авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения ...»

-- [ Страница 2 ] --

Шестеренный гидромотор преобразует энергию потока жидкости в механическую энергию вращательного движения. В результате на нем реализуются: мощность NГM, вращающий момент ТГМ и частота вращения nГМ. Мощность гидромотора (в киловаттах) N ГМ = Q P 0 м ГЛ (2.4) где Q – расход гидромотора, л/мин.

В данной работе принято, что расход гидромотора Q равен подаче насоса Qнас и определяется по выражению (2.1) Значение давления в гидросистеме Р задается в зависимости от настройки предохранительного клапана, а значения 0 и м для шестеренных гидромашин указаны ранее.

Новым параметром здесь является КПД гидролинии ГЛ. Рабочая жидкость от насоса поступает в гидродвигатель не непосредственно, а протекает по гидролиниям через гидрораспределитель. В каждом из этих устройств гидроаппаратуры она преодолевает гидравлические сопротивления и теряет часть энергии, чем и определяется величина КПД гидролинии. Можно считать, что ГЛ 0,98.

Вращающий момент, развиваемый гидромотором (Нм) V P ГЛ Т ГМ = 0 103 (2.5) где V0 – рабочий объем гидромашины, рассчитанный по формуле (2.2), значения p и гл известны из предыдущего.

Частота вращения гидромотора (оборотов в минуту) 30 N ГМ ГМ = 10 3 (2.6) TГМ где все параметры рассчитаны ранее.

3. Ознакомиться с аксиально-поршневыми насосами и гидромоторами и расчетом их основных параметров   Как и шестеренные, машины этого типа обратимы. Цилиндры с поршнями расположены во вращающемся роторе параллельно оси вращения ротора, который называется блоком цилиндров. Принцип устройства и работы таких машин можно проследить по схеме на рис, 3.

Ось вращения 6 блока цилиндров 1 наклонена к оси ведущего вала на некоторый угол. В ведущий диск 2 заделаны сферические головки шатунов 4, закрепленных также с помощью сферических шарниров в поршнях 3. Наклонный блок цилиндров вращается синхронно с ведущим валом, при этом поршни совершают относительно цилиндров возвратно поступательное движение.

Если это насос, то рабочая жидкость всасывается в цилиндры или выталкивается из них. Чем больше угол, тем больше величина хода поршня l, а значит и рабочий объем насоса V0, от которого зависит подача Qнac. При = 0 Qнac= 0, при = max Qнас = Qmax. В конструкциях аксиально-поршневых насосов применяется устройство для изменения угла наклона, тогда они становятся регулируемыми и обозначаются, как показано на рис. 3.

Всасывание рабочей жидкости в полость В и подача ее в напорную гидролинию Н происходит через каналы неподвижного торцевого распределительного устройства 7, Рис. 3. Аксиально-поршневая гидромашина:

а – конструкция;

б – схемное изображение регулируемого насоса;

в – схемное, изображение гидромотора Расчет параметров аксиально-поршневых гидромашин Подача насоса Qнac рассчитывается по формуле (2.1), где 0 0,97, а частота вращения задается. Рабочий объем насоса, как и в предыдущем случае, зависит от геометрических размеров (рис. 3):

d V0 = l z 106 (2.7)   где l – величина полного хода поршня, Z – число цилиндров в блоке.

Потребляемая насосом мощность Nнас рассчитывается по формуле (2.3), где Qнac уже известно, давление p задается, а механический КПД насоса м 0,95.

Заметим, что и объемный, и механический КПД аксиально поршневых машин выше, чем у шестеренных, но они более сложны и поэтому более дорогостоящи.

Параметры аксиально-поршневых гидромоторов рассчитываются по уже известным формулам (2.4), (2.5) и (2.6).

Гидроцилиндры Гидроцилиндры – это гидродвигатели, которые сообщают выходному звену возвратно-поступательное движение.

Основными частями гидроцилиндра являются корпус, поршень и шток. Поршень перемещается внутри корпуса давлением рабочей жидко сти. Шток, перемещаясь вместе с поршнем, приводит в движение рабо чий орган машины. В гидроцилиндре различают две полости: штоковая, в которой перемещается шток, и поршневая, свободная от штока.

На рис. 4 показана конструкция поршневого гидроцилиндра двух стороннего действия.

Рис. 4. Гидроцилиндр:

1 – корпус;

2 – шток;

3 – поршень;

4 – проушины корпуса и штока;

5 – уплотнительные кольца и манжеты;

6 – отверстия для подвода и отвода рабочей жидкости В отечественных строительных машинах применяются гидроцилиндры на давление до 20 МПа, диаметры цилиндров D = 40...

220 мм, диаметры штоков d = 0,5 D, ход поршня обычно составляет S 10D. В некоторых случаях применяются гидроцилиндры на большее давление и с большей величиной хода.

Гидроцилиндры могут развивать колоссальные усилия на штоке.

Так, при D = 200 мм и рабочем давлении Р = 16 МПа максимальное усилие на штоке F - 503 кН. Такой силой можно поднять груз массой 51, т. Скорости перемещения поршня в гидроцилиндрах обычно невелики и колеблются в пределах v = 0,1... 0,5 м/с. Из рисунка 4 видно, что площадь поршня в штоковой полости меньше, чем в поршневой (S2 S1),   так как часть площади занята штоком. Тогда очевидно, что F1 F2, v2 v1.

Расчет параметров гидроцилиндров Направление сил и скоростей показаны на рис. 4. Их величины определяются расчетом. Размерность силы – килоньютоны, скорости – метры в секунду, тогда F1 = P ГЛ 0 м S1 10 3 (2.8) F2 = P ГЛ 0 м S 2 10 3 (2.9) где Р задано;

0 = 0,98;

м = 0,98;

гл = 0,98;

S - площадь поршня, мм2;

S2 – площадь поршня за вычетом площади сечения штока, мм2.

Для данной работы принято, что расход гидроцилиндра Q равен подаче насоса Qнас, которая определена ранее, определить величину скорости v1 выдвижения штока и скорости v2 втягивания штока (м/с):

Q v =1 103 (2.10) 60S Q v2 = 103 (2.11) 60S 4. Выполнить расчет параметров насосов и гидроцилиндров а) Расчет насосов. Требуется начертить схемы шестеренного и аксиально-поршневого насосов и обозначить основные детали и размеры. Выписать расчетные формулы и исходные данные. Результаты расчетов оформить в виде таблиц. Исходные данные для расчетов по всем разделам отчета приведены в табл. 6.

Таблица 0 м а, мм b, мм z n, Р, МПа V0, л Qнас, Nнас., об/мин л/мин кВт 0,97 0, Таблица 0 м d, мм l, мм z n, об/мин Р, МПа V0, л Qнас, Nнас., л/мин. кВт 0,97 0, б) Расчет гидромоторов. Так как объемные гидромашины обратимы, то используются принятые ранее схемы и размеры насосов.

Требуется рассчитать параметры шестеренного и аксиально-поршневого   гидромоторов в двух следующих гидравлических трансмиссиях. При этом в трансмиссиях используются уже рассчитанные ранее насосы.

Выписать расчетные формулы и исходные данные. Результаты расчетов оформить в виде таблиц.

Таблица ГЛ 0 м ГМ V0, л Q=Qнас, Р, МПа ТГМ NГМ л/мин.

0,98 0,95 0, Таблица ГЛ 0 м ГМ V0, л Q=Qнас, Р, МПа ТГМ NГМ л/мин.

0,98 0,95 0, в) Расчет гидроцилиндра. Требуется начертить схему гидроцилиндра и обозначить основные детали, размеры, действующие силы и скорости.

Выписать расчетные формулы и исходные данные. Считается, что гидроцилиндр работает в следующей гидравлической трансмиссии, где в качестве насоса использован ранее рассчитанный насос.

Результаты оформить в виде таблицы.

Гидроцилиндр Таблица ГЛ 0 м D, мм d = 0,5 D S1, S2, Р, Q=Qнас, F1, F2, v1, V2, мм мм МПа л/мин. кН кН м/с м/с 0,98 0,98 0,   Исходные данные для расчетов Таблица Параметр ВАРИАНТЫ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 nнас, 1400 1500 1600 1700 1800 1850 1900 1500 1550 1800 1600 об/мин р, МПа 20 19 18 17 16 15 14 20 19 18 17 D, мм 95 105 100 110 120 125 130 105 100 110 120 Контрольные вопросы:

1. Назначение гидропривода.

2. Основные элементы гидропривода.

3. Основные преимущества гидропривода перед механическим приводом.

4. Основные параметры гидропривода.

5. Назначение гидромоторов.

6. Назначение и конструкция гидротрансформатора.

7. Типы гидравлических насосов.

Лабораторное занятие № 3  (8 часов)  Строительные грунтоуплотняющие машины  Цель работы: получить практические навыки выбора массы грунтоуплотняющих маши, в зависимости от вида и влажности грунта, обеспечивающей его максимальное уплотнение.

Задачи работы:

1. Изучить конструкции рабочих органов грунтоуплотняющих машин, режимы их работы и уяснить, на каком принципе основано их воздействие на грунт.

2. Выявить экспериментальным путем в лабораторных условиях зависимость измерения плотности скелета грунтовых частиц от влажности и величине давления при сжатии, образца грунта на гидравлическом прессе, имитирующем создаваемое массой грунтоуплотняющей машины, давление через перекатывающийся валец или пневмоколесо, передаваемое на поверхности их контакта с грунтом.

3. Построить график зависимости плотности скелета твердых частиц грунта от их влажности при различных давлениях:

для песчаного грунта для глинистого грунта Обеспечивающие средства:

Приборы: гидравлический пресс 10 тн.

  Оборудование: сборно-разборные цилиндрические формы, емкость для увлажнения грунта, мерные цилиндры, весы электронные, шпатель, линейка металлическая, набор сит.

Материалы: вода питьевая, грунт природный песчаный и глинистый.

Задание:

Подготовленный и предварительно высушенный грунт подвергнуть ситовому анализу для определения вида грунта. Из подготовленной массы взвесить пять отдельных порций, для каждого вида грунта весом 250 грамм каждая и поместить в емкость для увлажнения. Увлажненный грунт поместить в форму и грунт в форме подвергнуть сжатию на гидравлическом прессе. После сжатия образца грунта извлечь из формы взвесить.

Полученные данные использовать для расчета плотности скелета твердых частиц грунта.

По результатам испытаний построить график зависимости плотности скелета твердых частиц от давления и влажности, установить оптимальный режим достижения плотности при минимальном давлении.

Требования к отчету:

Указать название, цель, задачи работы, обеспечивающие средства.

По первому пункту выполняемой работы, составить таблицу, форму таблицы, разработать самостоятельно в которой указать тип машины, на каком принципе движения рабочего органа основана работа уплотнения, величина создаваемого давления, толщина уплотняемого слоя и другие характеристики, в том числе указать, для каких видов грунтов эффективно использовать грунтоуплотняющую машину.

По второму пункту задания результаты выполнения экспериментальной части представить в табличной форме, обязательным указанием названия раздела, используемых формул. По каждой формуле указать наименование входящих в них значений и единицы измерений. При выполнении расчетов обязательно приводить все промежуточные результаты. Все вычисления выполнять с точностью до трех знаков после запятой.

Для каждого вида грунта оформить отдельную таблицу. Форма таблицы указана в методических указаниях к работе.

По третьему пункту задания по численным значениям величины давления на уплотняемый грунт, влажности грунта и плотности скелета твердых частиц грунта, построить график зависимости Рск от W в зависимости от величины F. В конце отчета указать вопросы, ответы на которые подготовить до защиты отчетов.

Технология работы:

Включает знакомство с методическими указаниями, подготовку приборов, измерительных элементов и материалов.

  Проведение экспериментальных испытаний. Проведение. Проведение измерений, обработку результатов опытов и определение расчетных показателей. Заполнение таблиц, построение графиков и написание выводов по работе.

Ход эксперимента.

Испытаниям подвергаются образцы природного песчаного грунта с модулем крупности Мк, определяемым с использованием ситового метода.

Уплотняющее усилие создается 10-ти тонным гидравлическим прессом с величиной давления на уплотняемый образец равной 10, 20, 30, 40, 50 МПа.

По каждому давлению проводится семикратный цикл испытаний с использованием одной отобранной пробы. Каждое однократное испытание проводится на пробе с последующим последовательным 2-х процентным увеличением ее влажности в интервале от 2 % до 14 %.

Образец грунта, соответствующей влажности, для уплотнения на гидравлическом прессе, помещается в сборно-разборную цилиндрическую форму, снабженную насадкой и цилиндрическим, с наружным диаметром соответствующим внутреннему диаметру формы и насадки с возможностью перемещения внутри них, вкладышем. Цилиндрическая часть формы имеет высоту 50 мм и внутренний диаметр 50 мм, объем составляет 100 см кубических.

Для проведения испытания взвешивайся сухой грунт массой 250 грамм и помещается в металлическую чашку, затем наливается вода в количестве грамм, составляющем 2 % от веса грунта, и все перемешивается до получения однородно увлажненной смеси. Подготовленный таким образом, с некоторым избытком для избежания неполного заполнения объёма формы, материал помещается в форму, с установленной насадкой, с последующим помещением в нее цилиндрического вкладыша и установкой формы на гидравлический пресс. Затем включается пресс, и через выступающий из насадки вкладыш величина давления на уплотняемый образец доводится до 10 МПа.

После снятия давления форма с уплотненным образцом грунта снимается с пресса, цилиндрический вкладыш, после прокручивания, извлекается из насадки с последующим ее снятием с формы и срезанием выступающей части образца грунта заподлицо с торцом формы. Образец грунта, таким образом, независимо от степени влажности и величины оказываемого давления остается с неизменным объёмом равным кубическим сантиметрам. Далее образец грунта, извлекается из формы, взвешивается, для определения массы, и вновь помещается в металлическую чашку, где уже находится, превышающая после уплотнения объем формы, ранее срезанная часть грунта и куда добавляется, дополнительно, к имеющимся в грунте 5 граммам еще 5 грамм воды, и в результате влажность возрастает с 2 % до 4 %. Затем грунт тщательно перемешивается, помещается в форму, которая, с установленными в соответствующей последовательности насадкой и вкладышем, устанавливается на   гидравлический пресс, обеспечивающий создание давления на грунт равное 10 МПа, при достижении которого пресс выключается и весь процесс повторяется. Грунт поочередно, последовательным добавлением воды, увлажняется до 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, 14 % и подвергается уплотняющему давлению равному 10 МПа.

Аналогично проводятся испытания в указанном влажностном интервале, от 2 % до 14 %, при величине давления уплотняемого грунта равного соответственно 20 МПа, 30 МПа, 40 МПа, 50 МПа.

1. Изучить конструкции рабочих органов грунтоуплотняющих машин, режимы их работы и уяснить, на каком принципе основано воздействие на грунт.

При возведении грунтовых сооружений различного назначения, необходимо уплотнение грунтов, так как неуплотненные грунты оседают и деформируются.

Уплотнение грунтов относится к числу наиболее важных элементов технологического процесса при их использовании в качестве оснований объектов любого назначения.

В соответствии с терминологий установленной ГОСТ 25100-95 «Грунт горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека». Грунты могут служить материалом оснований зданий и сооружений средой для размещения в них сооружений, материалом самого сооружения. Любое технологическое воздействие на грунт связанное, с разработкой в месте природного залегания, или перемещением к месту применения, как правило, приводит к изменению начальной плотности.

Для восстановления природной плотности, ее повышения грунт подвергается укреплению, которое может осуществляться в результате химико-физического или физического техногенного воздействия. Химико физическое воздействие приводит к изменению вещественного состава, структуры и текстуры грунта. Физическое техногенное воздействие в виде уплотнения, замораживания, нагревания и т. д. приводит к изменению соотношения твердых частиц и пустот между ними. Процесс уплотнения грунтов, под действием прилагаемых усилий, схематично представляет собой увеличение числа контактов между минеральными частицами за счет, их перераспределения и проникновения более мелких частиц в промежутки между крупными. Сближение и перемещение частиц, приводит к увеличению общей площади контактирующих поверхностей, уменьшению занимаемого ими объема, значительному возрастанию сил трения препятствующих образованию без пустотного грунтового массива.

Уплотнение грунтов проводится с целью обеспечения качества и долговечности объектов с использованием грунтов в промышленном, гражданском, гидротехническом, железнодорожном и автодорожном   строительстве. Как правило, применяется при выполнении работ по устройству грунтовых подсыпок под полы зданий, засыпке траншей после прокладки подземных коммуникаций, при отсыпке земляного полотна автомобильных дорог и т.д. Уплотнение проводится при подготовке оснований под здания и сооружения, которые возводятся на неоднородных по сжимаемости, насыпных и насыщенных водой грунтах, используется как мероприятие по борьбе с фильтрацией воды.

Равномерное послойное уплотнение грунта различными машинами и инструментами относится к числу основных мер обеспечения устойчивости земляного сооружения, следовательно прочности и эксплуатационной надежности находящихся на них объектов.

Для искусственного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных оснований и асфальтобетонных смесей при сооружении земляного полотна оснований и покрытий городских дорог, площадей и улиц применяют широкую номенклатуру машин, осуществляющих уплотнение укаткой, трамбовкой и вибрацией. При уплотнении частицы грунта или материала смещаются и укладываются более компактно за счет вытеснения жидкой и газообразной фаз, что приводит к уменьшению объема грунта (материала) и формированию более плотной и прочной его структуры. При укатке уплотнение происходит под статическим действием массы катка, перекатывающегося по уплотняемой поверхности. При трамбовании уплотнение грунта достигается динамическим воздействием подающего на уплотняемый материал груза. При вибрационном уплотнении вибрирующая масса сообщает колебательные движения частицам материала, в результате чего он получает большую подвижность и уплотняется.

Укатка производится прицепными, полуприцепными и самоходными катками с металлическими (гладкими, решетчатыми и кулачковыми) вальцами и колесами с пневматическими шинами. Прицепные кулачковые катки (рис.1, а) предназначены для послойного уплотнения связных и комковатых грунтов и имеют рабочие органы в виде кулачков 2 специальной формы, прикрепленных к съёмным бандажам, надетым на полый барабан 1, заполняемый балластом (обычно песком). Налипающий на кулачки грунт счищается скребками. Катки выпускаются массой 6...30 т и различаются между собой размерами барабанов, числом, формой и величиной кулачков.

Пневмоколесные катки осуществляют уплотнение смонтированными в один ряд на одной или двух осях пневмоколесами 4, прогруженными балластом 3, и могут быть прицепными (рис. 1, б), полуприцепными (рис. 1, в) и самоходными (рис. 4, г). Прицепные и полуприцепные катки применяют для послойного уплотнения связных и несвязных грунтов, самоходные – в основном для уплотнения дорожных оснований и покрытий. Прицепные катки имеют общую массу (с балластом) 12,5...42,5 т, уплотняют полосу шириной 2,2...3,3 м при толщине уплотняемого слоя 0,25...0,5 м.

Полуприцепные (к одноосным тягачам и пневмоколесным тракторам) катки производительнее и маневреннее прицепных и выпускаются массой 15...45 т.

  Каждое пневмоколесо прицепных и полуприцепных катков нагружается индивидуальным балластом, имеющим свободное перемещение вместе с колесом в вертикальной плоскости. Это обеспечивает постоянную передачу давления на грунт каждым колесом независимо от неровностей уплотняемой поверхности. Полуприцепные катки движутся со скоростью до 11 км/ч и уплотняют полосу шириной до 2,6 м. Самоходные пневмоколесные катки имеют массу 16...30 т и уплотняют полосу шириной 1,6...2,2 м. Рабочим органом самоходного катка являются передние управляемые 5 и задние ведущие б пневмоколеса, взаимная расстановка которых позволяет получать сплошную полосу уплотняемого материала. При работе каток движется челночным способом со скоростью 3...4 км/ч.

Прицепные и самоходные вибрационные катки в 8... 10 раз эффективнее катков статического действия и применяются для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов и материалов. Под действием вибрации значительно снижаются силы трения и сцепления между частицами уплотняемого материала, который становится более подвижным. Прицепные катки выпускают со взаимозаменяемыми гладкими, кулачковыми решетчатыми вальцами. Внутри пустотелого вальца 9 прицепного катка (рис. 1, д) имеется мощный вибратор Направленных колебаний, приводимый в действие от установленного на раме катка двигателя внутреннего сгорания 7 через клиноременную передачу 8. Общая масса прицепных виброкатков 3,6... 12 т.

Самоходные виброкатки выпускают одно-, двух- и трехвальцовыми.

Встроенные вибраторы имеют ведущие вальцы. Привод вибраторов – механический и гидравлический. Масса самоходных виброкатков до 18 т, вынуждающая сила 20...50 кН.

Они уплотняют полосу шириной до 1,5 м при скорости рабочего хода 6...

10 км/ч. Малогабаритные двухвальцовые виброкатки массой 0,8..1,4 т применяют для уплотнения грунтов и покрытий в стесненных условиях при малых объемах работ. Они выпускаются с ручным и рулевым управлением, оборудуются механическими возбудителями колебаний и уплотняют полосу шириной до 0,8 м.

Самоходные комбинированные катки оборудуются ведущим вальцом из пневмомашин и гладким металлическим вибровальцом. Оба вальца имеют шарнирно сочлененную раму. Высокая эффективность уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов достигается за счет последовательного воздействия вибрации и статической нагрузки. Привод ведущих пневмоколес и вибровозбудителя – гидравлический. Вынуждающая сила вибровозбудителя регулируется в широком диапазоне в зависимости от условий укатки и достигает 150...200 кН. Производительность комбинированных катков при уплотнении несвязных грунтов до 1000 м3/ч.

Трамбующие машины послойно уплотняют насыпные тяжелые связные и несвязные грунты слоями 1 1,5 м, а также грунты в естественном залегании свободно падающими массивными трамбующими органами в виде железобетонных и чугунных плит круглой их квадратной в плане формы с площадью опорной поверхности около 1 м. Необходимая плотность   насыпного грунта достигается за 3...6 ударов плиты по одному месту.

Трамбование осуществляется циклично или непрерывно. Цикличное уплотнение грунта обеспечивается плитами 11 массой 1...1,5 т, подвешенными на стропах к подъемному канату 10 (рис. 1, е) экскаватора драглайна или стрелового самоходного крана. Плиты поднимают грузовой лебедкой на высоту 1...2 м и сбрасывают на уплотняемый грунт. Частота ударов не превышает 0,05...0,1 сг1, энергия единичного удара – 10... 15 кДж.

Трамбующие машины цикличного действия применяют в основном для работы в стесненных условиях на объектах с небольшими объемами работ.

Для уплотнения грунтов на объектах с широким фронтом работ используют самоходные трамбующие машины непрерывного действия на базе гусеничных тракторов класса 10 с ходоуменьшителями. Рабочим органом таких машин (рис. 1, ж) являются две чугунные плиты 12 массой 1,3...1,4 т, перемещающиеся по направляющим штангам 13. При движении трактора на пониженных скоростях (80...200 м/ч) плиты автоматически поочередно падают после подъема на высоту 1,1... 1,3 м на поверхность грунта и уплотняют полосу шириной, равной захвату обеих плит. Частота ударов плит составляет 0,4...0,5 с1, энергия единичного удара 14... 16 кДж.

Производительность самоходных машин достигает 500 м2/ч. Динамические нагрузки, возникающие при работе трамбующих машин со свободно падающим грузом, вредно влияют на базовую машину, а также расположенные поблизости сооружения и подземные коммуникации.

При выполнении небольших объемов работ по уплотнению несвязных грунтов, щебня и гравия в стесненных условиях применяют самопередвигающиеся вибрационные трамбующие плиты (рис. 5, з) с рабочим органом в виде поддона (плиты) 14, на котором установлены один или два двухдебалансных вибратора 15 направленного действия. Привод вибраторов осуществляется от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. При работе вибраторов происходит уплотнение грунта и одновременное самостоятельное перемещение виброплиты в заданном направлении под воздействием горизонтальной составляющей вынуждающей силы. Масса виброплит составляет 250... 1400 кг, вынуждающая сила – 12,5...63 кН.

  Рис. 1. Схемы машин для уплотнения грунтов и дорожных покрытий Эксплуатационная производительность уплотняющих машин (м /ч) непрерывного действия:

П Э = [(В b ) 1000 h / m ] k в где В – ширина полосы уплотнения, м;

b – ширина перекрытия смежных полос уплотнения, м (b = 0,1 м);

– средняя рабочая скорость движения машины, км/ч;

h – толщина слоя уплотнения, м;

т – необходимое число проходов по одному месту;

kв – коэффициент использования машины по времени (kв – 0,8...0,85).

Развитие уплотняющих машин идет в направлении расширения производства пневмоколесных и комбинированных катков, трамбовочных машин ударного и вибрационного действия, повышения эффективности уплотняющих органов, применения многорежимных вибрационных уплотняющих органов с регулируемыми параметрами, применения гидравлических приводных систем и трансмиссий уплотняющего   оборудования, максимальной унификации машин, автоматизации управления машинами, снижения уровня вибрации и шума.

2. Выявить экспериментальным путем в лабораторных условиях зависимость изменения плотности скелета грунтовых частиц от влажности и величины давления при сжатии.

Определение максимальной плотности природных и техногенных дисперсных грунтов проводится на образцах и регламентируется требованиями метода лабораторного проведения стандартного уплотнения.

Для достижения требуемых норм плотности грунты должны иметь определенную влажность при уплотнении. При влажности менее оптимальной грунт увлажняют и применяют более тяжелые средства уплотнения или уменьшают толщину слоя грунта.

Наибольшая эффективность уплотнения достигается при оптимальной влажности. Если грунт, подлежащий уплотнению, имеет влажность меньше оптимальной, то его следует увлажнить путем равномерного распределения расчетного количества воды по уплотняемой площади. После впитывания воды производят уплотнение грунта.

В данной работе исследуется влияние физического техногенного воздействия, осуществляемого путем уплотнения, и выявление роли изменяемых технологических факторов в виде, изменения влажности при применении воды и водного раствора химической добавки С-3, и создаваемого уплотняющего усилия с целью изменения плотности грунта, применительно к грунтовому сооружению строительного назначения В процессе проведения испытаний проводится экспериментальные и теоретические определения. Экспериментально, путем взвешивания, находится масса влажного уплотненного образца. Теоретически, в результате последовательных вычислений, определяется плотность влажного грунтового образца и плотность скелета грунтовых частиц уплотненного образца.

Плотность влажного грунтового образца, в г / см 3, определялась по формуле:

P=G/V где G – масса влажного образца, г;

V – объём образца, см Плотность скелета грунтовых частиц уплотнённого образца, в г/см, определяется, с точностью 0.001 г / см 3, по формуле:

Рск = Р / 1 + 0,01W где Р – плотность влажного грунтового образца, г/ см;

W – влажность грунта при очередном испытании, %.

Испытания проводятся в 2 этапа с использованием на каждом этапе (пяти) навесок сухого грунта весом 250 грамм, каждая из которых   семикратно при последовательном изменении соответствующей влажности, от 2 % до 14 %, подвергалась действию одного из уплотняющих давлений равного соответственно 10 МПа, 20 МПа, 30 МПа, 40 МПа, 50 МПа.

На первом этапе увлажнение грунта осуществляется водой. Результаты экспериментальных и теоретических определений представить в табл. 1.

Таблица Наименование Величина Масса Объем Плотность Влажность Плотность грунта давления на влажного образца, грунта, грунта скелета V, см3 Р, г/см уплотняемый образца, (вода), твердых образец, F, G, г W, % частиц МПА грунта, Рск, г/м Песок природный, Мк Построить график зависимости плотности скелета твердых частиц грунта от их влажности при различных добавлениях.

Для построения графика использовать количественные значения, взятые из табл. 1 для плотности скелета твердых частиц грунта (Рск), влажности грунта (W) и величины давления (F) на уплотняемый образец.

  Образец графического представления результатов испытаний показан на рис. 1. Графическое изображение характеризует зависимость измерения плотности скелета частиц сухого грунта (Рск) при сжатии на гидравлическом прессе с неизменяемым давлением в интервале влажности (W) от 2 % до %, имитирующим процесс уплотнения грунтоуплотняющими машинами методом укатки в реальных производственных условиях.

Рис. 1. Рис. 1. Зависимость изменения плотности скелета частиц сухого грунта (Рск) при сжатии на гидравлическом прессе с неизменяемым давлением в интервале влажности (W), имитирующим процесс уплотнения грунтоуплотняющими машинами методом укатки в реальных производственных условиях.

По результатам работы сделать выводы. В выводе отразить, как меняется плотность скелета грунтовых частиц уплотненного грунта при изменении влажности. При измененном давлении и при неизменяемой влажности, но при изменяемой величине давления. Возможно ли достичь максимальной плотности грунта при минимальном давлении, а, следовательно, минимальной массе грунтоуплотняющей машины?

Контрольные вопросы:

1. Виды рабочих органов грунтоуплотняющих машин.

2. Назначение. Устройство и рабочий процесс катков с гладкими, кулачковыми. ребристыми и решетчатыми вальцами.

3. Назначение и устройство и рабочий процесс пневмо-виброкатков машин и оборудования для уплотнения грунтов трамбованием.

  4. Назовите минимальную глубину уплотняемого слоя ля каждого типа грунтоуплотняющих машин.

5. Назовите три основные требования к процессу уплотнения грунта.

6. По какому показателю определяют требуемую плотность грунта?

7. Что происходит с неуплотненными грунтами?

8. Какие конструктивные особенности уплотняющих машин позволяют изменять их общую массу?

9. какие силы действующие между грунтовыми частицами препятствуют максимальному уплотнению сухого грунта?

Лабораторное занятие № 4 (4 часа)  Башенный кран. Изучение конструкции и расчет параметров   основных механизмов  Цель работы: получить практические навыки расчета и общее представление о назначении и принципах действия крановых механизмов Задачи работы:

1. Изучить основные сведения о башенных кранах, в том числе узнать порядок выбора:

устройств безопасности;

грузоподъемности и скорости подъема груза;

режимов работы обеспечивающих устойчивость кранов.

2. Выполнить расчет устойчивости башенных кранов.

3. Выполнить расчет определения грузоподъемности и скорости подъема груза краном.

Обеспечивающие средства:

Приборы: комплект приборов безопасности башенных кранов.

Материалы: набор плакатов грузоподъемных машин, методические указания по выполнению лабораторной работы.

Задание: провести разборку и сборку устройств безопасности.

Разобраться, на каком принципе основана их работа. Изучить конструкцию башенных кранов и используемых механизмов по плакатам. Выполнить расчеты по определению устойчивости, грузоподъемности и скорости перемещения грузов башенным краном. Оформить отчет по работе.

Требования к отчету:

Указать название, цель и задачи работы, обеспечивающие средства. Дать определение башенного крана. Перечислить конструктивные схемы и рабочие механизмы с указанием их параметров и выполняемых операций.

Представить структуру индексации башенных кранов. Указать, по каким визуальным признакам можно отличить кран с поворотной от крана с неповоротной башней.

  Перечислить используемые устройства безопасности, дать их краткую характеристику. Результаты выполненных в соответствии с указанным в разделе «Задачи работы» расчетов представить в табличной форме с обязательным указанием названия раздела, используемых формул. По каждой формуле указать наименование входящих в них значений и единицы измерений. Все расчеты и вычисления приводить с указанием промежуточных результатов.

В конце отчета указать контрольные вопросы, ответы на которые должны быть подготовлены к итоговому занятию по защите отчетов лабораторных работ.

Технология работы включает знакомство с методическими указаниями к лабораторной работе, подготовку лабораторных средств, изучение плакатов, разборку и сборку устройств безопасности, выполнение расчетов в соответствии с выбранным вариантом, оформление таблиц, подготовку выводов к работе.

Ход эксперимента:

1. Изучить основные сведения о башенных кранах.

Широкое применение при выполнении строительно-монтажных работ в гражданском, промышленном. Жилищном и гидротехническом строительстве находят башенные краны.

Башенный кран – это грузоподъемная машина со стрелой, закрепленной в верхней части вертикальной башни и выполняющая работу по перемещению и монтажу конструкций за счет сочетания рабочих движений:

подъема и опускания груза, изменения вылета грузового крюка, передвижения самого крана по рельсам и поворота стрелы с грузом.

Большое подстреловое пространство обслуживаемой зоны, определяемой длиной подкрановых рельсовых путей и вылетом грузового крюка, обеспечили возможность их использования на строительных площадках любой геометрической конфигурации.

Главный параметр башенных кранов – грузовой момент, выражаемый произведением грузоподъемности на вылет крюка.

К числу основных параметров относятся:

Вылет крюка – расстояние между вертикальной осью вращения стрелы и вертикальной осью подводимого груза.

Высота подъема крюка наибольшая возможная высота его подъема от головки рельсов, по которым перемещается кран.

Скорость подъема или опускания груза – длина пути, проходимого грузом по вертикали в единицу времени.

  1. Изучить скорость передвижения крана – длину пути проходимого краном за единицу времени В промышленном, гражданском и жилищном строительстве применяются две разновидности башенных кранов: а) стационарные;

б) передвижные.

Стационарные краны обслуживают только ограниченную площадь строительного объекта, определяемую вылетом стрелы (вылетом крюка). Они могут быть приставными, т.е. крепиться за строящееся здание, что обеспечивает их устойчивость и дает возможность увеличить высоту башни и длину стрелы.

Передвижные башенные краны передвигаются по рельсовым путям на некоторое расстояние вдоль объекта строительства. Благодаря этому их технологические возможности шире стационарных, однако, они сложнее и дороже.

Существуют следующие конструктивные виды башенных кранов: с поворотной башней (рис. 1 б);

с поворотным оголовком (рис. 1 а, в);

с балочной стрелой (рис. 1 а, в);

с подъемной стрелой (рис. 1 б).

В конструкции с поворотной башней противовес и большинство механизмов располагаются в нижней части крана, что упрощает ремонт и обслуживание. У кранов с поворотным оголовком массивные устройства располагаются вверху, поэтому для лучшей устойчивости в нижней части устанавливается балласт, что увеличивает стоимость крана и стоимость эксплуатации.

Краны грузоподъемностью меньше 10 т выпускаются с поворотной башней, грузоподъемностью более 10 т – с поворотным оголовком. Это объясняется тем, что при большой грузоподъемности слишком велики нагрузки на опорно-поворотное устройство в нижней части.

В кранах с балочной стрелой по стреле перемещается грузовая тележка, обслуживающая большую часть подкранового пространства без перемещения крана. Краны с подъемной стрелой лишены этого преимущества, но имеют на 25…30 % большую высоту подъема при равной высоте башни.

На рис. 1 показаны некоторые разновидности башенных кранов и казаны: Qmax – максимальная грузоподъемность;

Hmax – максимальная высота подъема крюка;

Lmax – максимальный вылет стрелы (крюка).

  Рис 1. Башенные краны а) КБ - 674, б) КБ - 401, в) КБ - 573 и его грузовая характеристика при длине стрелы: 1 – 30м, 2 – 40м Рис.2. Система индексации башенных кранов Буквы обозначают: КБ – кран башенный, КБМ – модульной системы, КБР – для ремонта зданий, КБГ –для гидротехнического строительства. Цифры   обозначают: первая цифра – номер размерной группы по грузовому моменту, последующие две цифры – номер базовой модели. После точки указывается номер исполнения (отличие от базовой модели длиной стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью). Буквы после цифр обозначаю очередную модернизацию. Например, индекс КБ – 405.1А расшифровывается так: кран башенный, четвертой размерной группы, с поворотной башней, первое исполнение, первая модернизация.

В нашей стране башенные краны выпускают несколько заводов.

Ржевский краностроительный завод выпускает четыре модификации крана КБ – 405 грузоподъемностью 10 т, вылетом до 35 м, высотой подъема крюка до 63,4 м и кран модульной системы КБМ – 401П той же грузоподъемности, но с высотой подъема 74 м и вылетом до 45 м (рис. 2,б).

Для высотного строительства РКЗ выпускает две модели кранов с неповоротной башней (КБ – 473 и – 474). Они имеют варианты передвижного и стационарного исполнения. Эти восьмитонные краны при высоте 50 м имеют высоту подъема крюка соответственно 162,4 м и 222,4м.

Карачаевский механический завод выпускает краны КБ – 411 и КБ – грузоподъемностью 8…10 т, вылетом до 40 м, высотой подъема крюка до м. Предполагается выпуск новой модели крана с вылетом до 75 м и высотой подъема крюка до 200 м.

Одинцовский машиностроительный завод выпускает краны КБ – 515 с нижним поворотом и с балочной стрелой (в одном из вариантов с наклонной стрелой). Грузоподъемность до 10 т, вылет до 50 м, высота подъема до 95,9 м.

Завод «Строммашина» (Ивановская область) поставляет краны КБ – в пяти исполнениях. Грузоподъемность до 12 т, вылет до 50 м, высота подъема крюка до 80,6 м.

«Мехзавод» (Санкт-Петербург) производит одну марку передвижного крана с поворотной башней и балочной стрелой грузоподъемностью до 12,5 т, вылетом до 45 м, высотой подъема до 73 м.

Завод строительных машин (Челябинская область) изготавливает две марки аналогичных кранов.

Крановые механизмы В самом общем случае в кране работают пять механизмов:

а) механизм подъема груза;

б) механизм передвижения крана;

в) механизм поворота башни или оголовка;

г) механизм подъема стрелы;

д) механизм передвижения грузовой тележки.

Понятно, что в некоторых конструкциях часть функций исчезает и не требуется некоторые механизмы.

  Башенный кран – машина с многомоторным приводом. Это значит, что каждый механизм или рабочий орган приводится в движение своим приводом, состоящим из электродвигателя и механической трансмиссии.

В процессе работы на тренажере студенты должны ознакомиться с устройством всех механизмов и начертить кинематическую схему одного из них.

а) Устройство безопасности башенных кранов Учитывая тяжелые последствия возможных аварийных ситуаций при ошибках крановщиков, конструкторы снабдили башенные краны рядом автоматических устройств, предотвращающих эти ситуации:

а) ограничения высоты подъема груза;

б) ограничения передвижения по подкрановому пути;

в) ограничения перемещения тележки по стреле;

г) ограничения поворота поворотной части;

д) ограничения угла подъема стрелы;

е) ограничения массы поднимаемого груза и грузового момента;

ж) исключения работы при чрезмерной скорости ветра.

При работе на тренажере студенты знакомятся с действием этих устройств.

б) Грузоподъемность и скорость подъема груза элементы теории и расчетные формулы Приводы подъема груза, подъема стрелы и передвижения грузовой тележки включает в себя канатные передачи. Канатная передача состоит из стальных канатов, канатных барабанов и канатных блоков.

Канатная передача с подвижными и неподвижными блоками, предназначенная для выигрыша в силе, называется полиспастом (рис. 3).

Выигрыш в силе достигается за счет того, что сила тяжести груза распределяется на несколько ветвей каната. Поэтому канат, навиваемый на барабанах, нагружен не полной силой тяжести, а только некоторой ее частью.

В качестве «расплаты» за этот выигрыш следует увеличение длины навиваемого на барабан каната, а, следовательно, и потеря в скорости поднимаемого груза.

  Рис. 3. Канатная передача с подвижными и неподвижными блоками, предназначенная для выигрыша в силе Потеря в скорости выражается основной характеристикой полиспаста, его кратностью iП:

iП = VБ /VГ (4.1) где VБ – скорость каната при навивке на барабан;

VГ – скорость груза.

Тогда скорость груза VГ определим из выражения:

VГ = V Б / i П VБ и iП - принимаем по табл. 2.

Соответственно выигрыш в силе определяется соотношением FГ = FБ i П П (4.2) где силы очевидны из рис.3;

КПД полиспаста П б ;

б = 0,99 – КПД одного n блока;

n – число блоков в полиспасте.

На рис. 3 показаны двукратный полиспаст (а) трехкратный (б).

Аналогично можно построить полиспаст с любой кратностью. В строительстве обычно применяются полиспасты с кратностью iП = 2…6. В некоторых случаях, например, при монтаже массивных металлоконструкций используются десятикратные полиспасты.

в) Устойчивость кранов. Элементы теории и расчетные формулы.

В строительной практике в нашей стране и за рубежом известны многочисленные случаи опрокидывания кранов, которые всегда приводят к катастрофическим последствиям.

Опрокидывания кранов возможно:

а) в сторону поднимаемого груза;

  б) в сторону противовеса, если кран не загружен.

В первом случае должна быть обеспечена грузовая устойчивость, во втором случае – собственная устойчивость.

Устойчивость крана обеспечивается только моментом МG силы G его тяжести относительно возможного ребра опрокидывания К1 или К2 (рис. 4).

Факторами, приводящими к опрокидыванию, являются:

а) момент МQ силы тяжести Q поднимаемого груза;

б) момент Mw силы W ветровой нагрузки.

1. Условие грузовой устойчивости относительно ребра К1 запишем в виде M G M w kГ М Q 0 (4.3) где kГ = 1,15 – коэффициент запаса устойчивости.

Расчет грузовой устойчивости состоит в определении допускаемой грузоподъемности Q при разной величине вылета L и при возможной для данного района ветровой нагрузке W. Расчетная схема показана на рис. 4.

На схеме обозначено: G – сила тяжести крана;

Q – силы тяжести груза;

W – предельная ветровая нагрузка;

L – вылет крюка – величина переменная, зависящая от положения стрелы или грузовой тележки;

К1 и К2 – ребра опрокидывания;

a, c, d – расстояние от линии действия сил до ребер опрокидывания;

b – расстояние от оси крана до ребер опрокидывания.

В уравнении (2.3) моменты сил равны:

МG = dG;

Mw = cW;

МQ = aQ.

Переписав уравнение (2.3) в виде:

dG – cW – aQkГ 0, находим зависимость допускаемой грузоподъемности Q от плеча a, а тем самым и от вылета крюка L = a + b:

dG cW Q =, kГ a a где = dG cW = const.

k Г   Рис. 4. Расчетная схема устойчивости крана Сначала следует задаться пятью значениями а в пределах:

а1= b + 8;

a5 = Lmax – b Например, имеем: b = 2,5 м, Lmax = 25м. Принимаем а1= 10,5 м, а2 = 13, м, а3 = 16,5 м, а4 = 19,5 м, a5 = 22,5 м.

Затем находим предельные безопасные значения грузоподъемности.

Результаты сводятся в таблицу, по данным которой строится кривая грузоподъемности крана. Пример таблиц и кривых грузоподъемности для двух кранов показан рис. 5. Кривые грузоподъемности обязательно включаются в документацию каждого крана и работа за их пределами не допустима.

При построении кривой грузоподъемности выбирать масштабы по осям следует так, чтобы значения Qmax и Lmax составляли бы 80…90 % длины осей, как это сделано на рис. 5 для крана № 2. Длина осей должна быть не менее см.

Примечания:

а) грузоподъемность выражается в тоннах, поэтому для некоторого упрощения расчетов силы задаются тоже в тоннах;

б) при более строгом расчете учитываются также неблагоприятные силы инерции и уклона пути.

2. Собственная устойчивость крана проверяется по условию М G kГ М w 0 (4.6) где М’G – момент силы тяжести крана относительно ребра опрокидывания К2;

М’W – момент сил ветровой нагрузки относительно ребра К2;

kГ = 1,15.

В данном случае считается, что ветровая нагрузка действует в сторону противовеса, тогда:

  М G = G (2b d ) ;

M w = M w = cW (4.7) Если в результате расчета М G k Г М w, то кран устойчив.

2. Выполнить расчет устойчивости башенных кранов. Исходные данные взять из табл. 1.

В табл. 1 обозначено: W – ветровая нагрузка;

G – вес крана;

Lmax – максимальный вылет крюка;

Qmax – максимальная грузоподъемность.

Таблица Исходные данные для расчета устойчивости кранов Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 задания КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ- КБ кран 100.3 100.0А 308 401 503.2 602 674 1000 302 504 403 G, тс 84,4 54,4 84 79 90 187 209 250 51,2 130 80 W, тс 4,0 2,5 4,0 4,0 4,0 7,4 7,8 8,0 2,5 6,5 4,0 2, b, м 2,25 2,0 2,4 2,25 2,5 3,0 2,75 3,5 2,15 3,0 2,25 2, d, м 2,5 2,43 2,9 2,7 3,5 3,4 3,1 4,0 2,8 3,5 2,6 2, c, м 27 20 33 29 30 37 35 36 25 37 26 Lmax, м 25 25 25 30 45 35 35 45 25 45 30 Qmax, т 8 5 10 8 10 25 25 50 7 10 10 Примечание: индексация принята на момент выпуска крана.

Рис. 5. Пример таблиц и кривых грузоподъемности для двух кранов Вывод по расчету:

1.Для обеспечения грузовой устойчивости крана необходимо ограничение грузоподъемности в соответствии с рассчитанной кривой грузоподъемности.

  2. Собственная устойчивость крана обеспечивается конструкцией крана.

При обнаружении собственной неустойчивости следует вывод, что требуется улучшение конструкций крана или применение его в менее жестком ветровом районе.

3. Выполнить расчет определения грузоподъемности крана и скорости подъема груза. Исходные данные для расчета взять в табл. 2.

Таблица Исходные данные для работы по пунктам 4,5 содержания отчета Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 задания Схема Х Г Х Г Х Г Х Г Х Г Х Г Х Г Х Г механизма Кратность 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 3 2 4 5 6 полиспаста, iП VБ, м/с 1 2 3 3 4 1 3 3 3 4 2 1 3 3 3 FБ, кН 50 30 20 25 10 40 40 30 40 50 50 50 20 20 20 VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ VГ Определить FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ FГ на крюке mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ mГ – грузоподъемность, выражается в тоннах.

Индексом Г обозначен механизм подъема груза, индексом X – механизм хода.

Контрольные вопросы 1. Особенности конструкции и основные составные части башенных кранов.

2. Механизмы башенных кранов. Назначение, устройство.

3. Автоматические устройства защиты башенных кранов.

4. Полиспасты. Конструкция, принцип действия.

5. Проблема устойчивости. Действующие факторы и методы обеспечения устойчивости.

6. Перечислить основные группы грузоподъемных машин, применяемых в строительстве.

7. Какие факторы влияют на производительность работы крана?

8. Укажите порядок проведения испытаний при техническом освидетельствовании крана.

Лабораторное занятие № 5 (6 часов)  Одноковшовый экскаватор. Изучение конструкции   и расчет параметров   Цель работы: Получить практические навыки расчета и общее представление о назначении и принципах действия основного и сменного рабочего оборудования.

Задачи работы:

  1. Изучить рабочие режимы и параметры работы экскаваторов.

2. Изучить гидравлическую схему привода экскаватора.

3. Выполнить расчет усилий при копании.

4. Выполнить расчет теоретической производительности экскаватора.

5. Составить отчет о выполненной работе.

Обеспечивающие средства:

Приборы: гидроцилиндр одноштоковый двухстороннего действия.

Материалы: штангенциркуль, сборку гидроцилиндра, измерить диаметры штока, металлическая линейка.

Задание: провести разборку и сборку гидроцилиндра. Измерить диаметры штока, поршня. Длину штока. Найти на плакатах элементы рабочего оборудования управляемых гидроцилиндрами. Изучить гидравлическую схему привода экскаватора, выполнить расчет усилий при копании., выполнить расчет теоретической продолжительности. Оформить отчет по работе.

Требования к отчету:

Указать название, цель, задачи работы, обеспечивающие средства.

Дать определение экскаватора. перечислить основные виды рабочего оборудования и операций рабочего цикла Представить структуру индексации экскаваторов.

Определить количество секций гидрораспределителя и каждой секции.

Определить приводимые в действие исполнительные механизмы с обязательным указанием соответствующего узла или элемента рабочего оборудования, Указать типы используемых насосов.

Результаты выполненных в соответствии с указанными в разделе Ц»Задачи работы» расчетов. Представить в табличной форме с обязательным указанием названия раздела, используемых формул. По каждой формуле указать наименования входящих в них значений и единицы измерений. В отчете приводить все промежуточные расчеты.


В конце отчета указать контрольные вопросы, на которые необходимо подготовить ответы к дате защиты лабораторных работ. Примеры расчетов, указанные в методических указаниях в отчете не приводить.

Технология работы включает знакомство с методическими указаниями, подготовку приборов и измерительных инструментов. Выполнение измерениц. Расчетов, заполнение таблиц, разборку и сборку гидроцилиндра и работу с плакатами.

  Ход эксперимента:

Оформляется отчет составлением таблиц и необходимых схем.

Измеряются фактические и определяются расчетные параметры.

Выполняются расчеты и делаются необходимые выводы.

1. Изучить рабочие режимы и параметры работы экскаватора.

Экскаваторы – это самоходные землеройные машины циклического действия. Выполняющие операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортное средство в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования.

По возможности вращения поворотной части, различают полноповоротные с неограниченными угловыми перемещениями и неполноповоротные с ограниченными угловыми перемещениями, экскаваторы.

Неполноповоротными изготавливают лишь экскаваторы на базе пневмоколесных тракторов.

Неполноповоротные гидравлические универсальные экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием относятся к машинам 2-й размерной группы и монтируются на базе серийных пневмоколесных тракторов. Они представляют собой обильные универсальные малогабаритные землеройные машины с экскаваторным, погрузочным и бульдозерным оборудованием для выполнения земляных (в грунтах категорий) и погрузочных работ небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболее эффективно такие экскаваторы применяются в стесненных условиях.

Основным рабочим органом неполноповоротных экскаваторов служит унифицированный ковш 9 (рис. 1) прямой и обратной лопат вместимостью 0,25м3, входящий вместе со стрелой 11, рукоятью 10 и гидроцилиндрами 5,6, подъема стрелы, поворота рукояти и ковша в комплект экскаваторного оборудования машины. Это оборудование монтируется на поворотной колонке 4, установленной на усиленной раме 17 базового трактора 3. Поворот колонки с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси в плане на 180° обеспечивается цепным поворотным механизмом, состоящим из двух попеременно работающих гидроцилиндров 16, цепи 15 и звездочки 14, жестко закрепленной на валу поворотной колонки, или двумя гидроцилиндрами 18, имеющими возможность поворачиваться относительно шарнира А, штоки которых шарнирно соединены с сектором Б поворотной колонки.

Устойчивость экскаватора при работе обеспечивается двумя выносными опорами 13, управляемыми гидроцилиндрами 12. Спереди трактора навешен неповоротный бульдозерный отвал 1, управляемый гидроцилиндром 2.

  Рис. 1. Неполноповоротный гидравлический экскаватор второй размерной группы: а – общий вид;

б, в – схемы поворотных механизмов Неполноповоротные экскаваторы оснащаются также погрузочным ковшом 2 (рис. 4.2) вместимостью 0.5...0.63 м3 для легких зачистньгх работ, погрузки мусора, снега и других материалов низкой плотности;

гидромолотом 3 и однозубым рыхлителем 6 для вскрытия асфальтобетонных покрытий и рыхления прочных и мерзлых фунтов;

крановой подвеской грузоподъемностью 1,5 т для погрузки-разгрузки штучных грузов, укладки труб и установки столбов;

обратной лопатой со смещенной осью копания для рытья траншей вблизи зданий и сооружений;

профильным ковшом 4;

специальным ковшом для рытья узких траншей под кабели;

удлиненной рукоятью обратной лопаты для копания глубоких (до 4,5 м) траншей;

вилочным захватом 5 для погрузки бревен, труб и других штучных ма териалов;

буровым оборудованием для бурения шпуров;

двухчелюстным грейфером 7 вместимостью 0,3...0,4 м3 для рытья колодцев, очистки траншей и каналов, погрузки сыпучих материалов;

захватом для укладки бордюрных камней.

Смена рабочих органов производится машинистом непосредственно на строительном объекте.

Максимальная теоретическая производительность неполноповоротных экскаваторов при разработке грунта до 60" м3/ч, максимальная продолжительность цикла прямой и обратной лопат ТЗ...20с.

Рабочий цикл экскаватора при работе обратной лопатой состоит из операций:

1. Опускание стрелы в забой.

2. Копание при движении рукояти без поворота ковша.

  3. Копание поворотом ковша и окончательное заполнение его грунтом.

4. Подъем стрелы из забоя.

5. Поворот стрелы для выгрузки.

6. Подъем рукояти до начальной высоты выгрузки.

7. Поворот ковша до конечной высоты выгрузки.

8. Поворот стрелы в исходное положение.

Рис. 2. Сменные рабочие органы:

1– унифицированный ковш обратной и прямой лопат;

2 – погрузочный ковш;

3 – гидромолот;

4 – профильный ковш;

5 – вилочный захват;

6 – зуб рыхлитель;

7 – грейферный ковш.

Размерные параметры экскаватора ЭО-2621А при работе обратной лопатой показаны на рис. 3 и в табл. 1.

Таблица Наибольшая глубина копания траншеи, Н1, м 3, Наибольшая глубина копания котлована, Н1, м 3, Наибольший радиус копания, R1, м 5, Начальный радиус выгрузки, R2, м 2, Конечный радиус выгрузки, R3, м 2, Начальная высота выгрузки, Н2, м 2, Конечная высота выгрузки, Н3, м 2,   Рис. 3. Размерные параметры экскаватора ЭО-2621А при работе обратной лопатой На рис. 4 показана структура индексов одноковшовых универсальных экскаваторов.

Рис. 4. Структура индексов одноковшовых универсальных экскаваторов Вместимость основных ковшей экскаваторов составляет: для 2-й размерной группы:

0,25...0,28 м3;

3-й-0,40...0,65 м3;

4-й-0,65... 1,00м3;

5-й- 1,00... 1,60 м3;

6-й-1,60...2,50 м3;

7-й-2,50...4,00 м3.

  Тип ходового устройства указывается цифрами:

1 – гусеничное (Г);

2 – гусеничное уширенное (ГУ);

3 – пневмоколесное (П);

4 - специальное шасси автомобильного типа (СШ);

5 – шасси грузового автомобиля (А);

6 – шасси серийного трактора (Тр), 2. Изучить гидравлическую схему привода экскаватора Каждый из рабочих органов и механизмов экскаватора приводится в движение собственным гидродвигателем (гидроцилиндром). На рис. показана схема только той части гидравлической трансмиссии, которая относится к подъему и опусканию стрелы, так как все остальные устройства экскаватора приводятся в движение аналогично.

Рис. 5. Схема гидравлической трансмиссии, которая относится к подъему и опусканию стрелы Рабочая жидкость (минеральное масло на нефтяной основе) за сасывается насосом 3 из гидробака 4 и нагнетается по гидролинии 5 через трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель 6 в гидродвигатель 1.

В данном случае это гидроцилиндр, который при движении преодолевает усилие Р, действующее со стороны рабочего органа. Аналогично работает трансмиссия, если вместо гидроцилиндра использовать гидромотор 2, пре одолевающий нагрузку в виде момента Т.

В зависимости от положения золотника (I, II, III) рабочая жидкость под высоким давлением поступает в гидроцилиндр либо с одной стороны, либо с другой, перемещая соответственна поршень. Из противоположной полости жидкость через гидрораспределителъ по гидролинии 8 сливается обратно в   гидробак. Направление движения жидкости в гидрораспределителе на схеме показано стрелками.

В случае заклинивания рабочего органа давление в гидросистеме может резко возрасти и вызвать ее повреждения. Для исключения аварийной ситуации используется предохранительный клапан 7, который при достижении предельного давления открывается и пропускает жидкость от насоса обратно в бак.

Слив жидкости в бак происходит через фильтр 9, в котором она очищается от возможных случайных загрязнений.

Гидравлическая система неполноповоротных экскаваторов выполняется двухпоточной. Один из потоков (основной) служит для привода рабочего оборудования и обеспечивает изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти и поворот ковша. Другой поток предназначен для подъема и опускания бульдозерного отвала, выдвижения и втягивания выносных опор.

Потоки обслуживаются шестеренными или аксиально-поршневыми насосами с приводом от дизеля трактора через редукторы. Номинальное рабочее давление в системе составляет 15 МПа, но кратковременно может увеличиваться до 20 и более МПа.

3. Выполнить расчет усилий при копании Расчетная схема представлена на рис. 6.

Наибольшее усилие на режущей кромке ковша F0 развивается в точке А траектории при операции 2 рабочего цикла. Располагаемое машиной усилие в этой точке, определяется по равенству моментов действующих сил:

2F1 - r1 = F0 - r2 + Gкр – rкр Таким образом, можно вычислить максимальное располагаемое машиной усилие резания 2 F1 r1 Gкр rкр F0 = r2 (5.1) где F1 – сила, развиваемая одним гидроцилиндром, a 2F1 возникает из-за того, что рукоять движется двумя гидроцилиндрами (см. действующий тренажер);

Gкр – сила тяжести рукояти и ковша с грунтом;

r1, r2, rкр – плечи действующих сил, которые очевидны из рис. 6.

Стоит напомнить, что усилие Fu развиваемое гидроцилиндром, определено ранее в лабораторной работе № 3. Его и следует записать в табл.

2 и использовать для расчетов. Параметры экскаватора Gкр, r1, r2, rкр для точки А траектории приведены в Таблица   F1, кН r 1, м Gкр, кН rкр, м r 2, м F0, кН 0,6 7,5 0,3 Рис. 6. Схема рабочего процесса разработки грунта Вычисленное по формуле (5.1) максимальное располагаемое экскаватором усилие копания F0 записывается в табл. 2. Теперь известно, чем располагает машина. А соответствует ли это тому, что требуется от нее для работы?

Требуемое для копания усилие F01 зависит от характера грунта, размеров режущих кромок ковша и толщины стружки. Определяется оно по формуле F01 = k – b – c, где k – удельное сопротивление фунта копанию – величина справочная, определяемая по табл. 4.3;


b = 1,0 м – ширина стружки;

с = 0,2 м – толщина стружки.

Расчетное значение F01 записывается в табл. Таблица Плотность, т/м Категории Вид грунта К – удельное F01, кН грунта сопротивление копанию. кПа I Песок 1,3 II Суглинок, 1,7 мягкая глина III Суглинок 1,92,1 крепкий, глина крепкая IV Глина, суглинок 2,3 крепкие со щебнем.

Сланцы V Скальные и   мерзлые породы. Хорошо взорванные При F0 F01 экскаватор способен разрабатывать грунт той или иной кате гории. Нужно сделать вывод о том, для каких категорий грунта может использоваться рассматриваемый экскаватор на траектории АВ.

По мере приближения ковша к точке В траектории из-за уменьшения плеча г, и увеличения плеча rкр располагаемая сила копания Fu уменьшается и в точке В траектории ковша может сравняться с потребной силой F01.

Движение рукояти в этом случае прекращается. Докапывание производится движением ковша снизу вверх по траектории ВС (операция 3 рабочего цикла). Располагаемая сила F0' в этом случае рассчитывается по уравнению моментов: F1 – r3 = Gк - rк + F0 - lвв.

Далее определяем, что:

F1 r3 Gк rк F0 = lвв (5.3) где Gk – сила тяжести ковша с фунтом;

F1 – сила на штоке гидроцилиндра поворота ковша (F1 известна из лабораторной работы № 3);

r3 - плечо силы F1;

rk - плечо силы тяжести ковша;

F0 – искомая располагаемая сила экскаватора при копании ковшом;

lвв – плечо силы F0.

Сила F0 записывается в табл. 4.

Таблица F1, кН r3, м Gк, кН r к, м lвв. м F0, кН 0,55 6,0 0,3 0, Сравнивая располагаемую силу F0 с полученной ранее потребной силой F01, определяем возможность операции 3 докапывания. Делаем соответствующий вывод.

4. Выполнить расчет теоретической производительности экскаватора Производительность экскаватора оценивается тремя параметрами:

а) теоретическая производительность;

б) техническая производительность;

в) эксплуатационная производительность.

Разработчики и изготовители экскаваторов оценивают свои машины по первому из перечисленных параметров, так как не могут учесть характер разрабатываемого грунта, время полезного использования машины, условия выгрузки грунта, коэффициент загрузки ковша, зависящий от квалификации   экскаваторщика и т.п. Теоретическая производительность зависит только от свойств самой машины. Техническая же и эксплуатационная производительности определяются для конкретных условий работы. Мы сейчас располагаем данными только о свойствах конкретной машины, поэтому нам следует определить теоретическую производительность экскаватора П0, м3/час. Она вычисляется по формуле П 0 = 3600q / tц (5.4) где 3600 – число секунд в одном часе;

q – вместимость ковша, м3;

t„ – продолжительность цикла работы, с.

Продолжительность цикла зависит от скорости движения штоков гидроцилиндров и длины их хода. Рассмотренный ранее цикл работы экскаватора состоит из 8 операций, в четырех из которых шток перемещается вперед со скоростью Vi и в четырех - назад со скоростью V2 (см.

лабораторную работу № 3). Средняя скорость:

Vcp=(V1+ V2)/2, м/с.

При длине хода S время перемещения за две операции составит t = 2S/ Vcp,. Таким образом, теоретически весь цикл, состоящий из восьми операций, при одинаковых гидроцилиндрах стрелы, рукояти, ковша, поворота составит время:

2 S 8S tц = 4 = Vср Vср (5.5) Используя данные лабораторной работы № 3 и известные данные о рабочем оборудовании экскаватора, заполняем табл. 5.

Таблица П0, м3/час q, м S, м Vср, м/с tц, с Полученные значения продолжительности цикла и теоретической производительности нужно сравнить с данными, приведенными в основных сведениях об экскаваторе и сделать выводы.

Примеры расчетов 1. Расчет усилий при копании.

1.1. Определяем располагаемую силу копания при движении рукояти. В лабораторной работе № 3 определено, что F1 = 150кН   F1, кН r 1, м Gкр, кН rкр, м r 2, м F0,кН 150 0,6 7,5 0,3 3 2 F1 r1 Gкр rкр 2 150 0.6 7.5 0. F0 = = = 59.3 r2 3 кН 1.2. Определяем потребную силу копания для грунтов I...IV категории (при необходимости и V категории).

F01 = k b c ;

b = 1,0 м;

с = 0,2 м.

I категория грунта: к = 80кПа (кН/м2);

F01 = 80 1 0,2 = 16 кН.

II категория грунта: к =130 кПа{кН/м2);

F0l =130 1 0,2 = 26 кН.

III категория фунта: к = 200 кПа (кН/м2);

F01 = 200 1 0,2 = 40 кН.

IV категория грунта: к = 300 кПа {кН/м2);

F0I = 300 1 0,2 = 60 кН.

Вывод. Для всех четырех категорий грунта Fa Fm. Работа экскаватора при движении рукояти обеспечивается.

1.3. Определяем располагаемую силу копания при повороте ковша.

F1, кН r 3, м Gк, кН rк, м lвв, м F0,кН 150 0,55 6,0 0,3 0,7 115, F1 r3 Gк rк 150 0,55 6 0, F0 = = = 115, кН;

F0 F lвв 0, Вывод. Экскаватор способен разрабатывать грунты I, II, III и IV категорий на всей траектории движения ковша.

2. Расчет теоретической производительности.

Из лабораторной работы № 2 известно, что Vx = 0,3 м/с, V2 = 0,4 м/с.

П0, м3/час S, м q,м Vcp, м/с tц, с 0.25 0,85 0,35 19,4 46,   V1 + V2 0,3 + 0, Vср = = = 0, 2 2 м/с;

8S 8 0, tц = = = 19, Vср 0, с;

3600 q 3600 0, П0 = = = 46, tц 19, м3/час.

Вывод: следует предположить, что указанная в описании экскаваторов максимальная производительность П0max = 60 м3/час относится к экскаваторам с большей вместимостью ковша. Возможно также, что использовались гидроцилиндры с большей скоростью движения штоков.

Контрольные вопросы:

1. Основные виды рабочего оборудования экскаваторов?

2. Индексация одноковшовых строительных экскаваторов?

3. Основные узлы и сменные рабочие органы экскаваторов?

4. какие мероприятия позволяют увеличить производительность одноковшовых экскаваторов?

5. Перечислить основные параметры экскаватора ЭО-4122АС?

6. Из каких операций состоит рабочий цикл экскаваторов?

Лабораторная работа № 6  (8 часов)  Подшипники строительных машин  Цель работы: получить практические навыки визуально инструментального распознавания расчетного определения параметров и выбора подшипников.

Задачи работы:

1. Ознакомиться с назначениями и разновидностями подшипников.

2. Изучить конструкции и область применения подшипников качения, с учетом систему словных обозначений по ГОСТ-3183-75.

3. Сделать расчет статической и динамической грузоподъемности, долговечности и эквивалентной нагрузки.

4. Провести визуальный осмотр и выполнить измерения подшипников, не имеющих маркировки, провести расшифровку нанесенной маркировки и определить полное их название.

  Обеспечивающие средства: комплект подшипников разных типов, штангенциркуль, весы электронные.

Материалы: нормативно-техническая литература.

Задание: изучить систему основных обозначений подшипников качения.

Основные показатели представить в табличной форме. Использовав результаты экспериментальных определений. Сделать расчет основных параметров согласно п. 3 раздела «Задачи работы». Использовав промаркированные подшипники, дать полное описание по их цифровому обозначению. Определить фактические геометрические параметры и вес немаркированных подшипников, сравнить полученные значения с соответствующими нормативными и определить тип подшипников, указав маркировку и дать словесное описание. Завершить работу оформлением отчета.

Требования к отчету:

Указать название, цель и задачи работы, обеспечивающие средства.

Результаты измерений. Взвешиваний и расчетов представить в табличной форме. Указать все используемые формулы с обязательным указанием наименования входящих в них значений. Для каждого определяемого показателя обязательно указывать единицу измерения.

Сделать полную словесную характеристику всех подшипников, используемых в лабораторной работе. Указать нормативно-техническую документацию, используемую в работе.

Технология работы:

Классификация подшипников проводится в полном соответствии с требованиями ГОСТ 3189-75. Проведение измерений и снятие отсчетов осуществляется в соответствии с технологическим паспортом измерительных устройств. Взвешивание подшипников на электронных весах осуществляется с точностью до 1 грамма.

Ход эксперимента Выполнение работы начинается с изучения конструкций подшипников, определения их значения и роли в обеспечении технической эксплуатационной надежности машин и строительного оборудования, в которых используются подшипники.

Важным этапом является изучение системы условных обозначений подшипников, используя которую проводится классификация и полное описание подшипников, имеющихся в лаборатории. Особое внимание уделяется определению усилий, которые они воспринимают в опорных подвижных и неподвижных вращающихся узлах машин и оборудования.

  Не менее важным является и оборудование расчетных параметров, указанных в п. 3 «Задачи работы».

Завершается выполнение работы анализами качественных значений, характеризующих фактические и табличные показатели подшипников.

1. Общие сведения о подшипниках Подшипниками называются опоры вращающихся деталей машин.

Подшипники воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к вращающимся деталям. На рис. 1 показаны ситуации, при которых такие нагрузки возникают. Если, например, автомобиль движется по горизонтальной поверхности (рис.1 а, б), то на подшипники колес действуют радиальные нагрузки Fr, а если по наклонной поверхности, то одновременно действуют еще и осевые нагрузки Fa. Аналогично нагружаются колёса и при поворотах автомобиля. В блочной обойме (рис. 1 в) на подшипник 1, служащий опорой для крюка, действует осевая нагрузка Fa, а на подшипник опоры блока – радиальная нагрузка Fr.

Рис. 1. Нагрузки, воспринимаемые подшипниками Вращение любой детали в. машине обязательно сопровождается трением между вращающейся деталью и неподвижной. Потери на трение в подшипниках должны быть минимальными, чтобы обеспечить высокий коэффициент полезного действия машины.

Подшипники, применяемые в опорах машин и механизмов, делятся на два типа: скольжения и качения. Данная лабораторная работа посвящена изучению подшипников качения. Опора качения состоит из корпуса, подшипника качения, устройств для закрепления подшипника на валу и в корпусе, защитных и смазочных устройств.

Подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец, с дорожками качения;

шариков или роликов (тел качения);

сепаратора.

Подшипники стандартизированы.

  По форме тела качения подшипники качения делятся, на шариковые и роликовые. Ролики могут быть цилиндрические (короткие или длинные), игольчатые, бочкообразные, конические, витые.

По числу рядов тел качения различают однорядные, двухрядные и четырехрядные подшипники.

По способу компенсации перекосов вала подшипники могут быть несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся.

Подшипники скольжения Подшипники скольжения в некоторых областях применения имеют пре имущество перед подшипниками качения. Эти области охватывают:

Подшипники, которые необходимо по условиям сборки выполнять разъемными. Например, для коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.

Подшипники быстроходных валов. Подшипники качения в этом случае не пригодны из-за быстрого износа.

Подшипники для особенно точной установки валов, так как в подшипниках качения неизбежны люфты.

Подшипники для близко расположенных валов, так как подшипники скольжения имеют значительно меньшие радиальные размеры, чем подшипники качения. ' Подшипники, работающие в воде или в агрессивных средах, так как вода может играть роль смазки, а материалы подшипников скольжения, например, пластмассы устойчивы к действию среды.

Подшипники в устройствах, от которых требуется бесшумность работы. Они бесшумны, так как в них нет катящихся шумящих тел типа шариков или роликов.

Благодаря этому подшипники скольжения применяются в паровых и газовых турбинах, двигателях внутреннего сгорания, в роторных насосах, центрифугах, прокатных станах.

Подшипники скольжения (рис. 2) состоят из корпуса 4, вкладышей 2, 3 и цапф 1. Цапфу, передающую радиальную нагрузку, называют шипом при расположении ее в конце вала или шейкой, если она находится в середине вала. Цапфу, передающую осевую нагрузку, называют пятой, а вкладыш, ее воспринимающий – подпятником.

На рис. 2 а, б показаны радиальные подшипники, а на рис. 2 в, г – упорные подшипники.

Материалами для подшипников скольжения служат бронзы, антифрикционные чугуны, баббиты, пластмассы, древесные пластики, по рошковые материалы из железа и бронзы.

  Рис. 2. Конструкции подшипников В зависимости от характера трения скольжения, реализуемого между трущимися поверхностями, различают подшипники:

Сухого трения, не требующие смазочного материала. Для их изготовле ния используют преимущественно полимерные (капрон, фторопласт) и композиционные (углепластик, металлокерамика) материалы.

Полужидкостного трения, работающие в условиях периодического смазывания. Материалы таких подшипников – чугун, бронза, баббит.

Жидкостного трения, работающие лишь в условиях непрерывной подачи смазочной жидкости.

Величина коэффициента полезного действия зависит от потерь на трение.

КПД подшипников скольжения принимают: для вкладышей из чугуна т = [0,95...0796, из бронзы л = [0,97...0,98], из баббита т = [0,98...0,99], из древеснослоистых пластиков при смазывании водой т = [0,98].

Подшипники качения Преимущества подшипников трения качения:

1 Коэффициент трения качения:

f = 0,0015 + 0, 2. Незначительный расход смазки по сравнению с подшипниками скольжения.

3. Малое сопротивление при разгоне, малый статический момент трения.

  4. Меньшие габариты в длину по сравнению с подшипниками скольжения 5. Снижение стоимости производства за счет массового изготовления стандартных типов подшипников.

Недостатки подшипников качения 1. Ограниченная способность восприятия ударных и динамических нагрузок.

2. Ограничение срока службы подшипников усталостным выкрашиванием поверхности качения.

3. Меньшая долговечность при больших перегрузках и больших угловых скоростях.

4. Большие габариты по диаметру при больших нагрузках.

Подшипники качения чрезвычайно широко используются в машинах. На рис. 3 показана схема расположения подшипников качения на автомобиле ЗИЛ-4333, который широко применяется в строительстве.

Всего в этом автомобиле применено 63 подшипника качения тридцати одного наименования.

Рис. 3. Схема расположения подшипников качения на ЗИЛ- 2. Изучить конструкции и область применения подшипников качения с учетом системы условных обозначений.

В зависимости от нагрузки, которые действуют на подшипники, они делятся на следующие типы:

а) радиальные, воспринимающие в основном радиальную нагрузку (рис.

4, 5, 6, 7, 8, 9);

  б) радиально-упорные, в основном воспринимающие комбинированную нагрузку (рис. 10, 11);

в) упорно-радиальные, воспринимающие чисто осевые или комбинированные нагрузки (рис. 12, 13);

г) упорные, воспринимающие только осевую нагрузку (рис. 14, 15) д) шарнирные, воспринимающие радиальные или комбинированные нагрузки (рис. 16).

Рис. 4. Подшипники радиальные Рис. 5. Подшипники радиальные шариковые роликовые с цилиндрическими роликами Рис. 7. Подшипник радиальный Рис. 6. Подшипники радиальные роликовый с витыми роликами роликовые с игольчатыми роликами Рис. 8. Подшипники радиальные Рис. 9. Подшипники радиальные шариковые сферические двухрядные роликовые сферические двухрядные   Рис. 11. Подшипники радиально Рис. 10. Подшипники радиально упорные роликовые конические упорные шариковые Рис. 12. Подшипники упорно радиальные шариковые Рис. 13. Подшипники упорно радиальные роликовые Рис. 14. Подшипники упорные Рис. 15. Подшипники упорные шариковые роликовые Рис. 16. Шарнирные подшипники Радиальные шарикоподшипники (рис. 4) предназначены в основном для восприятия радиальных нагрузок, но они могут воспринимать и комбинированные нагрузки и небольшие чисто осевые включая двухстороннего действия, позволяют обеспечивать осевую фиксацию вала в корпусе в обе стороны.

Радиальные роликоподшипники с цилиндрическими роликами (рис. 5) предназначены воспринимать чисто радиальные нагрузки, они позволяют свободное осевое перемещение вала относительно корпуса и лишь некоторые модификации этого типа подшипников, имеющие бортики на обоих кольцах,   способны воспринимать небольшие кратковременно действующие осевые нагрузки и фиксировать вал относительно корпуса в одну или обе стороны в осевом направлении. Подшипники позволяют производить раздельный мон таж наружных и внутренних колец в узлы изделий. При применении подшипников без одного из колец сопряженные с роликами поверхности должны иметь высокую точность формы, чистоту обработки и твердость не ниже HRC 6.0.

Радиальные игольчатые роликоподшипники (рис. 6) предназначены для восприятия чисто радиальной нагрузки. Они не фиксируют вал относительно корпуса в осевом направлении за исключением одной модификации подшипника, которая позволяет одностороннюю осевую фиксацию вала за счет конструкции наружного кольца, выполненного в виде стаканчика с дном.

При применении подшипника без одного из колец, сопряженная с роликами поверхность должна иметь высокую точность формы, чистоту обработки и твердость не ниже HRC 60.

Радиальные роликоподшипники с витыми роликами (рис. 7) предназначены для восприятия чисто радиальной нагрузки. Они не фиксируют вал в осевом направлении. Способны работать под воздействием небольших ударных нагрузок. По сравнению с радиальными роликоподшипниками с цилиндрическими роликами имеют пониженную грузоподъемность, точность вращения и быстроходность.

Радиальные сферические шарикоподшипники (рис. 8) предназначены для восприятия в основном чисто радиальных нагрузок или радиальных нагрузок в сочетании с небольшими осевыми нагрузками. Они позволяют фиксировать вал относительно корпуса в осевом направлении в обе стороны.

Обеспечивают нормальную работу опоры в условиях вращения при небольшом взаимном перекосе колец подшипников.

Радиальные сферические роликоподшипники (рис. 9) предназначены для восприятия в основном радиальных нагрузок или комбинированных нагрузок с превалирующей радиальной составляющей. Они позволяют обеспечить осевую фиксацию вала относительно корпуса. Обеспечивают нормальную работу опор при небольшом взаимном перекосе колец подшипников в результате несоосности посадочных мест под подшипники или рабочих прогибов вала.

Радиально-упорные шарикоподшипники (рис. 10) предназначены в основном для восприятия комбинированных нагрузок, состоящих из различных по величине сочетаний радиальных и осевых составляющих.

Однорядные подшипники этого типа с двухточечным контактом фиксируют осевое положение вала относительно корпуса в одну сторону. Для фиксации вала в обе стороны применяются двухрядные или сдвоенные по схемам О и X, или однорядные с трех- или четырехточечным контактом шариков с дорожками качения колец подшипника.

Радиально-упорные конические роликоподшипники (рис. 11) предназначены для восприятия в основном комбинированных нагрузок с   доминирующей радиальной составляющей. Однорядные подшипники фиксируют вал относительно корпуса в одном направлении. Двухрядные и четырехрядные подшипники фиксируют вал относительно корпуса в обе стороны. Конструкция подшипников позволяет производить раздельный монтаж наружных и внутренних колец.

Упорно-радиальные шарикоподшипники (рис. 12) предназначены для восприятия чисто осевых или комбинированных нагрузок о превалирующей осевой составляющей. Однорядные подшипники фиксируют вал относительно корпуса в одну сторону, а двухрядные в обе стороны вдоль оси.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.