Конструктивные особенности машин техническая характеристика

Каждая машина должна отвечать комплексу требований, зависящих от назначения машины, а также от современного уровня развития науки и техники.

Конструктивные требования состоят в том, что машина должна быть производительна и надежна в работе, износоустойчива и долговечна, хорошо приспособлена к изменению условий работы, маневренна и подвижна. Кроме того, она должна иметь блочную конструкцию, быть легкой в управлении, простой в обслуживании, ремонте, монтаже, демонтаже и транспортировании. Эти требования в значительной мере зависят от использования в конструкции унифицированных узлов, нормализованных и стандартных деталей.

Комплекс эксплуатационных требований включает технологические, производственные, экономические и социальные требования.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Технологические требования заключаются в том, что качество выполняемых операций (предусмотренных технологическим процессом, для механизации которого машина предназначена) должно быть высоким.

Производственные требования заключаются в том, что конструкция машины должна обеспечивать возможность применения прогрессивной технологии при ее изготовлении и сборке.

Экономические требования заключаются в том, чтобы при изготовлении и эксплуатации машины расходовалось возможно меньшее количество материалов, средств, труда и времени, отнесенных к единице ее продукции в течение всего экономически оптимального срока ее службы. Машина должна быть пригодна для работы в разных производственных условиях. Она должна быть дешева в эксплуатации и обеспечивать высокую производительность труда.

Одним из основных требований к машинам является возможность получения минимальной энергоемкости, т. е. наименьшего расхода энергии на единицу объема разрабатываемого грунта или породы. При планировочных работах энергоемкость выражается в кет – ч/м2, а при разработке грунта — в кет • ч/м?.

Социальные требования сводятся к тому, чтобы обеспечивать безопасность труда и удобство работы обслуживающего персонала. При этом предусматривается защита персонала от температурных воздействий, пыли, шума, вибраций и тряски, хороший обзор, автоматическая очистка смотровых стекол, удобное размещение контрольно-измерительной аппаратуры, красивые внешние формы машины, отделка и окраска.

Основные, из перечисленных требований определяются конструктивно-эксплуатационными параметрами машины. К последнему относятся: кинематическая и конструктивная схемы машины, использование унифицированных агрегатов и узлов, габарит машины, ее рабочие размеры, радиус действия, усилия. скорости и мощности рабочих движений, масса машины и ее основных узлов, общие и удельные нагрузки на грунт ходовых ; частей, производительность, расход энергии (горючего), усилия и величины перемещения рычагов и педалей управления, проходимость, радиус поворота, устойчивость, металлоемкость и энергоемкость.
Для предварительного определения многих из указанных параметров можно использовать метод подобия, приняв за исходные данные параметры выполненных машин лучших моделей. При этом должен быть учтен фактор времени, т. е. уровень развития техники.

Конструктивно-эксплуатационные параметры машин зависят от особенностей агрегатов и узлов, из которых состоит машина.

Основными частями-агрегатами любой строительной машины, и в данном случае землеройно-транспортной, являются рабочий орган, силовая установка, трансмиссия, ходовая часть, платформа или рама, система управления.

Рабочий орган — это та часть машины, которая непосредственно выполняет рабочие операции: ковш скрепера или погрузчика, отвал бульдозера или автогрейдера, нож грейдер-элеватора, зуб рыхлителя и т.д.

Конструкция рабочего органа определяется технологическим процессом, выполняемым машиной. От нее в значительной степени зависят конструктивно-кинематическая схема и конструкция машины в целом.

Соответствие конструкции рабочего органа выбранному процессу и условиям работы имеет решающее значение для производительности машины.

Рабочие органы должны легко подвергаться монтажу и демонтажу.

Так как рабочие органы интенсивнее изнашиваются, чем другие элементы машины, то их следует делать такими, чтобы можно было без затруднений восстановить изношенную часть детали или заменить всю деталь.

Силовая установка — это та часть машины, которая приводит в движение механизмы машины. Она состоит из двигателя, системы охлаждения этого двигателя (радиатор, водяная система, трубопроводы); если двигатель внутреннего сгорания, то системы питания (топливной системы) и системы регулирования двигателя. В силовую установку входит также подмоторная рама.

Силовые установки машин, предназначенных для работы в районах со специфическими климатическими условиями (пустыни, районы с господствующими отрицательными температурами), оборудуются фильтрами, подогревателями и другими специальными устройствами.

Силовая установка должна обладать большим моторесурсом, внешние характеристики двигателя должны соответствовать как условиям нагружения, так и атмосферным условиям (например, в районах с дефицитом воды двигатели должны иметь воздушное охлаждение). Удельный расход топлива должен быть незначительным.

Трансмиссией называется та часть кинематической схемы машины, которая передает движение от двигателя к рабочему органу, ходовой части и другим устройствам машины.

Трансмиссия должна обеспечивать необходимое передаточное отношение или бесступенчатое регулирование, а также реверсивный ход. Она должна иметь удобные и надежные смазочные устройства с применением, где это возможно и целесообразно, устройств одноразовой и автоматической смазки. Движущиеся части трансмиссии должны быть защищены.

Ходовая часть служит для передвижения машины, поддержания рамы, несущей основную конструкцию машины, и передачи давления на грунт. В отличие от роторных траншейных экскаваторов, автомобильных кранов и других строительных машин, где ходовое оборудование состоит из движителя (устройства, сообщающего машине движение и передающего на грунт силу тяжести машины) и подвески, соединяющей движитель с корпусом машины, в землеройно-транспортных машинах подвески обычно отсутствуют, хотя весьма целесообразно для транспортных операций иметь такие подвески, которые выключались бы при процессе резания.

От ходовой части требуется в первую очередь надежность и способность поддерживать не только статические, но и динамические нагрузки, так как иногда отдельные детали ходовой части воспринимают почти полную силу тяжести машины.

Ходовая часть должна обладать высокой проходимостью. Рама несет на себе рабочий орган, систему управления и другие механизмы. Основное требование к раме — высокая прочность и жесткость конструкции.

Система управления предназначена для управления и регулирования работы силовой установки, рабочего органа и вспомогательных устройств. От качества работы этой системы в значительной степени зависят максимальная производительность и долговечность машины.

Рабочие органы, силовое оборудование и ходовая часть во многих машинах могут быть сменными, что расширяет возможности использования машин и делает их более универсальными.

Рис. 1. Пример блочной конструкции тягачей:
а — одноосного, б — двухосного короткобазового, в — двухосного длиннобазового, г—двухосного с шарнирноломающейся рамой, д — агрегата из двух одноосных тягачей, е — двухосного с шарнирноломающейся рамой и двумя двигателями; 1 — двигатель, 2 — гидротрансформатор, .9 — карданный вал, 4 — коробка передач, 5 — ведущая ось

В последнее время все чаще отдельные, в том числе и более мелкие, чем агрегаты, узлы выполняются так, что их можно легко заменить без разборки всей машины («блочный» метод конструирования), что упрощает ремонт и обслуживание (рис. 17).

Компоновка основных элементов определяет в значительной степени эксплуатационные возможности машины.
Конструктивные и кинематические схемы

Для общего представления о расположении элементов машины и их назначении обычно совокупность механизмов, посредством которых осуществляются движения машины или ее рабочего органа, изображается упрощенно в виде кинематической схемы. Такая схема показывает пути передачи движения от первого элемента привода ко всем остальным движущимся элементам.

На кинематической схеме, как правило, не показывают взаимное положение движущихся деталей в пространстве.

В конструктивной схеме схематически изображают не только взаимную связь деталей и узлов машины, но и сохраняют их взаимное расположение и кинематическую связь.

Кинематические и конструктивные схемы помогают:
1. Целесообразно разместить механизмы, т. е. обеспечить комплектность и удобство обслуживания, монтажа, ремонта и т. д.
2. Выбрать число передач, обеспечивающее удобство управления машиной, и наиболее высокий к. п. д. этих передач.
3. Осуществить наиболее простую схему управления машиной, легкость оперирования рычагами, сосредоточить управление у места машиниста.
4. Установить наименьшее число реверсивных механизмов и деталей.

При составлении кинематических схем нужно предварительно определить (ориентировочно) передаточное число механизмов, чтобы выбрать наиболее эффективные варианты передач.

Кинематическую схему следует выбирать в зависимости от типа привода и конструкции двигателей.

Не рекомендуется в одной кинематической цепи иметь ускорительные и замедляющие передачи.

Конструктивная схема должна предусматривать простое и надежное выполнение рабочих операций, операций по обслуживанию и ремонту машины; при этом должны быть обеспечены минимальная масса машины и заданная долговечность.

Основные элементы и конструктивно-эксплуатационные характеристики машин

Глава 1. Строительные машины и механизмы.

Классификация и индикация строительных машин

Применяемые в строительстве машины и механизмы можно классифицировать.

По назначению, т.е. технологическому признаку, машины подразделяются на: транспортные; транспортирующие; погрузочно-разгрузочные; грузоподъемные; землеройные; для свайных работ; для приготовления, транспортирования укладки и уплотнения бетонных и растворимых смесей; для уплотнения грунтов; для ремонта и содержания доры; для отделочных и кровельных работ; ручные машины. Каждая из этих групп машин делятся на подгруппы, например, в составе машин для земляных работ можно выделить экскаваторы, бульдозеры, скреперы, грейдеры и др. В свою очередь, внутри подгрупп машин отдельные их типы конструкции узлов или машин в целом (экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, причем первые могут быть с прямой и обратной лопатой, грейдером, драглайном, погрузчиком, свайным молотом, а многоковшовые – роторными или цветными, с продольным или поперечным копанием и т. п.). Каждый тип машины имеет ряд типоразмеров (моделей или марок), близких по конструкции, но отличающихся по отдельным параметрам, например по вместительности ковша, радиусу и глубине копания, размерам, массе, мощности, производительности.

По режиму работы, или принципу действия, различают машины периодического (циклического) и непрерывного действия. Машины циклического действия отличаются универсальностью и приспособленностью к работе в различных производственных условиях, а машины непрерывного действия – высокой производительностью.

По степени подвижности машин они делятся на переносимые, стационарные и передвижные, в том числе прицепные, полуприцепные и самоходные.

По типу ходового устройства машины подразделяются на гусеничном, пневмоколесном, рельсовом ходу, шагающие и комбинированные.

По виду силового оборудования машины бывают работающие от электрических и двигателей внутреннего сгорания. Электрические всегда готовы к работе, но требуются источники электроэнергии. Двигатели внутреннего сгорания при наличии топлива являются полностью автономными. Многие строительные машины имеют комбинированный привод: дизель–электрические, дизель-гидравлические, дизель- пневматические, электрогидравлические, электропневматические.

По количеству двигателей машины бывают одномоторные, когда все механизмы машины работают от одного двигателя, и многомоторные, когда для механизмов машины может быть предусмотрен свой двигатель.

По системам управления различают машины с ручным, полуавтоматическим и автоматическим управлением, а по средствамуправления с механическим, пневматическим, электрическим и комбинированным управлением (например, гидромеханические).

По степени универсальности выпускаются машины универсальные, т.е. многоцелевого назначения (съемное рабочее оборудование) и одноцелевые (один вид рабочего оборудования).

По степени автоматизации различают машины с механизированным управлением, с автоматизированным управлением, с автоматизированным управлением при помощи микропроцессоров и мини ЭВМ. Появились строительные манипуляторы и роботы.

На все выпускаемые строительные машины имеется единая система индексации для облегчения выбора машин. Каждой машине присваивается свой индекс или марка. Буквенная часть индекса указывает на вид машин, а цифровая – на их технические характеристики. Например, буквенный индекс экскаватор одноковшовых – ЭО, экскаваторов траншейных роторных – ЭТР, ценных – ЭТЦ, землеройно-транспортных машин – ДЗ, машин для подготовительных работ и разработки мерзлых грунтов – ДП, кранов стрелковых – КС, башенных – КБ, оборудование для погружения свай – СП, бурильных машин – БМ, для отделочных работ – СО, лебедок – ТЛ, погрузчиков многоковшовых – ТМК, одноковшовых – ТО, подъемников – ТП, конвейеров и питателей ТК, машин для уборки и очистки городов – КО, ручных машин электрических – ИЭ, пневматических – ИП, вибраторов ИВ и т.д. После цифровой части индекса, указывающей на техническую характеристику машин, могут быть такие приведены дополнительные буквы, обозначающие вид ее специального исполнения, а также поряд5ковую модернизацию машины и другие дополнительные сведения.

Основные элементы и конструктивно-эксплуатационные характеристики машин

Каждая строительная машина состоит из: рабочего оборудования, непосредственно выполняющего технологическую операцию; ходового оборудования для передвижения машины; силового оборудования (двигателя), приводящего в действие рабочее и ходовое оборудование; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое оборудование с силовым; система управления для включения и выключения, реверсирования и изменения скорости механизмов и рабочего органа машины; рамы, на которых установлены все узлы и механизмы машины.

Основным технико-эксплуатационным показателем является производительность машины, определяемая количеством продукции, вырабатываемой машины в единицу времени (обычно за один час).

Конструктивное (теоретическое) производительность П_к представляет собой максимально возможную производительность машины, полученную при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузка на рабочий орган при полном отсутствии простоев и при определенных условных фактов.

Производительность машин периодического действия (в м 3 /ч или в т/ч)

где q – расчетное количество продукции, выдаваемая машиной за один цикл работы, м 3 или m;

n – число циклов работы машины в час;

n = 3600/t_ц , t_ц — продолжительность цикла, с;

— плотность продукции (материала), т/м 3 .

Конструктивное производительность непрерывного действия (м 3 /ч или т/ч)

где F – расчетное поперечное сечение потока продукции, м 2 ;

v – расчетная скорость движения потока, м/с.

Техническая производительность П_т, представляет собой максимально возможную производительность, которая может быть получена в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины.

где К_т – коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.

Эксплуатационная производительность П_э определяется реальными условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и организационных перерывов в ее работе.

где К_в – коэффициент по пользованию машины за определенный промежуток времени:

где Т_с – полное время работы машины за смену;

t_n – время перерывов в работе машины за смену.

Стоимость единицы продукции определяется как отношение стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины.

Маневренность машины – это способность работать и передвигаться в системных условиях, разворачиваться на месте. Иногда маневренности придают более широкое значение, отвечающее скорее свойству, называемому подвижностью.

Подвижность машины – способность передвигаться как по строительному участку, так и вне его. Подвижность определяется скорость движения рабочей транспортной проходимостью, устойчивостью при движении и работе, габаритом машины и другими параметрами.