Анализ сменного рабочего оборудования экскаватора для разработка различных грунтов
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
В гражданском и промышленном строительстве, в горнорудной промышленности строительных материалов и сельском хозяйстве широко используются машины для земляных работ. Одним из перспективных и дорогостоящих видов строительных работ являются земляные, на долю которых приходится более 10 % общей стоимости работ. При этом 20-40 % годового объема работ занимает разработка мерзлых грунтов, затраты на которую в десятки раз превышают стоимость земляных работ в теплое время года. При строительстве используется различная строительная техника: землеройная, землеройно - транспортная, для уплотнения грунта, для подготовительных и вспомогательных работ, специальные, для гидромеханической разработки грунтов - грейдер - элеваторы, скреперы, экскаваторы, бульдозеры, автогрейдеры, кусторезы, корчеватели, рыхлители, трубоукладчики и проч. Основным способом разработки грунта рабочим органом землеройной машины является механический, при котором грунт разрабатывается послойно резанием с применением землеройных и землеройно-транспортных машин. Разработка связных сыпучих грунтов, а также рыхление и погрузка мерзлых и скальных грунтов, осуществляется землеройными машинами. Грунты с примесями и другие тяжелые грунты, разработка которых затруднена, в обязательном порядке подлежат предварительному рыхлению. Таким образом, при планировании парка строительных машин необходимо учитывать как природные условия строительства, так и возможность применения модернизированных строительных машин, что позволит быстро и эффективно разработать грунт необходимой категории. Рациональный выбор парка строительной техники для выполнения технологии строительства позволит не только строго соблюдать календарный план строительства, но и приведет к снижению издержек и перерасходу экономических ресурсов, вызванных простоями оборудования или другими причинами. Выбор парка строительной техники по мощности и объему работы при строительных работах зависит от разрабатываемого грунта, времени строительства, заложенном в календарном плане и экономических затрат. Необходимо точно подобрать парк строительной техники таким образом, чтобы обеспечить запуск строительного объекта точно в срок, без дополнительных издержек и потерь. Применение типовых схем, методов и современной научно - технической базы, создает предпосылки к формированию оптимальных комплексов технологической специальной техники, и к определению направления модернизации конструкции, технических параметров недостающих механизмов и машин [4]. Объектом исследования данной магистерской диссертации является экскаватор и усовершенствование его конструкции с целью повышения его производительности при разработке мерзлых и плотных грунтов и расширение технологических возможностей экскаватора. Предметом исследования - обоснованный выбор варианта усовершенствования конструкции экскаватора с целью обеспечения ускоренного выполнения земляных работ в грунтах IV, V категории и сокращения сроков строительства. Экскаваторы являются землеройными машинами циклического действия и предназначены для выемки и перемещения грунта, проведения планировочных, монтажных, погрузочных, сваебойных и других типов строительных работ при помощи сменного рабочего оборудования. По назначению экскаваторы разделяются на строительные и строительно-карьерные, карьерные вскрышные, для открытых горных и крупных гидротехнических работ, шахтные и туннельные. Строительные и строительно-карьерные экскаваторы являются универсальными машинами и имеют массу 2 - 250т. и оснащены ковшами емкостью 0,1 – 6,0 м3. Они. Одноковшовые универсальные экскаваторы классифицируют по типу привода, возможности вращения поворотной части, подвески, конструкции ходового устройства и видами рабочего оборудования. В данном дипломном проекте рассматривается вариант усовершенствованного одноковшового экскаватора, одновременно имеющего и рабочее оборудования ковш, и рыхлительное оборудования - гидромолот. Задача рационального усовершенствования конструкции экскаватора актуальна, и ее эффективное решение и позволит обеспечить высокое качество земляных работ, снижение их себестоимости за счет экономии ресурсов, повышения производительности труда, сокращению сроков строительства и в целом будет способствовать оптимизации экономических затрат на строительство. Целью магистерской диссертации является исследование особенностей применения экскаваторов при строительстве и способов повышения их производительности и эффективности при работе в различных грунтах. В связи с этим, тема работы имеет также прикладное значение для строительного сектора России. Для достижения поставленной цели в магистерской диссертационной работе необходимо решить следующие задачи: провести анализ и патентный анализ устройства, конструкции, принципов действия и назначения экскаваторов; в соответствие с выявленными недостатками прошлых поколений сменного оборудования экскаватора и особенностями проведения работ при строительстве в грунтах различных категорий, произвести обоснованный выбор способа усовершенствования конструкции сменного оборудования экскаватора с целью обеспечения ускоренного выполнения необходимых объемов земельных работ (повышения производительности) и сокращения сроков строительства; привести методику проведения тягового расчета для определения вида экскаватора для проведения земляных работ в текущих эксплуатационных условиях, с учетом разрабатываемого грунта; рассмотреть вопросы определения технической производительности экскаватора при планировании и транспортировке грунта; исследовать существующие методы повышения производительности экскаваторов и пути их модернизации. Структура работы представлена введением, четырьмя главами, заключением, списком использованной литературы и приложениями. Библиографический список содержит 33 наименований источников, включая технические инструкции, строительные нормы и правила и другую документацию, а так же справочную литературу и учебные пособия. \ 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Земляные работы, выполняемые экскаваторами
Для исследования направлений совершенствования конструкции экскаватора необходимо выяснить рад задач, который ставится при производстве земельных работ строительного производства. Земляные работы объединяют процессы, связанные с переработкой грунта,...
Классификация экскаваторов и типов сменного оборудования
Экскаватор - это землеройная машину, выполняющая операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним (одноковшовые) или нескольким...
Направления совершенствования конструкции сменного оборудования одноковшового строительного универсального экскаватора
С целью совершенствования сменного оборудования экскаватора для разработки различных грунтов проведем исследования их конструкций. Рассмотрим сначала самые тяжелые условия работы экскаватора - в мерзлых грунтах. Разрушение мерзлых грунтов при примен...
Открыть главуЦели и задачи исследования
Целью данной выпускной квалификационной работы является усовершенствование сменного оборудования экскаватора с целью повышения его производительности путем снижения сопротивления грунта при строительстве, а также анализ особенностей применения экскав...
Открыть главуТеоретические исследования вариантов экскаваторов и их сменных оборудований
Универсальной строительной машиной в России являются одноковшовые экскаваторы с ковшами вместимостью 0,25…2,5 м3, оснащенными различными видами сменного рабочего оборудования, предназначенные для разработки грунтов I - IV категорий. По исполнению ра...
Выбор оптимального варианта экскаватора для разработки различных грунтов
На основе выполненного анализа, сведем в табл. 2.6 технические характеристики рассмотренных выше экскаваторов. Основными параметрами экскаваторов является мощность двигателя, наибольшее усилие копания, а также вместимость ковша. Таблица 2.6 – Технич...
Открыть главуКонструкторская часть
Общий вид и техническая характеристика гидравлического экскаватора Komatsu PC300-8SE представлены в графической части на чертеже ф. А1. Рассмотрим особенности гидравлического экскаватора Komatsu PC300-8SE более подробно. Для достижения высоких уровне...
Открыть главуЗаключение
Эффективность и сроки строительства зависят обычно от организации и технологии подводных земляных работ, предусматривающих использование рациональных организационных схем и способов производства работ, а также наиболее эффективных средств механизации [15]. По данным различных источников, стоимость земляных работ составляет от 50 до 70 % стоимости строительства [15, 29]. Значительное снижение стоимости и трудоемкости, а также сокращение сроков строительства достигаются в результате выбора и рационального использования технических средств для проведения земельных работ, расчет их объемов и определение возможностей доставки техники на строительный объект. В данной выпускной квалификационной работе проводилось усовершенствование сменного оборудования экскаватора с целью повышения его производительности путем снижения сопротивления грунта при строительстве. В работе были решены следующие задачи: - проведен анализ и патентный анализ устройства, конструкции, принципов действия и назначения экскаваторов; - в соответствие с выявленными недостатками прошлых поколений сменного оборудования экскаватора и особенностями проведения работ при строительстве в грунтах различных категорий, произведен обоснованный выбор способа усовершенствования конструкции сменного оборудования экскаватора с целью обеспечения ускоренного выполнения необходимых объемов земельных работ (повышения производительности) и сокращения сроков строительства; - проведен патентный анализ устройства, конструкции, принципов действия и назначения экскаваторов и способов совершенствования с целью повышения производительности. В результате исследования конструкций сменного оборудования экскаватора, модернизация экскаватора была выполнена на базе патента Шемякина С. А. ”Рабочее оборудование гидравлического экскаватора” № 2509843, поскольку он создан с целью повышения производительности экскаватора при разработки различных грунтов, не требует усложнения конструкции, а наоборот, способствует уменьшение габаритов и массы рабочего оборудования, снижению энергозатрат на процесс копания и рыхления грунтов из-за снижения силы тяжести оборудования. Также достоинством данного технического решения является упрощение монтажа и демонтажа сменного оборудования, что приводит к сокращению времени производственного цикла. С этой целью ковш выбранного путем сравнения гидравлического экскаватора Komatsu PC300-8SE, оборудован не одним зубом для рыхления грунтов IV категории, а несколькими, установленными в ряд вдоль режущей кромки ковша, кроме того ковш Komatsu PC300-8SE имеет межзубьевую, боковую защиты, боковые и нижние пластины износа, которые можно легко и быстро заменить на новые; - рассмотрены вопросы определения технической производительности, мощности копания, развиваемая экскаватором Komatsu PC300-8SE при работе в разных грунтах; - приведена методика расчета применимости экскаватора Komatsu PC300-8SE для проведения земляных работ в различных грунтах путем проведения тягового расчета. Проектная мощность экскаватора Komatsu PC300-8SE соответствует условиям работы в грунте IV категории. При производстве земляных работ, необходимо подбирать строительную технику с запасом по мощности, поскольку грунт по структуре может быть не равномерным и возникает риск, что мощности одного бульдозера не хватит. Это приведет к незапланированным издержкам, как экономическим, так и временным - сроки сдачи работ будут нарушены. Запас тягового усилия данного экскаватора составляет 60 % при работе в грунтах IV категории и необходим для преодоления временных перегрузок.
Список литературы
РД 51-3-95. Регламент выполнения эколгических требований при размещении, проектировании, строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов. – М.: ВНИСТ, 2005. Р-392-80. Руковдство по метрологическому обеспечению строиельства подводных переходов магистрльных нефтепроводов. – М.: ВНИСТ, 1981. СН 458-74. Нормы отвода земель для магистрльных трубопрводов. – М.: ВНИСТ, 1974. СНиП 2.05.07-85*. Подъземная прокладка трубпроводов. – М.: Строиздат, 1998. СНиП 2.03.12-85. Защита строительных конструкций от корозии. – М.: НИИ ЭКБ, 1987. СНиП 3.02.02-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. – М.: М.: ЦТП Гостроя СССР, 1988. – 128с. Бобин Л.А., Григренко П.Н., Яргин Е.Н. Типовые расчеты при соружении трубопроводов. – М.: Недр, 2006. Белецкий Б.Ф. Технология строительного производства: Уч. для вуз. – М.: Асоциация строительных вуз, 2002. – 417с. Бародавкин П.П., Шедрин О.Б. Вопросы проктирования и каптального ремонта. 2011. - 34 с. Воронов Л.И., Кудинова Ю.А. Определение объемов работ верткальной планировки и средней дальности перещения грунта с помощью ЭВМ в курсовом проекте на тему: «Земляные работы и работы по устройству моноли-ных фундаментов». Методические указания. – Оренбург, 2002. – 22с. Гальперина М.И., Дамбровская Н.Г. Строительные машины. – М.; Машностроение, 2001, - 345с. Гаркави Е.Г., Арпченков В.И., Карпова В.В. и др. Машины для земляных работ.Уч. для Вузов. – М.; Высш. шк., 2003, - 312с. Глебов Е.А. Оценка эффективности работы промышленного трактора с бульдозерным оборудованием /Е.А. Глебов, Н.В. Кривошеев, В.П. Шевчук // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. ст. /ВолгГТУ. – Волгоград, 2010. – №10(70). – С. 40 – 43 (Сер.Наземные транспортные системы Вып. 3). Гольдин Э.Р., Забела К.А. Механизация строительства подводных сооружений. – М.: Стройиздат, 2009. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование: Справочник. – М.: Высш. шк., 2001 – 456 с. Дорожно-строительные машины: учеб», для вузов / А. В. Вавилов [и др.]. Минск : Технопринт, 2000. - 515 с. ЕНиР Сб.Е2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы.- М.: Стройиздат, 2009. Забегалов Г.В., Ронинсон Э.Г. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. – М.: Высш. шк., 2001. – 344 с. Земляные работы на подводных переходах магистральных трубо-проводов //Обзорная информация. Вып. 2. – 2001. Земляные работы. Справочник строителя / Под ред. Л.В.Гриншпуна. –М.: Стройиздат, 2000. – 352с. Иванов В.А., Кузьмин С.В. и др. Сооружение подводных переходов магистральных трубопроводов: Курс лекций. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. 217 с. Квагинидзе, В. С. Бульдозеры на карьерах. Конструкции, эксплуатация, расчет... [Текст] : учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / В.С. Квагинидзе. - 3.изд.,перераб.и доп. - М. : Горная книга, 2011. - 230 с. Кривошеев Н.В. Анализ способов совершенствования МТУ с целью повышения топливной экономичности трактора / Н.В. Кривошеев, В.П. Шевчук // Сборник статей научных, конструкторских и технологических работ студентов. – ВолгГТУ. Волгоград, – 2009. – С. 85 – 86. Марионков К.С. Основы проектирования строительных работ: Учебное пособие для вузов. – М.: Стройиздат, 2000. – 231с. Многоцелевые гусеничные и колесные машины: Конструкция: учеб. для вузов/ Г.И. Гладов, А.В. Вихров, В.В. Кувшинов, В.В. Павлов; под ред. Г.И. Гладова. – М.: Транспорт, 2001. – 272 с. Новосельский А.Е. Повышение эффективности промышленного тракторного агрегата с автоматической трансмиссией путем рационального выбора ее параметров: дисс. канд. наук / ОАО «НИИАТТ». – Челябинск, 2009. – 187 с. Расчет специального рабочего оборудования для МТА промышленного назначения.: монография / В.П. Шевчук, М.В. Ляшенко, В.В. Шеховцов, А.В. Победин, К.О. Долгов, Н.В. Кривошеев. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. –148с. Строительные машины: Справочник в 2-х т. Т. 1: Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / А.В. Раннев, В.Ф. Корелин, А.В. Жаворонков и др.; под общ. ред. Э.Н. Кузина. – М.: Машиностроение, 2001. – 496 с. Технология строительного производства. Учебник для вузов / Л.Д. Акимова, Н.Г. Амосов, Г.М. Бадьин и др.; под ред. Г.М. Бадьина, А.В. Мещанинова. 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние. 2007. – 606 с. Технология строительных процессов: Учебник для вузов / Под ред. А.А.Афанасьева, Н.Н.Данилова, В.Д.Копылова и др. – М.: Высшая школа, 2001.– 464с. Шевчук В.П. Специальное рабочее оборудование наземных транспортных средств для трубопроводного транспорта: учеб. пособие / В.П. Шевчук, М.В. Ляшенко, В.В. Шеховцов, А.В. Победин; ВолгГТУ. – Волгоград, 2008. – 355 с. Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ [Текст] : учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / Е.Е. Шешко. - 3.изд.,перераб.и доп. - М. : Горная книга, 2011. - 250 с. Янковский Ф.И. Проектирование производства земляных работ. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности ПГС. - Хабаровск: ХабИИЖТ, 2007.
