Экскаваторы

Основные понятия и требования к машинам

Строительной машиной называют устройство, которое посредством механичес­ких движений преобразует размеры, форму, свойства или положение в пространстве строительных материалов, изделий и конструкций.

Состояние функционирования машины, в процессе которого она вырабатывает продукцию, называют производственной эксплуатацией.

Машина представляет собой устройство, совершающее полезную работу с преобразованием одного вида энергии в другой. Она состоит из ряда механизмов различного назначения, объединенных общим корпусом, рамой или станиной. Механизмы включают в себя узлы в виде законченных сборочных единиц, представляющих совместно работающие детали. Деталь является частью машины, изготовленной в основном из однородного по наименованию и марке материала без использования сборочных операций. Их подразделяют на простые (заклепка, штифт, шпонка), сложные (распределительный вал, корпус редуктора и двигателя), общего (болты, валы, зубчатые колеса) и специального назначения, применяемые в различных видах машин (крюки кранов, корпуса ковшей экскаваторов, поршни насосов).

Качество - обобщенная способность машины удовлетворять определенным потребностям, связанным с их назначением.

Требования к машинам:

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

· функциональные и технической эффективности

· конструктивные, определяющие основные проектно-конструкторские решения машины

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 покрытие), 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.

2. 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 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 наработкойна 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.).

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.

Ремонтопригодность — приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению причин повреждений (отказов) путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность машин включает в себя следующие основные понятия:

· доступность (удобство осуществления осмотра и работ 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.

3. 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.

4. Эргономические требования отражают взаимодействие человека с машиной и делятся на:

· гигиенические — соответствие кабины условиям жизнедеятельности и работоспособности машиниста

· антропометрические — соответствие рабочего места и его частей форме, весу и размерам тела машиниста

· физиологические и психофизические — соответствие рабочего места физиологическим свойствам машиниста и особенностям функционирования его органов чувств

· психологические — соответствие рабочего места машины возможностям восприятия и переработки информации, соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека.

5. 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.

6. Экологические требования учитывают вопросы, связанные с охраной окружающей среды при эксплуатации машин.

7. 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 движущихся 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.

8. 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.

9. Транспортабельность машин и оборудования должна обеспечить их приспособленность к перемещению в пространстве на транспорте

10. 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.

11. 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.

Экскаваторы

Экскава́ тор — основной тип землеройных машин, оснащённых ковшом. Основным назначением является разработка грунтов (горных пород, полезных ископаемых) и погрузка сыпучих материалов из штабелей.

Главным отличием одноковшового экскаватора от других землеройных машин является то, что экскавация (выемка) грунта (материала из штабеля) производится подвижным рабочим органом при неподвижном шасси.

Экскаваторы применяются на стройках, дорожном строительстве, в карьерах, на горных выработках. Конструктивно экскаваторы состоят из рабочего (как правило, сменного), ходового (шасси) и силового оборудования. Рабочее место экскаватора, работающего ковшом, называют забой. Особенностью экскаваторов является широкий набор сменного оборудования — не только разные ковши, но и стрелы, рукояти, копровые мачты, а также собственно рабочие инструменты (ковши экскавационные, погрузочные, грейферные двух- и многочелюстные, рыхлители, крюки).