Механизация и автоматизация в строительстве (Тема 1.2)

1. Механизация и автоматизация в строительстве

2.

Тема 1.2.Общие сведения о механизации строительства и
строительных машинах
1. Общая характеристика приводов и силового оборудования.
2. Двигатели внутреннего сгорания.
3. Электрические двигатели.
4. Гидравлические насосы.
5. Компрессоры.
6. Трансмиссии строительных машин. Основные соотношения.
7. Механические трансмиссии.
8. Фрикционные передачи.
9. Ременные передачи.
10. Зубчатые передачи.
11. Червячные передачи.
12. Цепные передачи.
13. Валы и оси.
14. Подшипники.
15. Муфты.
16. Остановы и тормоза.
17. Канаты, блоки, барабаны, полиспасты.
18. Редуктора.
13.01.2017
Кафедра технической механики
2

3. 1. Общая характеристика приводов и силового оборудования строительных машин

Привод – это совокупность силового оборудования, трансмиссии и систем
управления, обеспечивающих приведение в действие механизмов машины и
рабочих органов.
По системе приводов строительные машины подразделяются на:
- машины с групповым приводом;
- машины с многомоторным приводом.
Общие требования, предъявляемые к приводу большинства строительных
машин:
- автономность силового оборудования от внешнего источника энергии;
- обеспечение минимальных габаритов, массы;
- большая надежность и готовность к работе;
- высокий КПД;
- простота реверсирования механизмов и регулирования скоростей и рабочих усилий;
- обеспечение плавности включения механизмов;
- независимость рабочих движений при возможности их совмещения;
- простота автоматизации системы управления.
В качестве силового оборудования на строительных машинах
используются:
- двигатели внутреннего сгорания (дизельные и карбюраторные);
- электродвигатели (постоянного и переменного тока);
- гидравлические насосы;
- компрессоры.
13.01.2017
Кафедра технической механики
3

4. 2. Двигатели внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания
Дизельные
Карбюраторные
Недостатки: затруднения
при эксплуатации в
условиях низких
температур; большая
чувствительность к
перегрузкам.
13.01.2017
Мощность 1000-1200 кВт, КПД
30-37%, удельная масса 3-4
кг/кВт, расход горючего 0,20,25 кг/кВт*ч. Долговечность
6000-8000 ч.
Кафедра технической механики
4

5. 3. Электрические двигатели

Электрические двигатели, используемые в СМ
Постоянного
тока
Переменного
тока
Обеспечивают
лучшую плавность
пуска и
торможения;
работают от
специального
генератора или
преобразователя;
более дороги
13.01.2017
Работают от сети
напряжением 380220 В,
конструктивно
просты, дешевы.
Имеют большой
пусковой ток.
Кафедра технической механики
5

6. 4. Гидравлические насосы Шестеренчатый насос

1. Вал
2. Корпус
3. Подшипник
скольжения
4. Ведущая шестерня
5. Ведомая шестерня
КПД – 0,95-0,85
Давление до 10 Мпа
Мощность до 40 кВт
13.01.2017
Кафедра технической механики
6

7. 4. Гидравлические насосы Аксиально-поршневой насос

1. Приводной вал.
2. Шток
3. Поршень
4. Цилиндр
5. Вращающийся
цилиндровый блок
6. Неподвижный
распределительный диск
7. Отверстия цилиндра
8. Дуговые окна
КПД – 085-0,9
Давление до 50 Мпа
Мощность до 100 кВт
13.01.2017
Кафедра технической механики
7

8. 4. Гидравлические насосы Пластинчатый

Б – всасывающая полость
С – нагнетательная
полость
е- эксцентриситет
12. Ротор
13. Корпус
14. Пластина
КПД – 0,8-0,85
Давление до 18 МПа
Мощность до 10 кВт
13.01.2017
Кафедра технической механики
8

9. 5. Компрессоры Компрессор одноступенчатого сжатия

1. Коленчатый вал
2. Шатун
3. Поршень
4. Цилиндр
5. Всасывающий
клапан
6. Фильтр
7. Клапан
8. Воздухосборник
13.01.2017
Кафедра технической механики
9

10. 5. Компрессоры. Компрессор двухступенчатого сжатия

Дополнительные
элементы:
9. Цилиндр низкого
давления
10. Холодильник
(водяной или
воздушный)
11. Цилиндр высокого
давления
Давление на выходе
0,8 МПа
13.01.2017
Кафедра технической механики
10

11. 6. Трансмиссии строительных машин. Основные соотношения.

Трансмиссии – это устройства, обеспечивающие передачу
движения от силовой установки к исполнительным механизмам
и рабочим органам машины.
Трансмиссии позволяют изменять по величине и
направлению скорости, крутящие моменты и усилия.
По способу передачи энергии трансмиссии подразделяют
Механические
Гидравлические
Электрические
13.01.2017
Комбинированные
Пневматические
Кафедра технической механики
11

12. Соотношения в трансмиссиях

1 n1
i
2 n2
P2
P1
13.01.2017
где
P1
где
1, 2 , n1, n2
– угловые скорости и частоты вращения соответственно
на входе и на выходе.
и
P2
энергия вращения соответственно на входе и на выходе передачи.
Кафедра технической механики
12

13. 7. Механические трансмиссии

Механические трансмиссии включают в себя механические
передачи, муфты, тормоза и другие элементы,
обеспечивающие передачу движения.
Механические передачи по принципу работы делят:
Передачи трением
С непосредственным
контактом тел
качения
(фрикционные)
13.01.2017
Передачи зацеплением
С гибкой
связью
(ременные)
С непосредственным
контактом (зубчатые
и червячные)
Кафедра технической механики
С гибкой
связью
(цепные)
13

14. 8. Фрикционные передачи

Передаточное отношение для
фрикционной передачи:
D2
i
D1 (1 )
13.01.2017
Кафедра технической механики
14

15. 9. Ременные передачи

. Ременная передача (а) и типы ремней (б - е)
13.01.2017
Кафедра технической механики
15

16. 10. Зубчатые передачи

Для передачи вращательного движения
между двумя параллельными осями
применяют цилиндрические колеса с
прямыми (рис.а и ж), косыми (рис. б) и
шевронными (рис. в) зубьями; между
пересекающимися осями - конические
колеса с прямыми (рис.г) или круговыми
(рис.д) зубьями; между
перекрещивающимися осями винтовыми колесами (рис. 3 е).
Для преобразования вращательного
движения в поступательное и наоборот
служит зубчато-реечная передача (рис.
з). Передача, в которой зубья колеса
находятся на его внутренней поверхности
(рис. ж), называется передачей
внутреннего зацепления.
13.01.2017
Кафедра технической механики
16

17. Параметры зубчатой передачи

Окружность, по которой размечают
расстановку зубьев, называют
делительной (она же обычно является
и начальной окружностью) и обозначают
буквой d. Часть дуги делительной
окружности р между одноименными
точками одноименных (правых или
левых) рабочих поверхностей зубьев
называют окружным шагом зубьев.
p
p z d
d z m z
Здесь m – модуль зацепления.
d1 m z1
d 2 m z2
ha m
h f 1,25 m
h 2,25 m
d e d 2m m( z 2)
d i d 2.25m m( z 2.25)
13.01.2017
Кафедра технической механики
17

18. 11. Червячные передачи а- червяк с цилиндрической делительной поверхностью; б – червяк с торовой делительной поверхностью.

13.01.2017
Кафедра технической механики
18

19. 12. Цепная передача

Схема цепной передачи
13.01.2017
Втулочно-роликовая (а) и зубчатая (б) приводные цепи
Кафедра технической механики
19

20. 13. Валы и оси

Валы (коленчатый и гибкий)
13.01.2017
Цапфы валов и осей
Кафедра технической механики
20

21. 14. Подшипники Подшипник скольжения

Подшипник скольжения с разъемным корпусом
13.01.2017
Кафедра технической механики
21

22. Подшипник качения

Основные типы подшипников качения
13.01.2017
Кафедра технической механики
22

23. 15. Муфты

Муфты – устройства, предназначенные для соединения валов, осей
По принципу
действия
По назначению
Неуправляемые
Механические
Управляемые
Электрические
Гидравлические
Для соединения
вала с зубчатым
колесом, шкивом
Предохранения
узла или машины
от перегрузок
13.01.2017
По виду
управления
Для
компенсации
несоосности
валов
Для
включения
или
выключения
одного из
валов
Автоматические
Специальные
Для
соединения
двух валов
Уменьшения
динамическ
их нагрузок
Обеспечения возможности
одному из валов
перемещаться вдоль оси
Кафедра технической механики
23

24.

Втулочные муфты
13.01.2017
Продольно-свертная муфта
Кафедра технической механики
24

25.

Фланцевая муфта
13.01.2017
Компенсирующие муфты: а - зубчатая; б - цепная
Кафедра технической механики
25

26. Муфты

Принципиальная схема шарнирной муфты
13.01.2017
Упругие муфты:
а - втулочно-пальцевая; б - с торообразной оболочкой
Кафедра технической механики
26

27. Муфты

Кулачковая муфта
Фрикционные муфты
13.01.2017
Кафедра технической механики
27

28. 16. Остановы и тормоза

Остановы – предназначены для стопорения и надежного
фиксирования поднятого груза в заданном положении,
позволяя валу или барабану лебедки вращаться в одном
направлении, и препятствуя вращению в обратную сторону
Остановы
По конструктивному
исполнению
Храповые
По назначению
По типу
управления
Автоматические
Фрикционные
Роликовые
Управляемые
Клиновые
С внешним
зацеплением
13.01.2017
С внутренним
зацеплением
Спускные
Кафедра технической механики
Стопорные
28

29. Остановы

1. Храповое зубчатое колесо.
2. Собачка.
3. Пружина.
13.01.2017
Кафедра технической механики
29

30. Тормоза

Тормоза – уравновешивают целиком или частично крутящий
момент на барабане или валу механизма тормозным моментом,
возникающим от сил трения между контактирующими
подвижными и неподвижными элементами тормоза
Тормоза
По назначению
Стопорные
По характеру действия
приводного усилия
По принципу
действия
Спускные
Автоматические
Нормально
замкнутые
13.01.2017
Управляемые
Нормально
разомкнутые
Кафедра технической механики
30

31.

4. Шкив
5. Лента
6. Толкатель
7. Якорь
8. Катушка
электромагнита
9. Рычаг
10. Пружина
11. Колодкка
12. Электрогидравлический
толкатель
в,д) колодочный
тормоз
г) ленточный
тормоз
13.01.2017
Кафедра технической механики
31

32. 17. Канаты, блоки, барабаны, полиспасты

Канаты – гибкие грузовые и тяговые органы, предназначенные для
передачи усилий при подъеме и перемещении грузов.
Различают стальные и пеньковые канаты. По назначению канаты
делят на грузолюдские (ГЛ) и грузовые (Г). Их изготовляют из
высокопрочной светлдой или оцинкованной проволоки диаметром
0,2-3 мм, предел прочности которых при растяжении составляет
1200-2600 Мпа. Канаты бывают одинарной (а), двойной (б), тройной
(в) свивки.
13.01.2017
Кафедра технической механики
32

33. Схемы крепления концов стальных канатов: а) металлический коуш; б) разъемное соединение; в) обжимная гильза; г) соединение заливкой; д) зажим

Схемы крепления концов стальных канатов: а) металлический коуш;
б) разъемное соединение; в) обжимная гильза; г) соединение
заливкой; д) зажимы
13.01.2017
Кафедра технической механики
33

34. Крюки и петли предназначены для крепления штучных грузов и специальных захватных приспособлений. Различают однорогие крюки (а, в), двуроги

Крюки и петли предназначены для крепления штучных грузов и
специальных захватных приспособлений. Различают однорогие
крюки (а, в), двурогие (б) крюки; крюки и петли, изготовленные
ковкой или штамповкой из мягкой стали (г).
13.01.2017
Кафедра технической механики
34

35. Канатные стропы – предназначены для подвешивания грузов к крюкам и петлям. Бывают кольцевые универсальные (а), прямые облегченные (б,в), мно

Канатные стропы –
предназначены для
подвешивания грузов к
крюкам и петлям. Бывают
кольцевые универсальные
(а), прямые облегченные
(б,в), многоветвевые (г).
Траверсы – устройства,
предназначенные для
подъема длинномерных
грузов (е,ж).
Специальные захваты –
клещевые,
эксцентриковые,
вакуумные захваты,
электромагниты,
грейферы и т.п.
13.01.2017
Кафедра технической механики
35

36. Блочные обоймы применяют как самостоятельные грузоподъемные устройства на монтажных и такелажных работах, так и в конструкциях строитель

Блочные обоймы применяют как самостоятельные
грузоподъемные устройства на монтажных и такелажных работах, так и в
конструкциях строительных машин. Блочная обойма с одним блоком (а), с
несколькими блоками (б). Элементы: 1- щека, 2- ось с кольцом, 3- ось, 4блок с профильными канавками, 5-траверса, 6-крюк или петля.
13.01.2017
Кафедра технической механики
36

37. Барабаны предназначены для однослойной (с нарезными винтовыми канавками) или многослойной (с гладкой поверхностью) навивки и укладки кана

Барабаны предназначены для однослойной (с нарезными
винтовыми канавками) или многослойной (с гладкой поверхностью)
навивки и укладки канатов.
13.01.2017
Кафедра технической механики
37

38. Полиспаст представляет собой систему подвижных и неподвижных одно- и многоблочных обойм, огибаемых по определенной системе одним общим ка

Полиспаст представляет собой систему подвижных и
неподвижных одно- и многоблочных обойм, огибаемых по определенной
системе одним общим канатом. Полиспасты применяю для выигрыша в
силе (редукторные полиспасты) или скорости (мультипликаторные
полиспасты).
А, б) –редукторные полиспасты, в) – мультипликаторный полиспаст.
1- барабан лебедки, 2- неподвижная блочная обойма, 3-подвижная
блочная обойма.
13.01.2017
Кафедра технической механики
38

39. Параметры полиспастов. Выбор каната

Стальные канаты характеризуются диаметром, маркировочной группой
проволоки и разрывным усилием каната в целомF0 (кН), по которому выбирают
типоразмер каната, связанный с наибольшим усилием натяжения S max (кН)
соотношением Sma[ =Fo Kp
где K р - минимальный коэффициент запаса прочности, зависящий от вида,
назначения, режима работы механизма (для неподвижных канатов = 2,5 ... 5;
для подвижных канатов = 3,15 ... 9).
Отношение
i
Vк
Vг
называют кратностью полиспаста
КПД полиспаста определяют по формуле:
где
-б
13.01.2017
п
бi
i ( б 1)
КПД одного полиспастного блока;
i - кратность полиспаста.
Кафедра технической механики
39

40. 18. Редукторы Редуктором называется механизм, предназначенный для уменьшения частоты вращения выходного вала по сравнению с входным, увели

18. Редукторы
Редуктором называется механизм, предназначенный для уменьшения
частоты вращения выходного вала по сравнению с входным, увеличения
крутящего момента и состоящий из одной или нескольких механических
передач, помещенных в общем корпусе
а) одноступенчатый
б, в,г) двухступенчатый
д) трехступенчатый
е) одноступенчатый
конический
ж) одноступенчатый
червячный
з) коническо цилиндрический
и) червячно - зубчатый
13.01.2017
Кафедра технической механики
40

41. Дополнительный материал

13.01.2017
Кафедра технической механики
41

42. Двигатель внутреннего сгорания

Двигатели почти всех современных
автомобилей являются четырехтактными по
своему циклу работы, и энергия, полученная
от сжигания бензина, почти полностью
преобразовывается в полезную. Цикл Отто,
так называется подобный принцип, по имени
Николауса Отто, изобретателя двигателя
внутреннего сгорания (1867 год)..
Схема работы бензинового двигателя
внутреннего сгорания:
-такт впуска;
-такт сжатия;
- рабочий такт;
-такт выпуска.
13.01.2017
Кафедра технической механики
42

43. Трехфазные электродвигатели переменного тока серии АИР

Общепромышленные асинхронные трехфазные электродвигатели переменного тока
серии АИР используются при комплектации электроприводами механизмов и агрегатов
в самых разнообразных отраслях промышленности (применяются в строительной
технике, на подъемниках и транспортерах, в системах промышленной вентиляции)
13.01.2017
Кафедра технической механики
43

44. Шестеренный насос с алюминиевым блоком для силовых гидравлических систем VIVOLI

13.01.2017
Кафедра технической механики
44

45. Аксиально-поршневой насос с наклонным диском DARK-60 UNI OMFB (Италия)

13.01.2017
Кафедра технической механики
45

46. Компрессоры

Поршневой компрессор
13.01.2017
Безмасляный компрессор
Кафедра технической механики
46

47. Фрикционный вариатор VAR (Италия)

13.01.2017
Кафедра технической механики
47

48. Тормоз колодочный ТКГ

13.01.2017
Кафедра технической механики
48