close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

331.Строительные машины СРР4

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
В.А. Жулай
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Сборник расчетных работ
для студентов 3-го курса специальности
270112 (290800) «Водоснабжение и водоотведение»
2-е издание, переработанное
и дополненное
Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов РФ
по образованию в области строительства в качестве учебного пособия
для студентов, обучающихся по специальности 270112
«Водоснабжение и водоотведение» направления 270100 «Строительство»
Воронеж 2009
УДК 69.002.5(07)
ББК 38.6-5я73
Ж87
Ж87
Жулай, В.А. Строительные машины : сб. расч. работ / В.А. Жулай;
Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Изд.2-е, перераб. и доп. – Воронеж,
2009. – 97 с.
ISBN 978-5-89040-225-7
В сборнике представлены теоретические основы и практические задачи
по расчету и определению основных параметров строительных машин, их
приводов и механизмов, приведены методы рационального выбора машин
для производства конкретных видов строительных работ и формирования оптимального состава комплекта машин.
Предназначен для студентов 3-го курса специальности 270112 (290800)
«Водоснабжение и водоотведение», а также может быть использован студентами, обучающимися по направлению 270100 «Строительство».
Ил. 46. Табл. 22. Библиогр.: 10 назв.
УДК 69.002.5(07)
ББК 38.6-5я73
Рецензенты: кафедра мелиорации и сельскохозяйственного водоснабжения
Воронежского государственного аграрного университета;
В.В. Кандалинцев, директор Воронежского филиала
АП ЦНИИОМТП
© Жулай В.А., 2009
© Воронеж. гос. арх.-строит.
ун-т, 2009
ISBN 978-5-89040-225-7
2
ВВЕДЕНИЕ
Экономическая политика нашего государства предусматривает значительное повышение производительности труда на основе коренных преобразований в экономической, организационной и социальной областях и скорейшего внедрения в производство достижений научно-технического прогресса.
В строительной отрасли для этого необходима индустриализация всех
видов работ за счет внедрения комплексной механизации, прогрессивной
техники и технологий.
В этих условиях практическая деятельность инженеров-строителей
должна основываться на широком использовании научных принципов выбора и комплектования машин и оборудования, работающих в оптимальных
режимах, и обеспечивающих наибольшую производительность труда с наименьшими затратами при заданных темпах строительства.
Учебное пособие написано в соответствии с новой учебной программой курса «Строительные машины» для студентов специальности 270112
(290800) «Водоснабжение и водоотведение».
В нем изложены основные сведения о технико-экономических и эксплуатационных характеристиках строительных машин, области их применения, рабочих процессах и конструктивных особенностях. Большое внимание
уделено рассмотрению основных агрегатов и механизмов машин, в частности
применению наиболее перспективного гидравлического привода.
Выполнение приведенных расчетных работ поможет студентам получить практические навыки по расчету строительных машин и оборудования,
изучить современные научные методы выбора машин и основы их эксплуатации с наивысшей эффективностью для организации механизированного
производства внешних систем водопроводно-канализационных сетей, сооружений и общестроительных работ.
Целью практических занятий является закрепление и углубление теоретических знаний и приобретение практических навыков по изучаемому
курсу.
Пособие может быть полезно студентам других специальностей направления «Строительство», изучающих курс «Строительные машины».
3
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
1.1.
Виды производительности строительных машин
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 важнейших показателей машин – производительность.
Различают три вида производительности машин: конструктивную,
техническую и эксплуатационную.
Конструктивная (теоретическая) производительность П к представляет собой максимально возможную производительность машины, полученную при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках на рабочий орган при полном отсутствии простоев и при определенных условных факторах.
Конструктивная производительность машин периодического действия
П к = g × n , м3 /ч
(1.1)
П = g × n × g , т/ч
(1.2)
где g – расчетное количество продукции, производимой машиной за
один цикл работы, м3;
n – число циклов работы машины в час,
n=
3600
,
tц
(1.3)
tц – продолжительность цикла, с;
3
g – объемная масса (плотность) продукции (материала), т/м .
Конструктивная производительность машин непрерывного действия
П к = 3600 × F × V , м3 /ч
(1.4)
П к = 3600 × F × V × g , т/ч
(1.5)
где F – расчетное поперечное сечение потока продукции, м2;
V – расчетная скорость движения потока, м/с;
4
Техническая производительность ПТ – представляет собой максимально возможную производительность, которая может быть получена в данных
конкретных производственных условиях при непрерывной работе машин.
Техническую производительность определяют по формулам (1.4), (1.5)
в которые вводится коэффициент КТ < 1 , учитывающий конкретные условия
работы:
ПТ = П К × К Т
(1.6)
Так, конкретными условиями работы одноковшового экскаватора являются категория разрабатываемого грунта, высота забоя, угол поворота в
плане, условия разгрузки (в транспортные средства, в отвал).
Эксплуатационная производительность – П Э определяется реальными
условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и
организационных перерывов в ее работе
П Э = ПТ × К В
(1.7)
где К В – коэффициент использования машины за определенный промежуток времени
КВ =
Т c - å tn
< 1,
Tc
(1.8)
где Т с – время рабочей смены, ч;
å tn – время перерывов в работе машины за смену, ч.
Разные виды производительности соотносятся следующим образом:
П К > ПТ = П К × К Т > П Э = П К × К Т × К В
1.2.
(1.9)
Определение производительности ленточных конвейеров
Ленточные конвейеры относятся к машинам непрерывного действия.
Их широко применяют для непрерывного транспортирования различных материалов в горизонтальном или слабонаклонном направлениях. Они обеспечивают высокую производительность (до нескольких тысяч тонн в час) и
значительную дальность транспортирования (до нескольких десятков километров). В строительстве используют передвижные и стационарные ленточ5
ные конвейеры, перемещающие грузы на сравнительно небольшие расстояния.
Передвижные ленточные конвейеры изготавливают длиной 5, 10 и 15
м. Они оборудуются колесами для их перемещения. Стационарные ленточные конвейеры для удобства монтажа составляют из отдельных секций длиной 2 ... 3 м и общей протяженностью 40 ... 80 м. Ленточные конвейеры широко используются как транспортирующие органы в конструкциях траншейных и роторных экскаваторов, бетоноукладчиков и других машин.
Конструкция ленточного конвейера показана на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Ленточный конвейер:
а – схема конструкции; б – вид роликоопор
Основным транспортирующим и тяговым органом ленточного конвейера является бесконечная прорезиненная лента 4, огибающая два барабана –
приводной 6 и натяжной 2. Поступательное движение ленты с грузом создается силами трения, действующими в зоне контакта ленты с приводным барабаном. Вращение барабан получает от приводного электродвигателя 10 через редуктор 9. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным бараба-
6
ном устанавливают отклоняющий барабан 7, увеличивающий угол обхвата.
Верхняя рабочая и нижняя холостая ветви поддерживаются верхними грузовыми 5 и нижними поддерживающими 8 роликоопорами. В целях повышения
производительности верхние роликоопоры устанавливают под углом α. При
прохождении по таким роликоопорам лента принимает желобчатую форму и
способна нести больше материала по сравнению с плоской (рис.1.1,б). Для
предотвращения провисания ленты между роликоопорами. а также для увеличения тягового усилия лента предварительно натягивается посредством
винтового или грузового натяжного устройства 1.
Загрузка транспортируемого материала на ленту производится через
специальную воронку 3. Съем материала может производиться через приводной барабан или в промежуточных пунктах с помощью специальных сбрасывающих устройств. Угол наклона конвейера зависит от подвижности транспортируемого материала и коэффициента трения материала о транспортерную ленту. Для таких материалов, как щебень, песок, шлак, он обычно составляет 16 ... 20°.
Для транспортирования строительных материалов применяют тканевые прорезиненные ленты, состоящие из нескольких слоев (прокладок) ткани (бельтинга). Ширина и число прокладок ленты стандартизированы. Ширина ленты ленточных конвейеров зависит от производительности и скорости движения ленты. У серийно выпускаемых конвейеров она составляет
0,4 ... 1,6 м. Скорости конвейеров, используемых для транспортирования
наиболее распространенных строительных материалов, находятся в пределах 0, 8 ... 2, 5 м/с.
Эксплуатационная производительность ленточного конвейера при
транспортировании сыпучих материалов определяется по формуле (1.10), т/ч
П Э × Л = 3600 × FЛ × V Л × r × K Т × К В
(1.10)
где V Л – скорость движения ленты, м/с;
r – плотность транспортируемого материала, т/м3;
КТ – коэффициент, учитывающий неравномерность питания конвейера, К Т = 0,85 ;
К В – коэффициент использования конвейера по времени, К В = 0,9 ;
FЛ – площадь поперечного сечения слоя материала на ленте, м2:
для гладкой ленты FЛ = 0 ,05 × ВЛ 2 ,
для желобчатой FЛ = 0 ,11 × В Л 2 ,
где ВЛ – ширина ленты, м.
7
1.3.
Определение производительности бульдозеров
Бульдозер – это самоходная землеройно-транспортная машина, представляющая собой гусеничный или пневмоколесный трактор с навесным рабочим оборудованием в виде отвала криволинейного профиля, размещенного
вне базы ходовой части.
Бульдозеры относятся к машинам периодического действия. Они предназначены для послойной разработки легких, средних и тяжелых грунтов с
их последующим перемещением перед рабочим органом (отвалом) на небольшие расстояния (до 100 ... 150 м). Бульдозеры используются при сооружении выемок и насыпей, обратной засыпке траншей и котлованов, грубой
планировке земляной поверхности, расчистке ее от мусора и снега, в качестве
толкачей скреперов и др. работах.
По конструктивным признакам различают бульдозеры с неповоротным
и поворотным отвалом. Неповоротный отвал постоянно установлен под углом 90° к продольной оси трактора и поэтому может перемещать грунт только перед собой. У бульдозеров с поворотным отвалом его можно устанавливать под углом до 60° к продольной оси трактора (угол захвата). Это позволяет перемещать грунт в сторону и выполнять грубую планировку длинными
ходами.
Отвалы бульдозеров всех типов могут иметь механизм перекоса в поперечной плоскости (до 16°) для облегчения разработки прочных грунтов, а
также повышения маневренности в процессе работы.
Отвалы бульдозера представляют собой жесткую сварную металлическую конструкцию с лобовым листом криволинейного профиля. Для повышения эффективности выполнения отдельных видов работ на бульдозерах
используют отвалы различных типов (см. рис. 1.2): прямой – самый простой
и распространенный отвал для всех типов грунтов; поворотный (универсальный) – для засыпки траншей и грубых планировочных работ на протяженных
объектах; сферический – для легких и средних грунтов при больших расстояниях перемещения и мощности гусеничного бульдозера не менее
130 кВт; совковый – для перемещения сыпучих и малопрочных материалов
на большие расстояния; короткий прямой с амортизатором – для бульдозеров-толкачей самоходных скреперов, кратковременно используемых на земляных работах.
Бульдозер на базе гусеничного трактора с неповоротным отвалом показан на рис. 1.3.Рабочее оборудование бульдозера в виде отвала 5 с ножами 4 в
его нижней части навешивают на трактор через два толкающих бруса 2, которые имеют шарнирные соединения 1 с боковыми балками ходовых тележек
трактора. Вместе с толкающими брусьями и раскосами 6 отвал образует жесткую систему, которая с помощью одного или двух гидроцилиндров 7 может подниматься и опускаться, поворачиваясь в вертикальной плоскости относительно шарниров 1.
8
Рис. 1.2. Основные типы отвалов булдозеров:
а – прямой; б – поворотный (универсальный); в – сферический;
г – совковый; д – короткий прямой с амортизатором;
1 – лобовой лист; 2 – угловые ножи; 3 – средние ножи;
4 – боковые щитки; 5 – боковые ножи; 6 – открылки
Для послойной разработки грунта отвал бульдозера опускают на грунт
(рис. 1.4, а) и, перемещаясь вперед на рабочей скорости VР (рис. 1.4, б), заглубляют его за счет сил тяжести рабочего оборудования, а также принудительно гидроцилиндрами. В процессе движения машины грунт отделяется от
массива ножами отвала, перемещается по отвалу вверх и переваливается вперед в его верхней части, накапливаясь перед отвалом в виде тела, называемого призмой волочения и ограниченного передним и боковыми откосами, отвалом и его боковыми щеками. После заполнения отвала, когда призма волочения достигает уровня его верхнего обреза, а при разработке весьма прочных грунтов, когда тягового усилия трактора окажется недостаточно для
дальнейшего накапливания грунта перед отвалом, последний поднимают,
выводя его режущую кромку на уровень дневной поверхности земли или несколько выше.
9
Рис. 1.3. Схема бульдозера с неповоротным отвалом:
а – вид сбоку; б – вид в плане
В таком положении грунт перемещают перед отвалом до места его отсыпки. Последнюю операцию выполняют движением бульдозера вперед с
дополнительным подъемом отвала или движением назад (рис. 1.4, г). В первом случае грунт отсыпается слоем постоянной толщины, определяемой зазором между режущей кромкой и поверхностью грунта, и частично уплотняется ходовой частью машины. Во втором случае после разгрузки отвала остаются бугры, подлежащие дополнительному разравниванию. Частным случаем второго варианта является засыпка ям, траншей, котлованов (рис. 1.3, д).
Для возвращения бульдозера на исходную позицию при небольшом расстоянии перемещения (до 50 м) он движется в обратном направлении задним ходом на максимальной скорости (рис. 1.5). При большой дальности перемещения бульдозер разворачивается и движется в обратном направлении перед10
ним ходом на транспортной скорости. На исходной позиции, перед началом
нового рабочего цикла, его разворачивают в сторону направления разработки
грунта.
Рис. 1.4. Операции рабочего цикла бульдозера:
а – начало копания; б – копание; в – транспортирование грунта;
г, д, – варианты разгрузки; е, ж – возвращение бульдозера на исходную
позицию передним и задним ходом
Рис. 1.5. Схема движения бульдозера при послойной разработке грунта
11
Эксплуатационная производительность бульдозера при послойном резании и перемещении грунта определяется по формуле (1.11), м3/ч
ПЭ =
3600 × V П × К В × КУ
tЦ
(1.11)
где V П – объем призмы волочения, м3;
К В – коэффициент использования рабочего времени бульдозера
( К В = 0 ,85 ¸ 0 ,9 );
КУ – коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность бульдозера;
t Ц – продолжительность рабочего цикла, с,
Объем призмы волочения равен, м3
ВО × H О 2 × ( 1 - e )
VП =
,
2 К Р × tga
(1.12)
где ВО , Н О – ширина и высота отвала бульдозера, м;
e – коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировании (для несвязных грунтов e = 0 ,06 K 0 ,07 , для связных e = 0 ,025 K 0 ,032 на
каждые 10 м перемещения);
К Р – коэффициент разрыхления грунта при копании, К Р = 1,08 K 1,32 ;
a – угол естественного откоса перемещаемого грунта, a = 30 ¸ 40o .
Время рабочего цикла, с
æ L
L
L
t Ц = 3,6ç P + П + X
çV
è ДР V ДП V ДХ
ö
÷ + 2t P + t П + 2tО ,
÷
ø
(1.13)
где LP – длина пути зарезания грунта, м ( LP » 3BO ) ;
LП – длина пути перемещения грунта, м;
L X – длина пути холостого хода бульдозера, м ( L X = LP + LП ) ;
V ДР ; V ДП ; V ДХ – средняя скорость движения бульдозера соответственно при копании, перемещении и холостом ходу, км/ч (при L X до 50 м –
задним ходом, свыше – передним);
t P – время разворота бульдозера ( t P = 10 K 12 c ) ;
t П – время переключения передач ( t П = 4 K 6 с ) ;
tO – время подъема-опускания отвала ( tO = 2 K 4 c ) .
12
V ДР
В тяговом режиме при копании грунта скорость движения бульдозера
на 20 ... 30 % ниже рабочей скорости VPI = V ДП .
1.4. Варианты заданий для расчета производительности
строительных машин
Задания для расчета производительности ленточного конвейера приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Задания для расчета производительности ленточного конвейера
Предпос
ледняя
Параметры
цифра
1
шифра
0,5
1
ВЛ , м
0,5
Dб , м
-1
nб , мин
40
3
r , т/м
1,6
1,0
2
ВЛ , м
0,5
Dб , м
-1
nб , мин
45
3
r , т/м
1,6
0,4
3
ВЛ , м
0,5
Dб , м
nб , мин -1
50
3
r , т/м
1,6
1,2
4
ВЛ , м
0,8
Dб , м
-1
nб , мин
30
3
r , т/м
1,6
0,5
5
ВЛ , м
0,5
Dб , м
nб , мин -1 40
3
r , т/м
1,8
Последняя цифра шифра
гладкая лента
желобчатая лента
2
1,0
0,5
40
1,6
1,5
0,5
45
1,6
0,6
0,55
50
1,6
1,2
0,8
35
1,6
1,0
0,5
40
1,8
3
0,5
0,4
45
1,6
1,0
0,4
50
1,6
0,4
0,5
60
1,6
1,4
0,8
30
1,6
0,5
0,4
45
1,8
13
4
5
6
1,0
0,4
45
1,6
1,5
0,4
50
1,6
0,4
0,55
60
1,6
1,4
0,8
35
1,6
1,0
0,4
45
1,8
0,5
0,6
45
1,6
2,0
0,6
50
1,6
0,6
0,5
50
1,6
1,2
0,85
30
1,6
0,5
0,6
45
1,8
0,5
0,5
40
1,6
1,0
0,5
45
1,6
0,4
0,55
50
1,6
1,2
0,85
35
1,6
0,5
0,5
40
1,8
7
1,0
0,5
40
1,6
1,5
0,5
45
1,6
0,6
0,5
60
1,6
1,4
0,8
30
1,6
1,0
0,5
40
1,8
8
9
0,5 1,0
0,4 0,4
45 45
1,6 1,6
1,0 1,5
0,4 0,4
50 50
1,6 1,6
0,4 0,4
0,5 0,55
60 50
1,6 1,6
1,4 1,2
0,8 0,85
35 30
1,6 1,6
0,5 1,0
0,4 0,4
40 45
1,8 1,8
0
0,5
0,6
45
1,6
1,0
0,6
50
1,6
0,6
0,55
60
1,6
1,2
0,85
35
1,6
0,5
0,6
45
1,8
Продолжение табл. 1.1
Предпос
ледняя
Параметры
цифра
1
шифра
1,0
6
ВЛ , м
0,5
Dб , м
-1
nб , мин
45
3
r , т/м
1,8
0,4
7
ВЛ , м
0,5
Dб , м
-1
nб , мин
50
3
r , т/м
1,8
1,2
8
ВЛ , м
0,8
Dб , м
-1
nб , мин
30
3
r , т/м
1,8
0,5
9
ВЛ , м
0,5
Dб , м
-1
nб , мин
40
3
r , т/м
2,0
1,0
0
ВЛ , м
0,5
Dб , м
-1
nб , мин
45
3
r , т/м
2,2
Последняя цифра шифра
гладкая лента
желобчатая лента
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1,6
0,5
45
1,8
0,6
0,55
50
1,8
1,2
0,8
35
1,8
1,0
0,5
45
2,0
1,5
0,5
45
2,2
1,0
0,4
50
1,8
0,4
0,5
60
1,8
1,4
0,8
30
1,8
0,05
0,4
45
2,0
1,0
0,4
50
2,2
1,5
0,4
50
1,8
0,4
0,55
60
1,8
1,4
0,8
35
1,8
1,0
0,4
45
2,0
1,5
0,4
50
2,2
2,0
0,6
50
1,8
0,6
0,55
50
1,8
1,2
0,85
30
1,8
0,5
0,6
45
2,0
2,0
0,6
50
2,2
1,0
0,5
50
1,8
0,4
0,55
50
1,8
1,2
0,85
35
1,8
1,0
0,5
45
2,2
0,4
0,55
50
2,0
1,5
0,5
45
1,8
0,6
0,5
50
1,8
1,4
0,8
30
1,8
1,5
0,5
45
2,2
0,6
0,5
60
2,0
1,0
0,4
50
1,8
0,4
0,55
60
1,8
1,4
0,8
35
1,8
1,0
0,4
50
2,2
0,4
0,55
60
2,0
1,5
0,4
50
1,8
0,4
0,5
50
1,8
1,2
0,85
30
1,8
1,5
0,4
50
2,2
0,4
0,5
50
2,0
1,0
0,6
50
1,8
0,6
0,55
50
1,8
1,2
0,85
35
1,8
1,0
0,6
50
2,2
0,6
0,55
50
2,0
В табл. 1.1 приняты следующие условные обозначения:
Dб , nб – диаметр и частота вращения ведущего барабана.
1.5. Порядок выполнения работы
1.5.1. В соответствии с исходными данными табл. 1.1 требуется определить эксплуатационную производительность конвейера по формуле (1.10),
приняв скорость движения ленты, равной окружной скорости ведущего барабана.
14
1.5.2. В соответствии с исходными данными табл. 1.2 и 1.3 требуется
определить эксплуатационную производительность бульдозера по формуле
(1.11) при послойном резании и перемещении грунта на расстояние LТР = 20;
40; 60 и 80 м, построить график зависимости производительности от дальности перемещения и сделать вывод. В табл. 1.2 приняты следующие обозначения:
Б – номер модели бульдозера из табл. П.1.1
У – величина наклона поверхности b , ((–) – уклон, (+) – подъем)
Таблица 1.2
Задания для расчета производительности бульдозера
Предпоследняя Параметры
Последняя цифра шифра
цифра шифра
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Б
1
2
3
4
5
6
7
8
У
0
0
0
0
0
0
0
0
2
Б
9
1
8
7
6
5
4
3
У
2
2
2
2
2
2
2
2
3
Б
6
7
8
1
9
3
4
5
У
5
5
5
5
5
5
5
5
4
Б
1
2
3
4
5
6
7
8
У
10 10 10 10 10 7
7
7
5
Б
2
1
2
3
4
5
6
7
У
-8 -8 -8 -8 -8 -5 -5 -5
6
Б
3
4
5
6
7
8
9
1
У
-12 -12 -12 -12 -12 12 12 12
7
Б
7
8
9
1
2
3
4
5
У
5
5
5
5
5 -3 -3 -3
8
Б
8
3
1
2
3
4
5
6
У
0
0
0
0
0
0
0
0
9
Б
1
2
3
4
5
6
7
8
У
-5 -5 -5 -5 -7 -7 -7 -7
0
Б
2
3
4
5
6
7
8
9
У
5
5
5
5
5
7
7
7
15
9
9
0
2
2
6
5
1
7
8
-5
2
12
6
-3
7
0
9
-7
1
7
0
1
0
1
2
7
5
9
7
9
-5
3
12
7
-3
8
0
1
-7
3
7
Таблица 1.3
Значения коэффициента учета уклона местности КУ
Величина
уклона, (- b )
Значение К У
Величина
подъема, b
Значение К У уклона,
0 ÷ 5
5 ÷ 10
10 ÷ 15
1,0 ÷ 1,33
1,33 ÷ 1,94
1,94 ÷ 2,25
0 ÷ 5
5 ÷ 10
10 ÷ 15
1 ÷ 0,67
0,65 ÷ 0,5
0,5 ÷ 0,4
Контрольные вопросы
1. Дайте определение производительности строительных машин.
2. Какие виды производительности, вы знаете?
3.Как соотносятся между собой теоретическая, техническая и эксплуатационная производительности?
4. Назначение и области применения ленточных конвейеров.
5. Конструкция ленточного конвейера.
6. Как зависит производительность ленточного конвейера от дальности транспортирования материала?
7. Назначение и области применения бульдозеров.
8. Из каких операций состоит рабочий цикл бульдозера?
9. Как зависит производительность бульдозера от дальности перемещения грунта?
10. Какова рациональная дальность перемещения грунта бульдозером?
2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАШИН И
ГИДРОПРИВОДОВ
2.1. Принцип работы и устройство основных гидравлических машин
К гидравлическим машинам относятся устройства, предназначенные
для создания или использования потока жидкой среды как носителя энергии.
В это понятие часто включают и гидропередачи (гидроприводы). Гидроприводы являются совокупностью насосов и гидродвигателей, соединенных между собой определенным образом в рамках системы, служащей для передачи
и преобразования энергии с помощью жидкой среды.
Все гидромашины, а также гидропередачи по принципу действия делятся на два вида: динамические и объемные.
16
Насос представляет собой машину для создания потока жидкой среды.
В динамическом насосе жидкая среда перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса.
Для объемного насоса характерным является то, что жидкая среда в нем перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.
Гидродвигатель служит для преобразования энергии потока жидкости
в энергию выходного звена.
Гидрообъемные приводы используются, в основном, для приведения в
движение рабочих органов строительных машин и ходового оборудования
малогабаритных технологических машин.
Гидродинамические приводы используются в трансмиссиях для приведения в движение колесного или гусеничного ходового оборудования строительных машин средней и большой мощности.
Рассмотрим устройство и работу гидрообьемной трансмиссии, схема
которой показана на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Гидравлическая схема гидрообъемного привода:
1 – насос; 2 – обратный клапан; 3 – напорная магистраль;
4 – гидрораспределитель; 5 – гидроцилиндр (гидродвигатель); 6 – сливная
магистраль; 7 – предохранительный клапан; 8 – фильтр; 9 – бак
Работает данный гидропривод следующим образом.
Рабочая жидкость всасывается из бака 9 насосом 1 и подается через обратный клапан 2 по напорной магистрали 3 в золотник 4 и далее в одну из
полостей силового гидроцилиндра 5. Из противоположной полости гидроцилиндра рабочая жидкость через фильтр 8 по сливной магистрали 6 сливается
17
в бак. Для предохранения гидросистемы от перегрузок на напорной линии
устанавливают предохранительный клапан 7, сбрасывающий при превышении давления, на которое он отрегулирован, избыток рабочей жидкости в
бак.
В гидроприводах строительных машин широко распространены шестеренные, аксиально-поршневые и лопастные насосы и гидромоторы. Как правило, гидромашины являются обращаемыми, т.е. могут работать как в режиме насоса, так и в режиме мотора.
Рассмотрим устройство и принцип работы основных гидромашин.
Шестеренные насосы
Шестеренные насосы выполняют с внешним и внутренним зацеплением. Они могут иметь одну или несколько секций. Рассмотрим устройство односекционного насоса типа НШ с внешним зацеплением, представленного на
рис. 2.2
Рис. 2.2. Схема односекционного шестеренного насоса с
внешним зацеплением
При вращении шестерен 1 и 2 навстречу друг другу в направлении,
указанном стрелками, рабочая жидкость поступает во всасывающую полость
18
корпуса 3 насоса. Из всасывающей полости жидкость, заключенная во впадинах между зубьями шестерен, переносится в камеру нагнетания и выдавливается из этих впадин зубьями сопряженной шестерни в напорную магистраль.
Число зубьев шестерни составляет от 6 до 12. Односекционные насосы
развивают рабочее давление до 14 МПа (140 кгс/см2), многосекционные – более 14 МПа.
Шестеренные насосы просты по конструкции, малогабаритны и имеют
невысокую стоимость.
Основные недостатки – малый КПД (0,7 ... 0,85) и небольшой срок
службы при работе с высоким давлением.
Производительность (подача) шестеренных насосов равна, см3/мин,
Q = 2 × p × Z × m 2 × b × n ×h0 ,
(2.1)
где Z – число зубьев ведущей шестерни;
m – модуль зацепления шестерен, см;
n – частота вращения ведущей шестерни, мин-1;
b – ширина шестерни, см;
h 0 – объемный КПД насоса.
Аксиально-поршневые насосы
Устройство аксиально-поршневого насоса показано на схеме рис. 2.3.
Рис. 2.3. Принципиальная схема аксиально-поршневого насоса
19
Принцип действия аксиально-поршневого насоса состоит в следующем.
От вращаемого основным двигателем вала насоса приводится во вращение относительно оси I – I наклонная шайба 4 и связанные с ней шарнирно
шатуны 3 и корпус 1 с поршнями 2. Вследствие наклона шайбы к оси насоса
ее вращение вызывает одновременно возвратно-поступательное движение
поршней в корпусе. При этом за одну половину оборота шайбы каждый поршень совершает полный ход в одном направлении, а за вторую половину
оборота – в обратном направлении. С помощью распределительного диска 5
при ходе поршня влево полость цилиндра сообщается с линией нагнетания
гидросистемы, а при обратном ходе – с линией всасывания.
Подача такого насоса зависит от угла наклона шайбы g ( g ~ 30°). В регулируемых насосах угол g изменяется с помощью специальной системы
управления, поддерживающей постоянной мощность, отдаваемую насосом.
Подача поршневых насосов равна, см3/мин.
Q = 0 ,785 × Д б × i × d 2 × n × tgg × h o
(2.2)
где Д б – диаметр окружности по центрам цилиндров, см;
i – число цилиндров;
d – диаметр цилиндров, см;
n – частота вращения вала насоса, мин-1.
Аксиально-поршневые насосы работают при давлении до 20 ... 30 МПа,
подача до 750 л/мин, частота вращения n = 1000 ... 3000 мин-1, КПД насосов
– 0,85 ... 0,9.
Лопастные насосы
Устройство лопастного насоса приведено на схеме рис. 2.4.
Лопастной насос состоит из корпуса 1, ведущего вала и расположенного на нем эксцентрично относительно корпуса ротора 2, в пазах которого перемещаются пластины 3.
При вращении ротора между пластинами (лопастями), которые прижимаются к ротору пружинами, образуются камеры, переносящие жидкость из
полости всасывания В в полость нагнетания Н, где жидкость выдавливается
из пространства между пластинами, ротором и корпусом. В результате выноса жидкости из полости в ней образуется вакуум, засасывающий жидкость из
бака. При этом, чем больше эксцентриситет ротора «е», тем больше подаваемый объем жидкости.
20
Рис. 2.4. Принципиальная схема лопастного насоса
Подача лопастных насосов, см3/мин,
Q = 2p × n × b × ( rc 2 - rp 2 ) × h o
(2.3)
где b – ширина пластины, см;
rc , rp – радиусы соответственно статора (корпуса) и ротора, см.
Лопастные насосы развивают давление до 18 МПа при КПД h o = 0,8 ...
0,75.
Гидроцилиндры
Гидроцилиндр представляет собой корпус (трубу), внутри которого перемещается поршень.
Схемы основных типов гидроцилиндров показаны на рис. 2.5.
Внутри гильзы перемещается поршень 4, имеющий резиновые манжетные уплотнения 5, которые предотвращают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем, и обеспечивают съем грязи.
21
Рис. 2.5. Схемы гидроцилиндров:
а – одностороннего действия с односторонним штоком;
б – двустороннего действия с односторонним штоком;
в – двустороннего действия с двусторонним штоком
Усилие от давления на поршень передается на шток 2, связанный с
элементом привода рабочего оборудования. Штуцеры 3 служат для подвода и
отвода рабочей жидкости.
Скорость перемещения штока гидроцилиндра и усилие, развиваемое на
нем, зависят от направления подачи, подачи и давления жидкости.
При подаче жидкости в поршневую полость скорость штока, мм/мин,
u П = 10 3 × Q /( p × RЦ 2 ) .
(2.4)
Усилие на штоке, Н,
F = p × Rц 2 × P × h м ,
где Q – подача рабочей жидкости, см3/мин;
Rц – радиус гидроцилиндра, мм;
P – номинальное давление, МПа;
h м – механический КПД гидроцилиндра (h м = 0,93 ... 0,97).
22
(2.5)
При подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра скорость
движения штока, мм/мин.
[
]
u ш = 10 3 × Q / p ( Rц - rш ) . .
2
2
(2.6)
Усилие на штоке, Н,
(
)
Fш = p × Rц 2 - rш 2 × P × h м ,
(2.7)
где rш – радиус штока, мм.
Гидрораспределители
Гидрораспределители служат для переключения и направления потоков
рабочей жидкости, реверсирования движения и фиксирования гидродвигателей в определенном положении. Они автоматически переключают систему на
холостой ход по окончании рабочего хода.
В гидросистемах строительных машин применяют главным образом золотниковые распределители. По числу присоединенных каналов золотниковые
распределители делят на двух-, трех- и четырехходовые. Для управления гидродвигателями двухстороннего действия применяют, как правило, четырехходовые распределители с четырьмя каналами (напор, слив и два рабочих отвода).
По числу фиксированных положений золотника – рабочих позиций –
различают трех - и четырехпозиционные распределители. Положения золотника трехпозиционного распределителя – два рабочих и одно нейтральное,
четырехпозиционного – два рабочих, одно нейтральное и одно плавающее.
Гидроклапаны
Гидроклапаны представляют собой запорные устройства: шариковые,
конические, золотниковые. Выбор запорного устройства зависит от назначения клапана, величины проходного потока и давления.
Обратные гидроклапаны обеспечивают движение рабочей жидкости в
одном направлении. Имеющаяся в клапане пружина не препятствует движению жидкости, а предназначена для правильной посадки запирающего элемента в седле. Обратные клапаны применяют для защиты насосов от резкого
повышения давления, вызываемого нагрузками на рабочем органе, а также
для формирований направлений потоков жидкости.
Предохранительные гидроклапаны служат для ограничения давления,
воспринимаемого гидронасосом или гидродвигателем. Для этого они пропускают рабочую жидкость из напорной линии в сливную.
Устройство гидроклапанов показано на рис. 2.6.
23
Рис. 2.6. Схемы гидроклапанов:
а) шариковый предохранительный; б) конический предохранительный;
в) золотниковый предохранительный; 1 – седло клапана;
2 – запирающий элемент; 3 – пружина
Гидродинамические передачи
Гидродинамическая передача представляет собой гидромуфту (применяется редко) или гидротрансформатор, принцип действия, которых основан
на гидродинамической связи между ведущими и ведомыми элементами. Гидромуфта или гидротрансформатор обычно связывают валы двигателя и
трансмиссии.
Гидротрансформатор обеспечивает плавное автоматическое изменение величины передаваемого крутящего момента и скорости вращения выходного вала в зависимости от меняющейся внешней нагрузки.
Схема гидротрансформатора представлена на рис. 2.7.
Гидротрансформатор состоит из трех колес, снабженных радиально
расположенными криволинейными лопатками: ведущего (насосного) 1, жестко связанного с валом двигателя 2; ведомого (турбинного) 3, соединенного
с ведомыми валом; промежуточного направляющего (реактора) 4, закрепленного неподвижно или на муфте свободного хода. Полость корпуса гидротрансформатора заполнена маловязким маслом. При вращении насоса его
лопатки отбрасывают масло в сторону турбины.
24
Рис.2.7. Схема гидротрансформатора:
1 – ведущее (насосное) колесо;2 – вал двигателя;
3 – ведомое (турбинное) колесо;4 – реактор
Ударяясь о лопатки турбины, масло отдает ей часть кинетической энергии, вследствие чего турбина начинает вращаться в одном направлении с насосом. Из турбины масло перетекает в направлении, обратном вращению насоса, к неподвижным лопаткам реактора, ударяется о них и, изменив направление вращения, поступает затем в насос. В результате удара на лопатках реактора возникает усилие, вызывающее появление реактивного момента, воздействующего на турбину. Таким образом, на турбину действуют два момента: крутящий момент двигателя, передаваемый через поток жидкости от насоса, и реактивный. Это позволяет получать на выходном валу гидротрансформатора крутящий момент, превышающий момент приводного двигателя.
При уменьшении частоты вращения турбины из-за увеличения внешней нагрузки автоматически увеличивается реактивный и, следовательно, суммарный крутящий момент на выходном валу. Отношение максимального крутящего момента Mmax к моменту двигателя МДВ называется коэффициентом
трансформации и составляет
КТ =
М max
= 2 ,5 K 3,5 .
M ДВ
25
Применение гидротрансформатора в трансмиссиях машин позволяет
предохранить двигатель от перегрузок, улучшить тяговые качества машины,
повысить производительность.
Гидромуфта состоит только из двух колес: ведущего (насосного) и ведомого (турбинного). У гидромуфты моменты на насосном и турбинном колесах равны.
Гидромуфта обеспечивает плавное трогание с места и плавный разгон,
защищает двигатель от перегрузок.
Основными достоинствами гидравлического привода (по сравнению с
механическим) являются:
– удобство управления и реверсирования;
– способность обеспечивать большие передаточные числа и бесступенчатое регулирование в широком диапазоне скоростей исполнительных механизмов;
– защита двигателя и механизмов от перегрузок;
– компактность конструкции.
2.2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГИДРООБЪЕМНЫХ ПЕРЕДАЧ
Исходными данными для расчета простого объемного гидропривода
являются: принципиальная расчетная схема, усилия на штоках гидроцилиндров или крутящие моменты на валах гидромоторов, скорости перемещения
штоков гидроцилиндров или частоты вращения валов гидромоторов, длины
гидролиний, соединяющих гидроагрегаты, граничные эксплуатационные условия.
Расчет объемного гидропривода проводится в следующем порядке.
1. Диаметр гидроцилиндра определяется из соотношения, см,
D=
40 РШТ
,
p рh ц
(2.8)
где PШT – усилие на штоке, кН;
р – номинальное давление, МПа;
hц – КПД гидроцилиндра (hц = 0,95).
Диаметр цилиндра округляют до ближайшего стандартного значения
по данным табл. П. 2.1.
2. Мощность гидроцилиндра находим по формуле, кВт,
26
Nц =
PШТ × u П
,
hц
(2.9)
где u П – скорость движения поршня, м/с.
3. Для определения подачи насоса находят сначала его мощность N H как
сумму мощностей N Д всех одновременно работающих гидродвигателей,
приняв коэффициенты запаса по скорости К С = 1.1 ... 1,3, по усилию
К У = 1,1 ... 1.2:
N H = К С КУ å N Д .
(2. 10)
Необходимая подача насоса равна, см3/с,
N H × 103
QH =
.
р
(2.11)
Выбор насоса производится по необходимой подаче и номинальному
давлению при паспортной частоте вращения по данным табл. П. 2.2.
Рабочий объем насоса (подача за один оборот), см3, определяется по
формуле
60 × QH
Vo =
.
(2.12)
n × h OH
Частота вращения насоса, обеспечивающая необходимую подачу, находится по формуле, мин -1
n=
60 × QH
VO × h OH
(2.13)
где h OH – объемный КПД насоса.
4. Тип и марку гидрораспределителя выбирают по номинальному давлению, подаче насоса и количеству гидродвигателей по данным табл. П.2.3;
П.2.4.
5. Исходя из номинального расхода и средней тонкости фильтрации,
выбираем фильтр по данным табл. П.2.5.
6. Расчет трубопроводов состоит в определении их диаметров и потерь
давления. Расчет производится по участкам, выделяемым в гидравлической
схеме. Участком считают часть гидролинии между разветвлениями, пропускающую один расход при одинаковом диаметре.
27
По известному расходу и расчетной средней скорости определяют диаметр трубопровода и округляют его до ближайших стандартных значений
(табл. П.2.6; П.2.7.).
Рекомендуется выбирать скорости: для сливной магистрали – 1,4 ... 2,2
м/с; для напорной – 3 ... 6 м/с.
Расход жидкости в напорной магистрали равен подаче насоса, а в сливной магистрали будет, см3/с,
QC = 25 p u П ( D 2 - d Ш 2 ).
(2.14)
где d Ш - диаметр штока, см.
Диаметр напорной гидролинии равен, мм,
dH =
4QH
;
p uH
(2.15)
dC =
4QC
.
p uC
(2.16)
сливной, мм,
После округления значений диаметров до стандартных уточняем значения скоростей, м/с:
uH =
4 × QH
p dH 2
uC =
;
(2.17)
4 × QC
(2.18)
p dC 2
7. Определяем потери давления в трубопроводах, для чего вычисляем
число Рейнольдса (Re) и коэффициенты потерь на трение l :
ReH ( C ) =
uH( C ) × dH( C )
n
lH ( C ) =
A
,
Re( H )
28
;
(2.19)
(2.20)
где n – кинематическая вязкость масла, см2/с;
А – коэффициент для ламинарного движения ( А = 75 для стальных
труб; А = 150 для гибких шлангов).
Потери давления в трубопроводах, кПа,
DPH ( C )
æ
ö ru 2 H ( C )
LH ( C )
= 10 l H ( C )
+ åx H ( C ) ÷
ç
÷
d
2
H( C )
è
ø
-3 ç
(2.21)
где LH ( C ) – длина гидролинии, м;
x – потери в местных сопротивлениях;
r – плотность масла, кг/м3.
8. Необходимое давление насоса равно давлению в гидроцилиндре
плюс сумма потерь давления в гидролиниях и гидроагрегатах.
Полученное давление сравнивают с паспортным давлением насоса, выбранного по таблице П.2.2. имея в виду, что насос может работать с перегрузкой по давлению до 10 %.
2.3. Варианты заданий для расчета объемного гидропривода
Гидравлическая схема предлагаемого для расчета объемного гидропривода показана на рис.2.8. Варианты значений исходных параметров приведены в табл. 2.1.
2.4. Порядок выполнения работы
В этой работе необходимо выполнить расчет объемного гидропривода,
схема которого показана на рис.2.8., при исходных данных из табл.2.1.
Для заданных усилий на штоке гидроцилиндра и скорости его перемещения необходимо определить в соответствии с методикой, приведенной в п.
2.2.:
1. Диаметр гидроцилиндра по формуле (2.8);
2. Мощность гидроцилиндра по формуле (2.9);
3. Диаметры напорной и сливной гидролиний по формулам (2.14),
(2.15);
4. Выбрать тип и марку насоса, гидрораспределителя и фильтра.
29
Рис. 2.8. Схема объемного гидропривода
Контрольные вопросы
1. Дайте определение динамического и объемного гидроприводов.
2. Дайте определение гидравлического насоса и гидродвигателя.
3. Опишите устройство шестеренных, поршневых и лопастных насосов, назовите их преимущества и недостаткм.
4. Назначение и устройство гидроцилиндров.
5. Назовите виды гидроклапанов и их назначение.
6. Опишите устройство гидроклапанов и гидрораспределителей.
7. Чем отличаются гидромуфты, от гидротрансформаторов, их достоинства в применении к строительным машинам?
8. Назовите основные элементы простого гидрообъемного привода и
их назначение.
30
Таблица 2.1
Задания для расчета объемного гидропривода
Предпоследняя
цифра
шифра
0…5
6…9
Последняя цифра шифра
Параметры
0
1
Усилие на штоке
гидроцилиндра, 100 125
кН
Ход поршня, м 0,1 0,1
Скорость
движения
0,08 0,1
поршня, м/с
Длина гидролинии (стальная труба): напорной, м
10
8
сливной, м
8
12
Количество
местных сопротивлений
(угольники
x = 1,2 ) в гидролинии:
- напорной
- сливной
Номинальное
рабочее давление, МПа
10
12
8
10
2
3
4
5
6
7
8
9
150
175
200
225
250
275 300 325
0,2
0,2
0,3
0,3
0,4
0,5
0,6 0,7
0,08 0,05 0,06 0,08 0,06 0,05 0,04 0,06
10
10
6
8
12
14
4
6
14
12
12
10
6
8
8
10
10
12
6
8
8
10
8
10
6
8
6
8
4
6
4
6
9
15
Примечание: в качестве рабочей жидкости принято масло М10Г2 при
t = 50°С, с кинематической вязкостью n = 0,82 см2/с и плотностью r = 890
кг/м3.
3. РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЛЕБЕДОК
Лебедки представляют собой грузоподъемные механизмы, предназначенные для подъема, опускания или перемещения различных грузов с помощью каната, навиваемого на барабан. Их применяют как самостоятельные
механизмы, так и в качестве механизмов кранов, подъемников и других
строительных машин.
31
Лебедки классифицируют:
по назначению – на подъемные (для подъема грузов) и тяговые (для горизонтального перемещения грузов);
по виду привода – на приводные и ручные;
по числу барабанов – на одно-, двухбарабанные и без барабана (с канатоведущим шкивом, рычажные).
3.1. Барабанные лебедки с ручным приводом
Изготавливаются с тяговым усилием 5 ... 80 кН и канатоемкостью барабана 50 ... 200 м. Кинематическая схема монтажной барабанной лебедки
приведена на рис. 3.1.
Лебедка состоит из барабана 1, открытых зубчатых передач 3, дискового грузоупорного тормоза 4, смонтированных на параллельных валах, опирающихся на подшипники, закрепленные в боковинах станины 2. Подъем и
опускание груза осуществляется вращением рукояток 6. Для увеличения скорости подъема легких грузов служит зубчатый перебор 5, изменяющий передаточное число зубчатой передачи. Безопасность работы обеспечивается
дисковым грузоупорным тормозом или храповым механизмом.
Ручные лебедки рассчитаны на работу одного, двух или четырех человек одновременно. При кратковременной (до 5 мин) работе со скоростью
ωр = 3 рад/с усилие одного рабочего Р1, на рукоять длиной L = 400 мм принимается до 200 Н, а коэффициент одновременности действия двух человек –
0,8, четырех – 0,7.
3.2. Приводные лебедки
По кинематической связи двигателя с барабаном приводные лебедки
разделяются на электрореверсивные и фрикционные. В электрореверсивных
лебедках связь между двигателем и барабаном неразмыкаемая жесткая, в
фрикционных лебедках она осуществляется с помощью фрикционной муфты.
3.2.1. Фрикционные лебедки
Фрикционные лебедки (рис.3.2) обеспечивают возможность работы барабанов от одного двигателя, посредством включения фрикционных муфт 14.
Такие лебедки, в частности, применяются на одноковшовых строительных
экскаваторах с одномоторным приводом.
32
Рис. 3.1. Кинематическая схема монтажной лебедки с ручным приводом
При использовании лебедки в качестве грузоподъемного механизма
нереверсируемый двигатель используется только для подъема груза. Опускание груза осуществляется под действием силы тяжести при отсоединении барабана от трансмиссии. Скорость опускания регулируется обычно ленточными нормально замкнутыми тормозами 13. Для предупреждения случайного
опускания груза, лебедки снабжаются храповыми устройствами 12, связанными с барабанами и управляющими рукоятками.
33
Рис. 3.2. Кинематическая схема фрикционной двухбарабанной лебедки
3.2.2. Электрореверсивные лебедки
Наиболее часто применяются однобарабанные электрореверсивные лебедки с тяговым усилием 3,2 ... 125 кН при скорости каната 0,1 ... 0,5 м/с и
канатоемкости 80 ... 800 м. Кинематическая схема однобарабанной электрореверсивной лебедки приведена на рис. 3.3.
34
Рис. 3.3. Кинематическая схема однобарабанной электрореверсивной лебедки
Эта лебедка состоит из электродвигателя 7, упругой муфты 8, тормоза
9, зубчатого редуктора 10, барабана 11 и пусковой аппаратуры, установленных на сварной раме. При работе лебедки закрепляются на фундаменте. В
комбинации с полиспастами они используются для подъема различных по
массе грузов при выполнении строительно-монтажных работ.
Полиспасты представляют собой системы из двух обойм – подвижной
и неподвижной, каждая из которых состоит из нескольких блоков, огибаемых
канатом. Груз подвешивают к подвижной обойме, а последняя ветвь каната
навивается на барабан лебедки. Кратность полиспаста определяется числом
ветвей каната в сечении полиспаста.
Основными параметрами электрореверсивных лебедок, определяющими грузоподъемность, высоту и скорость подъема груза, мощность двигателя,
надежность тормозного устройства, являются усилие в канате, наматываемом
на барабан Sб , скорость каната VК , и канатоемкость барабана L . Эти параметры связаны между собой следующими зависимостями.
35
При подъеме груза через полиспаст усилие Sб (кН) в ветви каната, наматываемого на барабан, определяется по формуле
S б = ( Q + g ) /( i П ×h П ) ,
(3.1)
где ( Q + g ) - сила тяжести груза и обоймы, кН;
i П – кратность полиспаста;
h П – КПД полиспаста.
При небольшом числе блоков h П » h б n .
где h б – КПД одного блока (h б = 0,96 ... 0,99);
n – число блоков в полиспасте.
Обычно число блоков равно кратности полиспаста n = i П .
Стальной проволочный канат выбирают по величине разрывного усилия R p >> S б n K , при значении коэффициента запаса прочности по требованиям Госгортехнадзора n K = 5,0; 5,5; 6,0 соответственно для легкого, среднего и тяжелого режимов работы по подъему грузов (без людей).
Минимально допустимый диаметр барабана для легкого, среднего и
тяжелого режимов работы выбирают в зависимости от диаметра каната d K
из соотношения Д б = ( 16 K 20 ) d K .
Скорость ветви каната, наматываемого на барабан, м/с,
u K = u Г × iП .
(3.2)
Зависимость между крутящим моментом на барабане M б моментом на
приводном валу М Д будет
М б = М Д ×i p ×h p ,
(3.3)
где i p – передаточное отношение редуктора,
h p – КПД редуктора (h p ≈ 0,95).
Канат может навиваться на барабан в один или несколько слоев.
Рабочая длина барабана, м:
при многослойной навивке
Lб = L d K / [ p m ( Д б + m d K )]
36
(3.4)
где L – длина каната (канатоемкость),м;
d K – диаметр каната, м;
m – число слоев навивки;
( Д б + m d K ) = Д cр – средний диаметр навивки, м;
при однослойной навивке (нарезном барабане)
Lб = L × t / [p × ( Д б + d K )] ,
(3.5)
где t = d K + ( 2 K 3 ) мм – шаг навивки, м;
длина каната, м, равна
L = H П × i П + 2 × p × Д ср ,
(3.6)
где H П – высота подъема груза, м;
2p Д ср – запас каната (2 витка), м.
Крутящий момент М б (кН · м) и угловая скорость барабана wб (рад/с)
равны
М б = 0 ,5 Д ср S б ,
(3.7)
wб = 2u К / Д ср .
(3.8)
Мощность, кВт, приводного электродвигателя
N ДВ = S бu К / h р .
(3.9)
По полученному значению мощности подбирают крановый электродвигатель с продолжительностью включения (ПВ), соответствующей режиму
работы механизма.
Частота вращения двигателя равна
n ДВ =
30 wб i р
p
(3.10)
3.3. Варианты заданий для расчета строительных лебедок
Варианты заданий для расчета лебедки с ручным приводом приведены
в табл. 3.1, а для расчета однобарабанной электрореверсивной лебедки в
табл. 3.2.
37
Таблица 3.1
Варианты заданий для расчета лебедки с ручным приводом
Предпос
ледняя
цифра
шифра
1K 3
Параметры
m=2
1
0,28
0,011
20
3
15; 43
21; 67
Последняя цифра шифра
привод двумя рабочими
привод четырьмя рабочими
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0,3
0,34
0,38
0,5
0,28
0,3
0,34
0,38
0,5
0,013
0,135
0,0198 0,023
0,011
0,013
0,0135 0,0198 0,023
30
40
50
60
20
30
40
50
60
3
3
3
3
3
3
3
3
3
17; 50 19; 63 21; 67 17; 71 15; 43 17; 50 19; 63 21; 67 17; 71
19; 63 17; 50 15; 45 15; 67 21; 67 19; 63 17; 50 15; 45 15; 67
z1 ; z 2
z3 ; z 4
0,28
0,011
15
2
15; 43
21; 67
0,3
0,013
25
2
17; 50
19; 63
0,34
0,0135
35
2
19; 63
17; 50
0,38
0,0198
45
2
21; 67
15; 45
0,5
0,023
55
2
17; 71
15; 67
0,28
0,011
15
2
15; 43
21; 67
0,3
0,013
25
2
17; 50
19; 63
0,34
0,0135
35
2
19; 63
17; 50
0,38
0,0198
45
2
21; 67
15; 45
0,5
0,023
55
2
17; 71
15; 67
Дб , м
dК,м
H П ,м
iП
0,28
0,011
10
2
0,3
0,013
20
2
0,34
0,0135
30
2
0,38
0,0198
40
2
0,5
0,023
50
2
0,28
0,011
15
2
0,3
0,013
25
2
0,34
0,0135
35
2
0,38
0,0198
45
2
0,5
0,023
55
2
z1 ; z 2
15; 43
17; 50
19; 63
21; 67
17; 71
15; 43
17; 50
19; 63
21; 67
17; 71
Дб , м
dК,м
H П ,м
iП
z1 ; z 2
z3 ; z 4
38
4K6
7 K 9 ,0
m=3
m =1
Дб , м
dК,м
H П ,м
iП
36
Таблица 3.2
Варианты заданий для расчета однобарабанной электрореверсивной лебедки
Предпос
ледняя
цифра
шифра
1K 3
39
4K6
Последняя цифра шифра
Параметры
Q+ g , кН
u Г , м/с
Дб , м
m = 3 dК , м
H П ,м
iП
z1 ; z 2
z3 ; z 4
Q+ g , кН
u Г , м/с
Дб , м
m = 2 dК , м
H П ,м
iП
z1 ; z 2
z3 ; z 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
180
0,25
0,5
0,023
40
4
17; 71
15;67
180
0,25
0,5
0,023
40
3
17; 71
15;67
120
0,3
0,38
0,0198
80
4
17; 50
19; 63
120
0,3
0,38
0,0198
80
3
17; 50
19; 63
100
0,2
0,34
0,0135
70
4
19; 63
17; 50
100
0,2
0,34
0,0138
70
3
19; 63
17; 50
80
0,2
0,3
0,013
60
4
21; 67
15; 45
80
0,2
0,3
0,013
60
3
21; 67
15; 45
50
0,15
0,28
0,011
50
4
15; 43
21; 67
50
0,15
0,28
0,011
50
3
15; 43
21; 67
120
0,3
0,5
0,023
45
3
17; 71
15;67
120
0,3
0,5
0,023
45
2
17; 71
15;67
80
0,35
0,38
0,0198
85
3
17; 50
19; 63
80
0,35
0,38
0,0198
85
2
17; 50
19; 63
70
0,25
0,34
0,0135
75
3
19; 63
17; 50
70
0,25
0,34
0,0135
75
2
19; 63
17; 50
55
0,25
0,3
0,013
65
3
21; 67
15; 45
55
0,25
0,3
0,013
65
2
21; 67
15; 45
35
0,2
0,28
0,011
55
3
15; 43
21; 67
35
0,2
0,28
0,011
55
2
15; 43
21; 67
37
Продолжение табл. 3.2
Предпос
ледняя
Параметры
цифра
шифра
7 K 9 ,0
m =1
Последняя цифра шифра
1
40
2
3
4
Q+ g ,
180
120
100
80
50
120
80
70
55
35
кН
u Г , м/с
0,25
0,3
0,2
0,2
0,15
0,3
0,35
0,25
0,25
0,2
Дб , м
0,5
0,38
0,34
0,3
0,28
0,5
0,38
0,34
0,3
0,28
dК , м
0,023
0,0198
0,0138
0,013
0,011
0,023
0,0198
0,0135
0,013
0,011
H П ,м
30
60
50
40
35
32
65
55
45
40
iП
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
z1 ; z 2
17; 71
15;67
17; 50
19; 63
19; 63
17; 50
21; 67
15; 45
15; 43
21; 67
17; 71
15;67
17; 50
19; 63
19; 63
17; 50
21; 67
15; 45
15; 43
21; 67
z3 ; z 4
5
38
6
7
8
9
0
1
3.4. Порядок выполнения работы
3.4.1. Для лебедки с ручным приводом необходимо определить max
значение веса поднимаемого груза ( Q + g )max , скорости подъема V Г и рабочую длину барабана Lб .
Последовательность выполнения расчетов следующая.
1. Определить передаточное отношение зубчатой передачи i p ;
2. Определить значение крутящих моментов на ведущем валу лебедки
М Д (для условий, описанных в п.3.1) и приводного барабана М б (по формуле (3.3)), угловую скорость wб приводного барабана;
3. Определить средний диаметр навивки Д ср и рабочую длину барабана Lб по формулам (3.4), (3.5);
4. Определить значения усилия в ветви каната, навиваемого на барабан
S б , и его скорости VK по формулам (3.7), (3.8);
5. Определить значение максимальной силы тяжести груза и грузовой
обоймы ( Q + g )max и их скорость VГ по формулам (3.1), (3.2).
3.4.2. Для однобарабанной электрореверсивной лебедки необходимо
определить величины основных параметров – мощности N ДВ , частоты вращения n ДВ и крутящего момент М Д на валу приводного электродвигателя,
рабочую длину барабана Lб .
Последовательность выполнения расчетов следующая:
1. Определяем величину тягового усилия Sб и скорость движения u Г
ветви каната, наматываемого на барабан, его канатоемкость L по формулам
(3.1), (3.5).
2. Определяем значения среднего диаметра навивки Д ср , угловой скорости барабана wб и крутящего момента на его валу М б по формулам (3.4),
(3.7), (3.8).
3. Определяем передаточное отношение редуктора i p .
4. Определяем величины мощности: N ДВ , крутящего момента М q и
частоты вращения n ДВ вала приводного электродвигателя по формулам (3.3),
(3.9), (3.. 10).
Контрольные вопросы
1. Назначение лебедок?
2. Конструкция барабанной лебедки с ручным приводом.
3. Конструкции приводных барабанных лебедок.
4. Назначение и устройство полиспаста.
5. Как определяется кратность полиспаста?
6. Приведите зависимости для выбора каната, канатоемкости барабана, грузоподъемности и скорости подъема груза.
41
4. ВЫБОР АВТОМОБИЛЬНЫХ КРАНОВ
4.1. Область применения и конструкции автомобильных кранов
Автомобильными называются стреловые полноповоротные краны,
смонтированные на шасси стандартных грузовых автомобилей нормальной и
повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью, высокими транспортными скоростями, хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при
значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами работ.
С помощью автокранов выполняют монтаж санитарно-технических устройств, оборудования и сооружений, укладку в траншеи водопроводных, канализационных трубопроводов, поддерживание трубопроводов при сварке,
разгрузку – погрузку труб и другие работы.
Основное рабочее оборудование автокранов – сплошные телескопические стрелы, жесткие и раздвижные решетчатые стрелы. Автокраны могут
производить следующие операции: подъем и опускание груза; изменение угла наклона стрелы; поворот на 360° в плане; изменение длины телескопической стрелы; передвижение с грузом.
Каждый автокран оборудуют четырьмя выносными опорами, используемыми для увеличения опорного контура крана в рабочем состоянии.
При работе на выносных опорах грузоподъемность крана резко возрастает по сравнению с его работой без выносных опор. Выносные опоры машинист устанавливает вручную или с помощью гидропривода.
При работе кранов на выносных опорах упругие подвески шасси выгибаются и задние колеса не отрываются от грунта. При работе без выносных
опор правая и левая рессоры моста деформируются неравномерно, что приводит к наклону поворотной платформы и резкому уменьшению устойчивости крана.
Для повышения устойчивости автомобильных стреловых кранов применяют выключатели подвесок, жестко соединяющие оси шасси с его рамой,
или стабилизаторы, не только соединяющие оси шасси с рамой, но и уравнивающие деформации подвесок осей. Автокраны могут перемещаться вместе с
грузом со скоростью до 1,39 м/с (5 км/ч). При передвижении грузоподъемность автокранов снижается в 3 … 5 раз.
Основное силовое оборудование автокранов – двигатель автомобиля.
При включении трансмиссии крановых механизмов трансмиссия автомобиля отключается. Привод крановых механизмов может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (дизель-электрическим или дизельгидравлическим), подвеска силового оборудования – гибкой (канатной) и жесткой. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста, расположенной на поворотной платформе, управление передвижением крана – из кабины автошасси.
42
Для кранов, изготавливаемых Минтяжмашем, действует индексация, по
которой индекс машины состоит из двух букв КС (кран самоходный) и четырех цифр. Цифровая часть, которую пишут после буквенной через дефис,
обозначает основные данные о кране в следующем порядке: первая цифра –
размерную группу; вторая – тип ходового устройства, третья и четвертая –
соответственно вид подвески стрелы и порядковый номер модели крана
(рис.4.1).
Рис. 4.1. Индексация стреловых самоходных кранов общего назначения:
КС – кран стреловой самоходный общего назначения; ХЛ – для районов с
холодным климатом; Т – с тропическим; ТВ – с влажным тропическим климатом; Г – гусеничное ходовое устройство с минимально допустимой
поверхностью гусениц; ГУ – то же, с увеличенной поверхностью гусениц;
П – пневмоколесное ходовое устройство; Ш – специальное шасси автомобильного типа; А – шасси грузового автомобиля; Тр – трактор; Пр – прицепное ходовое устройство; К – короткобазовое шасси; В – вездеходное шасси
Автокраны с гибкой подвеской стрелового оборудования имеют механический, дизель-электрический и гидравлический приводы крановых механизмов. В России выпускаются автокраны с механическим приводом грузоподъемностью 4; 6,3; 10 и 16 т, которые комплектуются основными решетча-
43
тыми стрелами длиной 6 ... 10 м, сменными удлиненными стрелами длиной 8
... 18 м, удлиненными стрелами длиной 8 ... 18 м, удлиненными стрелами с
гуськами длиной 1,5 ... 3 м, башенно-стреловым оборудованием со стрелами
7 ... 9, 5 м и высотой башни 7, 5 ... 12 м.
Характерной особенностью автокранов с одномоторным приводом является наличие в их трансмиссии реверсивного и распределительного механизмов, с помощью которых осуществляется раздельное управление (включение, выключение, реверс) стреловой и грузовой лебедками и поворотным
механизмом крана.
Автокраны с жесткой подвеской стрелового оборудования (рис.4.2)
имеют индивидуальный гидравлический привод крановых механизмов и оснащаются телескопическими стрелами (основное рабочее оборудование),
длину которых можно изменять при рабочей нагрузке. В качестве сменного
рабочего оборудования кранов применяются гуськи и башенно-стреловое
оборудование, башней которого служит основная телескопическая стрела.
На кранах грузоподъемностью 4; 6,3; 10 т устанавливаются двухсекционные стрелы с одной подвижной секцией, на кранах грузоподъемностью
16 т – трехсекционные с двумя подвижными секциями. Перемещение подвижных секций стрелы осуществляется с помощью длинноходовых гидроцилиндров двухстороннего действия.
В настоящее время, из-за больших технологических возможностей,
краны с жесткой подвеской стрелы составляют основную часть выпускаемых
автомобильных кранов.
Рассмотрим общее устройство автомобильных кранов.
Рис. 4.2. Общий вид автокрана с жесткой подвеской стрелового
оборудования
44
Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы, кабины
машиниста и стрелового оборудования. Основанием поворотной части крана
является поворотная рама 6 (рис.4.2), устанавливаемая на опорно-поворотное
устройство 8. Противовес 5 закрепляют на поворотной части крана для уравновешивания его во время работы.
На поворотной раме установлены лебедки и механизм поворота. Грузовая лебедка служит для подъема и опускания груза, угол наклона стрелы изменяется стреловой лебедкой (на кранах с гибкой подвеской) или гидроцилиндром 3 (на кранах с жесткой подвеской рабочего оборудования).
Механизм поворота предназначен для вращения поворотной части крана.
В кабине машиниста расположены органы управления. Автокраны
оборудуются приборами безопасности - сигнализаторами опасного напряжения, предупреждающими о приближении стрелы к линии электропередач;
ограничителями грузоподъемности, высоты подъема крана и стрелы, рабочей
зоны крана; маятниковыми креномерами или сигнализаторами крена.
Автомобильные краны являются свободностоящими машинами, устойчивость которых против опрокидывания обеспечивается только их собственным весом. Для кранов различают грузовую устойчивость, т.е. устойчивость крана в рабочем состоянии против действия всех нагрузок при возможном опрокидывании в сторону стрелы, и собственную устойчивость, т.е. устойчивость крана в нерабочем состоянии при отсутствии полезных нагрузок
и возможном опрокидывании в сторону, противоположную расположению
стрелы.
Степень устойчивости крана в рабочем состоянии оценивается коэффициентом грузовой устойчивости, а в нерабочем состоянии – коэффициентом собственной устойчивости. Коэффициентом грузовой устойчивости
называется отношение удерживающего момента, равного моменту относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом всех частей крана, к опрокидывающему моменту, создаваемому рабочим грузом относительно того же
ребра. У автомобильных кранов удерживающий момент – величина постоянная, а, следовательно, и опрокидывающий должен быть тоже постоянным.
Таким образом, у этих кранов грузоподъемность зависит от вылета стрелы
– чем больше вылет, тем меньше грузоподъемность.
Грузоподъемность, под которой понимают наибольшую допустимую
массу груза, включая грузозахватное приспособление, является главным параметром автокранов. Кроме того, краны характеризуются зоной обслуживания, определяемой вылетом груза, высотой подъема и глубиной опускания
крюка, скоростями рабочих движений и другими показателями.
Вылетом называется расстояние от оси вращения поворотной части
крана до оси грузоподъемного органа.
45
Каждая базовая модель крана и ее исполнение снабжаются грузовысотной характеристикой, представляющей графическую зависимость грузоподъемности и высоты подъема от вылета, используемую при выборе крана
для конкретных условий эксплуатации.
На рис.4.3. изображена грузовысотная характеристика автомобильного
крана с различным исполнением рабочего оборудования.
Рис. 4.3. Грузовысотная характеристика автомобильного крана
с различным исполнением рабочего оборудования
46
На рис.4.3. кривые Н1, Н2, Н3 показывают зависимость высоты подъема
крюка от вылета для стрелы длиной соответственно 9,75; 21,7; 27 м с гуськом. Кривые Q1, Q2, Q3 показывают зависимость грузоподъемности от вылета
для тех же значений длины стрелы.
В некоторых справочниках, например в [5], приводятся более полные
характеристики, на которых в виде номограмм, кроме грузоподъемности и
высоты подъема крюка, нанесены еще и координаты конца стрелы и кривые
высоты подъема верхней кромки груза, заданного габарита.
4.2. Выполнение строительно-монтажных работ
автомобильными кранами
При составлении проекта производства работ необходимая грузоподъемность крана определяется как сумма масс наиболее тяжелого элемента с
учетом плюсового допуска на изготовление и грузозахватного приспособления при соответствующем вылете крюка (расстояния на котором этот элемент должен монтироваться). Для определения необходимого вылета крюка
и длины стрелы крана следует графически изобразить наружные контуры сооружения, определить расстояние от края сооружения до центра наиболее
тяжелого элемента, руководствуясь габаритными размерами кранов, определить места стоянок стреловых кранов.
Вычислив длину стрелы и вылет крюка соответствующих координатам
установки наиболее тяжелых элементов, по графику грузовысотной характеристики подбирают кран с требуемой грузоподъемностью и высотой подъема
крюка или проверяют имеющийся кран на соответствие заданным условиям.
В проекте производства работ должны быть предусмотрены схемы установки
и привязки кранов к возводимому сооружению. Схемы выполняются отдельно для подземной и надземной частей сооружения. На план подземной и надземной частей здания наносится сетка основных осей и производится привязка самого тяжелого, самого дальнего и ближнего элементов к вылету крюка и
грузоподъемности крана. Привязку стреловых самоходных кранов производят с учетом требований Правил по кранам. В соответствии с этими Правилами расстояние от поворотной части крана (поворотной платформы) до выступающих частей строений, штабелей грузов и т. п. должно быть не менее
1 м. На схеме показывают:
а) зоны обслуживания крана и зоны, опасные для нахождения людей во
время перемещения, установки и закрепления конструкций. Зона обслуживания крана определяется наибольшим необходимым вылетом крюка крана;
б) временные дороги для проезда стреловых самоходных кранов вдоль,
вокруг и в самом котловане с указанием пути передвижения кранов;
в) постоянные (проектные) или временные дороги для проезда автотранспорта;
47
г) площадки для стоянки автомашин под разгрузкой и место приема
раствора; площадки для складирования материалов, железобетонных, металлических и других конструкций с указанием их размеров;
д) места установки стендов со схемами строповки и таблицей масс грузов, которые должны находиться в зоне разгрузки автотранспорта и на площадках складирования;
е) места нахождения контрольных грузов для проверки ограничителей
грузоподъемности и места, оборудованные для хранения съемных грузозахватных приспособлений и тары;
На схеме показываются также все другие необходимые данные (например, организация входов в котлован и здание, расположение бытовых помещений и прожекторных вышек, схемы движения рабочих и т. п.).
На листе схемы или дополнительном листе показывают:
– расположение и параметры воздушных линий электропередачи;
– вертикальный разрез здания с привязкой кранов при положении стрелы над зданием и пунктиром при повороте на 180°;
– привязку наклонной стрелы к зданию (с учетом страховых канатов);
– отметку верха здания, парапета, машинных помещений лифтов и
крюка крана, положение противовеса и поворотной части крана;
– безопасные расстояния от элементов крана или низа перемещаемого
груза до наиболее выступающих частей зданий и сооружений.
Эти безопасные расстояния составляют: от низа перемещаемого груза
до наиболее выступающих по вертикали частей здания – не менее 0,5 м; до
перекрытий и площадок, где могут находиться люди – не менее 2,3 м;
расстояние от нижних частей стрелы, консоли противовеса и блоков балласта
до тех же частей здания – не менее 0,5 м,
К схеме прилагается пояснительная записка, в которой, в частности,
указываются краткая техническая характеристика кранов, порядок их работы,
в случае позахватного деления здания; порядок перестановки и работы стреловых самоходных кранов, места их стоянок с привязкой к осям здания; порядок совместной работы кранов и других машин (подъемников, экскаваторов, навесных люлек и др.); установка и работа кранов вблизи ЛЭП, схемы
строповки грузов, таблицы масс грузов; порядок передачи кранов субподрядным организациям.
Безопасные расстояния от частей крана или груза в любом их положении до ближайшего провода линии электропередачи составляют: при напряжении до 1 кВ – 1,5 м, от 1 до 20 кВ – не менее 2 м, от 35 до 110 кВ – не менее 4 м, от 150 до 220 кВ – не менее 5 м, до 330 кВ – не менее 6 м, от 500 до
750 кВ – не менее 9 м.
В случае производственной необходимости, если невозможно выдержать указанные расстояния, работа краном в запретной зоне может производиться при отключенной линии электропередачи по наряду-допуску, в котором указывается время проведения работ.
48
Работа кранов под неотключенными контактными проводами городского транспорта может производиться при соблюдении расстояния между
стрелой крана и контактными проводами не менее 1 м при установке ограничителя (упора), не позволяющего уменьшить указанное расстояние при подъеме стрелы.
Установка крана на краю откоса котлована (канавы) допускается при
условии соблюдения расстояний от основания откоса до ближайшей опоры
крана не менее указанных в табл. 4.1. При невозможности соблюдения этих
расстояний откос должен быть укреплен. Условия установки крана на краю
откоса котлована (канавы) должны быть указаны в проекте производства работ кранами.
Таблица 4.1
Минимальное расстояние (в м) от основания откоса котлована (канавы)
до ближайшей опоры крана при ненасыпанном грунте
Глубина
котлована песчаный
(канавы), м и гравийный
1
1,5
2
3,0
3
4,0
4
5,0
5
6,0
супесчаный
Грунт
суглинистый
1,25
2,40
3,60
4,40
5,30
1,00
2,00
3,25
4,00
4,75
глинистый лессовый
сухой
1,00
1,50
1,75
3,00
3,50
2,0
2,0
2,5
3,0
3,5
Устанавливать краны для выполнения строительно-монтажных работ
следует в соответствии с утвержденным проектом производства работ кранами. Установка кранов должна производиться на спланированной и подготовленной площадке с учетом категории и характера грунта. Устанавливать
краны для работы на свеженасыпанном неутрамбованном грунте, а также на
площадке с уклоном, превышающим допустимый, для данного крана в соответствии с руководством по эксплуатации крана, не разрешается.
4.3. Порядок выбора автомобильного крана
Выбор модели автокрана для выполнения заданного вида и объема работ является важным организационным моментом, т.к. от этого зависит безопасность и эффективность выполнения монтажа строительных конструкций.
Процесс выбора крана для представленной на рис. 4.4. схемы выполнения
строительно-монтажных работ включает в себя следующие действия.
49
50
Рис. 4.4. Расчетная схема к выбору автомобильного крана
4.3.1. Предварительный выбор крана по величине максимальной грузоподъемности – QКР > Q ГР , где QКР – максимальная грузоподъемность крана;
Q ГР – заданная масса груза. Характеристики автокранов приведены в [5] и
прил. 3, табл. П. 3.1 и П.3.2.
4.3.2. Определяется высота подъема верхней кромки груза, м
H = H О + hЗ + hИ ,
(4.1)
где H O – высота монтажа изделия, м;
hЗ – величина запаса, принимаемая в соответствии с требованиями техники безопасности ( hЗ ³ 0 ,5 ) , м;
hИ – высота изделия, м.
4.3.3. По номограммам ([5], прил. 3, табл. П. 3.2) определяются необходимый вылет стрелы L и соответствующая ему максимальная грузоподъемность крана QКР , высота подъема крюка H K .
Если при необходимом по габаритам груза вылете стрелы грузоподъемность будет меньше Q ГР , то необходимо взять кран большего типоразмера
4.3.4. Проверяется возможность строповки груза заданного габарита.
Разница между высотами подъема крюка и верхней кромки груза составит
высоту строповки груза
hСТР = РКР - Н .
(4.2)
Минимальная необходимая высота строповки груза заданного габарита
при угле наклона ветви стропа к вертикали a = 60° равна
¢ =
hСТ
B
2 3
» 0 ,3 B ,
(4.3)
где B – ширина груза, м.
Для нормальной строповки груза необходимо, чтобы выполнялось ус¢ < hCTP .
ловие hCT
Если это условие не выполняется, то необходимо выбрать автокран с
большей длиной стрелы и повторить расчет по п.п. 4.3.3. и 4.3.4.
4.3.5. Проверяется возможность размещения объекта под стрелой крана. Сущность данного условия состоит в том, что при установке груза в данное положение, между стрелой и верхней кромкой объекта должен оставаться зазор e > 0,1 м.
Величина вылета, исходя из данного условия, определяется по формуле
51
é
( 2e + B )( H O - hO ) ù
C
ú + CO ,
L ДОП = LСТР ê
êë ( H O - h )2 + C 2 2 ( H O - hO )2 + C 2 úû
[
]
(4.4)
где LСТР – длина стрелы крана, м;
СО – расстояние от оси поворотной платформы до корневого шарнира
стрелы, м;
hO – высота корневого шарнира стрелы над опорной поверхностью, м
H O – высота объекта, м;
B – наибольшая ширина стрелы, м;
C – расстояние от корневого шарнира стрелы до объекта, м,
C = ( M / 2 ) - СО + С1 .
(4.5)
Проверяем условие LTP < L ДОП , где
LTP = ( M / 2 ) + С1 + С2 + ( B / 2 ),
(4.6)
где LTP – требуемый вылет из условия размещения крана по отношению к объекту, м;
М – расстояние между выносными опорами крана, м;
С1 – расстояние от выносной опоры до объекта, м;
С2 – расстояние от ближайшей к крану точки объекта до груза, м
Согласно требованиям техники безопасности между выступающей за
выносные опоры хвостовой частью поворотной платформы и объектом работ
должно оставаться свободное расстояние не менее 1 метра на случай, если
между краном и сооружением окажется человек.
Проверяем условие LTP < L ДОП < L .
Если условие не выполняется необходимо взять кран с большей длиной
стрелы и повторить расчет по п.п. 4.3.2 .... 4.3.5.
4.4. Варианты заданий для выбора автомобильных кранов
Варианты условий ведения строительно-монтажных работ даны в
табл.4.2.
52
Таблица 4.2
Варианты условий выполнения строительно-монтажных работ
Предпоследняя цифра
шифра
Параметры
0
1
С1 , м
2
1,5 3
С2 , м
1,5 2
B, м
4
HO , м
hИ , м
0 … 5
Q
6 … 9
Q
ГР
ГР
2
Последняя цифра
3
4
5
6
7
8
9
2,5 3,5 2
1,5 2,5 2
1,5
0
1,5 1
2
2,5 1,5 1
2,5
6
3
3
2
4
5
4
6
3
4
6
10
6
15
12
8
10
8
6
1
3
1
2
1
4
3
3
4
2
,т
2
3
5
4
3
3
4
5
4
3
,т
3
4
2
6
4
5
3
4
5
6
4.5. Порядок выполнения работы
В этой работе необходимо для конкретных условий выполнения строительно-монтажных работ (в соответствии с данными табл.4.1) по методике,
изложенной в п.4.2, подобрать автокран наименьшей грузоподъемности, т. к.
в этом случае стоимость выполнения работ будет минимальной.
Контрольные вопросы
1. Назначение и область применения автомобильных кранов.
2. Устройство автомобильных кранов.
3. Основные параметры автомобильных кранов.
4. Системы индексации автомобильных кранов.
5. Виды устойчивости свободно стоящих кранов.
6. Грузовысотная характеристика и область ее применения.
7. Как зависит грузоподъемность от вылета крюка?
8. От чего зависит необходимый вылет крюка и длина стрелы крана?
9. Какой документ необходим для производства работ автомобильным краном?
10. Перечислите требования к расположению автомобильного крана
относительно возводимых зданий и сооружений.
11. Какие требования предъявляются к расположению автомобильного крана при работе у основания откоса котлована (канавы)?
53
5. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА КОМПЛЕКТА
МАШИН ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
5.1. Основы комплексной механизации
гидротехнического строительства
Основным путём повышения производительности труда и снижения
стоимости строительства является применение комплектов машин, обеспечивающих комплексную механизацию строительно-монтажных работ.
Комплексной механизацией принято называть интенсивный способ
производства строительно-монтажных работ, при котором все технологически связанные операции данного производственного процесса выполняются от начала и до окончания комплектами машин и средствами малой механизации, увязанными между собой по основным техникоэкономическим параметрам (вместимости ковша, грузоподъемности, производительности и др.).
В строительстве различают основные, вспомогательные и совмещаемые процессы, поддающиеся комплексной механизации. При комплексной
механизации ручной труд на строительной площадке допускают лишь на
технологических операциях, для выполнения которых не созданы или отсутствуют в наличии необходимые машины, или не определены и не реализованы возможности переноса строительного процесса в заводские условия.
По степени сложности механизируемых технологических процессов
различают комплексную механизацию отдельных видов строительномонтажных работ (земляных, бетонных, монтажных и т.д.), комплексную механизацию возведения какой-либо части или модуля объекта, комплексную
механизацию возведения здания (сооружения) в целом. Однако независимо
от отдельных видов строительно-монтажных работ первичным звеном всегда
является комплексная механизация конкретных технологических операций и
процессов, выполняемых в определенной последовательности.
По сравнению с другими способами механизации комплексная механизация обеспечивает соблюдение требований технологии строительства и наиболее высокие технико-экономические показатели использования машин.
Недооценка комплексной механизации обусловливает неполное использование систем машин, сужение области эффективного применения строительной
техники, что может привести к излишним затратам на механизацию, снижению фондоотдачи в строительстве.
Все многообразие схем комплексной механизации в строительстве по
виду выполняемых машинами работ можно объединить в четыре прогрессивных направления по типу объектов:
– однородные и сосредоточенные работы большого объема на крупных
промышленных объектах;
54
– однородные, многократно повторяющиеся работы на объектах индустриально-мобильного строительства;
– разнородные работы малого объема, в том числе при реконструкции
промышленных предприятий;
– разнородные вспомогательные процессы индустриальных строительно-монтажных работ, выполняемые средствами малой механизации.
На современном уровне развития строительной техники и технологии
строительно-монтажных работ к категории процессов и операций, поддающихся комплексной механизации, относятся практически вся их номенклатура, за исключением ручных операций.
Комплексную механизацию однородных и сосредоточенных работ
большого объема осуществляют с помощью комплектов машин большой
мощности и производительности. Этот метод комплексной механизации
применяется при земляных и бетонных работах, на всех процессах монтажа
индустриальных конструкций, монтажа промышленных зданий унифицированных габаритных схем.
Комплектом машин называют совокупность согласованно работающих
соответствующих друг другу по производительности и технологическим параметрам средств механизации, необходимых для выполнения технологически связанных операций, процессов и видов работ.
Сложные комплекты машин, в свою очередь, состоят из нескольких входящих в них более простых комплектов, предназначенных для выполнения отдельных операций и процессов.
В состав формируемых комплектов входят ведущие, вспомогательные
и резервные машины. Ведущие машины выполняют основные взаимосвязанные технологические процессы в требуемом объеме, в установленные сроки
и с заданной интенсивностью. Вспомогательные машины способствуют выполнению ведущими машинами объемов работ. Резервные машины находятся в парке строительно-монтажных предприятий и предназначены для обеспечения устойчивой и бесперебойной работы схемы комплексной механизации на объекте.
Ведущие машины в схемах комплексной механизации могут работать в
потоке последовательно, параллельно и комбинированно. При последовательном варианте непредвиденная остановка одной машины вызывает простой всего комплекта, производительность комплекта определяется минимальной мощностью одной из машин, поэтому ведущая машина должна определять общую производительность комплекта и оказывать влияние на выбор типов и типоразмеров вспомогательных средств механизации. В параллельной схеме комплексной механизации отдельные машины комплекта работают независимо друг от друга, производительность комплекта равна сумме производительностей отдельных машин, в связи с чем простой комплекта
в целом может быть лишь в случае остановки всех машин одновременно.
55
В обоих вариантах вспомогательные машины могут образовывать последовательный и параллельный потоки, использоваться непрерывно и периодически.
При подборе состава комплектов машин необходимо соблюдать условие о полном использовании производительности ведущей и вспомогательных машин в соответствии с их областями эффективного применения. Использование ведущих машин на вспомогательных процессах нецелесообразно. Необходимо стремиться к тому, чтобы число машин в комплекте было
минимальным, поэтому в технико-экономически обоснованных случаях целесообразно применение межвидовых универсальных машин, сменным оборудованием которых можно выполнить ряд последовательно осуществляемых технологических процессов.
Выбор состава комплектов машин производится применительно к конкретным технологическим характеристикам реальных объектов, учитывающим конструктивно-планировочные решения зданий, объемы и сроки выполнения работ, наиболее рациональную технологию производства отдельных видов строительно-монтажных работ.
При выборе комплектов машин из типоразмеров, имеющих различные
эксплуатационные качества, но одинаковые технические границы применения, определяющим является сопоставление их технико-экономических показателей по величине приведенных затрат или отдельным ее составляющим.
Процедура определения и сопоставления технико-экономических показателей с достаточной простотой и точностью выполняется при ограниченном
количестве типоразмеров, из которых выбирается машина для конкретного
объекта. Увеличение числа сравниваемых комплектов машин, включение в
их состав новых типоразмеров с одновременным расширением номенклатуры объектов и рабочих мест значительно усложняют технико-экономические
расчеты и из-за больших затрат труда и времени делают их пригодными для
практики выбора эффективных машин из большого числа их типоразмеров
только в случае специальных программ расчета на ЭВМ.
В целях выбора рациональных типов машин из параметрического ряда
типоразмеров, имеющих одинаковые технические границы применения при
значительных пределах изменения производственных условий объектов, устанавливаются области эффективного применения машин в конкретных условиях строительства.
Методы определения областей эффективного применения строительных машин получили развитие в период, когда в строительство начали поступать средства механизации разного конструктивного исполнения, но одинаково пригодные по техническим границам применения для выполнения работ на объекте. Выбор рациональных вариантов технологии и эффективных
способов механизации строительно-монтажных работ при наличии ряда машин одинакового назначения привел к необходимости предварительного
изучения того, в каких производственных условиях может быть получена
экономия от применения каждого из имеющихся средств механизации.
56
Сложилось понятие, характеризующее область эффективного применения машин в строительстве. Областью эффективного применения машины
называется система показателей условий ее эксплуатации на объектах, при
которой приведенные затраты на выполняемый объем работ составляют минимальную величину по сравнению с аналогичными затратами по другим
машинам с равными техническими границами применения.
Выбор конкретного состава машины в комплекте необходимо производить с учетом следующих соображений.
1. Максимально использовать производительность ведущей машины;
2. Производительность и технологические параметры вспомогательных
машин должны соответствовать параметрам ведущей машины;
3. Степень загрузки всех машин в комплекте должна быть максимальной, что обеспечит минимальные затраты ресурсов на выполнение данного
объема работ.
Комплексная механизация гидротехнического строительства осуществляется при помощи комплектов машин, обеспечивающих выполнение всех
видов земляных работ без применения ручного труда.
Отрывку котлованов и траншей в гражданском строительстве и при
прокладке трубопроводов, как правило, производят при помощи одноковшовых экскаваторов с отсыпкой грунта в отвал или погрузкой его транспортное
средство, в качестве которого используют автомобили-самосвалы или специальные землевозы.
Широкое использование одноковшовых экскаваторов на земляных работах обусловлено тем, что они являются наиболее универсальными землеройными машинами и могут применяться в различных грунтовых условиях.
Одноковшовыми экскаваторами, при оснащении их различными видами рабочего оборудования, выполняют следующие виды земляных работ:
– разработку грунта в котлованах под фундаменты и подземные части
зданий и сооружений;
– разработку грунта в траншеях для укладки трубопроводов и других
подземных коммуникаций;
– разработку грунта в выемках и каналах;
– отсыпку насыпей из боковых резервов;
– обратную засыпку и уплотнение грунта в пазухах, котлованах, траншеях;
– очистку каналов и отстойников от наносов в процессе их эксплуатации и другие работы.
Для производства земляных работ одноковшовые экскаваторы комплектуются следующими видами сменного рабочего оборудования: прямой
лопатой, обратной лопатой, драглайном, грейфером и др. Разработка грунта
прямой лопатой осуществляется выше, а обратной лопатой, драглайном и
грейфером ниже уровня стоянки экскаватора.
При производстве земляных работ выбор типа экскаватора, его модели
и вида рабочего оборудования производят исходя из грунтовых и климатиче57
ских условий, объемов и сроков производства работ, параметров земляных
сооружений, дальности транспортирования грунта, размеров фронта работ и
ряда других факторов.
Одноковшовые экскаваторы могут применятся также при разработке
предварительно разрыхленных скальных пород, мерзлых и плотных грунтов,
неоднородных грунтов с валунами и различными включениями. Разработка
мерзлых грунтов без предварительного рыхления допускается для экскаваторов с ковшами объемом 0,5 ... 0,65 м3 при глубине промерзания до 0,25 м, а
экскаваторов с ковшами объемом 1 ... 1,25 м3 – при глубине промерзания до
0,4 м. Максимальные размеры кусков разрыхленного мерзлого грунта или
скальной породы не должны превышать: для экскаваторов, оборудованных
прямой и обратной лопатами, – 2/3 ширины ковша, для экскаваторов, оборудованных драглайном, – 1/2 ширины ковша.
Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами в котлованах и
траншеях под фундаменты и иные подземные сооружения следует производить с недобором грунта, не превышающим 10 ... 20 см. Разработку недобора
грунта, как правило, необходимо производить механизированным способом,
например: при зачистке дна котлована – бульдозерами, автогрейдерами, экскаваторами со специальными зачистными ковшами. Дно котлованов, траншей и каналов, а также откосы каналов, дорожных выемок при разработке их
в скальных грунтах не должно иметь недоборов.
Параметры проходок и забоев должны обеспечивать возможность работы ковшом с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего
цикла экскавации (наполнение ковша грунтом, поворот к месту выгрузки
грунта, разгрузка ковша и поворот к забою). Для этого ширину проходок (забоев) принимают с таким расчетом, чтобы экскаватор мог работать при средней величине угла поворота не более 70°.
Число и грузоподъемность транспортных средств, обслуживающих
экскаватор, должны быть установлены в зависимости от объема ковша экскаватора, высоты выгрузки ковша, дальности перемещения грунта, условий погрузки и укладки грунта.
Рассмотрим методику выбора оптимального, в соответствии с изложенными выше критериями, комплекта машин (экскаваторов и самосвалов)
для выполнения земляных работ в определенных условиях.
5.2. Порядок выбора комплекта машин
для производства земляных работ
Выбор комплекта машин для производства заданного объема земляных
работ проводится в следующей последовательности:
5.2.1. В зависимости от объема работ и глубины котлована выбираем
конкретные модели экскаваторов (2 … 3 модели) по данным табл. 5.1 и рис.
П. 5.1
58
Таблица 5.1
Выбор типоразмеров экскаватора в зависимости
от объема работ
Месячный объем переработки
грунта, тыс. м3
до 20
60 … 100
свыше 100
Вместимость ковша
экскаватора, м3
0,4 … 0,65
1,6 … 2,5
2,5 и более
5.2.2. Определяем производительность выбранных моделей экскаваторов. Техническая производительность одноковшового экскаватора вычисляется по формуле, м3/ч.
ПТ = 3600
q КН
,
tЦ Э К Р
(5.1)
где q – геометрическая вместимость ковша, м3;
К Н – коэффициент наполнения ковша грунтом;
К Р – коэффициент разрыхления грунта;
t Ц Э – продолжительность рабочего цикла экскаватора в заданных условиях, с.
Значение коэффициентов К Н и К Р принимаются из табл. 5. 2.
Таблица 5.2
Значение коэффициентов К Н , К Р
Категория грунта
III
1,25
1,12 … 1,32
Коэффициент
КР
КН
I, II
1,1 … 1,2
0,95 … 1,02
IV
1,3
1,25 … 1,4
Продолжительность рабочего цикла в заданных условиях работы экскаватора определяется по формуле, с,
t Ц ×Э = t Ц К Г К В ,
59
(5.2)
где t Ц – продолжительность цикла работы экскаватора в стандартных
условиях, с;
К Г – коэффициент продолжительности цикла, зависящий от категории
грунта ( К Г = 0,93; 0,95; 1,0; 1,05 для грунтов соответственно I, II, III, IV категорий);
К В – коэффициент, учитывающий удлинение цикла при погрузке в
транспорт, К В = 1,1.
Эксплуатационная производительность экскаватора определяется по
формуле, м3/ч
П Э = П Т × К1 × К 2 × К 3 × К 4 ,
(5.3)
К1 – коэффициент, учитывающий простои по организационным причинам (отсутствие транспорта, фронта работ, переход из забоя в забой и др.),
К1 = 0,75 ... 0,85;
К 2 – коэффициент, учитывающий простои по метеорологическим причинам, К 2 = 0,9 ... 0,95;
К 3 – коэффициент, учитывающий простои по техническим причинам
(тех. обслуживание, передача смен), К 3 = 0,9 ... 0,93;
К 4 – коэффициент, учитывающий перерывы по технологическим причинам (передвижение вдоль забоя, очистка ковша), К 4 = 0,9 ... 0,95.
Меньшие значения коэффициентов К1 , К 2 , К 3 , К 4 принимаются для
ковшей с q < 1,0 м3, а большие для ковшей с q > 1,0 м3.
5.2.3. Определяем необходимое количество экскаваторов по формуле
nЭ =
QК
,
ПЭ × Т ДН × АР
(5.4)
где QK – объем грунта, подлежащего разработке, м3;
Т ДН – среднесуточное время работ, ч (при двухсменной работе Т ДН =
16,4 ч.);
АР – срок выполнения работы, рабочих дней.
Число экскаваторов должно быть 2 ... 5. Если nЭ больше, то необходимо взять экскаватор другого типоразмера.
60
5.2.4. Вычисляем коэффициент загрузки экскаваторов
КЗ Э =
QK
.
П Э × Т ДН × АР × nЭ
(5.5)
Для минимизации затрат на земляные работы необходимо, чтобы
К З Э → 1.
Дальнейшие расчеты проводим для экскаваторов с наибольшим значением К З Э .
5.2.5. Выбираем марки самосвалов (2 ... 3 шт) из табл. П. 4. 2 по величине грузоподъемности mC , которая должна быть равна, т,
mC = n q K H g Г ,
(5.6)
где n – число ковшей, загружаемых в самосвал ( n = 4 ... 8);
g – объемная масса насыпаемого грунта, g = 1,7 т/м3.
Допускается перегрузка самосвала не более 5 %.
Проверяем возможность погрузки грунта в самосвал, для этого высота
выгрузки ковша экскаватора Н В (табл. П. 4.1) должна быть больше высоты
бортов самосвала (табл. П. 4.2).
5.2.6. Определяем производительность самосвала по формуле, м3/ч,
П С = 3600
n × q × KH
,
t ЦС
(5.7)
где t ЦС – продолжительность рабочего цикла самосвала, с.
t ЦС = n t Ц Э +
7200 LTP
+ t P + tУП + tУР + tO + t П ,
uCP
(5.8)
где LTP – дальность транспортирования грунта, км;
uCP – средняя скорость движения самосвала, км/ч;
t P – время разгрузки самосвала, с;
tУП , tУР – время установки самосвала под погрузку и разгрузку, с;
tO – время ожидания самосвала у экскаватора, с;
t П – время на пропуск встречного самосвала, с.
Значения uCP , t P , tУП ,tУР , tO , t П принимаем в соответствии с данными
табл. П.4.3 и табл. П. 4. 4.
61
5.2.7. Выбираем необходимое количество самосвалов nC из условия
обеспечения бесперебойной работы головной машины
nC = П Э / П С .
(5.9)
Вычисляем коэффициент загрузки самосвалов
К ЗС =
ПЭ
nC П С
(5.10)
Оптимальным вариантом, при котором приведенные затраты на выполняемый объем работ составят минимальную величину, будет марка самосвалов, имеющих большее значение К ЗС .
5.3. Варианты заданий для выбора оптимального состава комплекта
машин
Варианты условий ведения работ по отрывке котлована приведены в
табл.4. 1.
Таблица 5.3
Варианты заданий для выбора оптимального состава комплекта
машин для отрывки котлована
Предпо Паследняя ра
цифра метры
шифра
QК
АР
1
НК
С
LТР
QК
АР
2
НК
С
LТР
Последняя цифра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
15
14
4
III
0,5
100
40
4,2
III
2,0
50
120
4
IV
1,0
200
50
4,3
II
3,0
400
30
4,5
III
1,5
200
400
3
III
4,0
500
35
5
IV
2,0
300
10
5
II
3,0
300
20
4,5
III
2,5
300
15
4,5
III
4,0
30
15
4
IV
3,0
150
8
5,6
II
2,0
100
30
3
III
3,5
250
10
6,0
III
4,0
200
10
5
IV
4,0
200
30
5,7
II
2,0
300
90
4,5
III
4,5
20
25
3,5
III
3,0
300
50
5
IV
5
200
45
4,4
II
1,5
62
Продолжение табл. 5.3
Предпо Паследняя ра
цифра метры
шифра
QК
3
QК
АР
НК
С
QК
АР
4
НК
С
LТР
QК
АР
5
НК
С
LТР
QК
АР
6
НК
С
LТР
QК
АР
7
НК
С
LТР
QК
АР
8
НК
С
LТР
Последняя цифра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
200
82
3,7
II
1,0
170
100
4,2
I
0,5
100
30
4,5
II
7
300
120
3,3
III
3,0
220
15
5,0
IV
3,0
120
120
3,3
II
3,5
200
60
4
III
2,0
220
90
3,5
III
1,0
150
50
5
III
3,5
250
90
3,1
IV
8,0
200
15
4,0
II
2,5
300
150
3,8
I
4,0
150
75
4
IV
3,0
250
110
3,3
II
1,5
150
55
4,7
I
4,0
200
90
3,5
II
0,4
280
120
3,5
III
1,5
250
150
4,1
IV
4,0
250
75
5,4
II
4,0
2700
135
6,8
I
2,0
180
100
5,3
II
5,0
350
180
4,0
IV
0,8
15
12
3,0
IV
1,0
220
160
4,0
III
6,5
280
60
5,2
III
5,0
270
15
3,8
IV
3,0
200
90
4,5
III
5,0
310
190
4,3
III
1,2
10
10
3,0
I
0,9
230
140
4,5
I
8,5
210
48
5
IV
6,0
230
10
4,0
II
5,0
2000
180
6,3
I
4,0
2800
215
7,0
II
1,5
3000
180
6,5
III
1,0
200
150
4,3
II
8,0
500
65
4,7
II
5,0
150
10
4,5
I
4,0
250
150
3
II
0,5
250
190
3,8
II
1,8
3100
190
6,3
II
1,5
2000
170
7,0
III
3,0
30
10
4,0
III
4,0
160
12
4,2
III
3,0
210
120
3,2
III
0,8
220
165
4,2
III
2,5
3200
160
7,0
IV
2,0
240
140
3,8
IV
4,5
3000
120
6
IV
3,5
200
15
4,7
II
2,0
220
90
3,4
I
0,9
200
165
4,0
IV
3,0
3300
155
6,5
I
2,5
4000
180
5,8
II
4,5
350
30
5,0
III
3,0
2000
150
6,9
I
1,0
240
110
3,1
II
1,0
190
150
3,8
IV
2,0
3400
160
6,7
II
3,5
5000
240
6,2
I
5,0
63
Окончание табл. 5.3
Предпо Паследняя ра
цифра метры
шифра
QК
АР
9
НК
С
LТР
QК
АР
0
НК
С
LТР
Последняя цифра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5000
245
6,8
IV
3,5
500
30
4,7
IV
2,5
4500
180
7,0
II
4,5
5000
30
6,7
II
3,0
4000
180
6,4
I
3,0
5000
50
6,5
III
4,0
3500
180
6,0
III
2,0
400
180
4,0
IV
1,0
300
18
4,3
I
3,0
300
120
3,8
IV
0,5
350
30
3,8
IV
4,8
2000
245
5,5
III
0,5
400
50
4,5
II
5,0
3500
90
6,3
II
1,0
5000
60
6,3
III
4,5
3000
28
7,0
II
0,8
4000
120
6,0
IV
6,0
6000
270
7,0
II
1,5
3500
120
5,8
I
3,0
6000
600
5,3
II
2,5
В табл. 5.3 приняты следующие обозначения:
QК – объем земляных работ, тыс. м3;
АР – время выполнения заданного объема работ, рабочих дней;
Н К – глубина котлована, м;
С – категория грунта;
LТР – дальность транспортирования грунта, км.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящем учебном пособии приведены краткие теоретические сведения и основы расчета параметров гидропривода, технико-экономических
показателей, методы выбора оптимального типоразмера и комплекта строительных машин для производства конкретных видов работ в заданных условиях.
Изучение изложенного материала и решение представленных расчетных работ поможет студентам получить практические навыки по организации современной комплексной механизации основных этапов строительства,
обеспечивающей повышение производительности, интенсификации и улучшения качества строительных работ.
Данное издание будет полезно студентам всех форм обучения направления «Строительство» при изучении и разработке технологии производства
строительных работ, особенно нулевого цикла.
64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Волков Д. П. Строительные машины: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. – М. : АСВ, 2002. – 375 с.
2. Баловнев В.И. Многоцелевые дорожно-строительные и технологические машины (определение параметров и выбор): учеб. пособие. – Омск :
Омский дом печати, 2006. – 319 с.
3. Рейш А.К. [и др.] Машины для земляных работ /А.К. Рейш, С.М. Борисов, Б.Ф. Бандаков; Под ред. С.П. Епифанова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. :
Стройиздат, 1981. – 352 с.
4. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов /В.В. Вакина,
И.Д. Денисенко, А.Л. Столяров. – Киев: Вища шк. Головное изд-во, 1986. –
208 с.
5. Стреловые самоходные краны и строповка грузов: Справ. изд. / Л.И.
Ткач, Н.А. Слепчук, А.И. Носков [и др.]. – М. : Металлургия, 1990. – 272 с.
6. Каверзин С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу
самоходных машин: Учеб. пособие. – Красноярск: ПИК «Офсет», 1997. – 384 с.
7. Задания и методические указания к их выполнению по курсу «Дорожные машины, автомобили и тракторы» для студентов специальности 2910
/Воронеж. инж.-строит. инс-т; Сост. М.И. Щербинин. – Воронеж. – 1992. – 32 с.
8. Земляные работы: Справочник строителя /А.К. Рейш. А.В. Куртинов,
А.П. Дегтярев и др. : Под ред. А.К. Рейша. – М. : Стройиздат, 1984. – 320 с.
9. Епифанов С.П. [и др.] Строительные машины. Общая часть /С.П. Епифанов, М.Д. Полосин, В.И. Поляков. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Стройиздат, 1991. – 176 с.
10. Госгортехнадзор России. Типовая инструкция для крановщиков (машинистов) по безопасной эксплуатации стреловых самоходных кранов (автомобильных, пневмоколесных, на специальном шасси автомобильного типа, гусеничных, тракторных): РД 10-74-94. С изменением №1 РДИ 10426(74)-01. – М.: ПИО ОБТ, 2002. – 26 с.
65
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Справочные данные для занятия № 1
Таблица П.1.1
Техническая характеристика гусеничных бульдозеров
Номер варианта
Показатели
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Б 12.602
ДЗ-126А
Б 1Р2
ДЗ-158
ДЗ-94С
ДЗ-129
ДЗ-114
ДЗ-159
Т-25.01
Т-330
Т-330
Т-500
Т-75.01
66
Модель
ДЗ-116В Б 11.600
Базовый трактор
Т-130М
Т 11
Т 12
Тяговый класс, тс
10
10
15
25
25
25
35
35
35
75
4730
1750
4860
1880
4800
2000
5500
2300
ДЭТ-250М ДЭТ-320Б
Отвал:
ширина, мм
высота, мм
Рабочая
скорость, м/с (км/ч)
3220
1300
3420
1310
3700
1500
4310
1550
4590
1700
4200
1700
0,67(2,4)
1,1(3,9)
0,95(3,4)
0,34(1,2)
0,31(1,1)
0,6(2,2)
Транспортная
скорость, м/с (км/ч)
2,9(10,6) 3,0(10,9) 2,66(9,6)
4,22(15,2)
4,37(15,7)
3,3(12,0) 3,3(12,0) 3,3(12,0)
2,78(10)
2,78(10)
Скорость заднего
0,9(3,3)
хода, м/с (км/ч)
Масса бульдозера
эксплуатационная, кг 17740
0,69(2,5) 0,69(2,5) 0,64(2,3) 0,64(2,3)
2,4(8,6)
2,1(7,54)
2,6(9,2)
2,4(8,5)
2,1(7,5)
2,4(8,8)
2,4(8,8)
2,0(7,3)
2,0(7,3)
20110
24520
38780
40600
41800
53280
53530
61350
100980
66
Приложение 2. Справочные данные для занятия № 2
Таблица П.2.1
Параметры гидроцилиндров общего назначения на р = 10 и 16 МПа
67
D,
мм
40
50
63
80
100
110
125
140
160
180
200
220
250
d, мм, при φ
1,25
1,6
18
25
22
32
28
40
36
50
45
63
50
70
56
80
63
90
70
100
80
110
90
125
100
140
110
160
Ход поршня h, мм
80
100
125
160
200
250
280
320
-
140
250
280
320
360
-
100
125
160
200
250
280
320
400
500
-
110
180
220
360
400
500
630
-
250
320
360
400
500
560
630
710
-
280
360
400
450
500
630
710
-
250
320
400
500
560
630
710
800
-
320
280
360
400 450 500
500 560 630
630
560 630 710 800
630
800 900
800
1000
800
1000
- 1000 1120
1400
-
Примечание: φ – отношение площади поршня к площади штока.
67
560
710
800
1000
1120
1250
1400
-
400
630
800
900
1000
1120
1250
1600
2000
710
900
1000
1250
1400
2240
400
500
800
1000
2
1250
1400
1600
-
Технические характеристики насосов
Таблица П.2.2
Номер
типоразмера
Тип
НШ- 10
10
32
46
50
67
98
140
Г12-21А
21А
21
22
22А
23А
210
12
нерегули- 16
руемые 20
25
32
207
20
регули- 25
руемые 32
Рабочий
Частота
КПД
Давление,
объем,
вращения,
МПа
объемный общий
3
см
мин-1
ШЕСТЕРНЫЕ
10
10/13,5
1100/1650 0,92
0,80
32,6
10/13,5
1100/1650 0,92
0,80
47,3
10/13,5
1100/1650 0,92
0,80
48,8
10/13,5
1100/2000 0,94
0,85
67
10/13,5
1100/2000 0,94
0,85
98
10/13,5
1100/2000 0,94
0,85
140
10/13,5
1100/2000 0,94
0,85
ПЛАСТИНЧАТЫЕ
8
6,3
950/1450 0,62
0,50
5,2
6,3
950/1450 0,71
0,55/0,66
12
6,3
950/1450 0,77
0,65/0,72
19
6,3
950/1450 0,77
0,65/0,72
25
6,3
950/1450 950/1450 0,75/0,81
АКСИАЛЬНО–ПОРШНЕВЫЕ
11,6
16/25
2800/5000 0,96
0,88
28,1
16/25
2240/4000 0,96
0,83
54,8
16/25
1800/3150 0,95
0,87
107
16/25
1400/2500 0,95
0,87
225
16/25
1120/2000 0,94
0,86
54,8
16/25
1800/3200 0,965
0,900
107
16/25
1400/2500 0,970
0,905
225
16/25
1120/2000 0,975
0,910
Таблица П.2.3
Технические характеристики моноблочного распределителя Р75
Расход,
л/мин
Давление,
МПа
Тип
номи
на
льный
Р75-В2А
Р75-П2А
Р75-В3А
Р75-32А
Р150-В3
40…50 75
40…50 75
40…50 75
40…50 75
100
150
мак- номи макси
си
наль маль
маль ное
ное
ный
10
7
10
7
10
Потери давления, МПа
Число
13
10
13,9
10
13
68
золот
ни
ков
по
зи
ций
2
2
3
3
3
4
3
4
3
4
Утечки,
см3/с
нейрабо
при
тральчее
давле
ное по- поло
нии 6ложение жение 7 МПа
0,35
0,35
0,35
0,35
-
0,40
0,40
0,40
0,40
-
до 60
Таблица П.2.4
Технические характеристики секционных распределителей
Параметры
Р - 16
Расход жидкости, л/мин:
номинальный
максимальный
Давление, МПа:
номинальное
максимальное
Внутренние утечки при нейтральном положении золотника и номинальном давлении см3/мин, МПа
Потери давления в секциях, МПа
одной
двух
трех
четырех
шести
семи
восьми
Максимальное количество рабочих
секций
Марка
Р - 20
Р - 25
63
80
100
125
160
200
250
320
16
17,5
16
17,5
16
17,5
16
17,5
50
50
75
100
0,075
0,15
0,20
0,25
0,38
0,45
0,50
8
0,18
0,32
0,48
0,65
0,95
1,10
1,25
8
0,25
0,38
0,52
0,68
1,00
1,15
7
0,25
0,38
0,52
0,68
1,00
6
Основные параметры фильтров
Обозначение
1.1.25 - 10
1.1.25 - 25
1.1.32 - 25
1.1.32 - 40
1.1.40 - 10
1.1.40 - 25
1.1.40 - 40
1.1.50 - 25
1.1.63 - 40
1.1.25 – 25/16
1.1.32 – 25/16
Тонкость
фильтрации,
мкм
10
25
25
40
10
25
40
25
40
25
25
Р - 32
Номинальная
пропускная
способность,
л/мин
63
63
100
100
160
160
200
250
400
63
100
Номинальное
давление,
МПа
Таблица П.2.5
Тип
присоединения
Резьбовое
0,63
1,6
Фланцевое
Резьбовое
Примечание: Фильтры предназначены для установки в сливных гидролиниях.
69
Таблица П.2.6
Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные
Наружный
Толщина
диаметр, мм стенки, мм
5
6
7…9
10 … 12
13 … 15
16 … 19
20
21 … 23
24
0,3 … 1,5
0,3 … 2,0
0,3 … 2,5
0,3 … 3,5
0,3 … 4,0
0,3 … 5,0
0,3 … 6,0
0,4 … 6,0
0,4 … 6,5
Наружный
Толщина
диаметр, мм стенки, мм
25 … 28
30 … 36
38; 40
42
45; 48
50 … 76
80 … 95
100 … 108
110 … 130
Наружный
Толщина
диаметр, мм стенки, мм
0,4 … 7,0
0,4 … 8,0
0,4 … 9,0
1,0 … 9,0
1,0 … 10
1,0 … 12
1,2 … 12
1,5 … 18
1,5 … 22
140
150
160
170
180
190
200-220
240
250
1,6 … 22
1,8 … 22
2,0 … 22
2,0 … 24
2,0 … 24
2,8 … 24
3,0 … 24
4,5 … 24
4,5 … 24
Примечание: В указанных пределах наружный диаметр брать из ряда:
7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 21; 22; 23; 25; 26; 27; 28;
30; 32; 34; 35; 36; 38; 40; 50; 51; 53; 54; 56; 57; 60; 63; 65; 68; 70; 73; 75;
76; 80; 83; 85; 89; 90; 95; 100; 102; 108; 110; 120; 130; 200; 210; 220 мм;
толщину стенки - из ряда: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 6,0; 6,5;
7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5; 10,0; 11; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24 мм.
Таблица П.2.7
Трубы стальные бесшовные горячедеформируемые
Наружный диметр,
мм
25 … 42
45
50
54
57
60; 63,5
68; 70
73; 76
83
89 … 102
108 … 121
Толщина стенки,
мм
Наружный
диаметр, мм
2,5 … 4,0
2,5 … 5,0
2,5 … 5,5
3 … 11
3 … 12
3 … 14
3 … 16
3 … 18
3,5 … 18
3,5 … 22
4 … 28
127
133
140 … 159
168 … 194
203; 219
245; 273
299 … 351
377 … 426
450
480 … 530
Толщина стенки,
мм
4 … 30
4 … 32
4,5 … 36
5 … 45
6 … 50
7 … 50
8 … 75
9 … 75
16 … 75
25 … 75
Примечание: В указанных пределах наружный диаметр брать из ряда:
25; 28; 32; 38; 42; 89; 95; 102; 108; 114; 121; 140; 146; 152; 159; 168; 180;
194; 299; 325; 351; 377; 402; 426; 480; 500; 530 мм;
толщину стенки - из ряда: 2,5; 2,8; 3,0; 3,5; 4,0 4,5 5,0; 5,5 6; 7; 8; 9; 10; 11;
12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 60; 63; 65; 70; 75 мм.
70
Приложение 3. Справочные данные для занятия № 4
Таблица П.3.1
Техническая характеристика автомобильных кранов с гибкой подвеской
стрелового оборудования
Показатели
КС 2561Д
КС 2561К
Грузоподъемность на выносных
опорах, т
6,3
Наибольшая высота подъема
крюка, м
8
Длина стрелы, м
8,0
Расстояние между выносными
опорами, м:
вдоль продольной оси крана
3,6
поперек продольной оси
крана
3,6
Расстояние от оси поворотной
платформы до корневого
шарнира стрелы, м
0,65
0,65
Высота корневого шарнира
стрелы над опорной
поверхностью, м
2,18
2,3
Наибольшая ширина стрелы, м
0,5
Скорость подъема (опускания
груза, м/мин:
наибольшая
15,3
13,0
наименьшая
0,2
0,4
Модели базового автомобиля
ЗИЛЗИЛ130
431412
Конструктивная масса крана, т
8,8
7,8
71
СМК 101
КС 4561А
КС 4562
10
16
20
9,5
10
10
10
10,3
10
4,02
3,37
3,86
4,40
3,86
4,80
0,6
0,85
0,94
2,48
0,6
2,54
0,8
2,60
0,9
10,5
3,5
МАЗ5334
14,55
7,2
2,7
7,15
3,96
КрАЗ-250
22,7
24,22
Таблица П.3.2
Техническая характеристика автомобильных кранов с жесткой подвеской стрелового оборудования
Показатели
Грузоподъемность на
выносных опорах, т
Наибольшая высота подъема
крюка, м
Длина стрелы, м
72
Расстояние между
выносными опорами, м:
- вдоль
- поперек
Расстояние от оси
поворотной платформы до
корневого шарнира стрелы, м
Высота корневого шарнира
над опорной поверхностью, м
Наибольшая ширина стрелы, м
Скорость подъема (опускания)
груза, м/мин:
- наибольшая
- наименьшая
Модель базового автомобиля
Конструктивная масса крана, т
КС2571А
КС3575А
МКАС-10
КС3571
КС4571А
КС-4571 КС-4572
6,3
10
10
10
16
16
12,0
7,3 …
11
16,2
9,5 …
14,3
14,5
8,3 … 14,3
14,0
8 … 14
21,1
9 … 21
27
9,75 …
21,75
3,8
3,8
3,85
4,3
3,7
4,27
3,85
4,3
4,15
4,9
3,37
3,86
3,85
4,8
7,0
7,0
-0,85
-0,9
-
-0,85
-
-1,3
-1,3
-1,4
2,06
0,5
2,56
0,6
-
2,56
0,6
-
3,00
0,9
2,66
0,8
3,7
0,95
13,0
0,4
ЗИЛ130
9,83
15,0
0,1
ЗИЛ130ГЯ
15,6
13,0
0,1
МАЗ-5334
8,5
0,4
МАЗ5334
14,5
12,5
0,4
МАЗ5337
15,8
8,4
0,2
КрАЗ250
24
8,5
0,3
КамАЗ53213
20,7
7,2
0,1
КамАЗ740.50
39,2
14,8
72
16
КС-65713-1
50
21,8
34,2
9,7 …21,7 11,5 … 34,1
Грузовысотные характеристики кранов
Рис. П.3.1. КС-2561Д стрела 8 м
Рис. П.3.2. КС-2561Д стрела 12 м
73
Рис. П.3.3. КС-2561К стрела 15 м
Рис. П.3.4. КС-2561К стрела 8 м
74
Рис. П.3.5. КС-2561К стрела 12 м
Рис. П. 3.6. СМК – 101 стрела 8,6
75
Рис. П. 3.7. СМК – 101 стрела 11,6
Рис. П. 3.8. КС-4561А стрела 10 м
76
Рис. П. 3.9. КС-4561А ОП стрела 14 м:
1 – без гуська; 2 – с гуськом
Рис. П. 3.10. КС-4561А ОП стрела 18 м:
1 – без гуська; 2 – с гуськом
77
Рис. П. 3.11. КС-4561А ОП стрела 22 м:
1 – без гуська; 2 – с гуськом
Рис. П. 3.12. КС-4562 стрела 10 м
78
Рис. П. 3.13. КС-4562 стрела 15 м
Рис. П. 3.14. КС-2571А стрела 10 м
79
Рис. П. 3.15. КС-2571А стрела 12 м
Рис. П. 3.16. КС-2571А выдвижная стрела 8,1 м
80
Рис. П. 3.17. КС-2571А выдвижная стрела 12,1 м
Рис. П. 3.18. КС-3575А стрела 9,5 м
81
Рис. П. 3.19. КС-3575А стрела 22,5 м
Рис. П. 3.20. КС-3575А стрела 15,5 м
82
Рис. П. 3.21. КС-3575А стрела 15,5 м с гуськом
Рис. П. 3.22. КС-3571 стрела 8 м
83
Рис. П. 3.23. КС-3571 стрела 14 м
Рис. П. 3.24. КС-4572 стрела 9,7 м
84
Рис. П. 3.25. КС-4572 стрела 15,7 м
Рис. П. 3.26. КС-4572 стрела 21,7 м
85
Рис. П. 3.27. КС-4571 стрела 9,75 м
Рис. П. 3.28. КС-4571 стрела 15,75 м
86
Рис. П. 3.29. КС-65713-1
87
Приложение 4. Справочные данные для занятия № 4
с жесткой подвеской
с гибкой подвеской
Рис. П.4.1. Схема рабочих параметров экскаваторов,
оборудованных обратной лопатой
88
Таблица П.4.1
Техническая характеристика экскаваторов, оборудованных обратной лопатой
С жесткой подвеской оборудования
Показатель
Вместимость
ковша, м3
Радиус копания
RК , м
89
Наибольшая высота выгрузки Н В , м
Наибольшая
глубина
копания Н К ,м
Эксплуатационная
масса экскаватора,
т
Минимальная
продолжительность рабочего
цикла при повороте на 900 с выгрузкой в отвал, с
ЭО-2621В-2
ЭО-3122 ЭО-3221
(ЭО-2621В-3)
0,25
0,63
ЭО4321Б
ЭО-4125
(ЭО-4124)
ЭО-5124
ЭО-6123
ЭО-5225
(ЭО-5124-2) (ЭО-6123-1)
0,80
1,0
1,6
2,5
0,63
5,3
7,5
7,9
8,85
9,3
(9,1)
10,0
11,6
8,9
3,2
(3,5)
4,5
5,02
5,5
5,15
(5,0)
5,5
5,8
5,2
4,15
(4,25)
4,8
4,5
5,5
6,0
(5,7)
6,5
7,2
(7,35)
6,6
39,0
67,5
39,0
(38,0)
(61,2)
25,0
28,0
5,9
(6,1)
14,3
13,8
19,5
25,6
(25,0)
16,5
(16,0)
16,3
17,0
19,6
18,5
(19,0)
89
23,5
Окончание табл. П.4.1
С гибкой подвеской рабочего оборудования
Показатель
90
ЭО-3311Е
ЭО-3211Е
ЭО-4112 (ЭО-4111Г)
ЭО-5111Б
Вместимость ковша, м3
0,4
0,4
0,65
1,0
Радиус копания RК , м
7,8
8,2
10,6
10,9
5,6
5,4
4,3
4,2
12,4
12,7
24,5
(22,3)
32,0
15,0
15,7
18,1
(20,0)
23,0
Наибольшая высота выгрузки
НВ, м
Наибольшая глубина копания
Н К ,м
Эксплуатационная масса
экскаватора, т
Минимальная продолжительность рабочего
цикла при повороте на 900 с
выгрузкой в отвал, с
90
4,25,3
(6,1)
6,9
4,2
6,9
Таблица П. 4.2
Параметры автосамосвалов
Показатель
Зил585А
Зил555
КамАЗ55102
КамАЗ55111
КамАЗ65111
КамАЗ452801
КамАЗ65115
КамАЗ6540
КамАЗ6522
КамАЗ6520
Грузоподъемность, т
3,5
4,5
7,0
13,0
14,0
14,5
15,0
18,5
19,0
20,0
Вместимость кузова, м 3
2,4
3,1
7,9
6,6
8,2
12,0
8,5
11,0
12,0
12,0
2
2
2,9
2,85
3,1
2,74
2,95
3,02
3,28
3,05
Назад
3-х
стор.
Боковая
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Максимальная
скорость, км/ч
–
–
80
90
80
80
80
85
90
90
Радиус поворота, м
–
–
9,3
9,0
11,3
10,0
9,0
10,5
11,5
9,3
Колесная формула
4´2
4´2
6´4
6´4
6´6
6´4
6´4
8´4
6´6
6´4
–
–
15630
22400
25200
24350
25200
31000
33100
33100
Высота погрузки, м
Направление разгрузки
91
Полная масса, кг
91
Продолжение таблицы П. 4.2
Показатель
Грузоподъемность, т
МАЗ- МАЗ- МАЗ- МАЗ- МАЗ- МАЗ- МАЗ- МЗКТ- МЗКТ- МЗКТ- МЗКТ457040 55513 555102 5552 5516 55165 650108 6515
6525
75165
6527
27,0
4,6
8,4
9,2
9,5
19,6
19,5
19,7
21,0
21,0
24,5
Вместимость кузова, м 3
3,34
5,5
5,5
6,3
10,5
10,5
11,0
11,5
13,0
16,5
16,0
Высота погрузки, м
2,75
3,12
3,20
3,20
3,16
3,24
3,20
3,3
3,23
3,50
3,65
Направление разгрузки
3-х
стор.
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
100
70
91
100
88
74
92
80
80
75
75
Радиус поворота, м
–
–
–
–
–
–
–
11,5
12,5
15,0
12,5
Колесная формула
4´2
4´4
4´2
4´2
6´4
6´6
6´4
8´4
6´6
8´8
8´8
Полная масса, кг
9800
17500
18200
18200 32000 33000
33300
36000
36000
47000
46000
Максимальная
скорость, км/ч
Назад Назад Назад
92
92
Продолжение таблицы П. 4.2
Показатель
Урал- Урал- УралКрАЗ- КрАЗ- КрАЗ- КрАЗ- КрАЗУрал- Урал55571- 55571- 6523016510 65055 6125С4 650320 65034
63685 6563
40
44
10
Грузоподъемность, т
15,0
16,0
16,5
15,0
18,0
10,2
13,0
15,0
20,0
25,0
Вместимость кузова, м 3
8,0
10,5
9,0
10,5
12,0
7,1
9,0
11,0
12,0
16,0
Высота погрузки, м
2,80
2,86
2,86
2,99
2,99
2,98
3,28
3,38
3,33
3,38
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Назад
Направление разгрузки
Назад Назад
Назад Назад
93
Максимальная
скорость, км/ч
80
90
90
76
72
80
80
80
100
100
Радиус поворота, м
–
–
–
–
–
11,6
11,6
13,6
8,5
11,4
Колесная формула
6´4
6´4
6´4
6´6
6´6
6´6
6´6
8´8
6´4
8´4
Полная масса, кг
26380 28350
24000
28200
31250
21125
25755
29600
33500 41000
93
Таблица П.4.3
Расчетная продолжительность пробега автосамосвала
Грузоподъемность автосамосвала, т
Дальность
перемещения, км
3,5
средняя
скорость,
км/ч
6
продолжительность
пробега,
мин
средняя
скорость,
км/ч
10
продолжительность
пробега,
мин
средняя
скорость,
км/ч
11
продолжительность
пробега,
мин
средняя
скорость,
км/ч
продолжительность
пробега,
мин
94
0,3
10,3
3,5
9,5
3,8
8,4
4,3
10,3
3,5
0,5
12,7
4,7
11,8
5,1
10,3
5,8
12,7
4,7
0,7
14,5
5,8
13,7
5,4
12
6,2
14,5
5,8
0,9
16,1
6,7
15,3
7,1
13,4
8,1
16,1
6,7
1,1
17,5
7,6
18
8,7
14,7
9,5
11,4
7,6
1,4
19,5
8,6
18,6
9
16,6
10,1
19,5
8,6
2
22,7
10,6
31,8
11
19,4
12,4
22,7
10,6
3
26,5
13,6
25
14,4
22
15
26,5
13,6
94
Окончание табл. П.4.3
Грузоподъемность автосамосвала, т
Дальность
перемещения, км
средняя
скорость
км/ч
25
продолжительность
пробега,
мин
средняя
скорость
км/ч
27
продолжительность
пробега,
мин
0,3
–
–
–
–
0,5
–
–
–
–
0,7
–
–
–
–
0,9
–
–
–
–
1,1
11,4
12,2
16
8,2
1,4
12,4
13,5
17,3
9,7
2
14
17,1
19,4
12,4
3
16
22,5
21,4
16,4
Таблица П.4.4
Продолжительность вспомогательных операций
Грузоподъемность
автосамосвала, т
Продолжитель
ность разгрузки
кузова с
опусканием
его на место
Время установки автосамосвала
3,5
36
24
36
12
60
4,5
60
18
36
15
60
6…7
60
18
36
15
60
11
60
18
36
15
60
25…27
84
30
44
18
60
под
погрузку
Перерывы в течение
одного рейса
под
ожидание у пропуск
разгрузку экскаватора встречного
95
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАШИН………………………………………………………………..
1.1. Виды производительности строительных машин………………
1.2. Определение производительности ленточных конвейеров…….
1.3. Определение производительности бульдозеров………………..
1.4. Варианты заданий для расчета производительности
1.5. Порядок выполнения работы…………………………………….
4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАШИН
И ГИДРОПРИВОДОВ………………………………………………...
2.1. Принцип работы и устройство основных гидравлических
машин………………………………………………………………
2.2. Расчет параметров гидрообъемных передач……………………
2.3. Варианты заданий для расчета объемного гидропривода……...
2.4. Порядок выполнения работы…………………………………….
3. РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЛЕБЕДОК……………………………..
3.1. Барабанные лебедки с ручным приводом……………………….
3.2. Приводные лебедки……………………………………………….
3.2.1. Фрикционные лебедки………………………………………..
3.2.2. Электрореверсивные лебедки………………………………..
3.3. Варианты заданий для расчета строительных лебедок………...
3.4. Порядок выполнения работы…………………………………….
4. ВЫБОР АВТОМОБИЛЬНЫХ КРАНОВ…………………………….
4.1. Область применения и конструкция ……………………………
4.2. Выполнение строительно-монтажных работ
автомобильными кранами………………………………………..
4.3. Порядок выбора автомобильного крана………………………...
4.4. Варианты заданий для выбора автомобильных кранов………...
4.5. Порядок выполнения работы…………………………………….
5. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА КОМПЛЕКТА МАШИН
ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ…………………………………………...
5.1. Основы комплексной механизации гидротехнического
строительства……………………………………………………...
5.2. Порядок выбора комплекта машин для производства
земляных работ……………………………………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………...
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………..
96
3
4
4
5
8
13
14
16
16
26
29
29
31
32
32
32
34
37
41
42
42
47
49
52
53
54
54
58
64
65
66
Учебное издание
ЖУЛАЙ ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Сборник расчетных работ
для студентов, обучающихся по специальности
270112 «Водоснабжение и водоотведение»
Отпечатано в авторской
редакции
Подписано в печать 02.04.2009. Формат 60x84 1/16 . Уч.-изд. л. 6.0.
Усл.-печ. л. 6,1. Бумага писчая. Тираж 510 экз. Заказ № 191
__________________________________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного
архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
97
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
34
Размер файла
2 959 Кб
Теги
331, срр4, машина, строительная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа