Вариант контрольной работы №1

1. 
   Вычертите схему бетоносмесителя принудительного перемешивания. Опишите его устройство и работу.
   
2. 
   Приведите примеры использования в строительстве бульдозеров. Условия их применения.
   
3. 
   Типы ходового оборудования строительных машин. Их достоинства и недостатки.
   
4. 
   Классификация стреловых самоходных кранов. Их индексация (с примерами).
   
5. 
   Щековые дробилки и их производительность.
   

Задача.

Выбрать скрепер и определить его эксплуатационную часовую и сменную производительность, если известны объем работ V, м³, дальность возки грунта L_B, м, и виды грунта.

1. 
   Вычертите схему бетоносмесителя принудительного перемешивания. Опишите его устройство и работу.
   

Смесители принудительного действия с вращающимися лопастными валами применяют для приготовления бетонных смесей и растворов практически любой подвижности и жесткости с крупностью заполнителя не более 70мм. Различают смесители с вертикальными и горизонтальными лопастными валами.

В настоящее время широкое распространение получили роторные смесители с вертикальными валами, работающие с повышенными скоростями движения рабочих органов. Эти машины особенно рационально применять для приготовления жестких смесей.

На примере разберем роторный смеситель. В роторный смеситель (Рис.1.) сухие компоненты подают через загрузочный патрубок 3, а воду – по кольцевой перфорированной трубе 4. смесь перемешивается лопастями 12, установленными на державках 13, кронштейнов 2, в кольцевом пространстве, ограниченном внешней обечайкой 1, смесительной чаши и внутренним стаканом 10, футерованными сменными износостойкими плитами 11. Несколько таких кронштейнов закреплены на траверсе 9, вращение которой передаются от электродвигателя 6, через редуктор 5. разгружают готовую смесь через секторный затвор 8, управляемый пневмоцилиндром 7.

2. 
   Приведите примеры использования в строительстве бульдозеров. Условия их применения.
   

Бульдозеры являются землеройно-транспортными машинами с отвальным рабочим органом. Их основное назначение – послойная разработка грунта с последующим его перемещением перед отвалом по поверхности земли на небольшие расстояния (до 150м). Бульдозеры применяют для снятия плодородного поверхностного слоя грунта при подготовке строительных площадок; перемещения грунта в зону действия одноковшового экскаватора при погрузке его в транспортное средство или отвал; разработки неглубоких каналов с транспортированием грунта в отвалы; зачистки пологих откосов; при сооружении насыпей из резервов; на планировочных работах при зачистке оснований под фундаменты зданий и сооружений и планировке площадей и трасс; устройстве и содержании в исправности подъездных дорог, устройстве въездов на насыпи и выездов из выемок; для разработки грунта на косогорах; при обратной засыпке траншей и пазух фундаментов; разравнивании грунта в отвалах; штабелировании и перемещении сыпучих материалов; подготовительных работах для валки отдельных деревьев, срезки кустарника, корчевки пней, удаления камней, расчистки поверхностей от мусора, снега; на вскрышных работах, а так же в качестве толкачей скреперов.

Эффективность работы бульдозера зависит от проходимости базового трактора и его тягово-сцепных свойств.

При разработке весьма плотных, например, уплотненных транспортом или другими способами внедрение ножа отвала в грунт оказывается практически невозможным. В этих случаях применяют отвалы с выступающим средним ножом или грунт предварительно разрыхляют. Весьма эффективно для таких условий применять навешенный в задней части базового трактора рыхлитель, или специальные сменные отвалы. Отвал оборудован одним передним и двумя задними зубьями. При движении машины задним ходом, задние зубья прорезают в грунте прорези, а при последующем движении передним ходом грунт дополнительно разрыхляют передним зубом и захватывают отвалом. Для взламывания асфальтовых покрытий при ремонте дорог применяют отвалы, оборудованные киркой в передней части. Мерзлые грунты разрабатывают отвалами с гребенчатыми ножами или установленными на ножах зубьями.

По завершении операции копания отвал устанавливают ножами на уровень земли и в таком положении бульдозер перемещают передним ходом на возможно большей скорости к месту отсыпки.

Чтобы получить, возможно, большее тяговое усилие, бульдозер перемещается на рабочей скорости, обычно соответствующей первой передаче.

3. 
   Типы ходового оборудования строительных машин. Их достоинства и недостатки.
   

Ходовое оборудование предназначено для передачи нагрузок на опорное основание и для передвижения машин. Ходовое оборудование включает взаимодействующий с опорным основанием движитель, подвеску и опорную раму или оси, а в самоходных машинах, кроме того, механизм передвижения. По типу движителя ходовое оборудование подразделяют на гусеничное, шиноколесное, рельсоколесное и специальное.

Гусеничное ходовое оборудование применяют для передвижения по бездорожью, а так же в машинах для которых передвижение не является основной операцией как, например, в одноковшовых экскаваторах, где оно используется, в основном, для передачи нагрузок, включая рабочее, на опорное основание и для передвижения экскаватора на новую рабочую позицию в пределах одной и той же рабочей площадки. Для передвижения таких машин на большие расстояния обычно используют тягачи со специальными прицепами-трейлерами.

Шиноколесное ходовое оборудование устанавливают на машинах, для которых транспортная операция занимает по времени соизмеримую с другими операциями часть технологического цикла как, например, у самоходных скреперов, перемещающих грунт в своем ковше на расстояния нескольких километров. Такой же вид ходового оборудования имеют машины, часто меняющие рабочие площадки, отстоящие одна от другой на значительных расстояниях. Особенностью такого вида ходового оборудования являются повышенные транспортные скорости, соизмеримые со скоростями грузовых автомобилей.

Рельсоколесным ходом оборудуют машины, работающие в ограниченной зоне с идентичными транспортными траекториями, например, башенные краны, некоторые виды карьерных экскаваторов непрерывного действия и др. Всякое изменение размеров рабочей зоны этих машин связано с перекладкой путей и обосновано только в случае небольших затрат на эти работы.

К специальным относятся шагающие, вездеходные и др.

Более высокой проходимостью обладает гусеничное ходовое оборудование, имеющее развитую опорную поверхность движителя, обеспечивающую удовлетворяющие условиям эксплуатации удельные давления на грунт и меньшую, чем у шиноколесных машин его осадку. Гусеничные движители не теряют своей транспортной способности даже при погружении в грунт до половины своей высоты. В тоже время они устапают шиноколесным по скорости передвижения, которая для большинства гусеничных машин не превышает 10км/ч. Для рельсоколесных машин понятие проходимости теряет смысл, поскольку эти машины передвигаются по стальным рельсам, уложенным на подготовленное основание с соблюдением нормативных уклонов.

Маневренность характеризуется радиусом разворота и шириной дорожного коридора. Гусеничные машины более маневренны по сравнению с шиноколесными в связи с тем, что они имеют меньшие радиусы поворота. Рельсоколесное ходовое оборудование отличается простотой устройства, невысокой стоимостью, достаточной долговечностью и надежностью. Благодаря ограниченной рабочей зоне рельсоколесные машины обычно используют энергию внешней электросети. Основными недостатками являются: сложность перебазирования на новые строительные площадки, дополнительные затраты на устройство и техническую эксплуатацию рельсовых путей.

Рельсовый путь, не являющийся принадлежностью машины, обеспечивает последней низкое сопротивление передвижению, постоянную траекторию движения и связанную с этим возможность машины выполнять технологический процесс с высокой точностью.

3. 
   Классификация стреловых самоходных кранов. Их индексация (с примерами).
   

Термин “самоходные краны” объединяет большую группу стреловых кранов, характеризуемых высотой транспортной маневренностью, независимым энергоснабжением и разнообразным рабочим оборудованием.

Согласно ГОСТ 22827-85 в технической документации и деловой переписке самоходным стреловым кранам, в зависимости от вида ходового устройства, присваивают индексы следующих типов: КА – 0000 – для автомобильных кранов; КП – 0000 – для пневмоколесных кранов; КГ – 0000 – для гусеничных кранов; КШ – 0000 – для кранов на шасси автомобильного типа; КК – 0000 – для кранов на коротко-базовом шасси.

Для конкретной модели крана:

• 
  первый нуль цифровой части индекса заменяют цифрами от 1 до 9, обозначающими размерную группу (грузоподъемностью 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; и более 100тонн).
  
• 
  второй нуль заменяют цифрами, обозначающими тип ходового устройства (1 – гусеничное с минимальной опорной поверхностью; 2 – гусеничное с увеличенной опорной поверхностью; 3 – пневмоколесное; 4 – на специальном шасси автомобильного типа; 5 – шасси грузового автомобиля; 6 – тракторное; 7 – прицепное; 8 – коротко-базовое шасси; 9 – резерв для иных ходовых устройств).
  
• 
  третий нуль заменяют цифрами от 6 до 9, обозначающими исполнение стрелового оборудования (6 – с гибкой – канатной – подвеской; 7 – с жесткой – гидравлической – подвеской; 8 и 9 – резерв).
  
• 
  четвертый нуль заменяют цифрой обозначающей порядковый номер модели.
  

Дополнительно, буквами русского алфавита обозначают очередную модернизацию, а так же специальное климатическое исполнение.
В технической документации каждую модель машины обозначают индексом, например, в соответствии с индексацией кранов, выпускаемых заводами бывшего Минстройдормаша, индекс КС-8362ХЛ обозначает кран стреловой самоходный (КС) грузоподъемностью 100т. (8-восьмая размерная группа) пневмоколесный (3-шифр ходового устройства) с гибкой (канатной) подвеской (6-шифр гибкой подвески стрелового оборудования) второй модели (2) в северном исполнении (ХЛ).

3. 
   Щековые дробилки и их производительность.
   

Нерудные каменные материалы – гравий, щебень и песок – используют в строительстве в качестве заполнителей для изготовления бетонных и железобетонных изделий, сооружения частей зданий из монолитного бетона и железобетона, для устройства подстилающего слоя дорожного покрытия и в других случаях. Гравий и песок добывают из естественных отложений механическим и гидравлическим способами, а щебень – из естественного камня путем его дробления. Добываемые каменные материалы перерабатывают на камнедробильных и промывочно-сортировочных заводах, а затем, в виде готового продукта стандартного качества, доставляют потребителю.

Каменные материалы дробят раздавливанием, раскалыванием, ударом и истиранием.

В щековых дробилках, применяемых для крупного и среднего дробления прочных и средней прочности пород на первичной и вторичной стадиях дробления, материал дробится в рабочей камере (камере дробления), ограниченной боковыми 2 (рис.9.2, а и в) и передней (неподвижной щекой) 1 стенками корпуса, а также дробящим органом – подвижной щекой 3, совершающей колебательные движения. При сближении щек материал разрушается дробящими плитами 14 и 15 с рифленой рабочей поверхностью, а при отходе подвижной щеки раздробленный продукт (с размерами, не превышающими ширины разгрузочной щели) гравитационно разгружается из рабочей камеры.

По характеру движения подвижной щеки различают щековые дробилки с простым и со сложным качанием подвижной щеки.

У дробилок с простым качанием подвижной щеки (рис.9.2, а) подвижная щека 3 подвешена на оси на оси 4 к корпусу машины, относительно которой она совершает круговые качательные движения за счет эксцентрично посаженного на вал 5, приводимый электродвигателем 8 через ременную передачу 7, шатуна 6, соединенного со станиной и подвижной щекой распорными плитами 12 и 13. Ось шейки вала, на которую посажен шатун, совершает круговые движения, а нижний конец шатуна – круговые колебательные движения относительно гнезда распорной плиты 12 в сухаре-упоре 11. При движении нижнего конца шатуна вверх подвижная щека сближается с неподвижной щекой, а при движении вниз – отходит от нее под действием собственной силы тяжести и усилия сжатия пружины 9 на тяге 10. Размер разгрузочной щели регулируют положением упора 11 с помощью гидродомкрата. В дробилках с простым качанием подвижной щеки материал дробится раздавливанием. Исходная крупность материала составляет 750….1300мм.

У дробилок со сложным качанием подвижной щеки (рис.9.2, в) последняя подвешена эксцентрично к шейке приводного вала 5, а нижней частью она соединена с распорной плитой 12, упирающимся своим вторым концом в сухарь 11, регулируемый винтом 23. Ось шейки вала, на которую посажена подвижная щека, совершает круговые движения, а нижний конец щеки – круговые колебательные движения относительно гнезда распорной плиты 12 в сухаре 11. при такой кинематике материал дробится раздавливанием и истиранием. Исходная крупность материала составляет 210….510мм.

Главными параметрами щековых дробилок являются: ширина В и длинна L приемного отверстия камеры дробления. Размер В определяется максимальным размером D_max загружаемых кусков: B=1,2D_max. Отечественная промышленность выпускает щековые дробилки с размерами B*L от 160*250 до 1500*2100мм.

Производительность (м³/ч) щековых дробилок определяют по формуле: П=

Где S_ср – средний ход подвижной щеки, м; b – ширина выходной щели при отходе подвижной щеки, м; n – частота вращения эксцентрикового вала, с^-1; С – коэффициент, учитывающий кинематику движения подвижной щеки (для дробилок с простым движением щеки С=0,85; со сложным движением С=1); D_ср – средневзвешенный размер кусков исходного материала, м; - угол захвата (угол между подвижной и неподвижной щеками).

Задача.

Выбрать скрепер и определить его эксплуатационную часовую и сменную производительность, если известны объем работ V, м³, дальность возки грунта L_B, м, и виды грунта.
V=9000м³ ; L_B=200м ; грунт – песок.
1. Выбираем скрепер.

ДЗ – 111А

Вместимость ковша: 4,5м³

Марка базового тягача: Т-4АП2

Ширина захвата: 2,43м

Скорость движения на передаче: I-2,2км/ч ; II-2,67км/ч ;

III-3,23км/ч ; IV-4,00км/ч ;

V-5,18км/ч.

2. Эксплуатационная часовая производительность скреперов определяется по формуле:

где П_ЭЧ – эксплуатационная часовая производительность скрепера, м³/ч.

q – геометрическая вместимость ковша, м³.

n – число циклов скрепера в час

К_Н – коэффициент наполнения ковша грунтом.

К_Р – коэффициент разрыхления грунта.

К_В – коэффициент использования рабочего времени часа.

Число циклов в час

где Т_Ц – продолжительность цикла, мин.

Продолжительность рабочего цикла скрепера определяют по формуле

Т_Ц=t_Н+t_Г.Х.+t_В+t_Х.Х.+T_П.П.+T_П.

где t_Н – продолжительность набора грунта, с.

t_Г.Х – продолжительность груженого хода, с.

t_В – продолжительность выгрузки грунта, с.

t_Х.Х – продолжительность порожнего (холостого) хода, с.

T_П.П – время, затрачиваемое на переключение передач коробки скоростей, с.

T_П – время, затрачиваемое на повороты скрепера, с.

Продолжительность каждой из величин t_Н , T_Г.Х , t_В , и t_Х.Х определяют делением соответствующей длины пути на скорость движения:

; ; ;

где l_Н , l_Г.Х , l_В , l_Х.Х – длины участков пути набора, груженого хода, выгрузки, холостого хода, м.

V_Н , V_Г.Х , V_В , V_Х.Х – соответствующие элементам цикла скорости движения тягача при наборе, груженом ходе, выгрузке и холостом ходе, выбираемые в соответствии с тяговыми сопротивлениями на различных участках пути движения скрепера, км/ч.

К_З – коэффициент, учитывающий увлечение продолжительности элементов цикла за счет разгона при строгании с места, замедлении при остановке и переключении передач, пробуксовке движителей по грунту.

Длина пути набора грунта

К_П – коэффициент потерь грунта при наборе.

К_h – коэффициент неравномерности толщины стружки.

h – средняя толщина стружки грунта за время набора, м.

b_Н – ширина полосы захвата грунта ножами скрепера, м.
Длина пути выгрузки грунта

h_CЛ – средняя толщина слоя отсыпки грунта в насыпь, м.

Длина пути груженого хода

L_В – дальность возки грунта, м.

Длина пути холостого хода


V_Н = I-передача=2,2км/ч

V_Г.Х= II-передача=2,67км/ч

V_В = II-передача=2,67км/ч

V_Х.Х= V-передача=5,18км/ч

Время, затрачиваемое на повороты скрепера, определяют по формуле:

где n_П – число поворотов (зависит от принятой схемы движения скрепера);

t_П – продолжительность одного поворота.

Время, затрачиваемое на переключение передач коробки скоростей, определяют следующим образом:

где n_П.П – число переключений коробки скоростей;

t_П.П – продолжительность одного переключения передачи коробки скоростей.

Т_Ц=t_Н+t_Г.Х.+t_В+t_Х.Х.+T_П.П.+T_П.=123,69+1632,96+33,43+600,12+15+30=2435,21с.

3. Эксплуатационная сменная производительность скрепера определяется по формуле:


где П_Э.СМ – эксплуатационная сменная производительность скрепера, м³/см;

К_СМ – коэффициент использования рабочего времени смены.

Т_СМ – продолжительность смены, ч.
Из выше указанных вычислений получаем: скрепер – прицепной ДЗ-111А ; с эксплуатационной часовой производительностью 3,49м³/ч. и сменной производительностью 24,83м³/см.

q = 4,5м³ – геометрическая вместимость ковша, м³.

n = 1,47 – число циклов скрепера в час.

К_Н =0,5…0,7 – коэффициент наполнения ковша грунтом.

К_Р =1…1,2 – коэффициент разрыхления грунта.

К_В =0,85…0,9 – коэффициент использования рабочего времени часа.

Т_Ц =2435,21 – продолжительность цикла, мин.

t_Н = 123,69 – продолжительность набора грунта, с.

t_Г.Х =1632,96 – продолжительность груженого хода, с.

t_В = 33,43 – продолжительность выгрузки грунта, с.

t_Х.Х = 600,12 – продолжительность порожнего (холостого) хода, с.

T_П.П= 15 – время, затрачиваемое на переключение передач коробки скоростей, с.

T_П = 30 – время, затрачиваемое на повороты скрепера, с.
l_Н =15,43 – длина пути набора грунта, м.

l_Г.Х = 180,24– длина пути груженого хода, м.

l_В = 4,32 – длина пути выгрузки грунта, м.

l_Х.Х = 200 – длина пути холостого хода, м.

V_Н = 2,2 – скорость движения скрепера при наборе грунта, км/ч.

V_Г.Х = 2,67 – скорость движения груженого скрепера, км/ч.

V_В = 2,67 – скорость движения скрепера при выгрузке грунта из ковша, км/ч.

V_Х.Х = 5,18 – скорость движения порожнего скрепера, км/ч.

К_З =1,3…1,4 – при наборе грунта и груженом ходе.

К_З =1,1…1,2 – при выгрузке грунта и порожнем ходе.

К_П = 1,2 – коэффициент потерь грунта при наборе.

К_h = 0,7 – коэффициент неравномерности толщины стружки.

h = 12 – средняя толщина стружки грунта за время набора, м.

b_Н =2,43м – ширина полосы захвата грунта ножами скрепера, м.

n_П = 2 – число поворотов

L_B = 200 – дальность возки грунта, м.

К_СМ= 0,8 – коэффициент использования рабочего времени смены.

Т_СМ= 8 – продолжительность смены, ч.

h_CЛ=0,2…0,3 – средняя толщина слоя отсыпки грунта в насыпь, м.

t_П = 12…15 – продолжительность одного поворота, с.

П_Э.СМ=24,83 – эксплуатационная сменная производительность скрепера, м³/см;

П_ЭЧ = 3,49 – эксплуатационная часовая производительность скрепера, м³/ч.