Строительные машины

Министерство образования и науки Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра строительных машин

Курсовая работа

по дисциплине «Строительные машины»

выполнила:

студентка группы ПГС-281

Карпенко М.В.

номер зачётной книжки 05177

проверил:

преподаватель Колин В.М.

Одесса – 2008

Содержание

1.         Перспективы развития строительного машиностроения, механизации и автоматизации строительства.

а) Машиностроение Украины

1а) Машиностроительные предприятия Украины и их продукция

б)Перспективы развития механизации и автоматизации строительства

2.         Как устроены, работают и где применяются погрузчики?

2а)Вилочные погрузчики

2б) Одноковшовые погрузчики

2в) Погрузчики непрерывного действия

3.Расскажите о перебазировке башенного крана, его устойчивости

3а) Башенные краны

3б) Демонтаж башенных кранов

3в) Устойчивость башенного крана

4. Список использованной литературы

1.Перспективы развития строительного машиностроения, механизации и автоматизации строительства

а) Машиностроение Украины

Отечественная металлургия в настоящее время переживает не лучшие времена. Если раньше она шла по пути интенсивного развития производства, то теперь пора переходить к экстенсивному развитию – заняться энергосберегающими технологиями, использовать внутренние резервы, начинать искать пути повышения эффективности производства, считают эксперты. Украинские рынки сбыта начинает завоёвывать Китай, сделавший колоссальный прорыв, превратившись из страны импортера в экспортера. Не менее важно в этой ситуации и оживление внутреннего рынка. Сегодня 80% отечественной металлопродукции экспортируется, 20%потребляется у себя.

Самая актуальная проблема для украинской металлургии – это нестабильность ситуации с ценой на газ и его поставками. Сейчас предприятия начинают переходить на менее энергоёмкое оборудование, внедряют технологию пылеугольного вдувания и т.д. Однако за это время на традиционных рынках сбыта украинских металлургов могут потеснить крупные игроки – такие как Китай и Индия. В то же время недостаточно развитым остается потребление металла на внутреннем рынке.

Уровень инновационной активности машиностроительных предприятий Украины составляет 19%.Уровень инновационной активности машиностроительных предприятий выше, чем во всей отечественной промышленности.

Министром промышленной политики Украины было сказано, что Минпромполитики до 2011года, которой предусмотрено повышение технического уровня отечественного машиностроения в два раза.

Впервые за последние годы в бюджете на 2007 год были предусмотрены средства на инновационную деятельность в размере 1 млрд. грн., в том числе на энергосберегающие технологии – 767,4 млн. грн., финансовую поддержку инвестиционных и инновационных проектах, которые реализуются в технопарках, - 144,5 млн. грн.

 Поскольку развитие любой промышленной отрасли неизбежно связано с экономической обстановкой в стране и инвестициями в промышленность, то нельзя не учитывать в перспективах развития проблематику данной отрасли. Проблематика заключается в особенностях функционирования машиностроения в недалёком прошлом. Распад машиностроительного комплекса СССР на отдельные республиканские блоки резко обострил проблемы машиностроения Украины, т.к. одновременно распались внешнеэкономические связи в области торговли машинами и оборудованием, которые отлаживались десятилетиями и, благодаря чему, сложился определённый баланс в насыщении отраслей народного хозяйства. В первой половине 80-х гг рост производства продукции инвестиционного машиностроения полностью прекратился, а во второй половине 80-х начался спад, в начале 90-х – обвальное падение.

Уменьшение спроса в отраслях- потребителях вынудило машиностроение приспосабливаться к условиям использования его продукции, увеличивая выпуск универсальной техники и внедряя примитивные технологии. Это приведет к прекращению выпуска наукоёмкой продукции, к дальнейшему свёртыванию машиностроительного производства и в конечном итоге к затуханию инвестиционного процесса. Особенно снизился объём капиталовложений в производство оборудования для строительства и сельскохозяйственного машиностроения.

Для машиностроения Украины характерно снижение производства наиболее прогрессивной техники, имеющей огромное значение для дальнейшего развития Украины, находится в системном кризисе, обусловленном распадом СССР и изменением структуры народнохозяйственного комплекса Украины. Проведение коренного реформирования отрасли машиностроения поможет выйти на мировой рынок с высокотехнологичной продукцией и занять там достойное место, что послужит базой для стабилизации экономики и подъёма промышленности в целом.

1а) Машиностроительные предприятия Украины и их продукция

Одесский завод «Краян»: самоходные грузоподъёмные автомобильные краны ( «Январец», «Краян», «Кранлод»).

Завод «Азовмаш»: краны козловые, полукозловые, портальные, мостовые.

Славянский завод строительных машин: бетономешательное оборудование.

Прилукский завод «Будмаш»: производство машин строительного назначения ( Цементовозы, подъёмники, смесители, растворомешалки).

б)Перспективы развития механизации и автоматизации строительства

Необходимость насыщения строительных площадок средствами автоматизации и механизации не подлежит сомнению. И все же, техническое содействие процессу строительства посредством машин, механизмов и т. п. оборудования обусловлено конкретной спецификой их применения.
Каким бы отвлеченным ни казалось на первый взгляд это сравнение, есть много общего между гражданским строительством и сельским хозяйством. В обоих случаях основанием для роста и фиксации продукции служит земля, где все насаженное и настроенное раньше или позже обновляется. Однако развитие растений происходит «автоматически», достаточно обеспечить и сопровождать их рост внешними источниками питания. К тому же, пищевая потребность напоминает о себе чаще и сильнее, поэтому возможности пахотной и уборочной техники раньше узнали труженики полей, нежели экскаваторы и бульдозеры начали облегчать выемку грунта под фундаменты строений. Что касается «уборочной» техники в строительстве, потребность в ней становится сегодня все более очевидной благодаря актуальности концепции непрерывного развития территорий при наименьшем ущербе для окружающей среды. Несомненно, что преимуществами строительных машин являются их производительность, мобильность и, насколько можно, компактность. Показательна типичная конструкция подъемных кранов, для которых при их мощности и сложности предусмотрена только одна опора. Широкое применение сегодня металлических конструкций в строительстве оказывает огромное влияние на развитие сварочных технологий. Многообразие техники для дорожного строительства объясняется различием технологий прокладки дорог и их предназначением.

Если говорить о профессиональной подготовке специалистов-строителей, то в основном она отвечает задаче повышения объемов строительных работ, производительности труда и получения достаточно качественных результатов. Вместе с тем, обилие в отрасли специалистов ручного и полу-ручного труда ставит под вопрос возможность автоматизации строительства в целом. К счастью, здесь напрасными были бы поиски решений задач автоматизации и механизации в явном виде. Такие задачи во всяком случае оказываются комплексными, поэтому наиболее явно обнаруживаются лишь предпосылки их решения. Будучи искусственными сооружениями, строительные объекты появляются в результате исполнения проектов, создаваемых архитектурными институтами, мастерскими и т. п. организациями. При этом использование знаний по специальности «Системы автоматизированного проектирования» необходимо не только для определения технических возможностей средств автоматизации, но и для комплексного их применения. Так, наряду со средствами разработки прикладных приложений в различных областях строительства (таких, как GraphiCS), технологиями обеспечения разработок в области геодезии и картографии и т. д., применяются средства комплексной автоматизации проектирования и средства управления проектами по разработке технической документации (таких, как TDMS PROJECT DRIVES).

В целом, для автоматизации проектной деятельности имеются благоприятные перспективы развития. Прежде всего, применение автоматизированных технологий существенно повышает оперативность выполнения всех стадий конструирования – проектного задания или эскизного проекта, технического или рабочего проекта. Одновременно повышается вероятность согласования с заказчиком технического задания, каким бы ни было число уточнений в связи с детализацией рабочих чертежей, предусмотренных техническим проектом производства строительных и монтажных работ. Сдерживающим фактором здесь является не столько уменьшение численности проектировщиков за последние 15 лет, сколько умножение организаций, имеющих лицензию на проектирование объектов строительства (10 тысяч организаций в России против 1,8 тысячи проектных институтов в СССР). Правда, в условиях роста заказов на проектирование наблюдается увеличение потребности в системах автоматизации управления проектными организациями, с преобладанием принципа управления в целом организацией и всеми ее подразделениями.

Безусловно, нельзя было бы говорить об автоматизации проектирования, если бы работа проектировщиков не была почти полностью механизированной. В противном случае, конструкторскую деятельность ждал бы неминуемый паралич, в связи с непреодолимыми затруднениями при передаче, обмене и внесении изменений в большие массивы взаимосвязанных данных. С этой точки зрения задача комплексной автоматизации в условиях нынешних российских стройплощадок не может решаться из-за недостатка этой принципиальной важной предпосылки. Подтверждением чему служит то обстоятельство, что подавляющее большинство строительных машин и механизмов классифицируется по признакам рода выполняемой работы, режима работы и степени универсальности. Иначе говоря, речь идет о механизации конкретных трудовых операций (в том числе инструментом, применяемым для разных операций).

Чтобы проиллюстрировать вышеназванные признаки, можно использовать типичный перечень техники для отделочных работ, подразделяющихся на штукатурные, малярные, кровельные, стекольные, изоляционные. Кроме того, индустриальную отделку помещений, а также работы по устройству и отделке полов в помещениях и вспомогательные работы. Машины, применяемые при отделочных работах, разделяются на шесть основных групп (см. таблицу 1).

Таблица 1. Машины и механизмы для отделочных работ.

Группа оборудования	Наименование машин и механизмов
для штукатурных работ	штукатурные станции и агрегаты; растворо-насосы, цемент-пушки, штукатурно-затирочные машины
для малярных работ	мелотерки, краскотерки, краскомешалки, эмульсаторы, клееварки, малярные станции, агрегаты для нанесения шпатлевки, окрасочные агрегаты, электрокраскопульты, краскораспылители, агрегаты для окраски фасадов
для устройства и отделки полов деревянных, мозаично-бетонных и из рулонных материалов	машины для острожки и шлифования паркетных полов; для затирки, заглаживания и железнения поверхностей; мозаично-шлифовальные машины, для сварки линолеума
для стекольных работ	инструмент для нанесения замазки и забивки шпилек
для кровельных работ	механизмы для удаления воды и сушки покрытий; машины и установки для подогрева, перемешивания и транспортировки мастик; агрегаты для нанесения битумных мастик, для очистки, раскатки и прикатки рулонных материалов
вспомогательное оборудование	компрессоры, трансформаторы, преобразователи тока, механизированные вышки и люльки и др.

Гипотетически, любая строительная компания может быть автоматизирована, или хотя бы следующие участки и направления своей деятельности: организация строительно-производственного процесса, снабжение и склады, разработка проектной документации и смет, распределение всех ресурсов по объектам, оптимальность работы машин и механизмов, бухгалтерский учет, налоговый учет, расчет заработной платы с учетом тарифных сеток по профессиям, организация бесперебойного финансирования работ. На практике, особенно в условиях ажиотажного спроса на недвижимость, удается в лучшем случае наладить «лоскутную автоматизацию», т. е. автоматизировать отдельные участки деятельности. Автоматизация строительства, по аналогии с ростом растений, подразумевает непрерывность рабочих операций с максимальной производительностью. Судить о «процветании» здесь можно, учитывая одновременно темпы строительства, объемы производства качественных объектов и удельные трудозатраты. Лидирующее положение японских градостроителей сегодня обеспечивается в первую очередь автоматизацией всего процесса строительства, начинаемого с монтажа ступенчатой платформы для перекрытия верхнего этажа. Дальше оснащенные компьютерной системой контроля роботы точно устанавливают все модули, а автоматические сварочные агрегаты сваривают колонны и балки согласно проекту. По завершении установки всех межэтажных перекрытий интегрированные ступенчатые платформы поднимаются гидравликой на следующий уровень, и весь цикл повторяется. Автоматизированная система позволяет на только резко уменьшить сроки круглосуточного строительства, снизить трудозатраты (в среднем, для 20-этажного здания они сокращаются на 30%) и практически исключить травматизм. Точность выполнения сложных технических проектов является гарантией предсказуемого поведения зданий при землетрясениях, сильных аэродинамических нагрузках и т. п. испытаниях прочности и устойчивости.

 

2. Как устроены, работают и где применяются погрузчики?

ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ

Погрузочно-разгрузочные работы — один из наиболее тяжелых и трудоемких производственных процессов в большинстве отраслей на­родного хозяйства и особенно в строительстве. При относительно высо­ком техническом уровне наших основных производств на погрузочно-разгрузочных работах еще широко применяют ручной труд, число заня­тых здесь людей велико, а затраты на эти работы в различных отраслях народного хозяйства составляют от 10 до 40% общих издержек произ­водства. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ в строитель­стве кроме кранов, экскаваторов и различных подъемников исполь­зуют специальные машины. Такие машины предназначены для погрузки в транспортные средства и разгрузки из них сыпучих, кусковых и штуч­ных грузов, а также для доставки их к месту использования в пределах строительной площадки и выполнения различных монтажных и вспомо­гательных операций. Они бывают специализированные, ис­пользуемые на складах предприятий строительной индустрии и пристан­ционных складах (скребковый разгрузчик - для разгрузки песка, щеб­ня, гравия и т. п. из железнодорожных платформ; разгрузочно-штабелевочная машина - для разгрузки полувагонов), и универсальные самоходные погрузчики. Последние представляют собой чаще всего колесную или гусеничную подъемно-транспортную машину, снабженную одним или (чаще всего) несколькими сменными рабочи­ми органами.

По принципу действия различают погрузчики циклично­го и непрерывного действия. К первым относятся одноковшовые и ви­лочные погрузчики, а ко вторым — многоковшовые погрузчики.

По назначению погрузочно-разгрузочные машины разделяют на погрузчики для штучных грузов — вилочные погрузчики и для сыпу­чих и мелкокусковых материалов — одно- и многоковшовые погруз­чики.

По 'способу разгрузки рабочего органа погруз­чики бывают: фронтальные (с передней разгрузкой), полуповоротные (с боковой разгрузкой), перекидные (с задней разгрузкой). Наиболь­шее распространение в строительстве нашли фронтальные и полупово­ротные погрузчики, так как они устойчивы и обеспечивают удобную разгрузку, отличаются высокой маневренностью и производительностью.

Для погрузочно-разгрузочных работ в строительном производ­стве используют погрузчики и разгрузчики. Практика применения экскаваторов в качестве погрузчиков на карьерах и складах неруд­ных материалов показала, что они менее эффективны, чем погруз­чики.

По роду погружаемых грузов погрузчики делят на погрузчики для штучных грузов (подхватывающие или вилочные) и для сыпучих грузов (зачерпывающие). Зачерпывающие погрузчики делят на одно­ковшовые и многоковшовые непрерывного действия. Одноковшовые погрузчики являются универсальными и могут применяться в раз­личных условиях. Многоковшовые применяются на базисных складах, в дорожном строительстве и там, где рабочий процесс должен быть непрерывным.

В зависимости от ходового оборудования погрузчики могут быть гусеничные и колесные. Погрузчики на гусеничном ходу имеют высо­кую проходимость и развивают большое напорное усилие. Колесные погрузчики отличаются большей маневренностью и высокими транс­портными скоростями, не разрушают поверхности дорог и площадок складов.

2а) Вилочные погрузчики

Вилочные погрузчики применяют для погрузочно-разгрузочных У вилочных погрузчиков основным видом рабочего оборудования являются вилы, которые служат для погрузки и разгрузки штучных грузов. Эти погрузчики имеют различное сменное оборудование. При оборудовании ковшами или грейферами они выполняют погрузку и разгрузку сыпучих и мелкокусковых материалов, а при оборудо­вании стрелами их применяют для подъема грузов на небольшую высоту и иногда для монтажа строительных конструкций. Автопогрузчики изготовляют с ис­пользованием узлов серийных автомобилей и оснащают, как и одно­ковшовые погрузчики, комплектом сменных рабочих органов. Однако основной вид рабочего оборудования - вилочный захват, который мож­но подвести под штучный груз, установленный на подкладках.

Все органы автопогрузчика (рис. 4.22, а) смонтированы на ходовой раме, которая опирается на передние ведущие двухскатные колеса 2 и задние управляемые односкатные колеса 6. В передней части рамы смонтирован грузоподъемник 3 с рабочим органом, а в задней - проти­вовес 5. Последний обеспечивает собственную и грузовую устойчивость движущегося погрузчика. Грузоподъемник (рис. 4.22, б) включает в себя основную раму 9, которая шарнирно прикреплена к раме машины и может отклоняться от вертикали с помощью двух гидроцилиндров № на угол до 3° вперед и до 12° назад, чем обеспечивается захват грУ³⁴ при загрузке и его устойчивое положение при транспортировании. Внутри основной рамы на катках с помощью гидроцилиндра 11 перемещается выдвижная рама 12, по которой на роликах перемещается грузовая каретка 13 с прикрепленными к ней вилами 1. Каретка подвешена

Рис. 4.22. Автопогрузчик:

а — конструктивная схема; 6 — схема грузоподъемника; 1 — вилы; 2,6 — ведущие и управляемые колеса; 3 — грузоподъем­ник; 4 — двигатель; 5 — противовес; 7 — цепи; 8 — звездочки; 9 — основная рама; 10, 11 — гидроцилиндры; 12 — выдвижная рама; 13 — грузовая каретка

Двух грузовых цепях 7, которые огибают звездочки 8 на выдвижной раме и закрепляются другим концом на основной раме. Такая конструк­ция образует двухкратный полиспаст для выигрыша в скорости, то есть грузовая каретка движется в 2 раза быстрее, чем шток гидроцилиндра. Такие погрузчики выпускают с грузоподъемностью 2... 10 т и высотой подъема до 4...6 м. Максимальная скорость перемещения автопогруз­чика с грузом 6... 15 км/ч, без него - до 45 км/ч.

Техническая производительность (м³/ч) одноковшовых погрузчи­ков при работе с сыпучими материалами

П_T = 3600qК_н/(t_цK_p) (4.26)

где q - вместимость ковша, м³; K_н - коэффициент наполнения ковша; t_ц - вре­мя цикла, с; K_р - коэффициент разрыхления материала.

При работе со штучными грузами техническая производительность (т/ч)

П_т= 3600 GK_г/t_ц, (4.27)

где G - грузоподъемность погрузчика, т; К_г - коэффициент использования по грузоподъемности.

Время цикла включает в себя: время на наполнение ковша, время ^На отъезд от забоя; время на подъезд к транспорту или отвалу; время разгрузки и время обратного хода.

Вилочные погрузчики работают на площадках с твердым покры­тием покры­тием. В соответствии с этим их в основном применяют на складах и в качестве внутризаводского транспорта. Они выполняются на базе автомобилей, поэтому их называют также автопогрузчиками. В ка­честве привода используют двигатели внутреннего сгорания и элек­тродвигатели, обычно работающие от аккумуляторов. Автопогруз­чики выпускают грузонодъемностью 3—5 т, с высотой подъема груза

до 6 м. Скорость подъема груза 3 -=- 50 м/мин, скорость перемещения без груза до 40 км/ч, с грузом — до 20 км/ч.

Рис 1 . Грузоподъёмник вилочного погрузчика

Рабочее оборудование подвешивается на грузоподъемник (рис. 1). Он состоит из основной ( неподвижной ) / и выдвижной (2) рам. К выд­вижной раме подвешивается карет­ка (4), к которой прикрепляется ра­бочее оборудование. Рама с карет­кой поднимается при помощи гидро­цилиндра (3) одностороннего действия, установленного на основной раме. При подъеме подвижной рамы одно­временно по этой раме перемещается каретка. Это осуществляется благо­даря тому, что каретка подвешена на двух цепях (5), один конец которых переброшен через блоки, закреплен­ные на верхней траверсе подвижной рамы, а второй конец закреплен на основной раме.

Основная рама грузоподъемника смонтирована на раме погрузчика шарнирно и вместе с кареткой может наклоняться в вертикальной плос­кости на угол 3—4^е вперед и 12—15^и назад, что осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 6.

Вилочные погрузчики выполняют с передним и боковым расположением грузоподъемника. В первом случае погрузчики называются фронтальными, во втором — боко­выми. Боковые погрузчики применяют для работ с длинномерными грузами (трубы, сваи).

 

2б) Одноковшовые погрузчики

Одноковшовый универсальный строительный погрузчик монти­руют на базе гусеничных тракторов и колесных тягачей. Он пред­назначен для механизации погрузочных и строительно-монтажных работ при помощи сменного рабочего оборудования. Главным типом рабочего оборудования является ковш: кроме него погрузчики имеют и другие виды навесного оборудования. На рис. 7.2 показаны основ­ные виды рабочего оборудования

Основной ковш — рабочий орган машины, рассчитанный для работы с различными материалами, объемная масса которых находится пределах 1,4—1,8 т/м³.

Одноковшовые погрузчики классифицируют по грузоподъем­ности на легкие — до 2 т, средние—до 4 т, тяжелые — до 10 т и сверхтяжелые — более 10 т. По тину базовой машины погрузчики подразделяют на колесные и гусеничные.

Погрузочное оборудование имеет три модификации: фронтальное, перекидное, полуповоротное. Фронтальным оборудованием можно разгружать материал только со стороны его разработки, полупово­ротное обеспечивает и боковую разгрузку. Перекидной тип погру­зочного оборудования позволяет вести разгрузку назад.

В настоящее время более распространены строительные фронталь­ные погрузчики с объемным гидроприводом рабочего оборудования.

Материалы зачерпываются двумя способами: раздельным и совме­щенным. При раздельном способе передняя кромка ковша переме­щается в глубь штабеля на глубину врезания l_пр, которая больше глубины ковша l_к. Затем ковш поворачивается на угол а₃ и подни­мается для разгрузки. Совмещенный способ заключается в том, что ковш внедряется в штабель материала на величину, равную прибли­зительно 0,3 глубины ковша, после чего он поворачивается на угол откоса штабеля; одновременно продолжается перемещение погруз­чика и подъем ковша. Движения, сообщаемые ковшу, должны быть такими, чтобы траектория движения режущей кромки была близка к параллельной к откосу штабеля, чтобы сохранялась постоянная толщина снимаемого слоя материала.

При раздельном способе требуются более значительные усилия для внедрения ковша в материал, а также в начальный момент пово­рота ковша. Коэффициент наполнения k„ в тяжелых материалах обычно составляет 0,4—0,6. Однако при раздельном способе управ­лять машиной проще, чем при совмещенном, поэтому его можно рекомендовать для погрузки легких сыпучих материалов, в которых можно обеспечить k_н =1,0-1,2.

В гидравлическую схему фронтального погрузчика входит шестеренчатый насос, который подаёт масло через распределитель к гидроцилиндрам. Обычно погрузчик оборудуют гидроцилиндрами опускания и подъёма стрелы и управления рабочим органом.

В современных конструкциях погрузчиков имеются приводы как на передние, так и на задние оси.

Ковш погрузчика подвешивают на специальной рычажной системе, управление которой осуществляется через гидроцилиндры.

а — общий вид; б — кинематиче­ская схема; в — гидросхема; / — гидроцилиндр управления ковшом; 2 — стрела: з — кривошнпно-шатунный механизм управления ков­шом: 4 — ковш: 5 — гидроцилиндры подъема стрелы; 6 — поворот­ная рама; 7 — двигатель; 8 — ко­робка отбора мощности; 9 — гидро­трансформатор; 10 — коробка пе­редач; // — главная передача 4 = 2,67; 12 — задний мост; 13 — ступенчатый редуктор i = 5.4; 14 — i ередини мост; 15 — насос: 16 — фильтр; 17 — масляный бак: 18 — гидровыключатель; 19 — рас­пределитель; 20 — цилиндры ковша; 21 — цилиндры для стрелы

Рис..2. Рабочие органы одноковшовых погрузчиков:

а — ковш для погрузки сыпучих материалов: б. в — ковши прямой и обратной лопаты; г — вилы для штучных грузов; д. е — грейферные устройства; ж — грузо­подъемный крюк

Время указано для наиболее рациональной установки транспорта, под углом в 45 к подошве забоя и возможно ближе к ней. В этом случае путь отъезда от забоя составляет 6—8 м, а путь подъезда к транс­порту 4—5 м. При больших расстояниях

t_a = l/v_t и t₀ = l/v_a, _где / _ длина пути от места загрузки до места разгрузки, м; v_r и v„ — скорости движения погрузчика соответственно с грузом в ковше и порожняком, м/с. Одноковшовые погрузчики применяют для погрузки-разгрузки, перемещения и складирования сыпучих и мелкокусковых материалов, а также для разработки и погрузки в автотранспорт (или отсыпки в отвал) неслежавшихся грунтов I и II категорий и естествен­ного грунта III категории.

Одноковшовые фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу используют также при производстве земляных работ вместо экскавато­ров, особенно на открытых горных разработках. Это стало возможным благодаря ряду преимуществ погрузчиков по сравнению с одноковшовыми экскаваторами: большая вместимость ковша при малой собственной массе (в 6...8 раз меньше массы экскаватора при равной вместимости ковша); высокая скорость передвижения, значительно превышаю-"*я скорость перемещения экскаватора; высокая маневренность, позволяющая проводить работы в стесненных условиях, недоступных экскаватору; может транспортировать грунт на небольшие расстояния со скоростью, соответствующей автомобилю-самосвалу.

Колесные погрузчики имеют массу 0,3 ...85 т, вместимость ковша 0,05...35 м³ и более, мощность 6...500 кВт и более. Их производитель­ность в 2,5...3,0 раза выше, чем у одноковшовых экскаваторов такой же массы. У погрузчиков в 2...3 раза меньше высота копания, чем у од­ноковшовых экскаваторов, и очень маленький радиус действия, требую­щий подъезда почти вплотную к забою.

Существующие типы одноковшовых погрузчиков отличаются разно­образием конструктивного исполнения и имеют общее для большинства машин — наличие в передней части ковша. Последний поворачивается вокруг своей оси на угол 50° и поднимается на высоту до 4 м. Сочета­ние этих движений при одновременном движении машины позволяет наполнять ковш, транспортировать груз и выгружать его на заданной высоте.

Главный параметр одноковшовых погрузчиков — грузоподъемность. По этому параметру они разделяются на сверхлегкие (малогабаритные, до 0,5 т), легкие (0,6...2,0 т), средние (2,0...4,0 т), тяжелые (4,0..., 10,0 т) и большегрузные.

По типу ходового устройства они могут быть пневмоколесными и гусеничными. Первые имеют большие транспортные скорости, не разрушают поверхности дорог и площадок складов. Вто­рые позволяют развивать в 1,2... 1,5 раза большее, чем у колесных, усилие при внедрении в грунт силой тяги, а также обладают большой маневренностью вследствие возможности разворота на месте, что сокра­щает продолжительность цикла на 8...25 % и повышает производитель­ность на 20...30%. В качестве базовых машин для погрузчиков приме­няют специальные пневмоколесные шасси, промышленные тракторы погрузочных модификаций или тракторы общего назначения

Рис. 4.20. Одноковшовый фронтальный погрузчик (а) и схема его рычажно-гидравлической системы управления (б) :

7 — ковш; 2,3 — рычажные механизмы; 4 — стрела; 5,6 — гидроцилиндры

Фронтальный погрузчик (рис. 4.20) обеспечивает разгрузку ковша со стороны разрабатываемого материала. Он состоит из пневмоколесного трактора с шарнирно сочлененной рамой и ковша 1, укрепленного на стреле 4 и управляемого рычажными механизмами 2,3 с помощью гидроцилиндров 5 двухстороннего действия. Стрелу поднимают и опус­кают двумя гидроцилиндрами 6. Рычажная система обеспечивает посто­янное положение заполненного ковша при его подъеме, что исключает потери загруженного материала.

Цикл работы фронтального погрузчика, оборудованного ковшом» состоит из следующих операций: перемещение погрузчика к месту

набора материала с одновременным опусканием ковша до требуемой от­метки (поверхность дороги, платформы вагона или кузова автомоби­ля); внедрение ковша в материал; подъем ковша со стрелой; транс­портировка материала к месту разгрузки; разгрузка ковша опрокиды­ванием. Сменное рабочее оборудование расширяет область применения (универсальность) погрузчиков.

Полуповоротные погрузчики (рис. 4.21) в отличие от фронтальных могут обеспечивать разгрузку как впереди, так и сбоку при угле пово­рота от продольной оси до 90° (рис. 4.21, в). Поворотная платформа 1 с рабочим оборудованием погрузчика опирается на раму 3 машины через опорно-поворотное устройство 2. Вращательное движение поворот­ной платформы (рис. 4.21,б) осуществляется с помощью двух гори­зонтально расположенных гидроцилиндров 4, цепи 5 и звездочки 6. Такая конструкция погрузчика позволяет сократить время на развороты и дает возможность применять их в стесненных условиях. Рабочий Цикл полуповоротного погрузчика отличается от рабочего цикла фрон-ального погрузчика тем, что в нем отсутствуют операции на дополнительные развороты машины. Это позволяет сократить продолжительность рабочего цикла на 30...40 %.

Рис. 4.21. Одноковшовый полуповоротный погрузчик:

а — конструктивная схема; б — схема системы поворота; в — зона действия;

1 — поворотная платформа; 2 — опорно-поворотное устройство; 3 — рама;

4 — гидроцилиндр; 5 — цепь; 6 — звездочка

2в) Погрузчики непрерывного действия

Многоковшовые погрузчики относятся к машинам

непрерывного действия и применяются для погрузки сыпучих и мел-

кокусковых материалов (песок, гравий, щебень, шлак и т. п.) в транспортные средства. Кроме того, их используют для засыпки траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом, для обвалования площадок и т. д. Производительность многоковшовых погрузчиков при

Рис. 4.23. Пневмоколесный погрузчик:

1 — самоходное шасси; 2, 3 — ленточный и многоковшовый конвейеры; 4 -

питатель; 5 — отвал

одной и той же установленной мощности на 40...60% выше, чем одно­ковшовых, и составляет 40, 80, 160, 250 м³/ч. Высота разгрузки 2.4... 4,2 м.

Многоковшовые погрузчики различаются по типам ходового уст­ройства, питателя и транспортирующих органов. В качестве ходового устройства используют самоходные гусеничные или пневмоколесные шасси. Для разработки материала и порционной его подачи к конвейе­ру применяют шнеки, роторы, диски, подгребающие лапы. В первом случае материал разрабатывается и подается с помощью одного или нескольких шнеков, установленных впереди машины. Роторные погруз­чики разрабатывают материал шаровыми или ковшовыми фрезами. В дисковых погрузчиках материал подается двумя дисками, вращаю­щимися во встречном направлении. Подгребающие лапы подают мате­риал благодаря специальной кинематике их движения.

В качестве транспортирующего органа, как правило, используют ковшовые, скребковые и ленточные конвейеры. Наибольшее распрост­ранение в строительстве получили пневмоколесный погрузчик с питате­лем шнекового типа и ковшовым конвейером (рис. 4.23). Он состоит из пневмоколесного самоходного шасси 1, на котором смонтирован наклонный многоковшовый конвейер 3 с питателем 4 шнекового типа, и поворотного в плане и в вертикальной плоскости ленточного раз­грузочного конвейера 2. Для лучшей подачи материала к питателю на раме ковшового конвейера установлен отвал 5. Технологический про­цесс осуществляется следующим образом: материал захватывается шнековым питателем, сгребается к оси машины и подается в ковш непрерывно движущегося конвейера, а далее через приемное устройство и ленточный конвейер в транспорт или отвал. Питатель выполнен в виде двух соосных шнеков с правым и левым направлением спирали, что обеспечивает подгребание материала к центру машины. По мере забора материала погрузчик передвигается в сторону штабеля, а при малом его сечении движется все время на него. Привод всех механизмов, кроме ковшового конвейера, гидрофицирован.

Техническая производительность многоковшовых погрузчиков за­висит от производительностей шнекового питателя и ковшового кон­вейера.

Основные направления развития строительных погрузчиков: улуч­шение технико-экономических и экологических показателей; повыше­ние энергонасыщенности, тягово-сцепных качеств и напорных усилий, маневренности, -надежности, расширение номенклатуры сменных рабо­чих органов; увеличение параметров рабочего оборудования; дальней­шее совершенствование систем гидропривода.

Производительность многоковшовых погрузчиков при одной и той же установленной мощности на 40—60% выше, чем одноковшовых.

Их целесообразно применять на кирпичных заводах, заводах строительных деталей, железно­дорожных станциях с большими объемами разгрузки и погрузки сыпучих материалов. Кроме того, их используют для разде­ления сыпучих материалов на фракции, для чего па них монтируют специальные вибро­грохоты.

Рис. 7.6. Погрузчик непрерывного действия:

о общий вид; б — кинематическая схема

Многоковшовые погрузчики можно эффективно использовать для разгрузки железнодорожных платформ, при этом погрузчик, дви­гаясь на самой платформе, сбрасывает материал на сторону. Эти

"погрузчики можно применять в технологических линиях (на заводах строительных деталей) или при строительстве дорог. В последнем случае погрузчики загружают песок и гравий в сушильные барабаны и в смесители.

Общий вид многоковшового погрузчика показан на рис. 7.6, а. Рабочим органом является шнековый питатель, который состоит из двух шпеков с правым и левым направлением спирали. Шнеки расположены по обеим сторонам ковшового элеватора. При вращении питателя погружаемый материал подается к ковшам, что способствует лучшему загребанию материала ковшами. Внизу под шнековым пита­телем прикреплен скребок. Обычно материалы с элеватора разгру­жаются на ленточные конвейеры, которые подают его в транспортные средства.

У некоторых погрузчиков материал разгружается в транспортные средства через бункера или лотки.

На,рис. 7.6, б показана кинематическая схема погрузчика. Дви­гатель / через зубчатые колеса 2 приводит в движение конические передачи 4. Одна из них сообщает движение через цепную передачу ковшовому элеватору 7 и шнековому питателю 8, а другая кониче­ская пара через цепную передачу приводит во вращение барабан 3 ленточного конвейера. Двигатель / через коробку передач 9 и кар­данные валы 6 передает вращение заднему и переднему мостам 5 и 10.

В строительстве помимо многоковшовых применяют роторные погрузчики. Их изготовляют с обычным ротором и с ротором в виде шаровой головки.

Производительность многоковшовых погрузчиков (техническая) зависит от производительности шнекового питателя и производи­тельности ковшового элеватора, которые определяются как для ма­шин непрерывного действия.

Производигельность шнекового питателя

П_т = 60(πD²/4)tnϕ, м³/ч, (7.6)

где D—диаметр шнека, м; / — шаг винта, м; п—частота враще­ния» об/мин; ф — коэффициент заполнения, равный 0,6—0,9. Производительность ковшового элеватора

П_т = 3,6(qv/t)ϕ₁ , м³/ч, (7.7)

где q — емкость ковша элеватора, л; v — скорость ковшовой цепи, м/с; t — шаг расположения ковшей, м; ϕ, — коэффициент заполнения ковшей, равный 0,7—1,1. Последнее значение принимается для рых­лых сыпучих материалов без крупных кусков, заполняющих ковши с шапкой».

 

 

 

3.Расскажите о перебазировке башенного крана, его устойчивости

 

3а) Башенные краны

Башенные краны перемешают грузы по сложным пространствен­ным траекториям. Благодаря стреле, закрепленной в верхней части баш­ни, они имеют большое подстрелковое пространство, в котором разме­щается возводимое здание или сооружение. В связи с этим их широко используют в строительстве.

По мобильности башенные краны бывают стационарные, передвиж­ные и самоподъемные. Передвижные краны оснащают, как правило, рельсово-колесным ходовым устройством, что повышает безопасность их использования. На башенных кранах обычно применяют многомотор­ный электропровод.

Система индексации отечественных башенных кранов имеет сле­дующую структуру.

Помимо букв КБ (кран башенный) в обозначение крана могут вхо­дить четыре цифровых значения и два буквенных. Цифра, стоящая на первом месте, означает размерную группу крана и характеризует его грузовой момент, две последующие цифры - порядковый номер моде­ли, четвертая цифра, стоящая после точки, - номер модели крана, харак­теризующий отличия в длине стрелы, высоте подъема и других парамет­рах. Первое буквенное обозначение указывает номер модернизации, которой подвергался кран. Если модернизация не проводилась, это обо­значение отсутствует. Последнее буквенное обозначение указывает на климатическое исполнение крана: ХЛ — северное, Т и ТВ — соответст­венно для сухих и влажных тропиков. Если кран будет эксплуатировать­ся в умеренном климате, буквенное обозначение не проставляется. На­пример, индекс КБ-674.3А обозначает: кран башенный, шестой размер­ной группы, то есть грузовой момент - 300...550 т • м. с неповоротной башней, третье исполнение после первой модернизации, предназначен Для работы в умеренном климате.

Наибольшее распространение получили краны нескольких конст­руктивных схем. Краны выпускают с поворотной башней и нижним расположением опорно-поворотного устройства и с неповоротной баш-^Неи и верхним расположением опорно-поворотного устройства. Изме­нение вылета стрелы обеспечивается наклоном стрелы и передвижением Слежки на стреле. Сочетание указанных конструктивных признаков может быть любым. На рисунке 5.10 показаны схема башенного крана ^с поворотной башней и изменением вылета стрелы путем ее наклона "основные его параметры (ГОСТ 13555-79):

Q (т) - грузоподъемность, то есть максимальная масса груза, который может поднять кран, причем обычно кран может поднять наибольший груз при минимальном вылете;

L (м) - вылет стрелы, то есть расстояние от центра массы груза вращения крана;

М (т • м) — грузовой момент, М = QL.

Рис. 5.10. Схема башенного крана с поворотной башней:

1 - поворотная платформа; 2 - противовес; 3.4 — стреловая и грузовая лебед­ки; 5, 6 — стреловые канат и полиспаст; 7 — консоль; 8 — кабина управления; 9 — стрела; 10 - крюковая подвеска; 11 — башня; 12 — опорно-поворотное уст­ройство и механизм поворота; 13 - рама ходового устройства; 14 - ходовые тележки; 15 — крановые пути; 16 - грузовой канат

Для башенных кранов грузовой момент — главный параметр. К ос­новным их параметрам относят высоту подъема, скорость всех рабо­чих перемещений, базу, колею, габариты, установленную мощность механизмов, массу.

Башенные краны монтируют на крановых путях 15 (см. рис. 5.1О), которые должны соответствовать "Инструкции по устройству, эксплуатации и перевозке рельсовых путей для строительных башенных кра­нов" СН 78 — 73 и "Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов". По рельсам крановых путей перемешаются ходовые тележки 14, две из них обычно приводные, а две неприводные. Механизм перемещения приводных тележек содержит электродвигатель, нормально замкнутый двухколодочный тормоз с электромагнитным или электрогидравлическим управлением, редуктор и открытую зубчатую передачу. Ходовые тележки устанавливают на вертикальных осях с возможностью поворота для прохождения закруглений рельсового пути

На раме ходового устройства 13 установлено опорно-поворотное устройство и механизм поворота 12. Опорно-поворотное устройство кранов с поворотной башней представляет собой специально выполнен­ный шариковый или роликовый подшипник качения диаметром около 2 м. Этот подшипник воспринимает не только осевые и радиальные на­грузки, но и нагрузки в виде опрокидывающего момента. На опорно-поворотном устройстве установлена поворотная платформа. На пос­ледней смонтирован противовес 2, стреловая 3 и грузовая 4 лебедки и башня 11. В верхней части башни установлена кабина управления 8 и шарнирно закреплена стрела 9. С противоположной стреле стороны баш­ни закреплена несущая обводные блоки консоль 7. Стреловой канат 5, сбегая с барабана лебедки, проходит через блоки стрелового полиспас­та 6, второй конец каната 5 закреплен неподвижно. При наматывании стрелового каната 5 на барабан полиспаст 6 укорачивается, подвижные блоки полиспаста опускаются и при помощи дополнительных расчальных канатов, на которых они подвешены, поднимают стрелу. Так осу­ществляют изменение вылета. Грузовой канат 16, наматываясь на бара­бан лебедки 4, огибает обводные блоки, блоки на конце стрелы и крю­ковой подвеске 10 и поднимает груз. Второй конец грузового каната огибает обводные блоки и закрепляется на стреловом барабане лебед­ки 3. Сделано это для того, чтобы при изменении вылета (подъеме и опускании стрелы) высота подвеса груза не изменялась. Тем не менее на практике небольшие изменения высоты подвеса груза происходят. На рисунке 5.11 показана схема башенного крана с неповоротной башней и изменением вылета стрелы при помощи грузовой тележки. Такие краны в основном изготавливают без ходового устройства и уста­навливают на фундаменте /. Их часто используют при высотном строи­тельстве, при этом, чтобы повысить устойчивость башни, ее крепят к строящемуся зданию. В верхней части башни 2 закреплена кабина управ­ления 3. На башне установлен наголовник 9, он соединен с башней при помощи центральной цапфы и расположенных по окружности катков, Которые (цапфа и катки) и образуют опорно-поворотное устройство. К наголовнику шарнирно прикреплена стрела 10, а с противоположной бороны — консоль 5. На последней смонтированы противовес 6, стреловая 8 и грузовая 7 лебедки и механизм поворота 4. По стреле может перемещаться грузовая тележка 13. Стреловая лебедка 8 служит для удержания стрелы. Существуют конструкции, в которых стрела удерживается при помощи жестких тяг. Применяют краны, у которых стреловая лебедка может наклонять стрелу, что повышает высоту подъема груза. При этом грузовая тележка либо крепится на конце стрелы, либо перемещается по наклонной стреле. Грузовой канат 11 сбегает с барана лебедки 7, огибает обводные блоки, установленные на конце стрелы, на грузовой тележке, на крюковой подвеске 12. Конец каната закреплен неподвижно у основания стрелы. Блоки грузовой тележки и Раковой лебедки, огибаемые канатом, образуют грузовой полиспаст.

Рис. 5.11. Схема башенного крана с неповоротной башней:

' — фундамент; 2 — башня; 3 -кабина управления; 4 — механизм поворота; 5 — консоль; 6 — проти­вовес; 7,8 — грузовая и стреловая лебедки; 9 — наголовник; 10 — стрела; 11 — грузовой канат; 12 — крюковая подвеска; 13 — грузовая тележка; 14 — лебедка перемеще­ния грузовой тележки

При подъеме груза канат 11 наматывается на барабан лебедки 7, выли стрелы при этом не изменяется.

Механизм поворота 4 содержит электродвигатель, нормально замк­нутый тормоз, редуктор и открытую зубчатую передачу. При повороте шестерня этой передачи катится по неподвижному зубчатому колесу, закрепленному на башне, приводя во вращение наголовник с закреп­ленными на нем элементами конструкции. Вылет стрелы изменяют пу­тем перемещения грузовой тележки 13 при помощи лебедки 14, с бара­бана которой сбегают обе ветви каната. Концы каната крепят к грузовой тележке. При изменении вылета (и горизонтальной стреле) высота под­веса груза остается постоянной.

Самоподъемные краны используют при строительстве высотных зданий (150 м и выше), имеющих металлический или мощный железобетонный монолитный каркас. Кран крепят на строящемся здании и мере его возведения при помощи дополнительных механизмов по. мают по этому зданию.

Краны с изменением вылета путем наклона стрелы (с

подъемной стрелой) при тех же параметрах (вылете, высоте подъема, грузоподъемности) на 15...20% легче кранов с изменением вылета при помощи грузовой тележки (с балочной стрелой). Подъемная стрела позволяет увеличить высоту подъема груза при уменьшении ее вылета, обеспечи­вает хорошую маневренность в стесненных условиях строительной пло­щадки. Краны с подъемной стрелой более технологичны в изготовлении, удобнее в монтаже и перевозке. Однако подъемные стрелы имеют и не­которые недостатки по сравнению с балочными стрелами: отсутствие строго горизонтального перемещения груза при изменении вылета, что повышает мощность двигателя стреловой лебедки; незначительная и не­равномерная горизонтальная скорость перемещения при изменении вы­лета; уменьшение зоны обслуживания с одной стоянки, так как груз нельзя подвести близко к башне крана.

Применение кранов с поворотной башней также способствует сниже­нию их веса, так как вес механизмов не нагружает башню. Однако при большой высоте башни, чтобы уменьшить ее гибкость, башню приходит­ся крепить к строящемуся зданию. В этом случае целесообразнее исполь­зовать краны с неповоротной башней.

Подъемные стрелы получили наибольшее распространение в мо­бильных кранах с поворотной башней. Балочные стрелы применяют в основном в кранах со значительной высотой подъема и неповоротной башней. Обычно краны монтируют на объекте при минимальной высоте башни, а в процессе возведения здания или сооружения высоту башни увеличивают у кранов с поворотной башней чаще подращиванием снизу, а у кранов с неповоротной башней - наращиванием сверху.

Приставные краны (рис. 5.22, б) выпускают грузоподъем­ностью 6,3; 8; 10; 12,5 т с вылетом стрелы до 45 м и высотой подъема до 150 м; скоростью подъема груза 0,33 -¥■ 1,5 м/с; ско­ростью изменения вылета 0,5 м/с; частотой вращения поворотной части 0,5 -г- 0,7 об/мин.

Наиболее часто применяют краны с поворотной башней. У них центр тяжести находится ниже, чем у кранов с поворотным оголовком, так как большинство узлов расположено у основания крана. Благо­даря этой особенности масса кранов с поворотной башней меньше, чем с неповоротной. Эти краны проще монтировать, демонтировать, тран­спортировать; башня при нагрузке меньше деформируется, что при­водит к меньшей раскачке груза.

Кран с поворотной башней (рис. 5.22, г) состоит из трубчатой или решетчатой башни /, закрепленной на упорно-поворотном устройстве 2, на котором установлен противовес 3. В верхней части башни монти­руется распорка 4 для направляющих роликов и оголовок 5. На башне закреплена стрела 6. На кране с балочной стрелой противовес разме­щается на консоли 7 (см. рис. 5.22, д).

Опорно-поворотное устройство устанавливают на опорной раме 8 (рис. 5.22, з) с четырьмя поворотными кронштейнами 9, которые опи­раются на балансирные тележки 10 с противоугонными захватами //. Поворотные кронштейны позволяют перемещаться крану на криво­линейных участках рельсового пути при малых радиусах закругле­ния в 7—8 м по внутреннему рельсу.

Рис. 5.22. Башенные краны

Простота монтажа и демонтажа, возможность демонтировать и монтировать эти краны без разборки на отдельные узлы делает их особенно эффективными.

Краны с подъемной стрелой, у которых вылет стрелы осуществ­ляется ее наклоном, более просты по конструкции, но к недостаткам этих кранов надо отнести то, что у них нельзя полностью использо­вать подкрановое пространство. Наименьший вылет стрелы у них составляет 30% от наибольшего. При таком креплении стрелы трудно достигнуть точной наводки элементов конструкции, так как при подъеме или опускании стрелы груз перемещается как в вертикаль­ном, так и в горизонтальном направлении.

В кранах с балочной стрелой перемещение груза требует меньшей энергии, но маневренность таких кранов ниже, чем у кранов с подъем­ной стрелой.

Стационарные (приставные) башенные краны устанавливают на фундаменте и обслуживают площадку с одной стоянки.

Самоподъемные башенные краны применяют главным образом при ргроительстве многоэтажных и высотных зданий.

На рис. 5.23, с показана кинематическая схема отдельных меха­низмов башенного крана с подъемной стрелой и схема запасовки ка­натов. Стрела поднимается лебедкой и стреловым полиспастом на под­вижной обойме (траверсе) 2, несущей два блока. Полиспаст подъема стрелы четырехкратный. Три блока полиспаста находятся на непод­вижной обойме 6, жестко прикрепленной к поворотной платформе 7. Один конец каната подъема стрелы жестко закреплен на той же не-