388
.pdfМинистерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»
Г.И. Зубарева
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Методические указания к практическим занятиям
Пермь
ИПЦ «ПрокростЪ»
2018
УДК 69.057.7 ББК 38.6-44
З- 910
Рецензенты:
А.А. Пепеляев, канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительные конструкции и вычислительная механика» ПНИПУ;
И.В. Соргутов, канд. экон. наук, доцент кафедры «Строительного производства и материаловедения», ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ
З-910 Зубарева, Г.И.
Строительные машины и оборудование: методические указания к практическим занятиям / Г.И. Зубарева; М-во с.-х. РФ, федеральное гос. бюджетное образов, учреждение высшего образов. «Пермский гос. аграрно-технологич. ун-т им. акад. Д.Н. Прянишникова». – Пермь : ИПЦ «Прокростъ», 2018. - 51 с.
Методические указания к практическим занятиям «Строительные машины» содержат задачи по расчету технико-экономических и эксплуатационных характеристик основных видов строительных машин и оборудования, используемых в промышленном, гражданском и коммунальном строительстве и предназначены для бакалавров по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность «Промышленное и гражданское строительство» очной и заочной форм обучения.
Методические указания к практическим занятиям разработаны в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.
УДК 69.057.7 ББК 38.6-44
Методические указания к практическим занятиям «Строительные машины» рекомендованы к изданию методической комиссией архи- тектурно-строительного факультета Пермского ГАТУ (протокол №11 от 12 июня 2018г.).
© ИПЦ «Прокростъ», 2018
© Г.И. Зубарева, 2018
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение…………………………………………………………………. |
4 |
1. МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ РАБОТ……………………………. |
5 |
1.1. Скреперы…………………………………………………………. |
5 |
1.2 Одноковшовые экскаваторы……………………………………… |
10 |
1.3. Бульдозеры и рыхлители………………………………………… |
14 |
1.4. Многоковшовые экскаваторы…………………………………… |
19 |
2. МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА………………………… |
22 |
2.1. Дорожные катки………………………………………………….. |
22 |
3.ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ……………………….. |
26 |
3.1. Свайные молоты………………………………………………….. |
26 |
3.2. Копры……………………………………………………………… |
29 |
4. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ…………………………………. |
31 |
4.1. Башенные краны…………………………………………………. |
31 |
4.2.Самоходные стреловые краны…………………………………… |
34 |
5. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЕТОННЫХ РАБОТ……. |
37 |
5.1.Дробильно-размольное оборудование…………………………… |
37 |
5.2. Сортировочные машины………………………………………… |
40 |
5.3.Смесительные машины……………………………………………. |
42 |
Заключение………………………………………………………………… |
46 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………… |
48 |
Приложение 1 Техническая характеристика скрепов………………….. |
49 |
Приложение 2 Техническая характеристика одноковшовых экскаваторов |
49 |
Техническая характеристика автосамосвалов………………………………. |
49 |
Приложение 3 Техническая характеристика бульдозеров………………… 49
Приложение 4 |
Техническая характеристика рыхлительного оборудования на |
|
базе бульдозеров……………………………………………………………. |
50 |
|
Приложение 5Траншейные роторные экскаваторы……………………… |
50 |
|
Приложение 6 |
Техническая характеристика катков……………………… |
50 |
Приложение 7 |
Техническая характеристика трубчатых дизельных молотов 50 |
|
Техническая характеристика штанговых дизельных молотов…………… |
51 |
|
Техническая характеристика капров………………………………………. |
51 |
|
Приложение 8 |
Техническая характеристика бетоносмесителей………….. |
51 |
Техническая характеристика бадей для подачи бетонной смеси…………. 51
Характеристика кранов………………………………………………………. 51
3
ВВЕДЕНИЕ
Практические занятия студентов являются одной из важнейших составляющих образовательного процесса. Независимо от полученной профессии и характера работы любой начинающий специалист должен обладать фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности своего профиля, опытом творческой и исследовательской деятельности по решению новых проблем, опытом социально-оценочной деятельности.
Все эти составляющие образования формируются именно в процессе практической работы студентов, так как предполагают максимальную индивидуализацию деятельности каждого студента и может рассматриваться одновременно и как средство совершенствования творческой индивидуальности.
Основным принципом организации практических занятий студентов является комплексный подход, направленный на формирование навыков продуктивной и творческой деятельности студента в аудитории, при внеаудиторных контактах с преподавателем на консультациях и домашней подготовке.
4
1. МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ РАБОТ
1.1. Скреперы
Скреперы – самоходные или прицепляемые к гусеничным тракторам (колесным тягачам) машины, предназначенные для послойной срезки, транспортирования и выгрузки грунта. Им можно выполнять весь комплекс земляных работ - резание грунта, перемещение его к месту укладки, разравнивание и частичное уплотнение. Рабочий орган скрепера - ковш на пневматических колесах, снабжѐнный механизмом опускания, подъѐма и разгрузки, приводимым в действие лебѐдкой, работающей от двигателя трактора (тягача). На передней кромке днища ковша на всю его ширину помещѐн нож, с помощью которого происходит срезание слоя грунта.
Выбор типоразмера и типа скрепера осуществляют в зависимости от объѐма работ (табл. 1) и дальности транспортирования (возки) грунта (табл. 2).
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
Рекомендуемые типоразмеры скрепера |
||||
|
|
в зависимости от объема работ |
|
||
Объѐм работ, тыс. м3 |
|
Вместимость ковша скрепера, м3 |
|||
5...10 |
3...4,5 |
||||
10…20 |
6...7 |
||||
20...60 |
7...10 |
||||
60...100 |
10...15 |
||||
Более 100 |
15...25 |
||||
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
Рекомендуемый тип скрепера в зависимости от дальности |
|||||
|
|
транспортирования грунта |
|
||
|
|
Тип скрепера |
|
||
прицепной |
|
самоходный |
|||
вместимость ков- |
|
пределы дальности |
|
вместимость ков- |
пределы дальности |
ша скрепера, м3 |
|
возкигрунта, м3 |
|
ша скрепера, м3 |
возкигрунта, м3 |
до 4,5 |
|
70...250 |
|
- |
- |
6 |
|
100...350 |
|
До 8 |
300...1500 |
8 |
|
150...550 |
|
9...10 |
400...2500 |
10 |
|
300…800 |
|
15 |
До 3000 |
15 |
|
500…1500 |
|
25 |
До 5000 |
Примечание. Марку скрепа выбираем по приложению 1.
5
Эксплуатационная часовая производительность скреперов (м3 /ч) определяется по формуле:
Пэ.ч = q * п * Кн * Кв / Кр ,
где q - геометрическая вместимость ковша, м; п - число циклов работы скрепера в час;
Кн - коэффициент наполнения ковша грунтом (табл. 3); Кр - коэффициент разрыхления грунта (табл. 4); Кв - коэффициент использования рабочего времени часа (Кв =0,85...0,9; большие значения - для прицепных скреперов).
Число циклов работы скреперов определяется по формуле:
п=3600/Тц,
где Тц - продолжительность рабочего цикла скреперов (мин) определяется по формуле:
Тц=tн+ tr.x+ tв + tx.x+Tn.n+Тп,
где tн - продолжительность набора грунта, с; tr.x - продолжительность гружѐного хода, с; tв - продолжительность выгрузки грунта, с;
tx.x - продолжительность порожнего (холостого) хода, с; Тп.п - время, затрачиваемое на переключение передач коробки скоростей, с; Тп - время, затрачиваемое на повороты скрепера, с.
|
|
|
Таблица 3 |
Коэффициент наполнения ковша скрепера грунтомКн |
|||
|
|
|
|
|
|
Кн |
|
Вид грунта |
без |
с толкачом |
с элеваторной |
|
толкача |
|
загрузкой |
|
|
|
|
Сухой рыхлый песок |
0,5... 0,7 |
0,8…1,0 |
1…1,2 |
|
|
|
|
Супесь и средний суглинок |
0,8...0,95 |
1,0...1,2 |
1...1,2 |
|
|
|
|
Тяжѐлый суглинок и глина |
0,65...0,75 |
0,9...1,2 |
- |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
Таблица 4
Коэффициент разрыхления грунта в зависимости от состояния грунта (Кр)
Вид грунта |
Влажность |
Плотность грунта |
Значение коэф- |
|
грунта, % |
в естественном |
фициента разрых- |
|
|
залегании, т/м3 |
ления грунта, Кр |
Песок |
- |
1,5...1,6 |
1…1,2 |
Сухой песок |
12...15 |
1,6…1,7 |
1,1…1,2 |
Влажный песок |
7…10 |
1,5…1,7 |
1,1…1,2 |
Супесь легкая |
4…6 |
1,6…1,8 |
1,2…1,4 |
Супесь и суглинок |
15…18 |
1,6…1,8 |
1,2…1,3 |
Суглинок средний |
8…12 |
1,6…1,8 |
1,3…1,4 |
Сухой пылеватый |
17…19 |
1,65…1,8 |
1,2…1,3 |
тяжелый суглинок |
|
|
|
Глина сухая |
- |
1,7…1,8 |
1,2…1,3 |
Продолжительность каждой из величин tн, tr.x, tв и tx.xопределяют делением соответствующей длины пути на скорость движения:
tн = 3,6* lн / vн * К3; |
tr.x=3,6 * lг.x / v г.х* К3; |
tв = 3,6*lв/ vв * К3;tx.x= 3,6 *1х.х / v х.х * К3
где tн, tr.х, tв, tx.x - длины участков соответственно пути набора, гружѐного хода, выгрузки, холостого хода, м;
vн, v г.х, vв, v х.х- соответствующие элементы цикла скорости движения тягача: при наборе, гружѐном ходе, выгрузки и холостом ходе, выбираемые в соответствии с тяговыми сопротивлениями на различных участках пути движения скрепера, км/ч;
К3 - коэффициент, учитывающий увеличение продолжительности элементов цикла за счѐт разгона при трогании с места, замедлении при остановке и переключении передач, пробуксовке по грунту при наборе грунта и гружѐном ходе К3 = 1,3 ... 1,4; при выгрузке грунта и порожнем ходе К3 = 1,1...1,2.
Длина пути набора грунта определяется по формуле lн=q*Kн*Kn/Kh*h*bн*Kp,
7
где Kn — коэффициент потерь грунта при наборе (Кn
=1,2);
Кн - см. табл. 3.
Кh - коэффициент неравномерности толщины стружки
(Kh = 0,7);
h - средняя толщина стружки грунта за время набора, м (табл. 5);
bнширина полосы захвата грунта ножами скрепера (ширина ковша), м. См. приложение 1.
Кр - см. табл. 4.
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
Рекомендуемая толщина стружки h, см |
|
||||
Вместимость ковша |
|
Разрабатываемый грунт |
|
||
скрепера, м |
песок |
супесь |
|
суглинок |
Глина |
|
При работе без толчка |
|
|
||
3...4,5 |
12 |
12 |
|
10 |
7 |
6...7 |
20 |
15 |
|
12 |
9 |
10 |
30 |
20 |
|
18 |
14 |
15 |
35 |
25 |
|
21 |
16 |
|
При работе с толкачом |
|
|
||
6...7 |
30 |
25 |
|
20 |
14 |
10 |
30 |
30 |
|
25 |
18 |
15 |
35 |
35 |
|
30 |
22 |
Длина пути выгрузки грунта определяется по формуле:
lв= q*Kн/hсл*bн,
где hсл - средняя толщина слоя отсыпки грунта в насыпь, м
(hсл= 0,2 ...0,3м).
Длина пути гружѐного хода:
lг.х= Lв-lн-lв
где Lв - дальность возки грунта, м. Длина пути холостого хода lх.х= lв.
Для самоходных скреперов величины скоростей движения определяются следующим образом.
Скорость движения скрепера при наборе грунта следует принимать:
8
vн = (0,65 - 0,8) *v1,
где v1- паспортная скорость бульдозера-толкача на первой передаче коробки скоростей.
Скорость движения груженого скрепера:
vr.x. = (0,5-0,75)*vmax,
где vmax - наибольшая паспортная скорость тягача. Скорость движения скрепера при выгрузке грунта из
ковша:
vв = 0,75*vmax,
Скорость движения порожнего скрепера:
vx.x= (0,75-0,85) *vmax,
Для прицепных скреперов чаще всего принимают скорости движения, соответствующие номерам передач коробки скоростей гусеничных тракторов (табл. 6)
Таблица 6
Номера передач гусеничного трактора, соответствующие рабочим операциям прицепного скрепера
Наименование операций |
Номер передачи |
Набор грунта |
1 |
Гружѐный ход: |
|
горизонтальный участок |
2…4 |
при движении на подъѐм |
1…2 |
Выгрузка |
2…3 |
Холостой ход |
3…5 |
Время, затрачиваемое на повороты скрепера, определяют по формуле:
Тп = nп* tп,
гдеnп - число поворотов (зависит от принятой схемы движения скрепера);
tп- продолжительность одного поворота (tп=12 ... 15 с). Время, затрачиваемое на переключение коробки скоро-
стей, определяют следующим образом:
Тп.п = nп.п* tп.п,
9
где nп.п- число переключений коробки скоростей (nп.п= 5); tп.п-продолжительность одного переключения передачи
коробки скоростей (tп.п= 4...5 с.).
Эксплуатационная сменная производительность скрепера (м3/см) определяется по формуле:
Пэ.см= q*n*Ксм*Тсм/Кр,
где Ксм - коэффициент использования рабочего времени смены (для прицепных скреперов Ксм = 0,8; для самоходных Ксм = 0,75);
Тсм - продолжительность смены, ч. (Тсм = 8 ч.)
Задача № 1
Выбрать скрепер и определить его эксплуатационную часовую и сменную производительность.
Исходные данные
Номер |
Объѐм работ |
Дальность возки |
Вид грунта |
варианта |
V,м3 |
грунта Lв, м |
|
1 |
9000 |
200 |
Песок |
2 |
45000 |
350 |
Супесь |
3 |
50000 |
2000 |
Суглинок средний |
4 |
80000 |
700 |
Суглинок тяжѐлый |
5 |
110000 |
2500 |
Глина |
1.2 Одноковшовые экскаваторы
Одноковшовые экскаваторы являются наиболее распространѐнным видом землеройных машин. Они служат для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Кроме того, экскаваторы применяют на сваебойных, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работах, используя различные виды сменного рабочего оборудования.
Выбор одноковшового экскаватора в зависимости от объѐма работ на объекте можно производить по табл. 7.
10