без груза, кгс (см. табл. 12); ω основное удельное сопротивление движению прицепа на горизонтальном пути (см. табл. 9); i подъем. 5. Определяем требуемые тяговые усилия на крюке трактора и скорости движения на всех участках трассы, исходя из следующего условия движения тракторного поезда: F кр > n (Q + G пр ) (ω + i) +G i, кгс. (16) По табл. 10 устанавливаем, на каких передачах будет двигаться тракторный поезд и каковы будут его наивысшие возможные скорости на участках трассы. 6. Рассчитываем продолжительность движения поезда по отдельным участкам трассы с грузом t гр и порожнего (без груза) t пор : t гр 1 = 3,6l 1 /0,8υ 1 с; (17) t гр 2 = 3,6l 2 /0,8υ 2 с; (18) t гр 3 = 3,6l 3 /0,8υ 3 с. (19) Здесь υ 1, υ 2, υ 3 скорости движения груженого поезда, км/ч, на различных участках l 1, l 2 и l 3 трассы, м, найденные по табл. 6; 3,6 коэффициент перевода из километров в час в метр в секунду; 0,8 коэффициент, учитывающий затраты времени на ускорение, замедление и переключение передач. Порожний поезд практически движется на IV передаче (скорость υ IV, км/ч). Поэтому продолжительность движения порожнего поезда t пор =3,6 (l 1 + l 2 + l 3 )/0,8 υ IV с. (20) 7. Вычисляем длительность рейса тракторного поезда t р = t1 гр + t2 гр + t3 гр + t пор +n (t загр + t разгр ) с. (21) 11

14 Таблица 12 Технические характеристики тракторных прицепов на пневмоколесном ходу Показатель Д-179-А Д-258 Ёмкость кузова V, м То же, с «шапкой», м Вес порожнего прицепа G пр, кгс Требования к отчету 1. Графическая часть включает в себя эскиз трассы движения бульдозера. 2. Расчетная часть состоит из пп.1 8 с описанием составляющих формул. Контрольные вопросы 1. Что такое тяговое усилие? 2. Что такое тракторный поезд? 3. От каких факторов зависит производительность тракторного поезда? 4. Каковы условия движения бульдозера в тракторном поезде? 5. Каковы резервы уменьшения времени цикла? Лабораторная работа 3 ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Цель и задачи Произвести тяговые расчеты автомобильного транспорта, определить производительность и сменный пробег автомобиля. Содержание 1. Проверить возможность движения автосамосвала по сцеплению на каждом участке пути. 14

15 2. Определить скорости движения груженого самосвала на каждом участке трассы. 3. То же, порожнего самосвала. 4. Определить продолжительность движения груженого и порожнего самосвалов на каждом участке трассы. 5. Подсчитать продолжительность загрузки автосамосвала. 6. Вычислить длительность рейса автосамосвала, включая время на загрузку и разгрузку. 7. Определить сменную производительность автосамосвала. 8. Подсчитать сменный пробег машины. Методика выполнения работы 1. Проверяем заданные участки дороги по сцеплению (рис. 4), исходя из движения с установившейся скоростью, по формуле φ G сц > G (ω + i), кгс, (23) где φ коэффициент сцепления шин с покрытием дороги (табл. 13); G сц сцепной вес автосамосвала, кгс (табл. 14); G полный вес груженого автосамосвала, кгс, (см. табл. 14); ω основное удельное сопротивление движению на горизонтальном пути (см. табл. 13); i заданный подъем участка (табл. 15). 2. Определяем скорость движения груженого автосамосвала на каждом участке трассы по его динамической характеристике D = f(υ), исходя из того, что динамический фактор при установившемся движении (то есть при постоянной скорости) численно равен ω + i. Динамические характеристики МА3-503А, КрАЗ-256Б, БелАЗ-540 приведены на рис Определяем скорости движения порожнего автосамосвала. При ω + i >0 пользуемся шкалой динамического фактора порожнего самосвала D 0 (рис. 5). Рис. 4. Схема трассы движения 15

19 Вариант Таблица 16 Дополнительные данные для вариантов заданий Марка автосамосвала Ёмкость ковша экскаватора, м 3 Продолжительность рабочего цикла экскаватора, с Количество ковшей грунта n, вмещающихся в кузов 1 10 МАЗ-503А 0, КрАЗ БелАЗ-540 4, Подсчитываем сменный пробег автосамосвала: L с = 3,600 Т k в 2 (l 1 + l 2 + l 3 ) 1000 t р км. (30) Требования к отчету 1. Графическая часть включает в себя эскиз трассы движения бульдозера. 2. Расчетная часть состоит из пп.1 8 с описанием составляющих формул. Контрольные вопросы 1. Каково назначение автосамосвала? 2. Классификация автосамосвалов. 3. Составляющие цикла автосамосвала. 4. Какие пути повышения производительности автосамосвалов вы знаете? 5. Какие мероприятия для уменьшения времени цикла вы можете назвать? Лабораторная работа 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БУЛЬДОЗЕРА Цель и задачи Ознакомиться с конструкциями бульдозеров, практикой их применения и освоить методику расчета их производительности. По имеющимся конструкциям бульдозеров произвести замеры (замеры 19

21 2. Определить продолжительность рабочего цикла бульдозера Τ = l 1 /V 1 + l 2 /V 2 + (l 1 + l 2 )/V 3 +n t 1 + t 2, (32) где l 1, l 2 длины участков, проходимые бульдозером при резании грунта и его транспортировании соответственно, м; V 1, V 2 скорости трактора при копании грунта, его транспортировании к месту укладки и обратном (холостом ходе), м/с (табл. 18); n число переключений в течение цикла; t 2 время переключения передачи t 1 = 4 5 с; t 2 время опускания отвала t 2 = 1 2 с. Таблица 18 Техническая характеристика базовых тракторов Показатели Т-180 Т-74 ДТ-75 Т-100МЗ Т-130 ДЭТ-250 Т-330 Мощность двигателя, квт Скорость, м/с: на первой передаче 0,79 0,82 1,38 0,79 1,02 1,13 0,64 на второй передаче 1,38 1,12 1,55 1,30 1,22 1,84 1,39 на четвертой передаче 2,63 1,71 1,91 2,16 2,44 3,25 4,55 назад 1,04 0,49 1,36 0,77 0,97 0,97 0,55 3. Подсчитать коэффициент потерь грунта при его транспортировании К n = 1 0,005l 2. (33) 4. Определить скорость перемещения бульдозера W i Τ i, (34) где Τ i тяговое усилие трактора при соответствующей скорости, Н ; W i суммарное сопротивление перемещению бульдозера W i = W 1 + W 2 + W 3 + W 4, (35) где W 1 сопротивление грунта резанию; W 1 = K B h, н; К удельное сопротивление резанию грунта, Н/м 2 ; h толщина срезаемой стружки, м; W 2 сопротивление перемещению призмы волочения: W 2 = P пр μ 1, (36) 21

23 Технические характеристики бульдозера подбираются по табл. 18, исходя из заданной по варианту марки бульдозера (табл. 21) и вычисляемому Τ i. Таблица 21 Варианты заданий Номер варианта Категория грунта Базовый трактор Марка бульдозера Ширина отвала, м 23 Высота отвала, м Уклон местности Длина участка, м Масса бульдозера, кг 1 I ДЗ-54 Т-130 3,20 1,30 +0, I ДЗ-9 Т-180 3,35 1,38 +0, II ДЗ-34 Т-330 4,80 1,37 0, II ДЗ-34 ДЭТ-250 4,50 1,20 0, I ДЗ-53 Т-100МЗ 3,94 1,00 0, III ДЗ-29 Т-74 2,52 0,80 0, I ДЗ-42 ДТ-75 2,60 0,90 +0, II ДЗ-54 Т-130 3,20 1,30 +0, III ДЗ-34 ДЭТ-250 4,50 1,20 +0, I ДЗ-53 Т-100МЗ 3,94 1,00 +0, Примечания. 1. Резание грунта (набор призмы волочения) производится на первой передаче. 2. Толщина стружки h определяется расчетом после нахождения W 2, W 3, W 4 и составления неравенства W 1 Τ 1, где Τ 1 тяговое усилие трактора на 1-й передаче. 3. Длина резания определяется по формуле lр = V/Bh. Требования к отчету 1. Графическая часть включает в себя эскиз бульдозера с указанием параметров отвала, призмы грунта, глубины резания, угла резания. Показать в масштабе схему набора грунта и диаграмму составляющих цикла работы бульдозера. 2. Расчетная часть состоит из пп. 1 5 с описанием составляющих формул. Контрольные вопросы 1. Назначение бульдозера. 2. Классификация бульдозеров. 3. Дополнительное оборудование бульдозеров. 4. Пути повышения производительности бульдозеров. 5. Составляющие цикла работы бульдозера. 6. Резервы уменьшения времени цикла.

24 Лабораторная работа 5 ВЫЧИСЛЕНИЕ СМЕННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БАШЕННОГО КРАНАА Цель и задача В конкретных условиях работы башенного крана определить его производительность. Содержание 1. Определить требуемую высоту подъема крюка и соответствующий этой высоте вылет стрелы для заданных условий работы. 2. Вычислить коэффициент использования кранаа по грузоподъемности. 3. Начертить рабочую зону крана в масштабе. 4. Определить продолжительность отдельны х операций рабочего цикла крана. 5. Вычислить длительность рабочего цикла безз совмещения операций и при совмещении. Начертить схемы последовательности операций рабочего цикла, 6. Определить сменную производительность крана при работе по совмещенному и несовмещенному циклам. Методик ка выполнения работы р Варианты заданий приведены в табл Выбираем основные параметры крана и определяем коэффи- высоту подъема п крюка (рис. 6) циент его использования по грузоподъемности. Требуемую определяем суммиро- ванием заданной высо- длины стропов, размера изделия, и высоты подъ- ты уровня монтажа, ема грузаа над уровнем монтажа м h зап. По усло- Рис. 6. Схема рабочей зоны крана виям техники безопас- 24

25 ности величину h зап принимаем равной 2,5 3 м. В соответствии с выбранной высотой подъема крюка по табл. 23 находим вылет стрелы и грузоподъемность крана на этом вылете. Таблица 22 Варианты заданий Номер варианта Марка крана Продолжительность, мин t 1 25 Продолжительность, мин t 6 Продолжительность, мин t 7 1 КБ-405.1А КБ КБ-403.1А КБ КБ-405.1А КБ КБ-403.1А КБ КБ-405.1А КБ КБ-403.1А КБ КБ-405.1А КБ КБ-403.1А КБ КБ-405.1А КБ КБ-403.1А КБ Коэффициент использования крана по грузоподъемности г = / (41) где G вес монтируемого элемента, т; Q грузоподъемность крана при выбранном вылете стрелы, т. Этот коэффициент характеризует степень загрузки крана при подъеме заданного груза в конкретных условиях его работы. 3. Чертим рабочую зону крана в масштабе на основании рис. 6 с учетом числовых данных варианта и выбранного вылета стрелы R. Расстояние k от оси подкранового пути до здания и склада можно принимать 4 5 м.

26 4. Определяем продолжительность операций рабочего цикла крана: t 1 строповка монтируемых элементов; t 2 подъем этих элементов до нужного уровня; t 3 поворот стрелы крана; t 4 перемещение крана по рельсовому пути; t 5 опускание груза до уровня монтажа; t 6 удержание монтируемого элемента во время установки, закрепления, подливки раствора, выверки положения и других операций; t 7 расстроповка монтируемых элементов; t 8 подъем крюка с грузозахватными приспособлениями над уровнем монтажа; t 9 возвратный поворот стрелы; t 10 возвратное перемещение крана; t 11 опускание крюка с Рис. 7. Схема для определения длительности вертикального перемещения 26 грузозахватными приспособлениями. Продолжительность ручных операций t 1, t 6, t 7 принимаем по нормативным данным (табл. 23), а длительность остальных операций вычисляем приближенно по установившимся скоростям рабочих движений крана без учета периодов разгона и торможения. Продолжительность подъема (рис. 7), с, = ( + h зап )/ под, (42) где V под скорость подъема, м/с. Рабочий поворот, с, = 60 α /2π, (43) где α ср средний рабочий угол, рад. Средний рабочий угол поворота находим по схеме рабочей зоны крана (см. рис. 6) графическим или аналитическим способом по формуле α ср = α + α = arcsin, с + arcsin, а, (44)

27 где R расчетный вылет стрелы. Время перемещения крана по рельсовому пути, с, = пер / пер, (45) где L пер средний путь перемещения, м; V пер скорость перемещения, м/с. Средний путь перемещения крана (см. рис. 16) принимаем равным расстоянию между центрами рабочих зон склада и здания и определяем его графически или аналитически по формуле пер = 0,5( + ) 1 + (casα casα ). (46) Опускание груза до уровня монтажа =h зап / оп, (47) где V оп скорость опускания, м/с. Продолжительность подъема крюка со стропами над уровнем монтажа = зап. (48) оп Длительность остальных операций определяем аналогично =, =, =( +h зап )/ оп. (49) 5. Вычисляем длительность рабочего цикла крана. При работе без совмещения операций рабочий цикл крана равен сумме времени всех операций ц =Σ. (50) Для повышения производительности крана некоторые операции можно совмещать (например, подъем и перемещение груза). В этом случае при подсчете длительности рабочего цикла учитывают только наиболее длительную из совмещаемых операций ц = + ( ) ( ). (51) 6. Определяем сменную производительность крана по формуле, т/смену, 27

29 Требования к отчету 1. Графическая часть включает в себя схему рабочей зоны крана в масштабе. 2. Расчетная часть состоит из пп. 1 6 с описанием составляющих формул (прил. 1). Контрольные вопросы 1. Каково назначение башенного крана? 2. Виды башенных кранов. 3. Какие особенности башенных кранов для гражданского строительства вы знаете? 4. Пути повышения производительности кранов. 5. Из чего состоит рабочий цикл башенного крана? 6. Резервы уменьшения времени цикла. 7. Основные узлы кранов. Лабораторная работа 6 ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ Цель и задачи Изучить общее устройство экскаваторов с механическим и гидравлическим приводами, правила и порядок работы основных механизмов. Исследовать рабочий процесс машины и определить ее производительность. Общие положения и основные понятия Одноковшовый экскаватор состоит из ходового оборудования, поворотной платформы, рабочего оборудования, трансмиссии и системы управления. Рабочее оборудование включает комплекс узлов (стрелу, рукоять, ковш, подвеску ковша, привод подъема стрелы и ковша, систему управления и т.п.). 29

30 предохранительный клапан Рис. 8. Условные обозначени ия гидравлических систем экскаваторов дроссель нерегули- руемый и регулиру- емый Выбор типа экскаватора и его рабочего оборудования осуществ- па- ляетсяя по технической характеристике и рабочим геометрическим раметрам. Условное схематичное изображение механизмов экскаваторов, их взаимосвязь и передача мощностного потокаа от силовой установки к рабочим органам и ходовому у устройству разъясняетсяя на кинемати- ческих или гидравлических схемах (рис. 8), (прил. 2). В состав механизмов, показанных на кинематической схеме вхо- дит главная трансмиссия, осуществляющая отбор мощности от двига- 30

31 теля путем включения главнойй муфты.. Следуетт иметь ввиду, что при включении главной муфты работа механизмов экскаватора будет осу- обеспечивающих соединение механизма (подъема стрелы, ковша, по- ществляться после включения соответствующих муфт и фрикционов, ворота платформы, передвижения и т..п.) с главной трансмиссией. В ряде случаев один и тот же фрикцион (главный реверс) можно ис- тот пользовать для подключения нескольких механизмов, при этом или иной механизм соединяется с ведомой частью фрикциона кулач- ковой муфтой или подвижной шестеренкой. Наряду с названными узлами в гидравлическую схему включают- и ся перепускные клапаны, обратные клапаны, дроссельные устройства регуляторы потока, фильтры, гидроаккумуляторы и гидрозамки. В зависимости от компоновки элементов гидравлической схемы она может быть следующей (рис. 9). Открытая схема Закрытаяя схема Рис. 9. Примеры гидравлических схем: 1 вал отбора мощности и привода насоса; 2 насос; 3 напорная магистраль; 4 гидрораспределитель; 5 рабочая магистраль; 6 гидроцилиндр; 7 шток гидроцилиндра или вал гидромотора (выходное звено); 8 сливная магистраль; 9 масляныйй бак; 10 дренажная линия; 111 всасывающая магистраль; 12 гидромотор; 13 обратный клапан; 14 подпитывающий насос 31

32 Закрытая гидропередача отличается от открытой тем, что сливная магистраль 8 соединяется с насосом 2. Утечки из гидросистемы восполняются подпитывающим насосом 14. На одноковшовых универсальных экскаваторах используются открытые гидропередачи и системы. Схемы гидропривода машин классифицируют по следующим признакам: числу потоков жидкости, подаваемых от насосной установки (одно- и многоточные); виду питания гидродвигателя (с индивидуальным и групповым питанием); возможности объединения потоков (с разделенными и объединенными потоками). В схемах гидропривода с групповым питанием гидродвигатели могут подключаться к напорной линии параллельно, последовательно и раздельно. Содержание 1. Изучить общее устройство экскаватора, выявить его основные рабочие параметры и технические данные. 2. В соответствии с заданным вариантом и используя справочную литературу нарисовать общую схему экскаватора с нанесением основных рабочих параметров. 3. Привести таблицу с основными показателями и полную техническую характеристику экскаватора. 4. В соответствии со схемой индексации экскаваторов записать расшифровку индекса машины (прил. 3). 5. Изучить заданную кинематическую схему экскаватора, перечислить основные узлы и порядок работы каждого механизма (главной лебедки, главного реверса, рабочего реверса, ходового оборудования, поворота платформы и подъема стрелы). 6. По заданному варианту нарисовать кинематическую схему механизма. 7. В соответствии с заданным вариантом по углу поворота стрелы на выгрузку произвести хронометраж рабочего цикла, зарисовать схему цикла экскаватора и вычислить его производительность в соответствии с исходными данными варианта. 32

33 Рабочий процесс одноковшовых экскаваторов состоит из семи операций: копание грунта; подъем ковша, поворот платформы к месту разгрузки, выгрузки, обратный ход и опускание ковша в забой (рис. 10). Наименование Время, с операции t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 1. Копание грунта 2. Подъем ковша 3. Поворот платформы 4. Выгрузка ковша 5. Возврат платформы к забою 6. Опускание ковша 7. Время переключения передач Рис. 10. Циклограмма рабочего процесса экскаватора Производительность экскаватора: 3600q K н Kв 3 П э =, м /ч, (54) T K ц где q геометрическая емкость ковша, м 3 ; Т ц время цикла, с; К н коэффициент наполнения; К р коэффициент разрыхления грунта; К в коэффициент использования экскаватора по времени, учитывающий неизбежные потери времени на обслуживание, передвижки и т.п. К в =0,7 0,86 (табл. 24). Таблица 24 Значение К н и К р для некоторых грунтов Вид грунта Группа грунта К н К р 1. Песок и гравий сухие, щебень и взорванные скальные породы I,V,VI 0,9 1,02 2. Песок и гравий влажные I,II 1,15 1,18 3. Суглинок II 1,05 1,12 4. Глина III 1,08 1,23 р 33

34 Рабочий процесс многоковшовых экскаваторов непрерывен, в связи с чем их производительность при меньшей энерго- и металлоемкости на 1 2 порядка выше, чем у одноковшовых экскаваторов и определяется как П э =0,06q z K г К в, м 3 /ч, где q геометрическая емкость ковша, л; z число ковшей, разгружаемых в единицу времени; z = 60 υ к ; υ к скорость ковшовой цепи, м/мин; К г технологический коэффициент. 1 К г=кн К т, К 34 (55) где К Н коэффициент наполнения; К г коэффициент трудности разработки. Значение К Т в зависимости от категории грунта могут быть следующие: грунт 1-й категории 0,90; 2-й 0,80; 3-й 0,60; 4-й 0,45. Содержание 1. Изучить общее устройство экскаватора, выявить его основные рабочие параметры и технические данные. 2. В соответствии с заданным вариантом (табл. 25) и используя справочную литературу, нарисовать общую схему экскаватора с нанесением основных рабочих параметров. 3. Привести таблицу с основными показателями и полную техническую характеристику экскаватора. 4. В соответствии со схемой индексации экскаваторов записать расшифровку индекса машины. 5. Изучить заданную кинематическую схему экскаватора, перечислить основные узлы и порядок работы каждого механизма (главной лебедки, главного реверса, рабочего реверса, ходового оборудования, поворота платформы и подъема стрелы). 6. По заданному варианту нарисовать кинематическую схему механизма. 7. В соответствии с заданным вариантом по углу поворота стрелы на выгрузку произвести хронометраж рабочего цикла, зарисовать схему цикла экскаватора и вычислить его производительность в соответствии с исходными данными варианта. Р

35 Номер варианта Тип экскаватора Кинематическая схема и тип механизма Таблица 25 Для расчета производительности 1 ЭО-33ПГ Э-652Б. Поворот платформы α в =120. Табл. 24 п.1 2 ЭО-652Б Э-652Б. Подъем стрелы α в =90. Табл. 24 п.2 3 ЭО-1251Б Э-652Б. Ходовое устройство α в =140. Табл. 24 п.3 4 ЭО-2621А Э-652Б. Напорный механизм α в =120. Табл.24 п.4 5 ЭО-3322Б Э-1252Б. Главный реверс α в =90. Табл. 24 п.1 6 ЭО-4321 Э-1252Б. Механизм передвижения α в =120. Табл. 24 п.2 7 ЭО-4121А Э-1252Б. Поворот платформы α в = 140. Табл. 24 п.4 8 ЭТР-206 Э-1252Б. Подъем стрелы α в =90. Табл. 24 п.4 9 ЭТЦ-252А Э-1252Б. Подъем ковша α в =90. Табл. 24 п.1 10 ЭТР-134 Э-1252Б. Главная лебедка α в =120. Табл. 24 п.4 Требования к отчету Выполнить: 1. Схему экскаватора с указанием рабочих параметров. 2. Структурную схему индекса экскаватора с расшифровкой; описание основных узлов экскаватора по кинематической схеме. 3. Кинематическую схему привода механизмов в соответствии с заданием. 4. Гидравлическую схему, полученную на основе преобразования механического привода заданных узлов экскаватора. 5. Циклограмму рабочего процесса одноковшового экскаватора и расчет производительности по заданному варианту. 35

36 Контрольные вопросы 1. Классификация одноковшовых экскаваторов. 2. Основные элементы кинематической системы экскаваторов. 3. Основные элементы гидравлической системы экскаваторов. 4. Из чего состоит цикл работы экскаватора? Лабораторная работа 7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕТОНОНАСОСОВ Цель и задачи Изучить методику выбора бетононасоса для подачи бетонной смеси на основе технико-экономических показателей. Исследовать факторы, влияющие на изменение себестоимости и приведенных затрат производства работ. Общие положения и основные понятия Бетононасос устройство для приёма свежеприготовленной бетонной смеси от специализированных бетонотранспортных средств и подачи её в горизонтальном и вертикальном направлениях к месту укладки. Бетононасосы применяются для укладки бетонной смеси в крупные массивы, блоки, фундаменты, стенки туннелей, перекрытия зданий и пр. Классификация бетононасосов по мобильности: мобильные на автомобильном шасси, автобетононасосы (АБН); стационарные без возможности самостоятельного передвижения, устанавливаются на колеса и перемещаются на прицепе. Имеют большую мощность по сравнению с мобильными бетононасосами, но не имеют стрелы для подачи бетонной смеси. по типу подачи бетона: Вакуумные бетон продавливается посредством создания вакуума в приемном лотке. 36

37 Поршневые бетон продавливается по системе одним или двумя поршнями. Шторочные механизм подачи отделяется от бетоновода шторками. Шиберные механизм подачи отделяется от бетоновода шиберным узлом. Автобетононасосы также разделяются по длине раздаточной стрелы. Стрелы бывают от 10 до 101 м. Содержание 1. Изучить общее устройство бетононасосов, рабочие параметры и технические характеристики. 2. В соответствии с заданным вариантом произвести расчет по формулам (56 62) удельных приведенных затрат на выполнение работ для двух типов насосов (табл. 26). 3. Построить графики зависимости изменения приведенных затрат и удельных приведенных затрат от объема работ. Методика выполнения Выбор бетононасоса осуществляется на основании приведенных затрат (З п ) на выполнение единицы объема работ. З пр =(С б +Е н К и.рт р Т г )/, (56) где С б себестоимость производства объема работ, руб.; Е н коэффициент сравнительной экономической эффективности, Е н =0,125; К и.р инвентарно-расчетная стоимость, руб.; Т р число часов занятости машины при производстве заданного объема работ, ч.; Т г число часов работы в году, ч.; V объем работ на объекте, м 3. Себестоимость производства работ определяется по формуле С б = З б +З э +Е + А гт р Т г 37 ( Н ), (57) где З б заработная плата рабочих при укладке бетона и обслуживании бетононасоса, руб.; З э текущие эксплуатационные расходы,

38 руб.; Е 0 единовременные затраты связанные с перебазированием бетононасоса (табл. 27), руб.; А г годовые амортизационные отчисления, руб.; Н накладные расходы, Н = 8 10 %. Заработная плата рабочих определяется на основании часовой тарифной ставки в зависимости от разряда рабочих З б = Т р т д к в.н, (58) где r тi часовая тарифная ставка рабочего i-го разряда, руб.; n pi число рабочих i-го разряда, чел.; α д коэффициент, учитывающий премии и доплаты, α д = 1,10 1,2; к в.н коэффициент перевыполнения норм, к в.н = 1,1 1,2. Число часов занятости машины при производстве заданного объема работ Т р : Т р =, (59) П час К и где П час часовая производительность насоса (см. табл. 27), м 3 / ч; К и интегральный коэффициент, К и = 0,5. Текущие эксплуатационные расходы определяем по формуле З э =З уд Т р, (60) где З уд удельные эксплуатационные затраты на 1 маш.-ч. (см. табл 27). Годовые амортизационные отчисления определяем по формуле А г = 0,24К и.р, (61) где К и.р. =Ц о К т, Ц о оптовая цена бетононасоса (см. табл. 27), руб.; К т коэффициент, учитывающий транспортные расходы, К т = 1,05 1,1. После расчета приведенных затрат необходимо проверить зависимость приведенных затрат от объемов бетонных работ. Для этого приведенные затраты раскладываем на условно-постоянные (стоимость перебазирования, амортизационные отчисления и стоимость самого насоса) и переменные (стоимость текущей эксплуатации и заработной платы). В результате формула (56) примет вид З пр.уд =(С пос +С пер )/. (62) 38

40 Содержание 1. Изучить общее устройство бетононасосов, рабочие параметры и технические характеристики. 2. В соответствии с заданным вариантом произвести расчет по формулам (56 62) удельных приведенных затрат на выполнение работ для двух типов насосов. 3. Построить графики зависимости изменения приведенных затрат и удельных приведенных затрат от объема работ. Требования к отчету 1. Графическая часть включает в себя графики зависимости изменения приведенных затрат и удельных приведенных затрат от объема работ. 2. Расчетная часть состоит из формул (56 62) с описанием составляющих формул. Контрольные вопросы 1. Виды бетононасосов и их назначение. 2. Каким образом осуществляется подача бетонной смеси к месту укладки? 3. Из чего состоит рабочий цикл бетононасоса? 4. От чего зависит себестоимость применения бетононасоса? 5. Какие параметры влияют на производительность бетононасоса? Лабораторная работа 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО КОЛИЧЕСТВА АВТОБЕТОНОСМЕСИТЕЛЕЙ Цель и задачи Изучить методику определения потребного количества автобетоносмесителей для бесперебойной подачи бетонной смеси на основе технико-экономических показателей. 40

41 Общие положения и основные понятия Автобетоносмеси тель (АБС, бетономеша лка, миксер) грузовой автомобиль, оборудованный вращающейся ёмкостью для перевозки бетона. АБС являются подвидом бетоносмесителей, которые также бывают: стационарными; передвижными (в виде прицепов). Кроме того, выделяются следующие классификации АБС: по типу расположения смесительной установки и направлению разгрузки АБС подразделяются: на АБС с разгрузкой «назад». Наиболее популярный в российской практике бетонирования тип; АБС с разгрузкой «вперед». Позволяет водителю миксера управлять и контролировать процесс разгрузки, не выходя из кабины; по типу привода смесительного оборудования: механический, редко используемый, устаревший вариант; гидравлический современный стандарт; по типу двигателей смесительного оборудования: автономные двигатели, более шумные, но более надежные в случае поломки двигателя автомобиля, перемешивание бетонной смеси не прекращается; двигатели на шасси, более экологичные, менее шумные, способствуют уменьшению массы АБС. Содержание 1. Изучить общее устройство автобетоносмесителей, рабочие параметры и технические характеристики. 2. В соответствии с заданным вариантом произвести расчет по формулам (63 66) требуемого количества автобетоносмесителей. Методика выполнения Количество автобетоносмесителей п, обслуживающих бетононасос, определяется по формуле 41

44 Таблица 30 Значение средних скоростей автобетоносмесителей по дорогам с разным покрытием Средняя скорость движения в зависимости от растояния, Тип дороги км/ч >30 Асфальтовая Бетонная Щебеночная Гравийная Булыжная Грунтовая Содержание 1. Изучить общее устройство автобетоносмесителей, рабочие параметры и технические характеристики. 2. В соответствии с заданным вариантом произвести расчет по формулам (63 66) требуемого количества автобетоносмесителей. Требования к отчету 1. Расчетная часть состоит из формул (63 66) с описанием составляющих формул. Контрольные вопросы 1. Какие методы транспортирования бетонных смесей вы знаете? 2. Как определить производительность бетоносмесителя? 3. Из чего состоит рабочий цикл автобетоносмесителя? 4. Как определить необходимое количество бетоносмесителей? 5. Какие параметры влияют на производительность автобетоносмесителя? 44

45 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 Структура индексации башенных кранов 45

46 Условные обозначения на кинематических схемах Приложение 2 46

47 47 Продолжение прил. 2

48 48 Продолжение прил. 2

49 49 Окончание прил. 2

50 Расшифровка индексов одноковшовых экскаваторов Приложение 3 м 3 50

Источник