Строительные машины и их классификация

Аннотация В данной работе приведены основные сведения о строительных машинах, рассмотрена классификация строительных машин, основные понятия и подробно описаны машины с пневматическим приводом. 1 Содержание Аннотация……………………………………………………………………… ………………………………….1 Содержание…………………………………………………………………… ………………………………….2 Введение………………………………………………………………………… …………………………………3 Основные сведения о строительных машинах………………………………………………..4 Классификация строительных машин……………………………………………………………13 Основные элементы строительных машин……………………………………………………14 Ручные машины с пневмоприводом (инструмент пневматический)……………15 Общие сведения и классификация ручных пневматических машин…………….15 Машины вращательного действия…………………………………………………………………16 Машины ударного действия…………………………………………………………………………. .21 Машины взрывного действия……………………………………………………………………..… 24 Заключение…………………………………………………………………… ………………………………..27 Список литературы……………………………………………………………………… ………………….28 2 Введение При производстве строительных работ в сложившихся городских условиях часто возникают дополнительные трудности из-за необходимости выполнения работ в стесненных условиях и в сжатые сроки, поскольку большинство из них связано с нарушением пешеходного движения, установившегося режима работы транспорта, наземных и подземных коммуникаций и т.п. Кроме того, зачастую приходится выполнять трудоемкие подготовительные операции по разрушению старых строений, фундаментов, дорожных покрытий и т.п. Для эффективного выполнения работ в стесненных условиях используется широкая номенклатура высокопроизводительных специальных и универсальных машин многоцелевого назначения, обладающих компактностью, высокими мобильными и транспортными качествами и обеспечивающих полную безопасность работ в данных условиях. Широко используются в стесненных условиях средства малой механизации, позволяющие практически полностью исключить ручной труд. Растущие из года в год масштабы и современная технология городского строительства требуют постоянного увеличения парка строительных машин и оборудования, расширения номенклатуры, повышения технического уровня машин, улучшения организации их использования. 3 Повышение технического уровня основных видов строительных машин и оборудования обеспечивается прежде всего за счет повышения их единичной мощности (энергонасыщенности) и производительности, универсальности и технологических возможностей, надежности и долговечности, улучшения удельных показателей важнейших рабочих параметров, развития гидрофикации приводов, широкого использования в конструкциях машин унифицированных узлов, агрегатов и деталей, расширения номенклатуры сменного рабочего оборудования, применения современных систем автоматизации управления рабочими процессами машин, повышения приспособляемости машин к техническому обслуживанию и ремонту, улучшения условий труда машинистов (операторов) и т.п. От инженера-строителя как руководителя и организатора современного высокомеханизированного строительства требуются знания принципов действия и устройства строительных машин и оборудования, факторов, влияющих на их производительность и качество выполняемых работ, а также основ рационального выбора и правильной эксплуатации машин. 1. Основные сведения о строительных машинах. Технология возведения зданий Технология строительного производства Технология технических процессов Строительные машины Строительная машина – устройство, совершающее полезную работу с преобразованием одного вида энергии в другой и состоящая из ряда механизмов различных назначений объединённых общим корпусом или рамой. 4 Механизм – совокупность узлов в виде законченных сборочных единиц представляющие совместно работающие детали. Деталь – часть машины или механизма, которая изготовлена в основном из однородного по наименованию и марке материала без использования сборочных операций. Качество — обобщенная способность машины удовлетворять определенным потребностям, связанным с их назначением. 1. Назначение характеризуется свойствами машины, определяющими основные функции (для выполнения которых она предназначена) и обусловливающими область их применения. К этой группе относят следующие показатели:  классификационные, определяющие один или несколько основных параметров (передаточное число редуктора, вместимость ковша экскаватора, скрепера, грузоподъемность кранов, размеры отвала бульдозера и т.п.);  функциональные и технической эффективности (обеспечение максимально возможной производительности при работе в любую погоду, любое время суток и года, минимальной стоимости единицы продукции при работе в конкретных производственных условиях). а также качества выполняемой работы;  конструктивные, определяющие основные проектно- конструкторские решения машины (габаритные и присоединительные размеры; рабочее давление в гидросистеме; мощность привода; усилие на рабочем органе; скорости рабочих органов; ширина, глубина и радиус действия; тип ходового устройства и привода; наличие элементов автоматики; приспособленность к меняющимся условиям эксплуатации; возможность работать в стесненных условиях; достаточно высокая маневренность, проходимость, мобильность и устой- чивость; минимальная масса; простота и прочность конструкции, легкость ее технического обслуживания и ремонта). 5 Маневренность — способность машины передвигаться и разворачиваться с минимальным радиусом поворота в стесненных условиях стройплощадок и при транспортировании. Проходимость — способность машины преодолевать различные неровности местности, небольшие водные преграды, двигаться по грунтам со слабой несущей способностью и снежному покрову. Она характеризуется видом ходового оборудования, силой тяги, удельным давлением на опорную поверхность (грунт, дорожное покры- тие), величиной дорожного просвета (расстоянием от нижней точки машины до опорной поверхности), а у колесных машин радиусами продольной и поперечной проходимости. Мобильность — способность машины к достаточно быстрому перемещению с объекта на объект с минимальной трудоемкостью перевода ее из транспортного положения в рабочее и обратно. Устойчивость — способность машины противостоять действию сил, стремящихся опрокинуть ее при рабочем процессе и перемещениях на подъемах, спусках и косогорах. Надежность характеризует общее свойство машины сохранять свою работоспособность во времени и включает в себя такие понятия как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Работоспособность — состояние машины, при котором она способна выполнять заданные функции и сохранять значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Безотказность — свойство машины непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Она в свою очередь, характеризуется:  сопротивляемостью элементов конструкции 6 разрушению, износу, коррозии и т.п.;  стабильностью физико-механических свойств конструкционных материалов;  стабильностью рабочих процессов в сборочных единицах, агрегатах и системах. Для таких причин нарушения работоспособности как коррозия, облучение, действие внешних температурных факторов и т.п. время работы до отказа оценивается календарной продолжительностью работы машины (месяцы, годы) и называется сроком службы до отказа, а регламентированное время работы машины — сроком службы. Для большинства машин основное значение имеет продолжительность работы (в отработанных часах) или выполненный объем (число циклов, масса или объем переработанных материалов, производительность и т.п.), поэтому время работы до отказа в этом случае называется наработкой на отказ, а регламентированное время работы машины — ресурсом. Отказ — нарушение работоспособности машины. Все виды отказов делятся на две группы: А — из-за нарушения элементов (поломки, деформации, износ, обрыв проводов, короткое замыкание и т.п.); Б — вследствие нарушения качеств функционирования (нарушение регулировок, засорение гидросистемы, течь в местах соединения шлангов и т.п.). Отказы классифицируются:  по частоте — единичные и повторяющиеся;  по взаимосвязям — первичные (независимые) или вторичные (зависимые), вызванные действиями другого отказа;  по условиям возникновения — возникшие при выполнении основных функций или при хранении, транспортировке, на холостом пробеге;  по уровню внешних воздействий — при нормальных или ненормальных (отклонение от правил техобслуживания и управления, при недопустимых нагрузках и т.п.) условиях работы; 7  по внешним проявлениям — явные (быстрое обнаружение) и скрытые (время обнаружения выше установленных норм);  по виду — легкие (разрушение прокладки), средние (вызывают остановку машины для ремонта), тяжелые (значительные разрушения);  по сложности устранения — требуют проведения технического обслуживания, текущего или капитального ремонта;  по способности к восстановлению — устраняемые в эксплуатационных или стационарных условиях;  по возможности прогнозирования — прогнозируемые (диагностическими приборами от изменения параметров, наработки, возраста) или непрогнозируемые; 8  по характеру изменения параметров — постепенные (начинаются сразу после начала работы машины, зависят от длительности работы и связаны с процессами износа, коррозии, усталости и ползучести материалов); внезапные (сочетание неблагоприятных факторов и случайных внешних воздействий, превышающих возможности машины к их восприятию, возникают через некоторые случайные промежутки времени, не зависят от состояния машины и длительности предыдущей работы, а процесс протекает быстро) и сложные (включают особенности предыдущих отказов, время возникновения — величина случайная, а скорость процесса зависит от сопротивляемости элементов машины);  по последствиям — отказы функционирования (связаны с повреждениями отдельных элементов машины, которая не может выполнять свои функции: выкрошился зуб шестерни, насос не подает масло в систему, не заводится двигатель внутреннего сгорания) или параметрические (машина может выполнять свои функции, но работает за пределами своих технических требований — характеристик: загазованность воздуха, падение КПД передачи, снижение давления в рабочей жидкости гидросистемы). Оба вида отказов могут быть как постепенными, так и внезапными (в последнем случае отказ будет параметрическим, если потеряна точность работы машины или ее элементов, и функциональным, если произошло заклинивание одного из механизмов). Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние машины возникает при невозможности ее дальнейшей эксплуатации. В строительных машинах различают три группы элементов, отличающихся характеристиками предельных состояний: А — невосстанавливаемые элементы после первого отказа (пружины, подшипники качения, зубчатые колеса, уплотнения, тормозные накладки); Б — восстанавливаемые элементы и простые системы, имею- щие в эксплуатации более одного отказа. Их работоспособность до предельного состояния поддерживается регулировкой, очисткой, заменой элементов и т.д. Предельное состояние — отказ, вызывающий необходимость в восстановительном или капитальном ремонте; В — сложные системы (машины в целом). Работоспособность их до предельного состояния поддерживается в результате проведения мероприятий по техническому обслуживанию и текущему ремонту. Предельное состояние наступает при возникновении необходимости в капитальном ремонте или списании машины. Ремонтопригодность — приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению причин повреждений (отказов) рутем проведения технического обслуживания и ремонтов. 1 Ремонтопригодность машин включает в себя следующие основные понятия: 9 доступность (удобство осуществления осмотра по регулировке и замене деталей руками и инструментом с отсутствием работ на ощупь и с минимальными объемами дополнительных работ и минимальной утомляемостью рабочих); контролепригодность (возможность контроля технического состояния элементов машин при профилактических мероприятиях, а также поиска отказавшего элемента или причины неисправности с помощью специальных методов и средств, к каковым относятся диагностическая аппаратура, индикаторы давления, температуры, загрязненности фильтров и т.п.); легкосъемность (замена сборочных единиц или агрегатов с минимальными затратами времени и труда, определяемая массой, габаритами, системой крепления и конструкций разъемов съемного узла); взаимозаменяемость (характеризуется объемами пригоночных работ при установке однотипных элементов); блочность и агрегатность (возможность демонтажа и монтажа на машину сборочной единицы или агрегата без предварительной разборки его или смежного с ним узла); степень унификации (использование однотипных деталей и сборочных единиц в разных машинах, особенно на ограниченном пространстве применения последних). Сохраняемость — свойство машины сохранять исправное состояние и работоспособность в течение и после срока хранения или транспортирования. Она характеризуется сопротивляемостью конструкций машины изменению характеристик элементов под воздействием влажности, атмосферного давления, облучения, загрязненности атмосферы, окружающей температуры, собственной массы при хранении и т.п. Высокие показатели сохраняемости достигаются лакокрасочным покрытием и герметизацией, применением специальных заглушек и пробок, установкой опорных приспособлений, хранением в боксах и др. 10 Все показатели надежности носят вероятностный статистический характер. Стандартизация и унификация характеризуют насыщенность машин стандартными, унифицированными и оригинальными деталями и сборочными единицами. Стандартизация предусматривает введение обязательных норм — стандартов, которым должны соответствовать определенные детали, сборочные единицы и параметры машин при проектировании, изготовлении и эксплуатации. По заводским и отраслевым нормам, государственным (ГОСТ) и международным (ИСО) стандартам выпускается большое количество деталей и узлов (крепеж- ные детали, подшипники, редукторы, гидроаппаратура, системы и приборы автоматизации), применяемых в машинах различного назначения, а также устанавливаются вместимость ковша экскаватора, грузоподъемность трубоукладчика и др. Конструкцию машин допускается изменять и совершенствовать. В соответствии с этим используется взаимозаменяемость деталей и узлов, позволяющая производить их сборку или замену без предварительной подгонки. Взаимозаменяемость основана на широкой унификации, т.е. на рациональном сокращении номенклатуры однотипных деталей и сборочных единиц для применения их в разных машинах, а также и в однотипных машинах. Наличие стандартов позволяет осуществить массовое изготовление по новейшей технологии деталей и узлов, повышение их качества (ведущее к надежности и долговечности) и снижение затрат времени, труда материалов и средств при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин. Эргономические требования отражают взаимодействие человека с машиной и делятся на: 11 гигиенические — соответствие кабины условиям жизнедеятельности и работоспособности машиниста (размеры кабины, освещенность, вентиляция с фильтрами для очистки воздуха, вибрация, пыле- и газонепроницаемость и т.д.); антропометрические—соответствие рабочего места и его частей форме, веcy и размерам тела машиниста (удобное, регулируемое- по высоте и горизонтали сиденье машиниста, регулируемые подлокотники, расстояние до рычагов, рукояток и кнопок управления и т.д.); физиологические и психофизические — соответствие рабочего места физиологическим свойствам машиниста и особенностям функционирования его органов чувств (скоростные и силовые возможности машиниста требуют легкое механизированное или автоматизированное управление; пороги слуха, зрения и т.д.); психологические — соответствие рабочего места машины возможностям восприятия и переработки информации, соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека. Частично эргономические требования представлены в требованиях безопасности. Эстетические требования характеризуются информационной выразительностью (соответствие формы назначению), рациональностью форм, целостностью композиции, совершенством производственного исполнения, соответствием современному стилю, внутренней и внешней отделкой и окраской, согласованностью с окружающей средой, удобством расположения и четкостью исполнения фирменных знаков, марок, указателей и т.п. Экологические требования учитывают вопросы, связанные с охраной окружающей среды при эксплуатации машин. К ним относятся выявление возможностей механических (нарушение земной поверхности и растительности), химических (содержание и вероятность 12 выбросов вредных частиц, газов, масел, топлива, излучений не только при эксплуатации, но и при хранении и транспортировании), световых, звуковых, биологических, радиационных (растительный и животный мир) и других воздействий на окружающую среду с целью их ограничения до допустимых пределов. Безопасность должны обеспечивать конструкция машины, меры и средства защиты людей, работающих на машине и рядом с ней при эксплуатации, монтаже- демонтаже, ремонте, хранении, транспортировании, в зонах возможной опасности, в том числе в аварийных и послеаварийных ситуациях от механических (защита движу- щихся элементов машины кожухами, заносы и устойчивость, на поворотах и при вращении поворотных платформ, в продольном и поперечном направлениях против опрокидывания), электрических (замыкания в электроцепи), тепловых (разогреваемые строительные материалы, пар, повышенная температура воды, двигателя, сварка и наплавка) воздействий, ядовитых и взрывчатых паров, шумов, радиоактивных излучений и т.п. Снижение травматизма достигается повышением прочности и жесткости конструкции кабины, использованием на них безосколочных стекол, установкой на окнах защитных решеток, а в потолке — аварийного люка, обеспеченностью звуковой и световой сигнализацией и приборами, предупреждающими о критических ситуациях и при взаимодействии с совместно работающими рабочими, автоматическими устройствами безопасности и блокировки. Большое значение имеет обзорность, т.е. хорошая видимость и освещенность рабочих органов и окружающих их участков рабочей среды, в том числе с круговым обзором для мобильных машин. На машине должны устанавливаться огнетушители, противоосколоч- ные козырьки, стеклоочистители, омыватели и устройства, исключающие обледенение и запотевание стекол, обогревателей для холодного времени года, кондиционеров для жаркого и тропического климата и т.д. 13 Технологичность предусматривает оптимальное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при подготовке производства, изготовлении деталей, сборке и отделке узлов и машины в целом, эксплуатации и ремонтах (в том числе удобство замены узлов и агрегатов), возможность использования прогрессивных технологий с автоматизацией процессов путем внедрения манипуляторов и промышленных роботов. Транспортабельность машин и оборудования должна обеспечить их приспособленность к перемещению в пространстве на транспорте (автомобильном, железнодорожном, водном, воздушном), с прицепом, на специальных транспортных средствах и своим ходом с минимальными затратами труда и времени на подготови- тельные операции (укладка в тару, упаковывание, частичный демонтаж, погрузка, крепление и т.п. с противоположными операциями после перевозки). Патентно-правовые требования предусматривают патентные чистоту (оригинальные решения в конструкции машин) и защиту (заявки на изобретения в нашей стране, патенты в странах предполагаемого экспорта) машин и являются основным фактором при определении их конкурентоспособности, для возможной реализации не только в стране, но и на внешнем рынке. Экономические требования характеризуются ценой и экономическим эффектом, определяемыми на стадиях проектирования, подготовки производства, изготовления, испытаний и эксплуатации при соответствующем увеличении производительности, снижении массы машины, стоимости перерабатываемой продукции и улучшении качества выполняемых работ. Все вышеизложенные требования, предъявляемые к строительным машинам и оборудованию, регламентируются соответствующими заводскими, отраслевыми, государственными и международными правилами, нормами и стандартами. 14 Практически все машины состоят из ряда основных сборочных единиц, к которым можно отнести ходовое, силовое и рабочее оборудование, трансмиссии и системы управления, установленные, на общей раме (неповоротной, поворотной) или станине. Каждая машина имеет ряд документов, без которых невозможно ее изготовление, эксплуатация и ремонт. Основными являются:  чертеж общего вида — документ, определяющий конструкцию машины, взаимодействие ее основных частей и поясняющий принцип действия;  сборочные чертежи и чертежи деталей — документы, изображающие деталь и данные для ее изготовления и контроля (размеры, обработка, допуски, посадки) или сборочную единицу и данные для ее сборки и контроля;  схемы — документы, на которых в виде условных обозначений показаны составные части машины и связи между ними (кинематическая для механического привода, электрическая, гидравлическая, пневматическая и др.);  техническое описание и инструкция по эксплуатации;  инструкция по монтажу, демонтажу и перевозке (по необходимости). 2. Классификация строительных машин. По назначению (технологический признак): разгрузочные 1) Транспортные, транспортирующие и погрузочно- 2) Машины для земляных работ 3) Машины для свайных работ 4) Грузоподъёмные машины 5) Машины для бетонных работ 6) Машины для отделочных работ По режиму работы: 1) Циклического действия 2) Непрерывного действия 15 По степени подвижности: 1) Стационарные 2) Переносные 3) Передвижные  прицепные  полуприцепные  самоходные По степени универсальности: 1) Универсальные (при смене рабочего оборудования могут выполнять различные виды строительных и монтажных работ). 2) Специализированные 3. Основные элементы строительных машин. 6 4 5 1 3 1 2 1) Ходовое оборудование:  Грузовой автомобиль  Пневмоколёсное оборудование  Гусеничное оборудование  Сжигающее оборудование 2) Рама или корпус 3) Источник механической энергии (двигатель): двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель, гидравлический привод, пневматический привод. 16 4) Трансмиссия (система передач), необходима для передачи механической энергии от источника к рабочему и ходовому оборудованию. 5) Рабочее оборудование (рабочий орган) - конструктивный элемент машины, совершающий работу. 6) Система управления 4. Ручные машины с пневмоприводом (инструмент пневматический) 4.1. Общие сведения и классификация ручных пневматических машин Ручная пневматическая машина представляет собой вибробезопасное устройство, в корпус которого встроены пневматический двигатель, передаточный механизм, система воздухораспределения, рабочий орган и пусковое устройство. Питание двигателей ручных пневматических машин осуществляется от передвижных компрессорных станций, обеспечивающих подачу сжатого до 0,7 ... 0,8 МПа атмосферного воздуха. Широкое распространение пневматических машин обусловлено безопасностью их работы во влажных, запыленных и взрывоопасных помещениях, а также при работе на открытом воздухе, так как их привод нечувствителен к внешним условиям. Кроме того, эти машины обладают высокой надежностью и долговечностью, безотказностью в работе, нечувствительностью к пере- грузкам, возможностью продолжительного режима безостановочной работы. Удельная мощность пневматического привода в 1,5 ... 2,5 раза выше, чем электрического, а масса на единицу мощности меньше в 2,5 раза. Пневматические машины позволяют бесступенчато регулировать частоту вращения и крутящий момент, в них широко применен принцип агрегатирования, что упрощает техническое обслуживание и ремонт, а широкая унификация узлов и деталей при большой номенклатуре позволяет снизить трудоемкость их изготовления. 17 К недостаткам пневматических машин относятся низкий КПД (8 … 16%), высокая стоимость производимых работ, повышенный шум, создаваемый отработавшим воздухом, чувствительность к расходу воздуха, вибрация, необходимость наличия компрессора и воздухопроводной сети. Однако во всех случаях, когда при выполнении работ решающую роль играют безопасность, надежность, быстрота и производительность, преимущественное применение получают пневматические машины. Особенно широко ис- пользуется пневматический привод для машин ударного действия. По характеру движения рабочего органа пневматические ручные машины подразделяются на машины с вращательным движением (сверлильные, шлифовальные, резьбонарезные, резьбозавертывающие, развальцовочные) и ударного действия (молотки отбойные, рубильные, клепальные* ломы, перфораторы, пневмопробойники). 4.2. Машины вращательного действия Пневматические сверлильные машины подразделяют по режиму работы — на машины легкого, среднего и тяжелого режима; по конструктивному исполнению — на прямые и угловые; по типу пневмодвигателя — на ротационные нереверсивные правого или левого вращения и реверсивные. Рис. 2. Пневмогайковёрт ударно-вращательного действия 18 Отличием пневматической резьбонарезной машины от сверлильной является наличие в ней двухступенчатого планетарного редуктора и механизма реверса, обеспечивающего ускоренное извлечение метчика из нарезаемого отверстия. Пневматические резьбозавертыва-ющие машины (гайковерты)1 выпускаются с ударно-импульсным преобразователем момента (ударно-вращательного действия), что позволяет значительно увеличить крутящий момент на ключе по сравнению с моментом, развиваемым двигателем (в 200 ... 300 раз), увеличить момент затяжки соединения при относительно малых габаритах и массе, повысить скорость вращения шпинделя, благодаря чему по- вышается производительность машины. Недостатком таких гайковертов является зависимость величины развиваемого момента затяжки от качества деталей резьбового соединения, их жесткости и некоторых других факторов. Рис. 2. Пневмогайковёрт ударно- вращательногодействия 19 Рис. 3. Пневматический редкоударный гайковёрт На рис. 2 изображен разрез такого гайковерта, состоящего из двигателя 7, ударно-импульсного механизма, шпинделя 2 со сменной головкой 1. В рукоятке 9 кроме двигателя размещены механизм реверса 8 с переключателем 10, глушитель 12, пусковое устройство 13 с курковым выключателем 11. Ударно-импульсный механизм включает в себя корпус 6, вращающийся в шари- коподшипнике, ударник 5, соединенный с корпусом тремя игольчатыми роликами 14, позволяющими вращаться совместно с ним и перемещаться вдоль оси вращения, валик- синхронизатор 3, силовую пружину 4 и шпиндель 2. Рис. 2. Пневмогайковёрт ударно-вращательного действия Работа гайковерта происходит следующим образом. При включении машины сжатый воздух поступает в полость двигателя и приводит ротор во вращение, которое передается корпусу ударного механизма, соединенному с валом ротора эвольвентными шлицами, и далее ударнику. При обкатываний шарика 15, зафиксированного в ударнике на кулачковой поверхности валика- синхронизатора, ударник, перемещаясь в осевом направлении (влево), 20 Рис. 3. Пневматический редкоударный гайковёрт Рис. 3. Пневматический редкоударный гайковёрт сжимает силовую возвратную пружину и входит в за- цепление с кулачками шпинделя, преобразуя вращательное движение в ударные импульсы. Эти импульсы через торцовую головку передаются на резьбовое соединение. При завинчивании болта (гайки) в начальный период момент затяжки расходуется на преодоление сил трения в резьбовой паре, величина которых незначительна, что позволяет поддерживать скорость завинчивания, равной скорости ротора. Когда торец головки болта (гайки) достигает неподвижной поверхности, момент затяжки значительно возрастает, заставляя шпиндель и валик- синхронизатор остановиться. Корпус ударного механизма, продолжая вращаться вместе с ротором двигателя, вынуждает ударник выйти из зацепления со шпинделем и совершать возвратно-поступательное движение, нанося удары по шпинделю. Удары передаются завинчиваемой головке болта (гайки), которая поворачивается на некоторый угол до полной остановки. Получение необходимого момента затяжки достигается серией последовательных ударных импульсов на резьбовое соединение. Для повышения производительности и точности величины момента затяжки резьбовых соединений созданы редкоударные гайковерты, единичный удар которых обладает большой энергией. На рис. 3 изображен разрез редкоударного гайковерта, который состоит из реверсивного ротационного двигателя 4, редко- ударного механизма 3, размещенного в корпусе 2, и рукоятки 5, в которую, кроме двигателя, вмонтированы реверсивное устройство б, выключатель 7, пусковое устройство 8 и глушитель 9. Рабочим инструментом машины является головка 1, закрепленная на шпинделе. Отличительной особенностью редкоударных гайковертов является ударный механизм (рис. 24.4), в корпусе б которого размещены валик-синхронизатор 4, ударник 3, наковальня шпинделя 1, силовая пружина 2 и центробежный груз-шарик 5. Последний перемещается по пазу на торце ударника и перекатывается по кулачковой 21 поверхности валика. Силовая пружина предназначена для возврата ударника в исходное положение. Рис. 4 Ударный механизм пневмогайковерта Работа механизма происходит следующим образом. После установки торцовой головки на гайку затягиваемого соединения включают двигатель, вращение ротора которого передается через корпус, ударник, валик-синхронизатор на шпиндель и далее на резьбовое соединение. При достижении торцом гайки неподвижной поверхности шпиндель и валик- синхронизатор останавливаются, а корпус и ударник продолжают вращаться. При определенной частоте вращения ударника и вращающегося с ним шарика последний под действием центробежных сил смещается от центра к периферии и обкатывается по кулачковой поверхности валика- синхронизатора, перемещая в осевом направлении ударник. При этом пружина 2 сжимается, позволяя ударнику войти в зацепление с наковальней шпинделя, нанося по ней удар. Во время удара скорость вра- щения ударника резко падает, шарик возвращается в центральную часть полости "и ударник под действием пружины 2 перемещается в первоначальное положение. Да- лее цикл повторяется. Рис. 5 Принципиальная схема прямой шлифовальной машины 22 ются на следующие группы: 2) высокооборотные машины с турбинным двигателем, предназначенные для работы шлифовальными головками; 1) Пневматические шлифовальные машины подразделя- 3) прямые с ротационным двигателем, предназначенные для работы периферией шлифовального круга; 4) угловые — для работы дисками на тканевой или синтетической основе, высокоскоростными шлифо- вальными кругами, шлифовальными шкурками и др.; 5) торцовые — для работы торцовыми чашечными кругами, эластичными дисками, шлифовальными шкурками и др. Рис. 6. Торцовая шлифовальная машина а — общий вид; б — принципиальная схема Наиболее распространены прямые шлифовальные машины с ротационным двигателем (рис. 5). Они состоят из двигателя 8, шпинделя 4, на выходном конце которого установлен узел крепления 2 шлифовального круга, Рис. 6. Торцовая шлифовальная машина а — общий вид; б — принципиальная схема 23 регулятор частоты вращения 9 шпинделя, узла глушителя шума 6, виброзащитных чехлов 5 и 12. Двигатель установлен в рукоятке 7, а шпиндель — в корпусе 3. Шлифовальный круг имеет защитный кожух 1. Для пуска машины имеется устройство 10 с рукояткой 11. Сжатый воздух поступает в машину через ниппель 14 и штуцер 13. Торцовая шлифовальная машина (рис. 6) состоит из ро- тационного двигателя 1, расположенного b стакане 9, рукоятки 5 со встроенным в нее пусковым устройством 6 регулятора частоты вращения ротора 2, узла крепления шлифовального круга 8. Пуск машины в работу осуществляется с помощью рукоятки 4. Корпус 3 машины соединен с рукояткой с помощью четырех винтов. Шлифо- вальный круг огражден защитным кожухом 7. 4.3. Машины ударного действия К ним относятся молотки различного назначения — отбойные, рубильные и клепальные, перфораторы, ломы, пробойники. Машины имеют двигатели со свободным движением поршня и подразделяются по принципу приме- няемой системы воздухорас- пределения. Наибольшее распространение получили клапанная и золотниковая системы воздухораспределения. При клапанной системе воздухораспределения сжатый воздух в указанном положении клапана 2 (рис. 24.7,а) 24 Рис. 7. Схемы воздухораспределения поступает по каналу 6 в пространство над поршнем-бойком 1 и перемещает его вниз до удара с рабочим инструментом, 3. Воздух из-под поршневого пространства выходит по каналу Г в атмосферу. После перекрытия поршнем этого канала воздух в подпоршневом пространстве начнет сжиматься и оказывать давление на клапан 2 снизу. В конце рабочего хода канал Г откроется и сжатый воздух из надпоршневого пространства начнет выходить в атмосферу. При этом давление над поршнем падает и за счет разности давления в подпоршневом и надпоршневом пространствах клапан займет положение, указанное на рисунке штрихпунктирном. Сжатый воздух начнет поступать по каналу В под поршень и заставит его перемещаться вверх. Когда поршень-боек пройдет своей кромкой канал Г, сжатый воздух начнет из- под поршня выходить в атмосферу, при этом давление под ним падает, клапан возвращается в первоначальное положение и цикл машины повторяется. Достоинствами клапанной системы воздухораспределения являются простота конструкции и малая чувствительность к загряз- нению; недостатками — повышенный расход воздуха за счет расходования его части на образование компрессионных подушек в конце каждого такта. Работа золотниковой системы воздухораспределения (рис. 7,6) происходит следующим образом. В начале такта поршень- боек 6 и золотник 7 находятся в нижнем положении под действием сил тяжести. Сжатый воздух поступает по каналу 1 в кольцевые выточки А и Б золотниковой коробки и будет создавать давление на золотник снизу. Одновременно сжатый воздух, проходя по каналу 2, будет давить на верхний обрез золотника сверху. Но поскольку вся надпоршневая полость через канал 3 соединена с атмосферой, давление на золотник сверху будет несколько меньше, чём снизу, он займет верхнее положение. Тогда сжатый воздух поступит по выточкам А и Б и далее по каналу 4 под поршень-боек и будет перемещать его вверх, т. е. начнется холостой ход. 25 Воздух из верхней полости во избежание противодавления будет отводиться в атмосферу по каналам 3 и 5. Когда поршень- боек, перемещаясь вверх, перекроет эти каналы, то в верхней полости создается давление, действующее на золотник сверху, и он будет находиться в состоянии равновесия. При дальнейшем движении поршня-бойка вверх открывается канал 3, воздух начнет уходить в атмосферу по каналам 3 и 4, давление на золотник снизу упадет и он перейдет в нижнее положение. Тогда сжатый воздух поступит по каналу 2 и под его давлением поршень-боек переместится вниз. Воздух из подпоршневого пространства будет отводиться в атмосферу по каналу 3. При движении вниз поршень-боек открывает канал 5, в который поступает сжатый воздух, создавая давление на золотник снизу. Золотник будет находиться в состоянии равновесия (под действием давления сверху и снизу) до тех пор, пока поршень-боек в крайнем нижнем положении не откроет канал 3. Тогда воздух из надпоршневого пространства будет выходить в атмосферу, давление на золотник сверху уменьшится и он переместится в верхнее положение, за- ставляя поршень-боек подниматься вверх. Золотниковая система воздухораспределения наиболее экономична, но сложна в изготовлении и эксплуатации. Сущность работы машин ударного действия, оснащенных двигателем со свободным падением поршня, состоит в том, что поршень-боек, находящийся в цилиндре, совершает возвратно-поступательное движение под действием сжатого воздуха, поступающего попеременно в подпоршневую и надпоршневую полости. В конце 362 рабочего хода поршень- боек наносит удар по хвостовику рабочего наконечника, который выполняет полезную работу. 26 Рис. 8. Отбойный молоток Рис. 8. Отбойный Рис. 8. Отбойный молоток молоток Примером таких машин служит отбойный молоток (рис. 8), состоящий из рукоятки 1, ствола 9, поршня-бойка 10, воздухораспределительного механизма (клапана) 6, пускового устройства (вентиля) 4, рабочего наконечника 11 и пружины 12, удерживающей наконечник от выпадения. Для предотвращения саморазвертывания резьбового соединения между стволом 9 и промежуточным звеном 5 установлен фиксатор 7, удерживаемый от выпадения стопорным кольцом 8, имеющим отверстие для отвода отработанного воздуха. Узел воздухораспределения прижат к торцу ствола тарельчатой пружиной 3. Виброизоляция рукоятки обеспечивается установкой резинового амортизатора 2. При нажатии на рукоятку вентиль 4 смещается вправо и открывает отверстие, сообщающееся с кольцевой камерой клапанного распределения; сжатый воздух с помощью клапана поступает поочередно в над- и подпоршневое пространство, заставляя поршень-боек совершать возвратно- поступательное движение, периодически ударяя по рабочему наконечнику. В современных пневматических машинах ударного действия используется система комплексной виброзащиты оператора, включающая в себя снижение массы и уменьшение диаметра поршня-бойка, установку резиновых прокладок между рукояткой и остальными частями машины, использование пневмопружинных виброизоляторов. Аналогичное устройство имеют и другие типы машин ударного действия. 27 Перфораторы имеют преимущественно клапанную систему воздухораспределения, обеспечивающую главное возвратно- поступательное движение ударника. Поворотное движение бура производится во время холостого хода поршня-бойка при его движении вверх. 4.5. Машины взрывного действия Применяются в строительно-монтажных работах и представляют собой поршневые пистолеты, работа которых основана на принципе использования энергии расширяющихся пороховых газов. Эти машины предназначены для закрепления дюбелями различных деталей к бетонным, железобетонным, кирпичным, металли- ческим, шлако- и керамзитобетонным конструкциям. Использование монтажных пистолетов исключает трудоемкую операцию по сверлению гнезд и отверстий, а также расход большого количества дорогостоящих твердосплавных сверл. В качестве источников энергии пистолетов используют специальные беспульпные патроны. Мощность заряда патрона выбирают в зависимости от вида и прочности пробиваемого материала, диаметра и длины дюбеля. Принцип действия поршневых монтажных пистолетов показан на рис. 10. Дюбель 4 устанавливается в стволе 3 непосредственно перед плоскостью встреливания 5. Между патроном 1 и дюбелем расположен поршень 2. Под давлением пороховых газов (до 300 МПа поршень разгоняется на участке 22 ... 35 мм до скорости 50 ... 90 м/с, ударяя по дюбелю, заглубляет его в конструкцию. Ход поршня ограничивается упорами-амортизаторами, предотвращающими сквозной прострел конструкции малой прочности. Пистолеты снабжены блокировками, исклю- чающими случайные выстрелы, а также выстрелы без предварительного прижатия пистолета к плоскости пристреливаемой детали. 28 Конструкция однозарядного поршневого пистолета дана на рис. 11,а. Он состоит из ствола 10 с патронником 15, поршне- вой группы, прижима 1, коробки 11 с ударно-спусковым механизмом и рукояткой 14. Пистолет комплектуется двумя сменными стволами с длиной патронника 15 и 22 мм и тремя поршневыми группами, которые устанавливают в пистолет в зависимости от длины и диаметра дюбеля. Сменная поршневая группа состоит из наконечника 4, направителя 3 с каналом для дюбеля 2, поршня 5, рассекателя 7 и амортизаторов 6. Поршневая группа смонтирована в муфте 9, соединенной с рукояткой 14 шарниром 16. Для снаряжения пистолета перед выстрелом необходимо вставить дюбель 2 с шайбой (или наконечником) в канал направителя 3, в котором фиксируется шариковым фиксатором, а затем «разломить» пистолет относительно шарнира 16, вставить патрон в пат- ронник 15 ствола 10 и закрыть пистолет. Рис. 10. Принципиальная схема порохового монтажного пистолета Для производства выстрела следует установить наконечник 4 (или прижим 1) пистолета в точку пристрелки под прямым углом к поверхности, нажать на рукоятку 14 и оттянуть до отказа спусковой рычаг 13 ударно-спускового механизма. При нажатии на рукоятку 14 направитель 3, воздействуя на амортизаторы 6 и рассекатель 7, смещает ствол 10 с патроном к плоскости наклона капсюля. При ударе бойка 12 по патрону происходит воспламенение пороха. Силой взрыва поршень 5 разгоняется по стволу 10 и наносит удар по дюбелю 2. После этого пороховые газы через рассекатель 7 сбрасываются в расширительные полости 8 муфты 9. Дальнейшее движение поршня и забивка дюбеля происходят по инерции, при этом в конечный момент за счет сопротив- 29 ления пробиваемого материала скорость дюбеля падает до нуля. Если к моменту полного заглубления дюбеля поршень продолжает Рис. 11. Пороховой монтажный пистолет двигаться, его остановка обеспечивается за счет выгиба лепестков амортизаторов 6 (рис. 11,6). Поршневые пистолеты могут быть использованы при строи- тельно-монтажных работах в зимнее время в неотапливаемых помещениях, независимо от наличия источника электрической энергии и сжатого воздуха. Пистолеты обеспечивают высокую производительность труда (до 50 выстрелов в час), они достаточно просты в обслуживании. Недостатком этих машин является по- вышенная опасность при выполнении работ, требующая точного и строгого соблюдения особых правил по охране труда. рис. 11. Пороховой монтажный пистолет Заключение Строительное и дорожное машиностроение является основной отраслью народного хозяйства, обеспечивающей 30 промышленное, гражданское, дорожное, мелиоративное строительство, промыш¬ленность строительных материалов машинами и оборудованием. Создание современных мощных высокопроизводительных машин, многоцелевых мини-машин, строительных манипуляторов и роботов, в наибольшей степени технологически и экономически соответствующих конкретным условиям производства работ, должно производиться высококвалифицированными специалистами в области строительных машин и оборудования, выпускаемыми ву¬зами страны. Для них курс «Строительные машины и оборудование» является итоговым, основывающимся на таких общенаучных и общеинженерных дисциплинах, как высшая математика, теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин, детали машин, автоматизация производственных процессов и т. д. Опираясь на перечисленные дисциплины, студенты в результате изучения данного курса должны приобрести знания по классификации строительных машин, их принципиальным схемам и конструкциям, расчету основных технологических параметров, теории рабочего процесса, прочностного расчета деталей строительных машин, овладевают навыками выбора типа машин для конкретных условий производства, самостоятельной компоновки оборудования при проектировании установок и конструирования узлов при модернизации существующей или разработке новой машины. 31 Список литературы  Бауман В. А., Клушанцев Б. В., Мартынов В. Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М., 1981. Добронравов С. С., Сергеев В. П. Строительные машины, М., 1981. Добронравов С. С., Дронов В. Г. Машины для городского строительства. М„ 1985.  Домбровский Н. Г., Гальперин М. И. Строительные машины. М., 1985. Константопуло Г. С. Механическое оборудование заводов железобетонных изделий. М., 1982.  Суворов А. В., Левинзон А. Л. Машины для свайных работ/ Под ред. С. П. Епифанова и др. Справочное пособие. М., 1982.  Севрюгин В. И. и др. Ручные машины/ Под ред. С. П. Епифанова и др. М., 1982.  Гоберман А. Л., Степанян К. В., Яркин А. А. и др. Теория, конструкции и расчет строительных и дорожных машин. М„ 1979.  Быховский И. И., Гольдштейн Б. Г. Основы конструирования вибробезопасных ручных машин. М., 1982. •  Степанов А. П., Косарев А. И. Устройство и монтаж дробильно-обогатительного оборудования. М., 1982. 32