Контрольная работа по "Строительным машинам"

Задача №1.

Определить грузоподъемность гидравлического домкрата и число качаний плунжера насоса для подъема груза на заданную высоту. Усилие рабочего на рукоятке Рр=зооН. Длина рукоятки L=700мм, диаметр поршня домкрата D=250мм, КДП=0,8. Высота подъема Н=200 мм, ход плунжера насоса lо=20мм, плечо толкателя плунжера l=35 мм.

Подъемная сила домкрата

Q= p(L/1)(D²/d²)n=300·(70/3,5)(25²/2²)·0,8=750000Н=750кН

Необходимое количество жидкости для подъема груза на заданную высоту

V=(пD²/4)·Н= (3,14·25²/4)·20=9800 см³

Объем жидкости, подавляемой насосом за один ход плунжера

Vо=(пd²/4)·lо=(3,14·2²/4)·26,28см³

Необходимое число качаний плунжера n=V/Vо=9800/6,28=1560.

Вопросы.

1.Приведите исторические сведения о развитии строительных машин.

Практическое применение строительных машин можно отнести к началу XIXв., когда была создана паровая машина. Одной из первых землеройных машин была многоковшовая землечерпалка с двигателем мощностью 15 л.с. (11 кВт), построенная Ижорским заводом в 1812 году под руководством инженера А. Бетанкура. Впоследствии завод построил еще две такие землечерпалки, успешно работавшие на углублении гаваней. За рубежом подобные землечерпалки появились только в 1830 году. Паровые землечерпалки были в 14 раз производительнее, чем землечерпалки с ручным или конным приводом.

В 1836 году механик Отис (США) изобрел паровой экскаватор с ковшом, вместимостью 1,14м³ при мощности 15 л.с. на рельсовом ходу без привода. Его производительность составила 30…80 м³/ч, что в 1,5-2 раза меньше производительности современного канатного экскаватора с ковшом такой же вместимости. Экскаваторы Отиса успешно работали на строительстве железной дороги Санкт-Петербург – Москва, а впоследствии на добыче руды на Урале.

В начале XIX в., появились копры для забивки свай с чугунными бабами массой до 400 кг, поднимаемые канатами вручную, конной тягой или водяным колесом.

На строительстве железной дороги Санкт-Петербург – Москва работали свайные подвесные молоты с приводом от паровых лебедок. Первый отечественный паровой молот был построен в 1869 году.

Первый колесный скрепер с конной тягой появился в XVIII веке. Во второй половине XIX в. на земляных работах использовались конные совковообразные скреперы-волокуши вместимостью 0,1…0,3м³, а так же колесные скреперы с ковшами 0,2… 0,3м³.

Еще в 1850-х гг. в России выравнивали дороги бревнами, которые волочились конной тягой. В 1870-х гг. в США появились первые грейдеры с подвешенным к телеге ножом-отвалом. Впоследствии телега была заменена металлической рамой на колесах и усовершенствована некоторыми механизмами.

Еще 2..3 тысячи лет до нашей эры на дорожных работах применялись каменные катки с ручной тягой. Во второй половине XIX в. тяга была заменена на конную, а затем каменные катки были заменены на металлические. В конце XIX в. на Коломенском заводе началось производство паровых катков массой 10 т при мощности 15…25 л.с. (11…18,4 кВт). В 1970-е гг. появились грейдер-элеваторы с конной тягой производительностью до 100м³, которые использовались на дорожных работах.

Со второй половины XIX в, для дробления щебня в дорожном строительстве начали применять щековые дробилки. Первые смесительные машины с деревянным барабаном и ручным приводом появились в середине XIXв.

В дальнейшем ручной привод был заменен конным, а деревянные барабаны-железными, еще позже они были переведены на паровой привод. С конца XIX века начали использовать пневматические трамбовки для уплотнения бетонной смеси взамен деревянных.

Первые простые машины создавались для выполнения наиболее тяжелых и трудоемких работ, где требовались очень большие рабочие усилия. Идеи сложных машин-землечерпалок, экскаваторов с элементами подъемных устройств появились в средние века. Однако для их реализации потребовались большие сроки. Так, от создания эскиза грейфера Леонардо да Винчи (1500г.) до постройки грейферного механизма землечерпалки прошло 225 лет, от изобретения того же автора цепной землечерпалки до первой такой машины с конным приводом-более 200 лет, а до цепной паровой землечерпалки-более 300 лет.

Первая эпоха создания машин с ручным, конным, водяным и ветровым приводами длилась до XIX в., после чего, с изобретением паровой машины, наступила вторая эпоха, длившаяся менее столетия. Она совпала с бурным развитием постройки железных дорог, которое создало благоприятные условия для применения паровых экскаваторов мощностью до 1000 л.с. (735 кВт), массой до 500 т на рельсовом ходу. Следующим решающим фактором в развитии строительных машин стало освоение в начале ХХ в. гусеничного, а затем пневмоколесного хода.

В 1920-е гг. начался третий этап развития строительных машин, сопровождавшийся увеличением их мощности, повышением производительности, снижением энергоемкости и материалоемкости, применением более совершенных видов привода и управления, созданием сменного рабочего оборудования для различных условий и видов работ. Начало ХХ столетия знаменуется заменой на строительных машинах парового привода двигателями внутреннего сгорания в широких масштабах. Началось внедрение индивидуального электрического и гидравлического приводов, а также современных систем управления.

В развитии строительных машин отмечаются следующие тенденции: при создании большинства машин использовался принцип подобия ручным рабочим процессам; первые машины были целиком или частично деревянными, только в конце ХIХ в. железо вытеснило дерево из всех несущих конструкций машин; ручной, конный, ветряной и водяной приводы были заменены более прогрессивным паровым приводом с одновременным повышением его мощности (от 14…15 л.с. в середине XIX в. до 800 л.с. к концу XIX в.); неприводные ходовые устройства из деревянных катков и колес были последовательно заменены гусеничным и пневмоколесным приводным ходом; внедрение прогрессивных видов привода(двигателей внутреннего сгорания, электро- и гидропривода), а так же современных систем управления на основе достижений науки и техники способствовало дальнейшему совершенствованию конструкций строительных машин, снижению их энергоемкости и материалоемкости, созданию комфортных условий для обслуживающего машину персонала.

2. Вычертите схему пневмоколесного крана.

3. Опишите принцип работы бульдозера.

Бульдозер – это специализированная техника, представляющая собой колёсный или, в основном, гусеничный трактор, который имеет установленный рабочий орган, называемый отвалом. Отвалы бывают криволинейными, прямолинейными, но обязательным условием является, то, что он должен быть расположен за пределами колёсной базы бульдозера. Основное предназначение данных машин – перемещение, планировка грунтов и послойное копание. Отвал бульдозера опускают ниже опорной поверхности на 50...200 мм в зависимости от типа, размера машины. При движении машины вперед заглубляют отвал и режут грунт стружкой определенной толщины. После образования перед отвалом призмы грунта его транспортируют на расстояние и одновременно подрезают материал. Подрезанием компенсируют потери грунта, высыпающегося из призмы через боковые поверхности отвала в боковые валики. Затем отвал поднимают, грунт отсыпают в отвал, и бульдозер откатывается задним ходом в исходное положение. Процесс перемещения грунта называют рабочим ходом, движение машины назад — холостым ходом. Аналогичным способом засыпают траншеи и погружают грунт в транспорт.

Планировочные работы осуществляют передним ходом с отвалом, приподнятым на величину отсыпаемого слоя, или задним. Скрепер толкают в задний буфер машины в момент наполнения ковша. У бульдозера-рыхлителя в процессе работы стойка с зубом опущена на определенную глубину. Машина перемещается передним ходом и рыхлит грунт. Рыхлитель выглубляют из грунта, и машина задним ходом откатывается в начальное положение с небольшим смещением в сторону, называемым шагом рыхления.

Каких бы размеров не был бульдозер, это всегда достаточно мощная машина. Ведь именно мощность является одним из ключевых характеристик этой спецтехники. Используя свою собственную массу, бульдозеры, при помощи фронтального отвала, перемещают большие объемы грунта или тяжелые предметы на небольшое расстояние.

Именно по этому, бульдозерная техника является, по большому счету, незаменимой при работах по очистке и подготовке территории. На большинстве бульдозеров в качестве шасси используется гусеничный ход, который дает машине дополнительные преимущества – именно за счет гусениц бульдозеры могут работать в любых условиях на любых видах грунтов.

4. Расскажите о машинах и оборудовании отделки полов.

Бетонные полы затирают сразу же после вакуумной обработки. Для грубого заглаживания поверхностей бетонных и мозаичных полов используют трех - и четырехлопастные  машины со сменными лопастями различной ширины. Широкие лопасти используют для затирки, а узкие-для железнения поверхности бетона.

Для более качественной отделки полов применяют дисковые затирочные машины с двумя вращающимися навстречу друг другу рабочими дисками из древесно-стружечных плит. Для самоустановки дисков в плоскости вращения они соединены с валами редуктора 2мя резиновыми мембранами. Рабочие диски приводятся в движение от асинхронного электродвигателя через редуктор. Пульт управления с пакетным выключателем и краном для подачи воды в зону обработки установлены на рукоятке, закрепленной на корпусе машины.

Для шлифования и полирования полов из мозаики, мрамора, гранита и т.п. материалов применяют мозаично-шлифовальные машины. Они приводятся в движение электродвигателем или, реже, -двигателем внутреннего сгорания через зубчатый редуктор. Принципиальные схемы устройства и работы этих машин сходны с таковыми для дисковых и затирочных машин и отличаются от последних рабочим инструментом, в качестве которого применяют трехгранные абразивные камни, закрепленные в державках на планшайбах. Частота вращения рабочих органов составляет 250…750 об/мин. Меньшие скорости используют при грубой обдирке поверхностей, а большие при тонком шлифовании и полировании. Для улучшения процесса шлифования в рабочую зону подают воду.

Для строжки деревянных полов применяют строгальные машины. Их рабочим органом является вращающийся барабан, на периферийной поверхности которого, установлены ножи. Барабан приводится во вращение либо обращенным электродвигателем с неподвижным ротором и вращающимся статором, выполненным заодно с барабаном, либо вынесенным на корпус машины электродвигателем через ременную передачу. Копирная плоскость отслеживается одним передним и двумя задними роликами. Последние свободно установлены на оси траверсы, положение которой регулируют рукояткой через подпружиненную тягу, чем достигается требуемая глубина сгорания. Стружка выносится из зоны сгорания воздушным потоком, создаваемым крыльчаткой вентилятора, установленного на валу ножевого барабана. Запускают и останавливают электродвигатель магнитным пускателем, установленным на стойке. Строжку выполняют в два прохода: продольным при глубине строгания 2…2,5 мм и поперечным (чистовым)- 0,5…1 мм. Производительность машины составляет до 40м²/ч.

Для шлифования дощатых и паркетных полов применяют шлифовальные машины барабанного и дискового типов.

Шлифовальная машина барабанного типа по устройству и принципу работы сходна со строгальной машиной, только существуют отличия. Копирная поверхность отслеживается двумя передними, регулируемыми по высоте, и одним задним рояльного типа роликами. Рабочим инструментом служит шлифовальная шкурка, закрепляемая на шлифовальном барабане по слою резины. Барабан установлен перед передними роликами, высотным положением которых регулируют глубину шлифования. Продукты шлифования выносятся потоком воздуха, создаваемым крыльчаткой вентилятора, приводимого общим электродвигателем, и оседают в сборном мешке. Шлифуют полы в два приема - продольной и поперечной проходкой. Производительность машины достигает 60 м²/ч обработанной поверхности.

Шлифовальные машины дискового типа применяют для шлифования полов в стесненных условиях (под приборами отопления, в углах помещений). Их рабочим органом служит вращающийся диск с закрепленной на нем абразивной шкуркой. Рабочая поверхность диска наклонена к обрабатываемой поверхности под углом 10…15º. Производительность диско-шлифовальных машин достигает 5 м²/ч.

При устройстве полов из рулонных материалов раскраивают и сваривают полотнища в централизованных подсобных предприятиях, а их прикатку, прирезку и подварку отдельных мест выполняют непосредственно на строительном объекте. Линолеум сваривают посредством инфракрасного излучения, токами высокой частоты и горячим воздухом с нагревом кромок и сварочного шнура до температуры 220…270ºС. Размягченный сварочный шнур вплавляют в стык свариваемых полотнищ, вдавливая его прижимным роликом.