Домбровский - Строительные машины - Часть 2 (1985)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Методы создания и производства машин все больше  используют систему агрегатирования машин из унифицированных  элементов специализированного производства и разработки на этой базе комплексов оборудования для различных отраслей народного  хозяйства, в том числе и для строительства.

Данная книга является второй частью учебника, написанного в соответствии с программой дисциплины «Строительные машины» для специальности 0511 «Строительные и дорожные машины и оборудование». Первая часть учебника «Строительные машины» была издана в 1976 г. В ней рассматривались общие сведения о строительных машинах, история их развития, основные положения расчета машин на прочность и надежность, рекомендации по  выбору конструктивных материалов, по расчету общих элементов строительных машин, а также сведения по расчету скреперов и бульдозеров.

Во второй части учебника приведены сведения о выборе  основных параметров, особенностях конструктивных решений и расчете машин для земляных и подготовительных работ, бурового и  сваебойного оборудования, а также строительных погрузчиков. В процессе работы над рукописью были использованы  материалы кафедры «Строительные машины, эксплуатация и ремонт оборудования» Всесоюзного заочного инженерно-строительного института.

Авторы выражают благодарность рецензентам — сотрудникам кафедры строительных и дорожных машин и оборудования  Ленинградского инженерно-строительного института (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Н. Г. Гаркави); д-ру техн. наук, проф. В. И. Баловневу (Московский автомобильно-дорожный институт), а также д-ру техн. наук, проф. Ю. Л. Картвелишвили за большую помощь в подготовке гл. 11 «Определение предельных динамических  нагрузок, действующих на рабочие органы строительных машин».

Замечания и пожелания, направленные на улучшение книги, присылать в адрес издательства «Высшая школа».

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

В дореволюционной России парк строительных машин  составлял около 220 единиц. В основном это были экскаваторы,  ленточные конвейеры, краны-укосины.

Создание отечественного строительного и дорожного  машиностроения было начато в 20-е годы. В настоящее время выпускается более 2000 типоразмеров машин и средства малой механизации. При этом параметры существующих машин в значительной степени возросли. За последние 25 лет наибольшая вместимость ковша и масса экскаваторов увеличились примерно в 18 раз, мощность привода — в 10 раз, производительность — в 12 раз,  грузоподъемность кранов — в 20 раз.

На XXVI съезде КПСС и в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об улучшении планирования, организации и управления капитальным строительством» значительное  внимание было уделено вопросам строительства. Важная роль при этом отводилась техническому перевооружению строительных  организаций путем обеспечения их мощными высокопроизводительными строительными машинами и эффективным оборудованием для  механизации мелких и рассредоточенных работ, часто выполняемых вручную.

Ускорение технического прогресса и роста производительности труда в строительстве в значительной мере зависят от уровня  механизации и автоматизации строительного производства.  Механизация земляных работ, монтажа строительных конструкций,  бетонных работ в 1983 г. достигла уровня соответственно 98,3; 97,1 и 93,5%. Хотя объем ручных работ в строительстве невелик, он отвлекает значительное количество рабочих, что требует  увеличения выпуска ручных машин (механизированного инструмента), а также оборудования для отделочных строительных работ.

Дальнейшее развитие строительного машиностроения и  совершенствование механизации строительства в соответствии с  постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по  ускорению технического прогресса в народном хозяйстве»**  осуществляется по следующим основным направлениям: разработка структуры парка машин, обеспечивающих повышение мощности, производительности и выработки на одного работающего;  создание высокопроизводительных машин повышенной единичной мощности, в том числе с учетом необходимости выполнения работ в районах с тяжелыми климатическими условиями; развитие  производства специализированной техники, обеспечивающей скоростное строительство трубопроводов, автомобильных дорог и других  объектов; создание и выпуск машин многоцелевого назначения с большим набором рабочего оборудования на базе малогабаритных цневмоколесных тягачей и тракторов; развитие качества,  надежности, технического уровня и эффективности машин и оснащение их системами автоматизации управления с применением  микропроцессорной техники и гидрооборудования высокого давления;  создание высокоэффективных машин на основе достижений науки и техники с использованием ультразвука, энергии взрыва, лазерного излучения и принципиально новых технологических процессов; разработка строительных манипуляторов и роботизированных  устройств, обеспечивающих повышение качества и безопасности работ, снижение энергозатрат, улучшение экономических показателей и сокращение количества обслуживающего персонала.

ГЛАВА 1

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН С ГРУНТОМ

1.1. Общие сведения

Одним из основных вопросов взаимодействия рабочих органов с грунтом является определение действующих сил, влияния  режимов работы на производительность и энергоемкость процесса, на работоспособность и надежность машины. Эти факторы зависят от физико-механических свойств грунта, технологии и условий разработки, геометрических характеристик рабочего органа. 

Поэтому получить  аналитические решения,  связывающие все параметры,  необходимые для  практических расчетов, до  настоящего времени не удается.

Большинство теорий советских ученых — В. П. Горячкина, Н. Г. Домбровского, А. Н. Зеленина, Ю. А. Ветрова, В. И. Баковнева, В. Д. Абезгауза, М. И. Гальперина, Д. И. Федорова, К. А. 

Артемьева и других, основанные на качественном анализе явлений и физических процессов, протекающих при взаимодействии  рабочего органа с грунтом,  построены на интерполяции опытных данных  применительно к форме и размерам рабочего органа и условиям разработки. Однако ученые стремятся создать единую аналитическую теорию взаимодействия рабочих органов с грунтом, в которой в качестве параметров  использовались бы физические константы грунтов и геометрические характеристики рабочих органов. В этом направлении глубокие исследования были проведены А. Н. Зелениным, Ю. А Ветровым В. И. Баловневым.

На рис. 1.1 приведены основные виды рабочих органов  землеройных и землеройно-транспортных машин. Они подразделяются на рабочие органы, которые только отделяют грунт от массива зубья рыхлителей, фрезы), и рабочие органы, которые отделяют грунт от массива,  одновременно захватывают его и транспортируют. При этом одни рабочие органы  транспортируют грунт, перемещая его по поверхности массива {ножи бульдозеров,  грейдеров), а другие накапливают и переносят грунт в  специальных емкостях (ковши экскаваторов, скреперов,  погрузчиков).

Общая схема процесса разработки грунта  представлена на рис. 1.2. Изучение этого процесса состоит из анализа свойств грунтов, особенно тех его характеристик, которые непосредственно влияют на разработку параметров рабочего органа, процесса взаимодействия рабочего органа с грунтом.