Презентация на тему Основные конструктивные схемы и принципы компоновки строительных машин

Несмотря на многообразие областей применения, типов

и типоразмеров строительных машин, их конструктивные схемы и компоновочные принципы не очень разнообразны.
Любая строительная машина является набором достаточно ограниченного числа типовых узлов и агрегатов, способы конструктивного соединения и функционального взаимодействия которых между собой диктуются назначением машины и, в свою очередь, определяют ее характеристики.
К их числу относятся:
Рама;
Силовая установка;
Ходовое оборудование (для самоходных, полуприцепных и прицепных машин);
Трансмиссия;
Рабочее оборудование;
Системы управления рабочими процессами и движением машин;
7) Операторские кабины, корпусные и облицовочные детали.

расположения
других агрегатов, благодаря чему машина сохраняет работо-
способность в

широком диапазоне эксплуатационных условий.
Конфигурация рамы зависит от величины и направления
нагрузок, воспринимаемых машиной, что в свою очередь,
ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ:
- ее назначением;
- типом и типоразмером.

Наряду с основной рамой на некоторых типах машин ис-
пользуются дополнительные рамы для крепления рабочих орга-
нов.

Силовая установка

служит источником механической энергии, необходи-
мой для работы машины. Современные строительные машины оборудуются:
1. Двигателями внутреннего сгорания (главным образом, дизельными).
Преимущества (+):
Полная автономность машины в течение длительного времени;
Повышенная производительность.
Недостатки (-):
Сравнительно невысокий КПД (20-35%);
Шум, вибрация, токсичность выхлопа, тепловое загрязнение окружающей среды.
2. Электродвигателями с автономным питанием от аккумуляторов или стационарных
электросетей.
Преимущества:
Высокий КПД (до 98%);
Постоянная готовность к работе независимо от температуры окружающего воздуха;
Высокая надежность;
Простота сопряжения с другими агрегатами;
Легкий пуск, управление, реверсирование и остановка.
Недостатки (-):
- Зависимость от наличия электроэнергии.

Движитель (ходовое оборудование) позволяет строительной ма-
шине передвигаться относительно опорной

поверхности.
Большинство самоходных строительных машин ОСНАЩЕНЫ:
Пневмоколесным движителем;
Рельсоколесным движителем;
Гусеничным движителем.
Гораздо реже (и только у строго ограниченной номенклатуры ма-
шин) ВСТРЕЧАЮТСЯ:
Жесткие колеса, облицовочные резиной;
Металлические вальцы с гладкой или неровной поверхностью.
В последние годы все чаще появляются движители, в которых пы-
таются соединить преимущества движителей разных типов.

наиболее под-
ходит для машин, эксплуатация которых сопряжена с
движением в

широком диапазоне скоростей по
произвольной траектории и по достаточно прочной
опорной поверхности (твердое покрытие, плотный
грунт и т.п.).
ДОСТОИНСТВА:
Хорошие амортизирующие качества;
Высокая эластичность;
Малые внутренние потери;
Износостойкость;
Совместимость с любыми скоростными
режимами;
Минимальные требования к регулярному
обслуживанию;
Низкая стоимость и трудоемкость ремонта.
НЕДОСТАТКИ:
1) Высокие удельные давления на грунт;
2) Сравнительно невысокая сопротивляемость меха-
ническим повреждениям;
3) Высокая вероятность аварийной ситуации при
внезапной разгерметизации колеса.

ДОСТОИНСТВА:
Высокая механическая прочность;
Малое сопротивление перекатыванию
Отсутствие бокового увода;
Незначительность внутренних

потерь.

НЕДОСТАТКИ:
1) Требует укладки рельсового пути с тщатель-
ной подготовкой основания;
2) Требует ежедневного обслуживания;
3) Чувствителен к уклонам местности;
4) Допускает перемещение машины только по
определенной траектории.

ДОСТОИНСТВА:
Низкое удельное давление на опор-ную поверхность;
Прекрасная маневренность;
Хорошие тягово-сцепные

свойства.

НЕДОСТАТКИ:
Сравнительно тяжел;
Шумен;
Не приспособлен к движению с высо-кими скоростями;
Легко повреждает дорожные покры-тия и почвенный слой;
Требует систематического обслу-живания и регулирования;
Более других трудоемок при ремонте.

ДОСТОИНСТВА:
1) Перемещение по произвольной траектории;
2) Сравнительно небольшое

сопротивление перекатыванию;
3) Не шумны;
5) Не подвержены механическим повреждениям;
6) Не требуют регулярного обслуживания.

НЕДОСТАТКИ:
Весьма требовательны к ровности и прочности опорной поверхности;
Не отличаются хорошими тягово-сцепными и амортизи-рующими свойствами.
Тяжелее обычного пневмоколеса;
Обладает меньшей эластичностью.

НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ)
ПРИМЕНЕНИЕ:

Самоходные асфальтовые и грунтовые

катки;
Уплотнители отходов, работающие на мусорных свалках.

Жесткие вальцы с гладкой или неров-
ной поверхностью сконструированы
таким образом, чтобы повысить их уп-
лотняющую способность, сохранив при
этом функции движителя. Они
перекатываются по опорной поверхности,
одновременно уплотняя ее.

из:
рабочего органа;
деталей и узлов,
обеспечивающих его ориентацию в пространстве,

и входит в состав
обязательного оснащения строительных машин.
Рабочий орган взаимодействует со средой, для обработки которой
создана строительная машина, а соединительные и крепежные элементы
обеспечивают ее конструктивную связь с шасси.
Рабочее оборудование оснащено силовой трансмиссией, снабжа-
ющей рабочий орган энергией и позволяющей управлять его положением
в пространстве.
Несмотря на широкую номенклатуру рабочих органов строительных
машин и оборудования, обусловленную разнообразным перечнем выпол-
няемых ими работ, ПО РЕЗУЛЬТАТУ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ОБРАБАТЫВАЕ-
МЫМ МАТЕРИАЛОМ ОНИ РАЗДЕЛЯЮТСЯ НА ПЯТЬ ГРУПП.
Каждый из рабочих органов, входящих в эти группы, ОТЛИЧАЕТСЯ механизмом взаимодействия с обрабатываемым материалом или грузом.

двигателя к удаленному от него устройству-
потребителю ( к исполнительным

органам машины с изме-
нением скоростей, направления и вида движения).

В зависимости от способа передачи энергии, РАЗЛИЧАЮТ:

Механические силовые трансмиссии;
Гидравлические силовые трансмиссии;
Пневматические силовые трансмиссии;
Электрические силовые трансмиссии;
5) Комбинированные силовые трансмиссии.

трансмиссии передают энергию в виде
крутящего момента от двигателя

к исполнительным механизмам.

ОСНОВНОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО:
- высокий КПД, так как в них нет потерь энергии, связанных с ее преобра-
зованиями.

Общий КПД трансмиссии оценивается отношением мощности, развива-
емой выходным элементом трансмиссии, к мощности, подаваемой на ее
входной элемент.

силовых трансмиссий:
Большая удельная масса (на единицу передаваемой мощности);
Большие габариты,

возрастающие при передаче крутящего момента на большие расстояния и изменении его направления.

По этим причинам чисто механические трансмиссии в современ-
ных строительных машинах используются не всегда.

Вместе с тем оборудование для добычи, изготовления и пере-
работки строительных материалов, в котором проблемы компо-
новки и массы имеют второстепенное значение, оснащается, в основном,
МЕХАНИЧЕСКИМИ ТРАНСМИССИЯМИ, обеспечивающими минимальные
потери мощности на пути от двигателя к исполнительному механизму.

силовых трансмиссиях механическая энергия двигателя
сначала прербразуется во внутреннюю

энергию жидкости, а затем – обратно в
механическую.
Во всех гидравлических трансмиссиях (гидросистемах) преобразование
механической энергии во внутреннюю энергию жидкости осуществляется насосом,
который:
Либо ПОВЫШАЕТ ДАВЛЕНИЕ ЖИДКОСТИ, находящейся в замкнутом объеме;
Либо УВЕЛИЧИВАЕТ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ее потока.

В зависимости от способа передачи энергии ГИДРОСИСТЕМЫ делятся на:
ГИДРООБЪЕМНЫЕ (ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ);
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ.
В строительных машинах одновременно используется несколько независимых
гидравлических силовых трансмиссий:
Ходовые передачи;
Системы привода рабочих органов;
Рулевые и тормозные системы;
4) Системы управления силовыми трансмиссиями.

Благодаря отсутствию ограничений на длину и конфигурацию

гидравлических
магистралей гидропередачи позволяют :
улучшить компоновку машин и оборудования;
сделать условия работы оператора (машиниста) более комфортабельными;
удобнее расположить рабочие органы и расширить их функциональные возможности;
повысить степень автоматизации управления машиной, благодаря чему:
Снижается интенсивность работы оператора;
Повышается эффективность и безопасность работы машины;
3) Уменьшаются эксплуатационные затраты.
НЕДОСТАТКИ:
меньший, чем у механических силовых трансмиссий, КПД (из-за потерь при дву-
кратном преобразовании энергии; внутренних потерь в жидкости и ее трении о
стенки трубопроводов);
Экологическая агрессивность рабочих жидкостей;
Более сложная диагностика неисправностей, требующая более дорогого
инструмента.

трансмиссия) применяются для передачи усилия к
механизмам рабочего оборудования

в:
Ходовых приводах;
Рулевых системах;
Тормозных системах.
В комбинации с механическими, гидродинамические
силовые трансмиссии применяются в:
- Ходовых приводах машин.

трансмиссии – альтернатива механическим и гидрав-
лическим приводам.

Электрический генератор, соединенный с валом двигателя внутреннего сго-
рания, преобразует механическую энергию в электрическую, которая затем по про-
водам передается к электродвигателям, приводящим ходовые, рабочие и вспомо-
гательные механизмы машины.

ДОСТОИНСТВА:
Высокая надежность;
Отсутствие ограничений на длину и конфигурацию;
Возможность бесступенчатого регулирования скорости;
Простота соединения с источниками и потребителями механической энергии.

НЕДОСТАТКИ:
Масса электрической трансмиссии в 2,5 – 4 раза больше механической (причем до
20% ее приходится на дорогую медь);

КПД составляет не более 80%. Это ограничивает применение электрических сило-
вых трансмиссий, главным образом, ходовыми приводами тяжелых машин.

силовых трансмиссиях широко исполь-
зуется принцип объединения в рамках одной

силовой передачи
узлов и агрегатов, принадлежащих к различным типам транс-
миссий:

1. Гидромеханические трансмиссии ;
2. Пневмогидравлические трансмиссии;
3. Электрогидравлические трансмиссии и т.д.

без систем управления,
обеспечивающих информационную связь между различными агрегатами

машин и машинистом
(или оператором).
Различают ПРЯМУЮ и ОБРАТНУЮ связь источника и объекта управления.
1. Устройства ПРЯМОЙ СВЯЗИ
обеспечивают машиниста информацией о:
состоянии машины и ее агрегатов;
параметрах их работы;
результатах выполнения рабочих процессов.
К числу таких устройств относятся:
всевозможные датчики;
световые и звуковые индикаторы и приборы.

2. Устройства ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
дают машинисту возможность изменять характеристики машины, агрегатов или рабочих про-
цессов непосредственно в ходе работы в соответствии с характером информации об их величине.
К числу таких устройств относятся:
системы различного принципа действия, передающие все команды машиниста к исполни-
тельным механизмам

можно объединить в:
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ МАШИНЫ:

- тормозные;
- рулевые;
- подачей топлива и т.д.

СИТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ:
- ориентацией в пространстве;
- величиной рабочего усилия.

В простейших системах управления сигналы о состоянии агрегатов машины
поступают в виде:
- механических импульсов;
- электрических импульсов;
- гидравлических импульсов;
пневматических импульсов
НА ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ, где приборы преобразуют их в вид, понятный машинисту.

информацию к све-
дению или отреагировать на нее изменением

параметров ра-
бочего процесса.
Это происходит с помощью органов управления, вырабаты-
вающих:
Механические импульсы;
Электрические импульсы;
Гидравлические импульсы;
Пневматические импульсы,
ПЕРЕДАВАЕМЫЕ СИСТЕМАМИ УПРАВЛЕНИЯ
К
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМАМ.

МАШИНАМИ
И ОБОРУДОВАНИЕМ заключается :
в большом числе

параметров, контроль за которыми нужен
для эффективного управления рабочим процессом.


ОСОБЕННОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ
строительными машинами и оборудованием:
Автоматизированная система управления может выполнять
за машиниста (оператора) функции, которые не сопряжены с
принятием решения.

Любая автоматизированная система управления СОСТОИТ ИЗ:
Датчиков,

которые регистрируют текущее состояние регулируемого
объекта;
Блока управления, который сравнивает параметры текущего состо-
яния с заданными, оценивает имеющиеся отклонения и формирует сиг-
нал, содержащий информацию о величине корректирующего воздей-
ствия;
Преобразователя сигналов, трансформирует сигнал в импульсы, вы-
зывающие срабатывание исполнительного механизма, управляющего ре-
гулируемым объектом.

При нормальной работе автоматизированной системы управле-
ния значение контролируемого параметра колеблется относительно за-
данного, отклоняясь от него не более, чем на погрешность датчиков, ко-
торая не должна превышать технологических допусков на контролиру-
емый параметр.

датчиков;
Скоростью и погрешностью срабатывания исполнительных механизмов.

СТЕПЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ может оцениваться

относительным (к общему) количес-
твом функций управления, которые система выполняет без вмешательства оператора.

СКОРОСТЬ СРАБАТЫВАНИЯ – это время реакции исполнительного механизма на уп-
равляющий импульс.

ПОГРЕШНОСТЬ СРАБАТЫВАНИЯ – это разница между фактическим и заданным значе-
ниями контролируемого параметра после срабатывания исполнительного механизма.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ системы автоматического управления современ-
ной строительной машиной можно оценить, сравнивая суммарную стоимость едини-
цы продукции, произведенной с ее применением и без нее.