Главная
Каталог техники
Новости
Библиотека
Контакты
Карта сайта








Введение


В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, принятых на XXVII съезде КПСС, указано на необходимость в строительном, дорожном и коммунальном машиностроении создать и освоить выпуск высокопроизводительных машин для комплексной механизации основных работ на всех стадиях строительного производства. Это требует ускоренного развития строительного машиностроения — освоения выпуска новой техники и обновления производства на основе его технического перевооружения. Основными направлениями совершенствования строительных машин и оборудования в современных условиях являются: создание систем и комплексов машин и оборудования с учетом перспективной технологии строительства; комплексной механизации и автоматизации производственных процессов; создание и освоение высокопроизводительных машин повышенной единичной мощности для работы в районах с низкими отрицательными температурами; расширение применения гидропривода и управления с применением гидрооборудования высокого давления; повышение универсальности машин за счет перехода на специальные шасси; расширение номенклатуры сменных рабочих органов; широкое использование при создании новой техники модульного конструирования на основе унифицированных узлов и агрегатов общего применения; создание автоматизированных и роботизированных машин, комплексов и комплектов оборудования на базе электронной, микропроцессорной и лазерной техники; обеспечение комфортных условий для операторов путем повышения безопасности и улучшения показателей эргономики.
В настоящее время в нашей стране выпускается более двух тысяч наименований машин и оборудования, в том числе высокопроизводительные щековые, конусные, молотковые и роторные дробилки, мощные сборно-разборные автоматизированные дробильные линии, принудительные смесители роторного и планетарно-роторного типов, гравитационные и автобетоносмесители, поршневые бетононасосы с гидравлическим приводом, быстроходные свайные дизель-молоты, гидромолоты простого и двойного действия, штукатурные станции и агрегаты с одновинтовыми насосами, окрасочные агрегаты гидродинамического (безвоздушного) распыления, ручные машины многоцелевого применения с электронным регулированием скорости и др.
От инженера-механика, как создателя современных строительных машин, механизмов, инструмента и другой продукции, позволяющих значительно повысить технический уровень строительного производства, требуется знание рабочих процессов, конструкций и методов расчета машин и оборудования, что обеспечит существенное улучшение комплексной механизации строительных и монтажных работ.
Общие сведения о строительных машинах. Классификация машин
Применяемое в строительстве машины и механизмы классифицируются по следующим признакам:
по роду выполняемой работы — для измельчения и сортировки нерудных материалов; приготовления и транспортирования бетонных и растворных смесей; производства железобетонных изделий и конструкций; уплотнения бетонных смесей; для свайных работ; отделочных работ; ручные для монтажно-сборочных работ. Каждая группа строительных машин разделяется на подгруппы, объединяющие машины в пределах более узкого объема выполняемых ими работ (например, машины для измельчения нерудных материалов делятся на дробилки и мельницы). Подгруппа объединяет машины отдельных типов, различающихся между собой (например, дробилки делятся на щековые, конусные, валковые и ударного действия. Тип машин имеет несколько моделей, сходных по конструкции, но различающихся вместимостью рабочего органа, габаритами и массой, производительностью, мощностью силовой установки и другими данными;
по режиму работы — машины периодического (цикличного) и непрерывного действия. К первым относятся, например, щековые дробилки, ко вторым — конусные, валковые и ударного, действия; по роду используемой энергии и виду силового оборудования — с приводом от двигателей внутреннего сгорания, электрических, гидравлических, пневматических, а также паровых двигателей. Существуют также строительные машины со смешанными системами привода: дизель-электрической, дизель-гидравлической, электропневматической и т. д.; по степени подвижности — стационарные, переносные и передвижные (прицепные и самоходные); по степени универсальности — универсальные, снабжаемые несколькими видами сменного рабочего оборудования для выполнения различных технологических операций, и специализированные, предназначенные для выполнения только одного вида работ.
Технико-экономические показатели машин и эффективность их применения
Производительность машины является основным технико-эксплуатационным показателем, определяемым; количеством продукции, вырабатываемой машиной в единицу времени (обычно за 1 ч).
Различают три категории производительности машин: конструктивную (теоретическую), техническую и эксплуатационную.
Конструктивная производительность машины П — максимально возможная производительность при условии, что все факторы, связанные с потерей времени или материала в течение рабочего цикла, отсутствуют.
Производительность машины периодического действия (м3/ч или т/ч)
Удельные материалоемкость и энергоемкость машины представляют собой соответственно отношение массы машины и мощности ее силовой установки к единице часовой технической производительности или к ее главному параметру (вместимость рабочего органа, грузоподъемность и т. п.).
Трудоемкость механизированного процесса представляет собой отношение затрат труда на управление, техническое обслуживание и другие операции, необходимые для бесперебойной работы машин, к годовому объему работ, выполняемых машиной или комплектом машин.
Эффективность применения строительных машин и оборудования оценивается системой показателей, которые подразделяются на основные и дополнительные. Основными показателями для оценки экономической эффективности применения строительных машин являются: себестоимость механизированных работ или продукции механизированного процесса; капитальные вложения в средства механизации; трудоемкость механизированных работ; продолжительность выполнения механизированных работ. Дополнительные показатели подразделяют на общие и частные. Общие дополнительные показатели используют при оценке эффективности любых строительных машин, независимо от их конструкции и назначения. К ним относятся: расход электроэнергии, топлива и металла на единицу продукции или работ, выполняемых машиной или комплектом машин; удельные показатели массы, металлоемкости, определяемые на единицу часовой производительности; годовая производительность машины (комплекта машин) и их выработка на одного оператора за смену; срок службы и возраст машин и др. К этим показателям относят также степень улучшения условий труда оператора, степень универсальности и мобильности машин и др.
Перечень и характер частных показателей определяются конструкцией рассматриваемой машины, принципом ее действия, типом, силового оборудования, областью применения машины и т. п.
Основные требования, предъявляемые к машинам
Каждая машина должна отвечать комплексу требований, важнейшими из которых являются: высокая производительность при необходимом качестве выполняемых операций; надежность и долговечность сборочных единиц и агрегатов; высокий уровень унификации и стандартизации; безопасность и комфортность работы оператора; техническая эстетика.
Степень совершенства строительных машин и оборудования определяется техническим уровнем и качеством изделий. Под техническим уровнем; подразумевается изменение основных параметров или технических показателей машины по сравнению с теми же параметрами машины, принятыми за эталон. Основным критерием технического уровня машины является ее способность обеспечить высокое качество и необходимую производительность выполняемых работ при сравнительно небольшой их стоимости. При оценке качества строительных машин рассматривается совокупность их свойств, обусловливающих пригодность удовлетворить определенные потребности в соответствии с назначением. Эти свойства характеризуются техническими, экономическими, эксплуатационными, эргономическими и художественно-эстетическими показателями. Некоторые из этих показателей замеряются непосредственно на машинах, а отдельные (удобство управления, безопасность, комфорт, конструктивно-художественное решение элементов машины) — с помощью экспертных опросов и балльных оценок.
Под надежностью изделий понимают их свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных техническими условиями пределах. Надежность изделий является комплексным показателем, и характеризуется работоспособностью, безотказностью, долговечностью и др.
Работоспособность — это состояние изделия, при котором оно может выполнять заданные функции при установленных параметрах функционирования. Свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния называется долговечностью. Последняя измеряется календарной продолжительностью (ч) эксплуатации изделия, установленной техническими условиями. Фактическое время работы изделия до предельного состояния определяется ресурсом. Понятие, обратное работоспособности— отказ. Он определяет неспособность изделия выполнять в заданных пределах свои функции в результате поломки, нарушения системы управления и т. д. По степени тяжести отказы могут быть частичными, когда эксплуатационные характеристики выходят за пределы, установленные техническими условиями, но изделие еще может выполнять свои функции, и полными, когда функционирование изделия оказывается невозможным. Основные причины, вызывающие отказ, следующие: несовершенство проектно-конструкторских решений (недостаточная прочность машины, повышенный износ, несоответствие уровня шумов и вибраций установленным нормам); производственные дефекты (низкое качество изготовления машины, ошибки в монтаже электрической схемы, некачественная сварка и т. д.); неправильная эксплуатация (нагрузка машины выше допустимых пределов, работа на режимах, не предусмотренных техническими условиями).
Основными комплексными показателями надежности являются коэффициент технического использования, равный отношению времени наработки изделия на некоторый период эксплуатации к суммарному времени наработки, включающему простои в ремонте и на техническом обслуживании за тот же период эксплуатации; коэффициент готовности, определяющий вероятность того, что машина будет работоспособной в произвольно выбранный момент в промежутках между выполнением плановых технических обслуживании. Многие показатели теории надежности машин выражаются терминами математической вероятности, так как нельзя точно рассчитать срок службы машины или момент наступления отказов из-за случайного характера событий, вызывающих их. Однако на основании опытов можно определить вероятность безотказной работы машины или вероятное число отказов в течение определенного отрезка времени. Вероятность безотказной работы машины в целом зависит от вероятностей безотказной работы ее отдельных элементов:
Повышение надежности машины находится в зависимости от экономической целесообразности мероприятий, направленных на достижение этой цели. Устанавливая уровень надежности и способы его обеспечения, следует исходить из назначения и стоимости машины, условий ее работы, экономически оправданного срока службы.
Большое значение для улучшения качества машин и удешевления их производства имеют стандартизация и унификация. Основной целью стандартизации является установка уровня норм и требований при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин и оборудования. Существующие стандарты регламентируют: терминологию, обозначение и правила выполнения рабочих чертежей; методы расчета; габаритные и присоединительные размеры деталей; состав и свойства применяемых материалов; содержание технологических процессов, параметры оборудования и контрольно-измерительного инструмента; методы испытаний и оценки основных показателей машины; правила и нормы эксплуатации машин.
Унификация позволяет рационально сокращать многообразие типов конструкций, материалов, технологических процессов изготовления, размеров и других параметров машин одинакового функционального назначения. На стадии проектирования унификация позволяет использовать уже готовые чертежи отдельных деталей или сборочных единиц, что значительно сокращает сроки проектирования и изготовления машин. Уровни стандартизации и унификации машин определяются отношением числа стандартизованных или унифицированных деталей к общему числу деталей в данной машине и должны быть достаточно высокими.
На базе унификации развивается процесс агрегатирования — компоновки машин из унифицированных деталей, сборочных единиц и агрегатов различных типоразмеров. Разработанные на основе одной базовой машины остальные машины данного ряда (модификации базовой машины) отличаются от нее лишь значениями главного параметра (размер или объем рабочего органа, мощность двигателя и др.) и незначительными конструктивными изменениями отдельных частей.
Тяжелые режимы работы строительных машин, повышенные скорости и резко возросшие нагрузки, действующие на их рабочие органы, требуют обеспечения безопасности работы операторов. С этой целью добиваются снижения уровня шумов и вибраций в кабинах и на рабочих местах обслуживающего персонала путем применения шумопоглощающих материалов, повышения точности и чистоты обработки соприкасающихся деталей, устранения люфтов и свободного хода в механизмах, амортизации колеблющихся элементов машин, заменой механических элементов системы управления гидравлическими и т. п. Защита операторов от вредных влияний окружающей среды и возможного травматизма в аварийных ситуациях обеспечивается также конструктивными решениями рабочих органов и расположением органов управления в кабине машины, окраской машины, освещенностью и обзорностью из кабины оператора и т. д.



назад