Интенсификация рабочих процессов ДСМ

 

Министерство  Образования Российской Федерации

 

 

Московский Автомобильно-дорожный

Государственный технический университет (МАДИ)                                                    

 

 

 

 

                                 

 

 

Кафедра Сервиса Дорожно-Строительных машин

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

Интенсификация  рабочих процессов ДСМ

 

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель:                                                                Дворковой В.Я.

 

 

Группа: 5мСМ

 

 

Студент:                                                                               Былеев С. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

 

 

 

Оглавление

 

1. Введение_______________________________________________________3

2. Основные направления интенсификации механизации земляных работ в строительстве_________________________________________________________4

3. Повышение эффективности отдельных видов земляных работ

    3.1. Бульдозерные работы________________________________________5

    3.2.Рыхлительные_______________________________________________7

     3.3.Экскаваторные работы_______________________________________9

 

4. Заключение____________________________________________________11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

 

    Научно-технический прогресс в строительстве осуществляется на основе внедрения в производство принципиально новой техники и материалов, прогрессивной технологии, выпуска машин и агрегатов большой единичной мощности и производительности, а также малых машин для механизации работ, выполняемых вручную.

Масштабы строительства  и необходимость внедрения передовой  технологии производства земляных работ  требуют конкретного решения задач по оснащению строек современными высокопроизводительными машинами и механизмами, поэтому в развитии народного хозяйства механизации земляных работ уделяется огромное внимание, что подтверждается быстрым ростом парка строительных машин в СССР. Однако повышение производительности труда в строительстве не может быть обеспечено только за счет увеличения количества землеройных машин, необходимы качественные изменения в парке машин и оборудования, принципиальное улучшение средств механизации строительства, ускорение замены устаревшей землеройной техники, увеличение единичной мощности машин, создание и внедрение новых орудий труда. Предусматривается совершенствование конструкций рабочих органов так называемого традиционного типа при минимальной их переделке, разработка новых машин и комплексов, обеспечивающих реализацию безотходной технологии производства работ, экономию энергетических, материальных, трудовых и экологических затрат при выполнении земляных работ на всех этапах промышленного, гражданского, дорожного, мостового и аэродромного строительства, что определяет комплекс вопросов, решение которых базируется на научном и производственном потенциалах машиностроения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основные направления интенсификации механизации земляных работ в строительстве

   Анализ тенденций научно-технического прогресса и достижений технологии индустриального строительства у нас в стране и за рубежом позволяет выделить основные направления оптимизации конструкций землеройных машин, которые обусловлены прежде всего общими тенденциями развития машиностроения, требованиями научно-технической революции (НТР) и потребностями народного хозяйства страны.

Первое — совершенствование систем и комплексов машин. Это направление определяется решением проблем, связанных с интенсификацией строительства, на основе дальнейшего развития систем машин различного назначения, унификации, широкого использования методов модульного проектирования, ресурсосберегающих технологий и создания системы механизированного инструмента.

Оптимальные структуры  систем землеройных машин, типо-размерные ряды, унифицированные конструктивно размерно-подобные машины на базе модульного проектирования обеспечивают широкую специализацию и кооперацию производства. Возрастающие объемы земляных работ в отдаленных труднодоступных районах требуют развития специальных землеройных машин. Одной из важных задач является создание машин на основе использования ресурсосберегающих технологий и принципов свертывания ряда традиционных воздействий в одну операцию.

Второе — повышение эффективности и интенсификации рабочих органов землеройных машин. В целях существенного улучшения производственно-технологических качеств машин решаются задачи создания землеройных машин большой единичной мощности (400... 1500 кВт) и малогабаритной техники как следствие возрастающих объемов разнообразных земляных работ по реконструкции. Увеличивающаяся стоимость машин, оснащенных автоматизированными системами, трудности с трудовыми ресурсами приводят к необходимости выпускать универсальные землеройные машины с многоцелевыми рабочими органами и строительные манипуляторы.

В настоящее время  производятся машины, обладающие свойствами широкой адаптации к условиям и видам работ: бульдозеры с перекосом  отвала, с управляемыми выступающими ножами; отвалы с двухножевой системой копания, с изменяющимся углом резания, оборудованные челюстным захватом; рыхлители с последовательно расположенными зубьями, установленными на разную глубину; скреперные ковши с двухножевой системой копания, со шнеко-, винто- и элеваторной системой загрузки ковша и др.

Перспективно создание принципиально новых землеройных машин, основу рабочих процессов которых составляют новые физические эффекты: снижение сил трения при движении инструмента в грунте на базе использования антифрикционных материалов, термических воздействий, электрофизических методов, гидравлической и газовоздушной смазки; использование достижений газо- и гидродинамики для интенсификации разрушения, уплотнения и перемещения грунтов и др.

 

     Пятое — совершенствование систем привода и энергетических установок землеройных машин. Широкие возможности открывает применение гидростатического привода и, в частности, с приводом насосов от газотурбинного двигателя, использование гидромеханической трансмиссии с переключением передач под нагрузкой и частым реверсированием и высокоэффективных фильтров. Основным источником энергии землеройной техники на ближайшую перспективу являются дизельные двигатели. Внедрение двигателей с электронным управлением обеспечивает повышение коэффициента полезного действия, экономию топлива, чистый выхлоп и снижение шума до 80 дБ. Использование керамических материалов позволяет существенно повысить рабочее давление, температуру и экономичность двигателя. Предполагается использовать газотурбинные двигатели на мобильных землеройных машинах. Реализация этого направления связана с проблемой создания экономичной газовой турбины.

 

 

 

3. Повышение эффективности отдельных видов земляных работ

   Эффективность бульдозерных, рыхлительных, экскаваторных и скреперных работ в условиях эксплуатации достигается за счет модернизации конструкций отвала, рыхлителя в границах традиционной конструктивной схемы, создания оборудования, основанного на новых принципах воздействия на грунт, а также совершенствования технологии ведения работ.

3.1.Бульдозерные работы.

Эффективность бульдозерного  оборудования повышается при использовании  накопительных открылков (неуправляемые и управляемые), адаптируемого отвала, обеспечивающего изменение углов резания, опрокидывания, конфигурации режущего ножа и т. п. При обеспечении перекоса отвала в поперечной плоскости в среднем на 12...18° (рис. 1.1, а) производительность бульдозеров, разрабатывающих грунты III и IV категорий, возрастает в 1,4...1,5 раза, что достигается на базе реализации принципа концентрации усилий на определенном участке длины режущей кромки отвала.

Ряд конструкций оборудуются управляемыми рыхлительными зубьями, которые располагают с лобовой или тыльной сторон отвала либо по его бокам (рис. 1.1, б, в). По способности накапливать и удерживать призму волочения оборудование выступающего среднего ножа аналогично действию открылков к отвалам, но отличается большей прочностью и надежностью в работе (рис. 1.1, г).

     На операциях перемещения грунта используют отвалы ковшового типа, а также с двухножевой системой копания, передний нож у которых вынесен вперед из-под призмы волочения. Расширение области применения и улучшение перемещения грунта в сторону достигается за счет установки перед отвалом шнека, ленточного транспортера (реверсивного), роликовых элементов и гибкой лобовой поверхности (рис. 11, д, е). Снижение сопротивления грунтов резанию, копанию возможно также наложением на отвал, режущий нож и зубья механических колебаний (рис. 1.1, ж).

 

Целесообразно оснащать бульдозеры интенсификаторами, обеспечивающими газовоздушную смазку поверхности отвала, контактирующей с грунтом,- реализуется возможность копания грунта с большей толщиной стружки за счет уменьшения сил трения грунта по отвалу (рис. 1.1, з) и разрушать грунт импульсным газовым потоком высокого давления — достигается разрушение и перемещение материала энергией сжатых газов.

 

 

Рис. 1.1. Конструктивные схемы  рабочих органов машин для  разрушения прочных и мерзлых  грунтов:

а-з — отвалы соответственно с перекосом, с передним рыхлящим зубом, с обратным рыхлителем, с выступающим средним ножом, со шнековым интенсификатором, с ленточным транспортером, с поверхностью, оснащенной роликами, с гибкой лобовой поверхностью, с вибрирующим ножом, с газовоздушной смазкой поверхностей скольжения и, к — отвалы соответственно соединенные в единый агрегат и с боковыми ножами, л — зуб рыхлителя с переменным углом рыхления, м, н, р — рыхлители соответственно с регулируемым углом рыхления, с виброударным рабочим органом и газодинамического действия, о — схема винтоклинового рабочего органа, п — винтоклиновой рабочий орган с газодинамическим интенсификатором.

 

Интенсифицируют бульдозерные работы также за счет выполнения более  эффективной технологии земляных работ, Так, применение траншейной схемы разработки увеличивает производительность на 15...20 %, а агрегатирование бульдозеров, заключающееся в сдвоенной схеме копания и перемещения грунта при возведении насыпей, позволяет перемещать за один цикл до 8 м³ грунта, а отдельно — не более 3,5 (рис. 1.1, и).

Передовые бульдозеристы широко применяют метод перемещения грунта с промежуточным накоплением. Так, при необходимости перемещения его на 100 м это делают за один цикл. Если допустимые потери грунта на 100 м составляют 1 м³, то из 2 м³ будет доставлен к месту отсыпки 1 м³. Применяя метод перемещения грунта вначале четырьмя рейсами на 50, а затем тремя еще на 50 м, производительность бульдозера можно увеличить до 30 %.

 

3.4. Рыхлительные работы.

 Распространены способы разработки мерзлых грунтов, основанные на их предохранении от промерзания или за счет оттаивания. Однако они дорогостоящи, а подготовительные работы сложны и длительны. В практике промышленного, гражданского и дорожного строительства получил распространение механический способ разрушения мерзлых и прочных грунтов, основанный на концентрированном воздействии на грунт рабочего инструмента клинообразной формы под действием статических или динамических нагрузок. Этот способ предусмотрен при выполнении больших объемов земляных работ.

Эффективным устройством для разрушения мерзлых грунтов, устанавливаемых на бульдозерном оборудовании, является выступающий средний нож (ВСН) (см. рис. 1.1, г). Установка специальных угловых ножей на бульдозерных отвалах при наличии перекоса также способствует хорошему внедрению рабочего органа в мерзлый и прочный грунт (рис. 1.1, к).

В практике трестов «Днепростроймеханизацпя», «Днепроспецэкскавация», «Днепроспецстрой» Минстроя УССР при ведении дорожного строительства широко используют рыхлительные зубья, смонтированные на бульдозерных отвалах. В зависимости от направления движения базового трактора при рыхлении различают зубья переднего и заднего рыхления. Производительность машин с зубьями заднего рыхления повышается на 25...30 % за счет использования холостого хода базового трактора.

Рыхлительные работы при разработке прочных грунтов в строительстве  осуществляют в основном рыхлителями  статического действия. Рабочий орган  рыхлителя выполняют в виде стойки с наконечниками и навешивают в задней части базовых тракторов.

В Мировском СУ треста «Днепроспецэкскавация» опробована конструкция рыхлителя к трактору класса 90... 140 кН. Она спроектирована КИСИ с учетом характера изменения прочности грунта по глубине массива. При этом зуб предусмотрен с переменным углом рыхления, что обеспечивает разрушение наиболее прочной части массива грунта отрывом. Наконечник зуба вынесен вперед по траектории резания (рис. 1.1, л).

Заслуживает внимания конструкция, приведенная на рис. 1.1, м,— по мере износа наконечника зуба с помощью гидроцилиндра управления поддерживается постоянный угол рыхления. Производительность рыхлителя обеспечивает фронт работ для 6...8 скреперов ДЗ-20 и двух экскаваторов ЭО-4121 (Э-652).

Хороший результат дает применение гидро-и пневмомолотов, позволяющих получать направленный ударный импульс, передаваемый на разрабатываемый грунтовый массив (рис. 1.1, н).

Снижение энергоемкости  разработки мерзлого грунта обеспечивается рабочими органами машин, разрушающими грунт при доминировании деформации отрыва, например, машинами с винтоклиновым  рабочим органом активного действия (рис. 1.1, о).