Портал о строительстве и ремонтных работах

Архивы за 21.09.2014

Машина — устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического или умственного труда.

Машины, рассматриваемые в настоящем учебнике, состоят из боль­шого количества отдельных частей. Простейшие части машин, изготов­ленные без применения сборочных операций, называются деталями. Многие из деталей различных по назначению машин имеют одинако­вую конструкцию, выполняют одинаковые функции, находятся в одина­ковых или тождественных условиях работы.

Группа деталей, работающих в комплексе и объединенных общим назначением, называется механизмом или узлом (например, редуктор, коробка передач). Поэтому изучение различных машин целесообразно начинать с рассмотрения устройства, работы и назначения отдельных деталей, различных соединений и передач.

Различают детали общего и специального назначения. Детали об­щего назначения — винты, гайки, валы, муфты, подшипники и т. д. — приме­няются почти во всех машинах. Детали специального назначения встре­чаются только в некоторых. Например, в строительных машинах это крюк подъемного крана, зуб ковша экскаватора и т. д. Обеспечение эф­фективности работы машины при длительном сроке службы в значи­тельной степени определяется прочностью, надежностью, долговечнос­тью, износостойкостью и жесткостью деталей и узлов.

С требованиями эргономики тесно связаны и требования техничес­кой эстетики или художественного конструирования изделия. Задачей художественного конструирования является выбор геометрических про­порций изделия, его цветового оформления и формы с учетом функцио­нального назначения, материала и технологии изготовления.

Благодаря физиологическим особенностям человека выполнение требований технической эстетики в немалой степени способствует бо­лее бережному отношению его к красиво изготовленному изделию, бо­лее качественному выполнению тех или иных операций, меньшей утом­ляемости и большей безопасности во время работы. Все эти факторы приводят к повышению производительности труда.

Одним из элементов художественного конструирования является рациональное проектирование рабочего места оператора и органов уп­равления машиной. При этом необходимо учитывать размеры оператора (его антропометрические показатели), физиологические особенности, воз­раст. Например, пальцы рук обеспечивают наибольшую точность движе­ний; наибольшее усилие при управлении водитель создает ногой при упоре в стенку сиденья; наибольшей силы человек достигает приблизи­тельно к 25 годам, усилия рук и ног к 65 годам уменьшаются на 50%, а усилия кистей рук — на 16,5%. На основе этих данных определяют раз­мер рабочей зоны оператора (в пределах которой он производит рабо­чие движения), расположение рычагов, педалей и кнопок системы управ­ления, их размеры, форму, окраску.

Большое значение для безопасной работы оператора и для пониже­ния его утомляемости имеет выбор цвета окраски отдельных элементов и частей машины. Известно, например, что красный способствует повы­шению внутриглазного давления, тогда как зеленый цвет снижает его, очень спокойным является и синий цвет. В инструкциях по технике безопасности в США в красный цвет рекомендуется окрашивать проти­вопожарный инвентарь, в зеленый (либо серый, белый или черный) — безопасные материалы, в синий — защитные материалы (например, ве­щества для защиты от ядовитых газов), в фиолетовый — ценные матери­алы и т. д.

Для окраски дорожно-строительных машин следует использовать яркие тона и стремиться к тому, чтобы по цвету движущиеся рабочие органы резко контрастировали с остальными частями машины, что обес­печивает их хорошую видимость и безопасность людей.

Большое значение для улучшения качества продукции и удешевле­ния производства изделий приобретают стандартизация и унификация.

Основная цель стандартизации состоит в установлении уровня норм и требований при выполнении опытно-конструкторских работ, изготов­лении изделий и их эксплуатации. Охватывая все сферы производства изделия и его эксплуатации, стандарты регламентируют:

— терминологию, обозначения и правила выполнения рабочих черте­жей; методы расчета;

— габаритные и присоединительные размеры деталей;

— состав и свойства применяемых материалов;

— содержание технологических процессов, параметры оборудова­ния и контрольно-измерительного инструмента;

~ методы испытания и оценки основных показателей изделия;

~ правила и нормы его эксплуатации.

В зависимости от области применения различают стандарты предприятия (СТП), отраслевые (ОСТ), государственные (ГОСТ) и стандарты Беларуси (СТБ) и междугосударственные стандарты (ISO).

Унификация необходима для обеспечения рационального сокраще­ния многообразия типов конструкций, материалов, технологических про­цессов изготовления, размеров и других параметров изделий одинаково­го функционального назначения. На стадии проектирования унификация позволяет использовать уже готовые чертежи отдельных деталей или сбо­рочных единиц, что значительно сокращает сроки проектирования и изго­товления изделия и позволяет получить большой экономический эффект.

Уровни стандартизации и унификации изделий определяются по отно­шению числа стандартизованных или унифицированных деталей к общему числу деталей в данном изделии. Эти уровни должны быть достаточно высокими, однако, определяя их пределы, следует учитывать специфику изде­лия, требования к надежности отдельных его деталей и сборочных единиц, серийность производства и исходить при этом из общего народнохозяй­ственного эффекта, который дает унификация или стандартизация.

С понятием унификации тесно связано и другое понятие — агрега­тирования, т. е. метода компоновки машин из унифицированных деталей, сборочных единиц и агрегатов разных типоразмеров. Разработанные на основе какой-то базовой машины остальные машины данного ряда (мо­дификации базовой машины) отличаются от нее лишь значениями глав­ного параметра (грузоподъемностью, объемом ковша, мощностью двига­теля, тяговым усилием) и незначительными конструктивными изменени­ями отдельных частей.

Характерным примером являются типоразмерные ряды дорожно-стро­ительных машин фирмы "Интернейшнл" (США) на базе колесных и гусе­ничных тракторов, одноосных и двухосных колесных тягачей (рис. 1.1).

Одним из важных направлений унификации дорожно-строитель­ных машин является применение сменного рабочего оборудования. Так, для отечественных погрузчиков освоено более 20 видов сменного обо­рудования, для бульдозеров и корчевателей — более 10. Сменное рабо­чее оборудование имеют также автогрейдеры, краны, экскаваторы.

В конструкциях ряда зарубежных машин применяется сменное хо­довое оборудование, а также сменные двигатели. Примером последнего могут служить некоторые типы выпускаемых в США экскаваторов, име­ющих в качестве сменных двигателей карбюраторный, электрический и дизельный. При замене одного типа двигателя на другой трансмиссия остается прежней.

Модель 560 Н-100С Н-90Е Н-80В Н65С

Мощность, кВт 283 215 178 137 116

Масса, т 31,3 23 17 14,2 12,4

б)

Модель 580 Н-400С 560 Н-1000 Н-90Е Н-80В

Мощность, кВт 802 432 283 215 180 137

Объем ковша, м3 15,1 8,41 5-9 3,44-4,2 3,1-5,35 2,674,5

H-50C H-30B H-30F 3850 2500 2400B 3300B H-25B 3200B

60 и 69 46 и 31 46-51 59 44 и 52 38 27 38 22

1,15-2,68 0,76-1,2 0,76-1,7 0,96-1,15 0,57 0,57 0,26-0,48 0,45-1,150,25-0,48

г)

Модель 2500 1750 125Е 100Е 50Е

Мощность, кВт 142 91 28 48 33

Объем ковша, м3 1,8-2,48 1,52-1,72 0,96-1 0,76-0,86 0,57

Модель 444 433

Мощность двигателя, кВт

ДОРОЖНО СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

переднего 231 231

Заднего 138 138

Объем ковша, м3 ____ 16,8 15

Модель ГД-25С ГД-20Е ТД-15С ТД-8Е

Мощность, кВт 231 157 104 56

Масса, т 31,6 21,1 14,3 7,7

ж)

Модель 442 431 412

Мощность, кВт 231 231 112

Объем ковша, м3 16,8 16 8,4

Модель 3820А	3600А	3500А	3400А	2400В
Мощность, кВт 63	59	52	37	34,3
Глубина
выемки
грунта, м3 4,97	4,95	4,83	4,34	3,89

Модель	3984	3964
Мощность, кВт	77	75
Объем ковша, м3	0,57	0,48
Глубина
выемки
грунта, м3	6,65	6,26

Рис. 1.1. Типоразмерные ряды некоторых дорожно-строительных машин, а — лесопогрузчики на базе колесных тракторов с шар — нирно-сочленной рамой; б — фронтальные ковшевые погрузчики на базе колесных тракторов с шарнирно-сочленной рамой; в — фрон­тальные ковшевые погрузчикис жесткой ходовой тракторов; г — фронтальные ковшевые погрузчики на базе гусеничных тракторов; д — булюдозеры на базе гусеничных тракторов; е — самоходные двухдвигательные скреперы; ж — самоходные скеперы; з — колес­ные тракторы с фронтальным погрузочным оборудованием ит обратной лопатой; и — гидравлические эсковаторы.

Большое значение имеет унификация таких элементов дорожно­строительных машин, как гидроцилиндры в гидравлических приводах, фрикционные муфты, опорно-поворотные устройства, стрелы и т. п.

Унификация распространяется не только на конструкции, но и на кинематические схемы машин или отдельных механизмов. Например, кинематические схемы многих стреловых кранов в Англии и ФРГ не отличаются от кинематических схем экскаваторов, имеющих тот же при­вод. Унифицированная схема объемного гидропривода применяется для пневмоколесных кранов различной грузоподъемности.