Требования к самоходным машинам

маневренность (подвижность) машины — способность разворачиваться в естественных условиях с минимальным радиусом поворота Rп

проходимость — это способность преодолевать неровности местности и неглубокие водные преграды, проходить по влажным и рыхлым грунтам, снежному покрову и т. д.

устойчивость машины —это способность противостоять действию сил, стремящихся ее опрокинуть.

Слайд № 15

Устойчивость строительных машин

Устойчивость машины — ее способность сохранять свое положение в пространстве относительно опор независимо от различных сочетаний действующих нагрузок.

Слайд № 16

Производительность строительных машин

Теоретическая (конструктивная) - это максимально возможное количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузках.

Слайд № 17

Производительность строительных машин

Техническая производительность - это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени непрерывной работы машины непосредственно в конкретных производственных условиях при правильно выбранных режимах работы и нагрузках на рабочие органы.

Слайд № 18

Производительность строительных машин

Эксплуатационная производительность — это количество продукции, вырабатываемой в единицу времени с учетом всех перерывов в работе, вызываемых требованиями эксплуатации, условиями труда работающих и организационными причинами:

часовая (среднечасовая)

сменная

годовая

Лекция 2. Конструкция строительных машин. Часть первая.

Лекция 2. Устройство строительных машин

Конструкция строительных машин

Рабочие органы

Силовые установки (приводы)

Режимы работы силовых установок

Двигатели внутреннего сгорания

Электродвигатели переменного тока

Электродвигатели постоянного тока

СОСТАВЛЯЮЩИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Каждая машина состоит из деталей (элементов) и сборочных единиц, предназначенных для выполнения определенных функций в процессе работы машины.

По функциональному признаку в каждой машине различают следующие сборочные единицы:

силовые установки (двигатели), являющиеся источником или преобразователем энергии в механическую работу;

рабочее оборудование (рабочий орган), непосредственно осуществляющее технологическую операцию и имеющее непосредственное воздействие на перерабатываемый материал;

ходовое оборудование (у самоходных машин), предназначенное для передвижения всей машины и передачи давления от веса машины и рабочих нагрузок на основание;

функциональное оборудование, входящее в конструкцию машины и выполняющее определенную функцию (встроенные компрессоры, генераторы, вентиляторы, предпусковые подогреватели) ;

передаточные механизмы (трансмиссию) для осуществления связи силового оборудования с рабочим оборудованием, а также с ходовым оборудованием самоходных машин при различных комбинациях скоростей, моментов и сил;

систему управления, предназначенную для запуска и останова силового оборудования, а также для соединения и разъединения связи между силовым оборудованием, рабочим или ходовым оборудованием, а также в необходимых случаях для быстрого прекращения движения — торможения;

несущую конструкцию (раму) машины, служащую для размещения и закрепления на ней всех элементов машины и сохранения их взаимного расположения между собой. У самоходных машин несущая конструкция передает давление от веса машины и рабочих нагрузок на основание через ходовое оборудование, а у стационарных—непосредственно через детали опорного устройства.

Рабочие органы строительных машин

Рабочий орган — та часть машины, при помощи которой выполняются рабочие операции. Основные параметры рабочего органа зависят от вида выполняемой операции и главного параметра машины. У некоторых рабочих органов за главный параметр машины принимают один из его параметров. Так, геометрическая емкость ковша одноковшового экскаватора является его главным параметром.

Рабочие органы землеройных, землеройно-транспортных, бурильных машин принято разделять на следующие группы:

-только отделяют грунт от массива или разрезают породу (зуб рыхлителя);

- отделяют и перемещают грунт по мере его отделения или перемещают породу после рыхления (отвал бульдозера);

- после отделения грунта от массива он накапливается в емкостях и переносится в этих емкостях (ковш экскаватора, скрепера).

Силовые установки (приводы) машин

Силовая установка — та часть машины, которая приводит в движение механизмы машины. Она представляет собой агрегат, состоящий из двигателя и вспомогательных систем:

питания (топливный бак, фильтры, трубопроводы),

охлаждения (водяной насос, радиатор трубопроводов),

управления (рычаги управления режимом двигателя, охлаждения),

смазки;

подмоторных рам.

Силовые установки разделяются на установки с одним двигателем и комбинированные. На установках с одним двигателем применяют следующие двигатели:

внутреннего сгорания,

дизельные или карбюраторные,

электрические постоянного и переменного тока,

пневматические.

Установки с комбинированным приводом бывают

электрические по системе генератор — электродвигатель,

дизель-электрические,

дизель-гидравлические,

дизель-пневматические.

Также приводы бывают одно- и многомоторные.

В одномоторном приводе одна силовая установка приводит в движение все механизмы. При таком приводе включают и выключают отдельные механизмы машины при помощи различных конструкций муфт, чаще всего фрикционных.

Достоинством одномоторного привода является то, что масса этого привода меньше, чем суммарная масса приводов многомоторного привода, а изготовить его проще и дешевле.

Недостаток одномоторного привода состоит в том, что при нем требуется большое количество трансмиссий, чтобы осуществить передачу движения отдельным механизмам. Кроме того, при одномоторном приводе нельзя получить независимое распределение мощности между приводимыми в движение механизмами.

При многомоторном приводе каждый механизм или группа их приводятся в движение отдельными двигателями. Чаще всего на машинах с многомоторным приводом двигатель внутреннего сгорания приводит в движение электрогенератор, который питает электроэнергией электроприводы отдельных механизмов. Двигатель внутреннего сгорания может приводить в движение гидронасос, который подает жидкость к гидродвигателям отдельных механизмов.

Достоинством многомоторного привода является то, что в нем можно регулировать работу отдельных механизмов независимо друг от друга, значительно сократить количество трансмиссий, легче осуществить автоматизацию.

Режимы работы силовых установок

Нагрузочные диаграммы при различных режимах работы машины:

а — легкий режим работы; б — средний; в — тяжелый; г — очень тяжелый; 1 — частота колебаний машины; 2 — изменение мощности

Режим машины зависит от:

величины амплитуды и частоты колебаний нагрузки;

количества включений в единицу времени;

реверсивности движения;

продолжительности непрерывной работы.

Различают четыре режима работы:

1. Легкий режим работы (рис. а)

отношение максимальной нагрузки к средней составляет: 1,1 - 1,3

скорость рабочих движений постоянна,

нет реверсивности рабочих движений;

число включений в 1 ч составляет 20—30, редко 50.

С такими режимами работают

машины для уплотнения грунтов (кроме вибрационных),

бетоносмесители,

растворосмесители,

цилиндрические грохоты,

транспортеры.

Для привода этих машин можно применять любые двигатели.

2. Средний режим работы (рис. б)

отношение максимальной нагрузки к средней составляет 1,5 - 2,5;

скорость рабочих движений переменна,

движения редко реверсивны;

число включений в 1 ч достигает 200.

На таких режимах работают скреперы, тягачи, грейдер-элеваторы, дробилки, краны, многоковшовые экскаваторы и погрузчики.

3. Тяжелый режим работы (рис. в)

отношение максимальной нагрузки к средней составляет 2 : 3;

нагрузка имеет частые и резкие пики;

скорости рабочих движений меняются прерывно,

движения часто реверсивны; число включений в 1 ч до 1000 и более.

На таких режимах работают одноковшовые экскаваторы, бульдозеры, толкачи и др.;

4. Очень тяжелый режим работы — носит ударный или вибрационный характер (рис. г).

Целесообразность применения того или иного двигателя для работы при различных режимах нагружения определяют с помощью механической внешней характеристики.

Кривую, построенную в координатах М и n, где М — крутящий момент; n — частота вращения; М = f (n) называют механической внешней характеристикой.

Ннаилучшей характеристикой является такая, при которой для всех значений частоты вращения мощность оставалась постоянной:

N = AMn = const

Кривая внешней характеристики, отвечающая этому требованию, представляет собой гиперболу (кривая 1 на рис.). Если сравнивать различные характеристики, имеющие одну и ту же точку номинального режима (точка О на рис.), то их можно условно разбить на следующие категории:

проходящие в зонах А и С — жесткие,

в зонах В и D — так называемые мягкие.

Жесткость характеристики определяется по формуле

b = dM/dn

Характеристики, для которых

b стремится к бесконечности, называют абсолютно жесткими (вертикальная прямая на рис.);

при b = 40 - 10 — жесткими (прямая 3);

при b <>

Другой характеристикой двигателя является запас крутящего момента, определяемый коэффициентом kзап:

kзап=(Mmax - Mном)/Мmax;

Также о приспособляемости двигателя можно судить по коэффициенту приспособляемости:

kп= Мmax/Мном.

Чем мягче характеристика, тем шире пределы изменения частоты вращения двигателя при изменении нагрузки, т. е. способность автоматически снижать частоту вращения при перегрузке с плавным увеличением крутящего момента.