30

Методические указания к лабораторным

работам для студентов специальности

«Промышленное и гражданское строительство»

Санкт-Петербург

2007

Лабораторная работа № 2

ВИБРОПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ

Цель – изучение конструкции и работы вибропогружателей, экспериментальное определение зависимости скорости погружения от параметров свай и вибропогружателя.

Оборудование и инструменты:

1. Лабораторный стенд с комплектом сменных свай.

2. Комплект виброизмерительной аппаратуры ВИ6-6ТН, секундомер и тахометр.

3. Штангенциркуль и линейка металлическая.

Рис. 1.Внешний вид стенда

2

4

3

1

6

5

Рис. 2. Схема стенда

Устройство и принцип действия стенда

Стенд состоит из П-образной рамы I, вибропогружателя 2, ручной лебедки 3 с канатом 4, емкости 5 с грунтом и комплекта свай (рис.1).

Вибропогружатель с приводом от электродвигателя и двумя клиноременными передачами имеет механический вибратор с дебалансами: подвижными (способными поворачиваться относительно вала) и неподвижными (жестко закрепленными на валу). Амплитуда колебаний регулируется в широких пределах за счет поворота подвижных дебалансов относительно неподвижных и фиксации заданного положения с помощью подпружиненных штифтов. Для заглубления применяются металлические круглого сечения сваи разного диаметра, полые для изменения их массы.

Техническая характеристика стенда

Мощность электродвигателя, Вт……………………….270

Частота вращения вала электродвигателя, мин^-1 ………1600

Диаметр шкивов привода вибратора, мм:

I-я передача 63, 100, 120 и 87, 56, 45

2-я передача 80, 88, 94 и 80, 73, 63

Диаметр свай, мм ……………………….34, 48, 60

Масса стенда, кг………………………….300

Методика выполнения работы

1. Приготовить грунт в емкости. Он должен быть однородным без пустот.

2. Изучить устройство и принцип действия стенда, при этом особое внимание обратить на конструкцию вибратора с подвижными дебалансами.

3. Начертить схему стенда, таблицу для занесения измерений.

4. Установить в оголовке погружателя сваю минимального диметра и заглубить ее вручную на 100 мм. Сваи должны иметь разметку через каждые 100 мм длины.

5. Включить электродвигатель привода и фиксировать секундомером время заглубления каждых 100 мм длины сваи. Результаты записать в таблицу.

6. а) определить передаточные отношения клиноременных передач путем

замера диаметров их шкивов, и далее, исходя из частоты вращения электродвигателя, определить частоту колебаний вибратора;

б) определить величину амплитуды колебаний сваи при помощи комплекта виброизмерительной аппаратуры ВИ6-6ТН.

7. Рекомендуется сваю диаметром 60 мм заглублять в центр емкости, а диаметром 48 и 34 мм по ее углам.

8. По результатам работы начертить графики зависимости времени заглубления t сваи от глубины h для каждой сваи .

9. Для дополнительного изучения процесса вибропогружения свай рекомендуется приведенную методику использовать для построения графиков зависимости времени погружения от амплитуды А колебаний: .

О т ч е т

1. Цель лабораторной работы.

2. Схема стенда.

3. Таблица результатов.

Диаметр	Глубина погружения сваи
свай, мм	h, мм
	100
	200
60	300
	400
	500
	100
	200
48	300
	400
	500
	100
	200
34	300
	400
	500

1. Построение графиков.

5. Выводы.

Лабораторная работа №3

ЩЕКОВАЯ ДРОБИЛКА

Цель – изучение конструкции и работы щековой дробилки со сложным качанием щеки, определение производительности, степени измельчения и зернового состава продуктов дробления.

Рис. 1. Внешний вид стенда

Оборудование и инструменты:

1. Лабораторная щековая дробилка.

2. Блок электроприборов.

3. Комплект калиброванных щупов для установки разгрузочной щели.

4. Нутромер и линейка металлическая

5. Весы ВНЦ-200 и комплект сит

6. Емкости для материала.

7. Секундомер.

Щековая дробилка со сложным качанием щеки состоит из неподвижной щеки 1 (рис. 3), подвижной щеки 2, эксцентрикового вала 3, приводимого во вращение клиноременной передачей 4 от электродвигателя 5, установленного на корпусе 6.

Рис. 2. Кинематическая схема стенда

В нижней части подвижная щека опирается на распорную плиту 7 При помощи винтовой пары 9 устанавливается ширина выходной щели е. Подпружиненная тяга 10 постоянно удерживает подвижную щеку в контакте с распорной плитой.

Включенный электродвигатель 5 через клиноременную передачу 4 приводит во вращение эксцентриковый вал 3, который соединен с подвижной щекой 2, совершающей качающее движение. Исходный материал, падающий в приемное отверстие, подвергается дроблению и истиранию между неподвижной 1 и подвижной 2 щеками. В результате каждого хода подвижной щеки из камеры дробления разгружается объем готового материала с высотой призмы h. Высота призмы определяется по формуле

,

где – ход подвижной щеки; – угол захвата.

Техническая характеристика

Размер приемного отверстия, мм:

ширина……………………………………….70

длина……………………………………… 100

Длина камеры дробления, мм ………………………….210

Максимальная ширина выходной щели, мм …………..10

Мощность электродвигателя, кВт ……………………..1,1

Частота вращения вала электродвигателя, мин^-1……..930

Габаритные размеры, мм:

ширина………………………………………. 400

высота………………………………………… 800

длина…………………………………………. 880

Масса, кг……………………………………………….. 200

Методика выполнения работы

1. Изучить устройство и принцип действия дробилки, в отчете начертить ее схему.

2. Приготовить по три навески кирпичного и гранитного щебня по 1 кг каждая.

3. При помощи щупа установить минимальный размер выходной щели е. Измерить величину хода подвижной щеки S на выходе продукта дробления, а также записать значение длины загрузочного отверстия в.

4. Произвести дробление по одной навеске кирпичного и гранитного щебня с выбранным размером выходной щели. Записать в таблицу время и усилие дробления каждой навески исходного продукта.

5. По известному времени дробления определить производительность дробилки в каждом эксперименте. Определить производительность, т/ч для сравнения по эмпирической формуле

,

где - параметры дробилки, м; - коэффициент,

зависящий от длины разгрузочной щели.  - для лабораторной дробилки.

6. Построить график зернового состава продуктов дробления. Для этого готовый продукт каждой навески просеивается на ситах с отверстиями 1,25; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0 мм. Фракция продукта каждого размера взвешивается и записывается в таблицу.

Определить средневзвешенный размер частиц, мм, готового продукта по формуле

,

где - средний размер частицы j-й фракции, мм; – весовое относительное содержание j-й фракции, %; j – количество фракций.

На основании полученных результатов строятся графики зернового состава для различных значений е.

7. Определить важнейший показатель дробилки – степень измельчения - соотношением

,

где - средневзвешенный размер исходного продукта, мм.

О т ч е т

1. Цель лабораторной работы

2. Схема дробилки.

3. Результаты измерений и расчетов.

е, мм

Материал

Весовое содержание фракции , г. / Относительное содержание фракции ,%

dcв, мм

i

Пэксп., т/ч

Прасч.., т/ч

Размер фракции, мм

> 20

20 +10

10 +5

5+ 2

2+ 1,25

< 1,25

6

гранит

8

10

6

кирпич

8

10

4. Графики зернового состава продукта дробления для различных значений е

5. Графики зависимости экспериментальной производительности и степени дробления от размера разгрузочной щели ; .

6. Выводы.

Подсчет

Верхнее сито 20 мм умноженное на количество процентов той массы материала, что на нем остался, плюс (20 + 10) поделенное на 2 и умноженное на количество процентов той массы материала, что остался на сите 10, плюс (10 + 5) поделенное на 2 и умноженное на количество процентов той массы материала, что остался на сите 5 и т.д. до поддона, а там (1,25 + 0) поделенное на 2 и умноженное на количество процентов материала в поддоне. Все это делится на 100. Так определяется средневзвешенный размер указанный вверху .

На графике будет 3 значения i и 3 значения е.

Землеройные и землеройно-транспортные машины

Цель – изучение процесса резания грунта в лабораторных условиях, определение изменения сопротивлении в зависимости от вида резания и толщины стружки при постоянной плотности грунта.

Оборудование и инструменты для выполнения работы:

1. Универсальный землеройный стенд.

2. Виброплита для уплотнения грунта.

3. Блок приборов: компьютер с принтером, промежуточный преобразователь сигнала, поступающего от датчика силы давления на компьютер,

4. Метр металлический, скребок и совковая лопата.

Рис. 1а. Внешний вид стенда.

Рис. 1б. Ковш и подвеска ковша крупным планом

1. Связь с карданными шарнирами. 2. Упор боковой. 3. Корпус датчика. 4. Ковш. 5. Плита нижняя. 6. Динамометр. 7. Плита верхняя. 8. Упор задний.

Рис. 2. Гидрокинематическая схема стенда:

Н1, Н2 – гидронасосы; Б1, Б2 – гидробаки; КП1, КП2, КП3 – клапаны предохранительные; Р – распределитель; Д – дроссель; КО1, КО2 – клапаны обратные; ГМ1, ГМ2 – гидромоторы. 1 – насосная станция; 2 – портал; 3 – траверса; 4 – каретка; 5 – рукоятка; 6 – грунтовой канал; 7 – коническая зубчатая предача; 8 – винт; 9 – ползун; 10 – корпус датчика силы давления; 11 – ковш; 12 – редуктор; 13 – вал; 14 – шестерня; 15 – рейка; 16 – опорный каток.

Устройство и принцип действия стенда

Устройство стенда представлено на гидрокинематической схеме. Стенд включает (рис. 2) насосную станцию 1, портал 2 с основными механизмами: вертикального передвижения траверсы 3 с ковшом 11, передвижения грунтового канал 6, перемещения каретки 4.

Механизм вертикального передвижения траверсы предназначен для изменения толщины стружки резания грунта. Он приводится в действие от реверсивного гидромотора ГМ2, к которому подается рабочая жидкость из гидробака Б2 насосом Н2 через дроссель Д и распределитель Р с электромагнитным управлением. Крутящий момент от вала гидромотора передается коническими зубчатыми передачами 7 на вертикальные винты 8, поднимая или опуская ползуны 9, с которыми соединены траверса 3 и ковш 11.

Механизм передвижения грунтового канала 6 предназначен для осуществления процесса резания грунта рабочим органом. Он приводится в действие от гидромотора ГМ1, к которому подается рабочая жидкость реверсивным регулируемым насосом Н1 из бака Б1 через обратные клапаны КО1 или КО2. Крутящий момент от вала гидромотор передается через редуктор 12, вал 13 на шестерню 14, которая приводит в возвратно-поступательное движение рейку 15 и соединенный с ней грунтовой канал (ванна с песком) 6. Грунтовой канал установлен на опорных катках 16 и передвигается по рельсовому пути.

Механизм перемещения каретки 4 предназначен для изменения зоны резания рабочего органа по ширине грунтового канала (ванны с песком). Он приводится во вращение от рукоятки 5, соединенной с винтовым валом.

В нижней части каретки жестко закреплена верхняя плита 7 (рис. 1б), к которой на связях 1 с карданными шарнирами подвешена нижняя плита 5. За счет таких связей нижняя плита способна перемещаться относительно верхней. К нижней плите жестко крепится ковш 4. Поперечные перемещения плиты в ее передней части ограничены двумя боковыми упорами 2, а в задней – выступом на заднем упоре 8, который входит в ласточкин хвост нижней плиты. На нижней плите размещен корпус датчика усилий 3, подробное устройство которого представлено на рис. 3. Сигнал от датчика усилий поступает на систему преобразователей, а затем на компьютер.

Рис. 3. Корпус датчика усилий

Детали 6, 7 и 9 (рис. 3.) составляют рычажный редуктор с передаточным отношением 2,5:1, который необходим для ввода усилий на датчике, возникающих в процессе резания грунта, в удобный для измерения диапазон.-

Датчик работает следующим образом. При движении канала (ванны) назад относительно ковша упор нижней плиты 1 (рис.3), жестко связанной с ковшом, нажимает на корпус 11 (рис. 3). При перемещении корпуса назад толкатель рычажного редуктора 9 (рис. 3), упираясь в упор верхней плиты 10 (рис. 3), нажимает на рычаг 7 (рис.3), в результате чего перемещается вперед относительно корпуса толкатель обоймы датчика 12 (рис.3), прижимая датчик к заглушке обоймы.

Техническая характеристика стенда

Тип стенда – портальный с подвижным грунтовым каналом

Привод на основные механизмы – гидравлический

Установленная мощность, кВт ………………………………………………7

Скорость рабочих движений, м/с

передвижения канала………………………………………..0  0,5

подъема и опускания траверсы…………………………….0,075

Максимальная длина хода канала, м…………………………………… 3,75

Габаритные размеры канала (ванны с песком), мм:

длина……………………………………………………….. 3000

ширина………………………………………………………1200

Масса стенда без грунта……………………………………………….. 1800

Датчик усилий………………………………….FSR-150NS размер: 12х12

(Датчик выполнен как пленочный переключатель. Он способен выдерживать силу давления от 10 н до 100 н. Сопротивление изменяется в пределах от 2 мОм до 3 кОм).