1.2. Основные элементы и конструктивно-эксплуатационные характеристики машин

Каждая строительная машина состоит из: рабочего оборудования, непосредственно выполняющего технологическую операцию; ходового оборудования для передвижения машины; силового оборудования (двигателя), приводящего в действие рабочее и ходовое оборудование; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое оборудование с силовым; система управления для включения и выключения, реверсирования и изменения скорости механизмов и рабочего органа машины; рамы, на которых установлены все узлы и механизмы машины.

Основным технико-эксплуатационным показателем является производительность машины, определяемая количеством продукции, вырабатываемой машины в единицу времени (обычно за один час).

Конструктивное (теоретическое) производительность П_к представляет собой максимально возможную производительность машины, полученную при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузка на рабочий орган при полном отсутствии простоев и при определенных условных фактов.

Производительность машин периодического действия (в м³/ч или в т/ч)

где q – расчетное количество продукции, выдаваемая машиной за один цикл работы, м³ или m;

n – число циклов работы машины в час;

n = 3600/t_ц , t_ц - продолжительность цикла, с;

- плотность продукции (материала), т/м³.

Конструктивное производительность непрерывного действия (м³/ч или т/ч)

где F – расчетное поперечное сечение потока продукции, м²;

v – расчетная скорость движения потока, м/с.

Техническая производительность П_т, представляет собой максимально возможную производительность, которая может быть получена в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины.

где К_т – коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.

Эксплуатационная производительность П_э определяется реальными условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и организационных перерывов в ее работе.

где К_в – коэффициент по пользованию машины за определенный промежуток времени:

где Т_с – полное время работы машины за смену;

t_n – время перерывов в работе машины за смену.

Стоимость единицы продукции определяется как отношение стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины.

Маневренность машины – это способность работать и передвигаться в системных условиях, разворачиваться на месте. Иногда маневренности придают более широкое значение, отвечающее скорее свойству, называемому подвижностью.

Подвижность машины – способность передвигаться как по строительному участку, так и вне его. Подвижность определяется скорость движения рабочей транспортной проходимостью, устойчивостью при движении и работе, габаритом машины и другими параметрами.

1.3. Грузовые автомобили, тракторы и пневмоколесные тягачи

Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоростью передвижения (до 80 км/ч), маневренностью, малым радиусом поворота, могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, пригодны для работы с прицепами и полуприцепами, а также могут быть оснащены специальными кузовами для перевозки различных грузов и дополнительными механизмами, облегчающими их разгрузку.

Различают автомобили: бортовые, самосвалы, тягачи и специализированные (битумовозы, бетоновозы, панелевозы и т.д.). Обычно они выполняются по единой конструктивной схеме и состоят из трех основных частей – двигателя, шасси и кузова.

На современных автомобилях применяются двигатели внутреннего сгорания – карбюраторные и дизели, которые преобразуют тепловую энергию, выделяемую при сгорании топлива, в механическую. Шасси состоит из механической ступенчатой трансмиссии (силовой передатчик), ходовой части и механизмов управления машины. Трансмиссия передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное оборудование смонтированное на автомобиле.

Автомобили нормальной проходимости, приспособленные для работы на шоссе и грунтовых дорогах, имеют один ведущий мост – задний, а автомобили повышенной проходимости – два (передний и задний) или три (передний и два задних) ведущих мостах.

В трансмиссиях автомобилей, используемых в качестве базы строительных машин, предусмотрен подвод части мощности двигателя и раздаточному редуктору, имеющему вал отбора мощности для провода рабочего навесного оборудования.

Тракторы применяются в строительстве для перемещения тяжелых грузов на прицепах по плохим дорогам и пересеченной местности, там, где не может пройти автомобиль, а также передвижение и работы навесных или прицепных строительных машин. Различают пневмоколесные и гусеничные тракторы, которые делятся на несколько классов в зависимости от максимального тегового усилия в тс (кН) на крюке трактора при номинальной мощности. В строительстве применяются тракторы тягового класса, 1,4 тс (13,8 кН), 3 тс (29,5 кН), 6 тс (59 кН), 9 тс (88кН), 15 тс (149 кН), 28 тс (345 кН) и 35 тс (443 кН).

Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими скоростями передвижения (до 40 км/ч), высокой мобильностью маневренностью. Они эффективны на дорогах с твердым покрытием. Основной их недостаток – сравнительно высокое удельное давление на грунт (0,2 – 0,4 Мпа), значительно снижающее проходимость машины. По типу системы поворота различают тракторы с передними управляемыми колесами, со всеми управляемыми колесами и с шарпидно-сочлененной рамой. Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической трансмиссией и передними управляемыми колесами.

Гусеничные тракторы широко применяются в строительстве благодаря значительному тяговому усилию на крюке (не менее 3 тс), надежному сцеплению гусеничного хода с грунтом, малому удельному давлению на грунт (0,02 – 0,06 Мпа) и высокой проходимостью. Основным недостатком гусеничных тракторов является их тихоходность (не более 12 км/ч).

Различают тракторы общего назначения, мелпоративные, карьерные и специальные – для работы с отдельными типами машин.

Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов – двигатель силовая передача (трансмиссия), остов (рама), ходовое устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование.

Гусеничные тракторы оснащаются дизелями и карбюраторными двигателями, механическими, гидромеханическими и электромеханическими трансмиссиями. Все тракторы могут иметь различное положение кабины – заднее, переднее и среднее.

Пневмоколесные тягачи в сравнение с гусеничными тракторами проще по конструкции, имеют меньшую массу, больше долговечность, дешевле в изготовлении и эксплуатации. Скорости тягачей до 50 км/ч. Различают одноосные и двухосные тягачи.

Одноосный пневмоколесный тягач состоит из двигателя, трансмиссии и двух ведущих колес. Самостоятельно передвигаться или стоять на 2 колесах без полуприцепного оборудования одноосной тягач не может. В сочетании с полуприцепном рабочем оборудованием такой тягач составляет самоходную строительную машину с передней ведущей осью. Оба колеса тягача управляемы. Управление сцепом тягач полуприцепом осуществляет путем поворота тягача на 90о вправо – влево относительно полуприцепа с помощью гидроцилиндров двустороннего действия.

Двухосные тягачи могут самостоятельно перемещаться без прицепа, работать в агрегате с двухосными прицепами и имеют один или два ведущих моста и шарпирно-сочлинненую раму

В конструкциях двухосных тягачей большой мощности (свыше 400 квт) применяют электромеханические трансмиссии с мотор-колесами. В мотор-колесах используют электродвигатели постоянного тока, которые питаются током от генератора, приводимого во вращение двигателем-дизелем.

На базе колесных тягачей, используя различное смежное рабочее оборудование создаются многие строительные и дорожные машины.