Подъемно-транспортные и строительные машины

Подъемно-транспортные и строительные машины

1. Лекция.

Быстрое обновление парка механического оборудования предприятий строительных материалов широкого внедрения передовой техники, наиболее прогрессивных технологических процессов и гибких производств, позволяющих оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции и дающих наибольший экологический эффект, а также завершение комплексной механизации и перехода к автоматизации имеет первостепенное значение.

Решение этой важной народнохозяйственной задачи возможно путем создания высокоэффективных новых и совершенствование существующих технологических процессов, машин и оборудования, обеспечивающих получение высококачественной продукции с минимальными затратами энергетических, материальных и трудовых ресурсов, а также широкое использование энергосберегающих и безотходных технологий.

Быстрое обновление производственного аппарата, обеспечение качественных сдвигов в промышленности строительных материалов, резкое снижение ручного труда, повышение производительности труда и улучшение качества продукции во многом зависят от темпов внедрения новой высокоэффективной техники, отвечающей мировому уровню.

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 и многомоторным приводом. В первых привод всех механизмов исполнительных рабочих органов осуществляется с помощью муфт, тормозов и механических передач. Во-вторых каждый исполнительный механизм приводится в движение от индивидуального электро-, гидро-или пневмодвигателя.

Возможность обеспечения более высокого КПД, простоты и агрегатности конструкции, автоматизации, лучших условии эксплуатации и ремонта предопределяют преимущественное применение на строительных машинах индивидуального привода механизмов.

От электродвигателя через многорядную клиноременную передачу 2, вал 3 и зубчатую передачу 4 приводится в движение вал 5, который конической шестерней соединен с зубчатым венцам 6 и вращает барабан 7 относительно вертикальной оси 10. Ценной передачей 12 передается движение на барабаны 15 механизма подъема ковша 19. При включении конусного фрикциона 16 посредством рычага 14 канат 17, навиваясь на барабаны, поднимает ковш. В верхнем положении ковш 19 опрокидывается и его содержимое выгружается в барабан. Одновременно ковш своим упором ударяет по выключателю 13, который при повороте отключает фрикцион и включает ленточный тормоз 18, удерживающий барабан в положении разгрузки. Ковш опускается на тормоза 18, управляемым рычагам 14. Наклон барабана в момент разгрузки и опрокидывания при разгрузке осуществляется поворотом штурвала 9, шестерня которого имеет внутреннее зацепление с зубастым сектором 8. При  повороте сектор наклоняет траверсу 11 и барабан опрокидывается. В наклонном положении барабан удерживается тормозом или храповиком.

В машинах и установках, не требующих автомности от внешнего источника энергии в качестве силового оборудования используют электродвигатели переменного или постоянного тока. Электродвигатели переменного тока, питолощиеся обычно от электросети напряжением 380…220 В с нормальной частотой  50 Гц, конструктивно просты, дешевы, надежный и удобно в эксплуатации, по этому наиболее широко применяются в качестве силового оборудование на строительных машинах. Электродвигатели с короткозамкнутым ротором наиболее просты, надежны и удобны в управлении. Однако в процессе их работы они имеют большой пусковой ток. Эти двигатели не имеют также достаточных возможностей регулирования скоростей в зависимости от нагрузки. По этому наиболее часто их применение ограничивается небольшими мощностями до 8…10 квт.

 Лекция 2. Виды приводов: электрически, гидравлическим и пневматический. Основные показатели и область применения.

Наиболее широко используют двигатели постоянного тока в экскаваторах средней и большой мощности с ковшами вместимостью от 4м3 и боле. В этом случае двигатели чаще всего работают в системах; трехобмоточный генератор – двигатель (г-Д с МУ). Механические характеристики этих силовых установок относятся к числу  мягких характеристик у которых скорость приводимых рабочих органов существенно изменяется по мире изменения рабочей нагрузки. В переходных режимах пуска и торможения эти установки обеспечивают необходимую плавность. По этому, несмотря на большую удельную массу этих силовых установок, которая в 1,5…2,5 раз больше других, их наиболее целесообразно применять на экскаваторах средней и большой мощности.

Кроме двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей к силовому оборудованию строительных машин относятся также комбинированные силовые установки: ДВС – электрогенератор, обеспечивает электропривод механизмов от автоклавного источника энергии; ДВС (или электродвигатель) – гидронасос обеспечивает гидропривод механизма; ДВС (или электродвигатель) – компрессор (компрессорная установка) обеспечивает пневмопривод механизмов. Новыми элементами в этих установках являются гидронасосы и компрессоры. Гидронасосы, принимаемые в приводе строительных машин, по способу подачи жидкости подразделяются на шестеренчатые, аксиально-поршневые и лопастные.

Шестеренчатые насосы состоят из корпуса 3 и зубчатых комс 1 и 2 (рис.1,3. а). производительность (подога) (см3 /мин) шестеренчатых насосов, Q=2Пч m2 вn, где ч – число зубьев ведущей шестерни; m – модуль зацепления шестерни; в – ширина шестерни, n – частота вращения ведущей шестерни,

мин-1.

Поршневые насосы подразделяются на аксиально-поршневые (рис.1,3.б) и радиально поршневые. Наиболее распространены первые из них, позволяющие получать более компактные гидропередачи оброительных машин принцип действия аксиальною-поршивого насоса состоит в том, что от вала насоса приводится во вращение относительно оси 1-1 наклонная шайба 6 и связанные с ней шариирию шатуны 5 поршней 4, расположенных на диаметре Дm. Вследствие наклона шайбы к оси насоса и вращение вызывает одновременно возвратно-поступа тельное перемещение поршней в цилиндрах. При этом за одну половину оборота шайбы каждые поршень совершает полный ход в одном направлении, а за вторую половину оборота совершает ход в оборотном направлении. С помощью распределителя 7 при ходе поршня влево полость цилиндра сообщается с Линней нагнетания гидросистемы, а при оборотом ходе с Линней всасывания. Погода такого насоса зависит от угла наклона шайбы y. В регереируемых насосах угол y изменяется с помощью специальной системы управления, поддерживая постоянную мощность, от давасную насосам.

Подача (см3 /мин) аксимально-поршевых насосов,

    Q =0,78 d2 iДб ntдy,

где d – диаметр цилиндров, см;  i – число цилиндров; Дб – диаметр окружности по центрам цилиндров, см; n – частота вращение вала насоса, мин-1,

Аксиально-поршевые насосы работают при давлениях до 40…50 МПа, имеют производительность до 750 л/мин и частоту вращения вала 1000…3000 мин-1.

Лопастной насос (рис 1.3. в) состоит из корпуса 3, ведущего вала и эксцентрично расположенного на валу ротора 8, в разах которого перемещаются пластины 9. При этом им больше эксцентриситет ротора е, тем больше подавленный объем жидкости. В результате выноса жидкости из полости всасывания в ней образуется вакуум, засасывающим жидкость из бака.

Подача (см3 /мин) лопастных насосов,

  Q=2Пnв (r2с  - r2р),

где n – частота вращение ротора, мин-1; в – ширина пластин, см;  rс  ,  rр - радиусы статора (корпуса) и ротора, см.

лопастные насосы работает при давлениях 16…18 МПа при КПД h = 0,8…0,85, 

Компрессоры в строительстве применяют в основном для обеспечения питания воздухам пневмодвигателей ручных пневматических машин, а также краскораспылителей для окрасочных работ и для систем управления машинами. Поэтому совместно с приводным двигателям и системой воздухоподготовки они образуют компрессорные установки.

Поршневой компрессор (рис 1-4) имеет цилиндр 2, в котором движется поршень 1. Возвратно – поступательное движение обеспечивается приводным от двигателя коленчатым валам 6 и шатунам 5. На крышке крышке цилиндра имеются автоматически действующие всасывающий и нагнетательный клапан 3 и 4. При движении поршня вниз от верхней «мертвой» точки в цилиндре создается разрешение, клапан 3 открывается и происходит всасывание наружного воздуха. При движении поршня вверх клапан 3 закрывается и воздух в цилиндре снимается. Давление в цилиндре достигает определенной величины (обычно 0,8 МПа), клапан 4 открывается и сжатый воздух выталкивается из цилиндра по воздуховоду в воздухосборник. За один оборот коленчатого вала происходит полный цикл компрессора – всасывание воздуха и сжатие его и нагнетание.

Лекция 3. Измельчения материалов. Основные понятие и определения. Методы измельчения материалов.

Под измельчениям понимается последовательный ряд операций, имеющих целью уменьшить размеры кусков твердого материала от начальных до конечных, необходимых для промышленного использования продукта измельчения.

Процесс измельчения материалов принято разделять на две стадий: дробление и помол. В свою очередь процессы дробления в зависимости от крупности исходного куске или крупности промежуточного от крупности исходного куске или крупности промежуточного продукта подразделяются на крупное, среднее и мелкое дробления. При помоле различают стадии грубого, и сверх-тоикого помела.

Методы измельчения материалов разнообразны измельчение может производиться путем раздавливания, истирания, изломе, удара, раскалывания. Основные методы измельчения: 1) раздавливания. При раздавливании кусок материала занимается между двумя поверхностями и раздавливается при сравнительно медленном нарастании давления. 2) Удар материал измельчается путем: удара по куску материала, лежащему на какой-либо поверхности; удара быстро движущейся детали (молотка, била) по куску материала; удара куска материала, движущегося с относительно большой скоростью, о неподвижную плиту; удара кусков материала друг о друга. 3) Истирание. Материала измельчается путем трения между движущимся поверхностями или мелющими телами различной формы, а также при трении кусков материала друг о друга. 4) Роскалование. Кусок материала измельчается в результате раскалывающего действия клиновидных тел.

Основными свойствами, характеризующими качество нерудных материалов, применяемых в промышленности строительных материалов, являются прочность, плотность, разрыхленность, модуль упругости и др. Эти свойства имеют большое значения при определении затрат энергии на измельчение материалов.

Классификация машин для измельчения.

Многообразие измельчаемых материалов по их свойствам и преследуемым промышленным целям этого процесса приводит к большому количеству различных конструкций дробильно-помольных машин и установок. Все применяемые машины для измельчения материалов разделяют на две группы: дробияки и мельницы. Дробяки – это машины, которые применяются для дробления сравнительно крупных кусков материала (начальный размер 100-120мм), при этом степень измольчения находится в передалах 3-20. мельницы предиазиачалатся для получения тоикоизменьченного прошкообразного материала, при этом размер частищ конечного продукта составляет от 0,1-0,3мм  до долей микрометра.

По конструкции и принципу работы различают следующие основные типы дробилок:

1. щековые дробильки, в которых раздавливание происходит между неподвижном и неподвижной щеками в результате периодического нажатия;
2. конусные дробилки, в которых раздавливание материала и частичное его изгибание  происходят между двумя конусами. Внешним конус неподвижен, а внутренний, посаженный на вертикальный вал, движется по окружности эксцентрично по отношению к внешнему конусу;
3. валковые дробилки, в которых валками, вращающимся навстречу друг другу. 
4. молотковые дробилки и роторные дробилки ударного действия, в которых дробление материала осуществляется в результате ударов по нему молотков или был быстро вращающего ротора, а такие ударов кусков о стенки камеры дробления и о другие куски;
5. бегуны, которые в зависимости от величины зерна в  конечном продукте и свойств материала предназначаются для мелкого дробления и помола. Измельчения материала происходит между вращающимся катками и чащей путем раздавливания и истирания.

По конструкции и принципу работы различают следующие основные типы мельниц:

1. берабанные мельныци, предназначаемые для тонкого измельчения. Эти мельници могут работать по принципу удара и частичного истирания свабодно падолощими дробещиеми телами, находящимся во вращого щемся или выбриругощем берабоне вместе с измельчаемым материалом.
2. роликовые маятниковые мельницы, в которых материал раздовливается между неподвижным кальцом и быстро вращагощимся роликами, подвешенными шорнирно к крестовине, укрепленной к вертикальному валу.

Машины и оборудование для производства грубой стройтельной керамик. Спасобы механической переработки сырья и керамических камней.

Основным сырьем для изготовления керамических стройтельных издели – камней, блоков, кирпича, черепицы, дренажных труб пластическим спасобам – служат леткоплавкие и тугоплавкие глины, а также различные технологические добавки (песок, шамот, дегидратированная глина, гранулированный шлак и др ), выгорающие добавки (древесные опилки, угли, отходы углеобогатительных фабрик, золы ТЭС и др), пластифицирующие добавки (высокопластичные глины, бетонный отходы целлюлозного производство)

Добывают глину обычно в карьерах одноковшовыми экскаватором или в зависимости от условий работы, скрепером, бульдозером, скребем. В последние годы большое распространение получил специальный экскаватор непрерывного действия, который срезает тонки слой глиняной массы по всей глубине карьера, обеспечивая тем самым первичное усреднение по свойствам основного исходного сырья. Добытая глина складируется в открытом хранилище в штабелях или котлованах, в которых происходит естественные обработка (вылеживание, вымораживание, зумпфирование)

Через промежуточный солод сырья глиняная масса поступает в массоподготовительное отделения, задачей которого является создание исходного сырья-однородной по физико-механическим и реологическим свойствам керамической массы, бес посторонних твердых вкмочении, пригодной для формования.

В формовочном отделении не Шмаковых и бесшмаковых  прессах формуют керамические изделия заданной формы и размеров. Отформованные изделья подвергают сушке в камерных или туннельных сушилках, где влажность изделии с 18-22 %  снижается до 5-10 %. Снижение влажности придает изделиям достаточную прочность и позволяет укладывать их на обжиговые вагонетки в несколько рядов.

В процессе обжига при высокой температуре образуется жидкая фаза, которая склеивает в единый монолит отдельные зерна керамической массы придавая изделию после остывание «камнеподобные» свойства.