Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: Рабочая программа, методические указания, задания на контрольные работы

Федеральное Агентство по Образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра подъемно-транспортных машин и оборудования

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН Рабочая программа, методические указания, задания на контрольные работы Факультет

технологии и автоматизации управления в машиностроении Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 653200 – транспортные машины и транспортно-технологические комплексы 170900 – подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование Специализация: 170903 – комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ

Санкт-Петербург 2004 г

2

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.873.25(088.8) Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: Рабочая программа, методические указания, задания на контрольные работы. – СПб.: СЗТУ, 2004. –58 с. Рабочая программа разработана в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 653200 (специальность 170900, специализация 170903 – «Комплексная механизация и автоматизация погрузочноразгрузочных и транспортно-складских работ»). Методический комплекс содержит рабочую программу, методические указания к изучению дисциплины, тематический план лекции, перечень тем практических и лабораторных работ, список основной и дополнительной литературы, задания на контрольные работы и методические указания к их выполнению. Рассмотрено на заседании кафедры подъемно-транспортных машин и оборудования 30 июня 2004 г., одобрено методической комиссией факультета 13 сентября 2004 г. Рецензенты: кафедра подъемно-транспортных машин и оборудования СЗТУ (зав. кафедрой Ю.П. Лапкин,канд. техн. наук, проф. ); И.П. Тимофеев, д-р техн. наук, проф. кафедры конструирования горных машин и технологии машиностроения СПбГГИ(ТУ). Составитель Ю.А. Петров , канд. техн. наук, доц.

© Северо-Западный заочный технический университет, 2004

3

ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплина «Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин» является специальной научной дисциплиной широкого профиля, завершающей формирование будущего инженера-механика по специальности 170900 – «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование». Целью преподавания дисциплины является инженерная подготовка студентов в области теории надежности, общих основ эксплуатации и ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин, получение ими необходимых знаний для практической деятельности инженера-механика в области создания, эксплуатации и ремонта машин, имеющих важное значение для обеспечения высокого технического уровня, безопасности и максимальной эффективности их производственного использования. Задачи курса – ознакомление с основными положениями теории надежности оборудования, изучение рациональных методов монтажа, организации и безопасной эксплуатации машинного парка, технического обслуживания и методов и средств эксплуатационного ремонта машин. Изучение настоящей дисциплины базируется на общенаучных, общеинженерных и профилирующих дисциплинах: высшая математика, теория вероятности, теоретическая механика, сопротивление материалов, детали машин, материаловедение, строительная механика и металлические конструкции, технология машиностроения, грузоподъемные машины, строительные и дорожные машины, машины непрерывного транспорта. Содержание рабочей программы по дисциплине «Эксплуатация подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин» в полной мере соответствует утвержденному в 2000г. Государственному образовательному стандарту по одноименной учебной дисциплине.

1 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1 Содержание дисциплины по ГОС Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: общая характеристика надежности машин, способы определения, нормирования и оптимизации показателей надежности; характеристика действующих нагрузок и их влияние на работу машин, методы измерения нагрузок, применяемая аппаратура и приборы; виды отказов по критерию прочности, экспериментальные методы исследования напряженного состояния и прочности машин; влияние трения и изнашивания на надежность подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин; назначение смазывания машин, виды смазочных материалов, их характеристики; понятие о неблагоприятных условиях эксплуатации; монтажноэксплуатационная технологичность и ремонтопригодность; содержание монтажных работ, современное состояние средств и методов монтажа; организационно-

4

техническая подготовка к монтажу, техническая документация; виды такелажной оснастки и монтажного оборудования, расчет машин на монтажные нагрузки; виды, содержание и способы выполнения такелажных работ; приемы сборки подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин при монтаже; виды испытаний машин при вводе в эксплуатацию; понятие об организационном обеспечении эффективного использования и оптимизации комплекса машин; организация и содержание технического надзора при эксплуатации машин, правила безопасной работы, требования к обслуживающему персоналу; плановопредупредительный ремонт; техническое обслуживание типовых элементов и механизмов машин; основы технического диагностирования деталей, механизмов и несущих конструкций. 1.2 Рабочая программа (136 часов) 1.2.1. Введение (2 часа) Значение вопросов надежности, эксплуатации и ремонта подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин для повышения их технического уровня, качества и эффективности использования. Задачи курса. Составные части курса: основные положения теории надежности и долговечности; монтаж оборудования; эксплуатация и техническое обслуживание машин; организация и технология эксплуатационного ремонта. 1.2.2. Основные положения теории надежности и долговечности машин (20 часов) 1.2.2.1. Основные термины и определения (8 часов) Задачи, решаемые теорией надежности. Качество и надежность. Определение и свойства надежности. Состояние объекта и события. Виды отказов. Объекты восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Некоторые понятия теории вероятности и математической статистики. Случайные величины дискретные и непрерывные. Случайные события. Частность и вероятность. Законы распределения случайной величины (законы надежности). Экспоненциальный (показательный) и нормальный законы. Распределение Вейбулла. Показатели надежности и их определение. Показатели единичные и комплексные. Показатели безотказности (безотказность восстанавливаемых и невосстанавливаемых объектов), долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Комплексные показатели надежности.

5

Система сбора информации и методы оценки надежности подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин. Нормирование и оптимизация показателей надежности. 1.2.2.2. Физические основы надежности и долговечности подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин (12 часов) Общая характеристика нагрузок и их влияние на работу машин. Постоянные и переменные нагрузки, методы их измерения. Виды отказов по критерию прочности. Неравномерность распределения номинальных напряжений, их выравнивание и уменьшение. Местные напряжения. Способы снижения местных напряжений и их эффективность. Технологические способы упрочнения деталей. Экспериментальные методы исследования напряженного состояния и прочности машин. Причины изменения технического состояния и долговечности машин. Трение и изнашивание поверхностей. Виды и характеристики изнашивания. Методы исследования трения и изнашивания. Методы повышения изностойкости и снижения вредного влияния износа на работу машин. Факторы, влияющие на процесс изнашивания. Влияние смазочных материалов на долговечность машин. Назначение смазки и виды смазочных материалов. Основные характеристики масел и смазок и области их применения. Остаточные деформации деталей, усталость и старение. Коррозия металлов и антикоррозийные покрытия. Обеспечение работоспособности и безопасности при неблагоприятных условиях эксплуатации (низких температурах, тропическом и морском климате, во взрыво– и пожароопасных средах, сильном ветре и др.). Основные направления повышения надежности подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. 1.2.3. Монтаж оборудования (36 часов) 1.2.3.1. Организация монтажных работ (4 часа) Содержание монтажных работ. Влияние качества монтажа на последующую работу машин. Проект производства работ (ППР) и его составные части. Виды монтажных работ. Организация монтажной площадки. Выбор места и размеров монтажной площадки. Подготовка площадки. Подготовка оборудования к монтажу. Поставка и транспортировка, получение, складирование и хранение оборудования. Приемка оборудования в мон-

6

таж, подготовка его к монтажу (ревизия), укрупнительная сборка и подача в монтажную зону. Приемка строительных объектов под монтаж. Требования к строительным объектам. Приемка фундаментов, крановых и временных монтажных путей. Техническое нормирование и планирование монтажных работ. 1.2.3.2. Монтажное оборудование и такелажная оснастка. Такелажные работы (4 часа) Монтажные краны: автомобильные, пневмоколесные, гусеничные, железнодорожные, башенные, козловые и другие типы кранов при монтаже ПТМ. Грузоподъемные приспособления: мачты, порталы, шевры, стрелы, ленточные и гидравлические подъемники. Вспомогательные устройства: монтажные блоки, полиспасты, лебедки, домкраты, тали и тельферы. Захватные устройства: стропы, захваты и траверсы. Канаты грузовые, поддерживающие и строповые. Проверка и испытания такелажного оборудования. Методы и периодичность проверок и испытаний. Виды, содержание и способы выполнения такелажных работ. Подъем тяжелых горизонтальных и вертикальных конструкций. Определение монтажных нагрузок, мест строповки, расчет грузоподъемных приспособлений. 1.2.3.3. Монтаж и наладка элементов машин (12 часов) Общие методы и приемы сборки машин. Разметочные работы: инструменты, приборы и приспособления, приемы выполнения. Разбивка главных и вспомогательных осей. Разметка базовых узлов, их установка и выверка. Способы сборки, стыковки и проверки геометрических размеров. Монтаж типовых деталей и элементов машин: валов, муфт, подшипников, зубчатых, червячных, цепных и ременных передач. Статическая и динамическая балансировка. Монтаж неразъемных и разъемных соединений (сварка, клепка, запрессовка, болтовых, резьбовых, шпоночных и шлицевых). Монтаж специальных деталей и элементов ПТМ: тормозов, ходовых колес и крановых путей, канатных барабанов и канатоведущих шкивов, блоков и канатов, барабанов, роликоопор, лент, тяговых цепей и звездочек конвейеров. Монтаж металлических конструкций. Характерные особенности. Подготовительные работы. Сборка. Болтовые и сварные соединения. Допускаемые отклонения. 1.2.3.4. Монтаж грузоподъемных машин и машин непрерывного транспорта (16 часов)

7

Общие положения. Особенности кранов как объектов монтажа и методы обеспечения их монтажной технологичности. Требования к качеству монтажа правил Госгортехнадзора, Госэнергонадзора, Морского и Речного Регистров России, Строительных норм и правил. Монтаж мостовых кранов общего назначения. Общая характеристика и условия поставки. Выбор методов подъема в проектное положение. Монтажные работы. Монтаж козловых, башенных, портальных кранов, кранов-перегружателей и др. Пуско-наладочные работы и сдача кранов в эксплуатацию. Особенности монтажа машин непрерывного транспорта: стационарных ленточных конвейеров, элеваторов, пластинчатых, скребковых, подвесных, винтовых и роликовых конвейеров. Особенности монтажа подвесных канатных дорог. Техника безопасности монтажных работ. 1.2.4. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (42 часа) 1.2.4.1. Общие вопросы эксплуатации машин (2 часа) Основные понятия и определения. Составные части эксплуатации машин и оборудования. Содержание понятий эксплуатация, техническая эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт. Руководящие документа и стандарты, определяющие эксплуатацию. Влияние качества эксплуатации на надежность и долговечность машин. Задачи технической эксплуатации. 1.2.4.2. Организация технической эксплуатации машин и оборудования, подконтрольных Госгортехнадзору (4 часа) Организация технического надзора. Основные мероприятия по техническому надзору. Документация надзора. Требования к обслуживающему персоналу и допуск к работе. Правила безопасной эксплуатации грузоподъемных машин. Расследование аварий и несчастных случаев. 1.2.4.3. Организация технической эксплуатации строительныхи дорожных машин (4 часа)

8

Подготовка машин к эксплуатации. Приемка машин и оборудования. Хранение, расконсервация, проверка технического состояния, эксплуатационная обкатка и ввод в эксплуатацию. Эксплуатационная документация. Регистрация колесных самоходных дорожных машин и шасси, на которых смонтированы строительные и дорожные машины. Основные требования, предъявляемые к техническому состоянию машин, допускаемых к эксплуатации. Допуск к управлению автотранспортными средствами и дорожными машинами. Обязанности машинистов по уходу за машинами. Монтаж, демонтаж дорожных и строительных машин в эксплуатационных условиях, консервация. Транспортирование машин и оборудования. Охрана труда при работе строительных и дорожных машин. Основные условия, обеспечивающие безопасность и санитарно-гигиенические условия труда при работе машин. Условия безопасной работы машин, перемещающихся в процессе работы, тяговых средств и одноковшовых экскаваторов. Особенности сезонной эксплуатации строительных и дорожных машин. Эксплуатация машин в темное время суток. 1.2.4.4. Организация технического обслуживания и ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (18 часов) Теоретические основы, сущность и составные части системы плановопредупредительного технического обслуживания и ремонта машин и оборудования в промышленности (ППР). Ремонтные циклы, их продолжительность и структура. Оптимизация структуры ремонтных циклов и межремонтных периодов. Основные отраслевые документы, на основании которых осуществляется техническое обслуживание и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Планирование технического обслуживания и ремонта машин. Организация технического обслуживания и ремонта машин. Оборудование для выполнения работ по техническому обслуживанию. Технология эксплуатационного ремонта. Виды и организационные формы эксплуатационного ремонта. Стационарные и передвижные средства ремонта машин. 1.2.4.5. Техническое диагностирование подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (4 часа) Роль технического диагностирования в системе обеспечения надежности оборудования. Задачи диагностирования. Диагностические параметры. Методы и средства диагностирования. Диагностирование деталей, узлов, механизмов и не-

9

сущих металлоконструкций. Диагностирование машин на рабочих местах в процессе ежесменного технического обслуживания. 1.2.4.6. Техническое обслуживание подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (содержание работ) (10 часов) Общие виды работ. Внешний уход за машинами. Крепежные работы. Классификация и состав контрольно-регулировочных работ. Смазочные работы и заправка машины эксплуатационными материалами. Сезонное обслуживание. Техническое обслуживание типовых деталей, узлов и механизмов, металлоконструкций, гидравлических систем и электрооборудования. 1.2.5. Технология эксплуатационного ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (36 часов) 1.2.5.1. Общая технология ремонта (8 часов) Понятие о производственном и технологических процессах в ремонтном производстве. Основные операции производственного процесса капитального ремонта: приемка машины в ремонт; наружная очистка и мойка машины; разборка машины на агрегаты и узлы; очистка и мойка агрегатов, узлов и деталей; дефектация деталей; восстановление изношенных деталей; комплектование сопряжений и узлов; сборка узлов и агрегатов; обкатка, испытание, регулировка и окраска машины; приемка машин из ремонта и оценка качества. Охрана труда и техника безопасности при разборочно-сборочных, моечных и окрасочных работах. 1.2.5.2. Основные технологические методы восстановления изношенных деталей машин, упрочнения и повышения их износостойкости (14 часов) Классификация технологических методов восстановления деталей: механическая и слесарно-механическая обработка; сварка и наплавка; металлизация; электролитическое и химическое наращивание; пластическое деформирование; термическая и химико-термическая обработка; устранение дефектов паянием и применение при ремонте деталей полимерных материалов, клеев и смазок. 1.2.5.3. Основы технологии ремонта типовых деталей, узлов, основных механизмов и рабочих органов подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин (14 часов)

10

Общие правила. Ремонтная документация. Ремонт типовых деталей, сборочных единиц и систем. 1.3 Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения (20 часов) Темы 1. Введение. Цель и задачи изучения курса. Основные нормативные акты в области монтажа, эксплуатации и ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин 2. Основные положения теории надежности и долговечности машин 3. Монтаж оборудования. Организация монтажных работ. Проект организации работ (ПОР). Монтажное оборудование и такелажная оснастка. Такелажные работы и способы их выполнения 4. Монтаж и наладка элементов машин. Монтаж грузоподъемных машин и машин непрерывного транспорта 5. Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Основы технической эксплуатации. Техническое обслуживание и надзор 6. Техническое обслуживание основных механизмов, узлов и деталей подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин 7. Ремонт машин. Виды ремонта и их характеристика. Организация и методы ремонта. Технологические способы устранения дефектов в деталях 8. Ремонт основных сборочных единиц и деталей подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин

Объем, ч 2 2 4 4 2 2 2 2

1.4 Темы практических и лабораторных занятий Тематика лабораторных работ и практических занятий направлена на углубление и закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях, на проверку теоретических положений экспериментальным путем, на ознакомление студентов с современным оборудованием, приборами и материалами. Темы лабораторно-практических занятий определены, исходя из возможностей учебно-лабораторного оборудования, стендов и наглядных пособий, имеющихся на кафедре ПТМиО и на других кафедрах университета. В целях изучения и освоения передовых методов, техники и технологии в области монтажа, эксплуатации и ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин допускается выполнение отдельных лабораторнопрактических работ на промышленных предприятиях и в отраслевых институтах. Эти работы могут выполняться в процессе прохождения практик, предусмотренных учебным планом. 1.4.1. Темы практических занятий (12 часов) Темы практических занятий 1. Изучение способов монтажа подъемно-транспортной техники на предприятии 2. Организация технического надзора эксплуатации и методов ремонта подъемно-

Объем, ч 3 3

11

транспортных, строительных и дорожных машин на машиностроительном заводе и в дорожно-строительных организациях 3. Выбор и расчет грузоподъемных устройств и приспособлений (отводных блоков, монтажных полиспастов, лебедок и мачт) 4. Определение коэффициента готовности мостовых кранов по их наработке на отказ и по затратам времени на их восстановление по данным предприятия

3 3

1.4.2. Темы лабораторных работ (12 часов) Темы лабораторных работ 1. Обследование металлоконструкции мостовых кранов 2. Техническое освидетельствование грузоподъемного крана 3. Монтаж, регулировка и техническая эксплуатация колодочных тормозов подъемно-транспортных машин 4. Монтаж и центровка валов и муфт 5. Изучение конструкций такелажной оснастки (захватные устройства, стропы, блоки и блочные обоймы), осуществление технического надзора и оценка степени износа канатов 6. Ознакомление с методами восстановительной технологии в лабораториях университета

Объем, ч 2 2 2 2 2 2

2 Библиографический список Основная: 1. Ивашков И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин: Учебник для студентов вузов по специальности «Подъемнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование». 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1991. -400 с.: ил. 2. Шейнин А.М., Филиппов Б.И., Зорин В.А. и др. Эксплуатация дорожных машин: Учебник для вузов. –М.: Транспорт, 1992. -328 с. 3. Шелюбский Б.В., Ткаченко В.Г. Техническая эксплуатация дорожных машин: Справочник инженера механика. -3-е изд., -М.: Транспорт, 1986. 296 с. 4. Чабанный В.Я., Власенко Н.В., Тимченко В.Н. Технология производства и ремонт дорожно-строительных машин. –К.: Вища шк., Головное изд-во, 1985. 263 с. Дополнительная: 5. Кох П.И. Производство, монтаж, эксплуатация и ремонт подъемнотранспортных машин. –Киев, Издательское объединение «Вища школа», 1977, 352 с. 6. Матвеев В.В., Крупин Н.Ф. «Примеры расчета такелажной оснастки». –Л.: Стройиздат, 1987. -320 с., ил. 7. Волков Д.П., Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования: Учебное пособие для студентов вузов. –М.: Высшая школа,1979.-400 с. 8. Шмаков А.Т. Эксплуатация дорожных машин: Учебник для техникумов. 2-е изд., -М.: Транспорт, 1987, -398 с., илл., табл.

12

9. Гордин П.В., Лапкин Ю.П., Пушкарев Б.И. «Надежность и диагностика подъемно-транспортных машин». Письменные лекции. –СПб.: СЗТУ, 2003, 98с.

3 Методические указания к изучению дисциплины Введение [2] с. 3…29 Эксплуатация машин как наука и инженерная дисциплина сформировалась на базе ряда фундаментальных наук и инженерных дисциплин. В настоящее время в связи с развитием таких научных направлений как теория управления, теория надежности, техническая диагностика, в период широкого применения в инженерных расчетах теории вероятности и ее раздела теории массового обслуживания теоретические основы эксплуатации машин существенно обогащаются. В целом под эксплуатацией подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин и оборудования следует понимать комплексную систему инженерно-технических и организационных мероприятий, обеспечивающих наиболее эффективное использование возможностей машин, высокую их производительность и безопасность, минимальные простои при техническом обслуживании и ремонте, высокий процент работоспособности и готовности к работе при минимальных затратах. Эксплуатация имеет тенденции развиваться как наука управления реализацией эксплуатационных свойств машин, обеспечивающих эффективное использование техники, а также материальных и трудовых ресурсов. Поддержание работоспособного состояния парка машин и оборудования связано со значительными трудовыми и материальными затратами, соизмеримыми, а подчас и превышающими затраты на изготовление самих машин. Поэтому высокоэффективное использование новой техники, а также огромного парка машин, находящегося в эксплуатации, имеет большое народнохозяйственное значение. Рациональная организация работы машинного парка, совершенствование методов использования машин по мощности и времени (производственная эксплуатация) и соответственно сокращение всех видов простоев, повышение коэффициентов сменности и технической готовности. улучшение качества технического обслуживания и ремонта машин – важнейшие задачи, которые решаются при эксплуатации машин. Курс «Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин» охватывает основные положения теории надежности и износа машин, вопросы монтажа, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин, используемых в различных областях народного хозяйства. В первом разделе курса рассматриваются основные положения теории надежности и износа машин. Этот раздел очень важен для усвоения всего последующего материала с точки зрения системного подхода к сохранению качества и надежности машин при монтаже и эксплуатации.

13

Во втором разделе излагаются основные организационно-технические монтажные мероприятия, современные методы выполнения монтажных и такелажных работ, рассматриваются прогрессивные виды монтажных кранов, оборудования и такелажной оснастки, а также необходимые сведения расчетного характера. Третий раздел посвящен вопросам эксплуатации машин и содержит необходимые сведения по организации эксплуатации, надзора, технического обслуживания и ухода за типовыми узлами и механизмами оборудования. Завершает курс изучение вопросов организации и общей технологии эксплуатационного ремонта машин. В этом разделе рассматривается комплекс организационно-технических и технологических мероприятий, направленных на сохранение работоспособности и модернизации подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. При изучении курса надо знать, какие государственные нормативные акты регламентируют монтажные и наладочные работы, а также эксплуатацию подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин, необходимо уметь пользоватся литературой, ссылки на которую приводятся в каждой изучаемой теме. 3.1 Основные положения теории надежности и долговечности машин [1], с. 4…127 или [2], с. 3…29, 124…159 3.1.1. Основные термины и определения [1], с. 4…20 Качество и надежность. В соответствии с ГОСТ 27.002-89 надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Заданный и реализуемый при проектировании уровень надежности машин может быть значительно снижен в результате неправильного монтажа и эксплуатации машины. Для обеспечения заданного уровня и повышения эксплуатационных показателей необходимо изучать теорию надежности и износа машин и ее терминологию. В процессе эксплуатации объект может находиться в одном из следующих состояний: исправном, работоспособном, неисправном, неработоспособном. Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Классификация отказов: по характеру возникновения – внезапные, постепенные; в зависимости появления от состояния других элементов – независимые, зависимые; от причин возникновения – конструкторский, производственный, эксплуатационный; по последствиям – изъятие объекта из эксплуатации или продолжение эксплуатации; по методам устранения – замена элементов, восстановление требуемой связи между элементами. Свойства надежности: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Предельное состояние.

14

Вопросы для самопроверки 1. 2. 3. 4. 5.

Дайте определение качества продукции. Назовите его показатели. Поясните примерами из области подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Что понимается под надежностью машины? Перечислите основные виды отказов, причины их возникновения. Назовите свойства надежности и дайте их определения. Поясните разницу между невосстанавливаемыми и восстанавливаемыми объектами.

3.1.2. Показатели надежности [1], с. 20…35 Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность машин. В первом случае показатели называются единичными, во втором – комплексными. Безотказность ремонтируемого объекта характеризуется наработкой на отказ, средней наработкой до отказа, вероятностью безотказной работы (для неремонтируемых изделий), параметрами потоков отказа и интенсивностью отказов (для ремонтируемых изделий). К числу основных показателей долговечности относятся: технический ресурс (ресурс), назначенный ресурс, гамма-процентный ресурс, средний срок службы, средний ресурс между капитальными ремонтами и средний ресурс до списания. Для оценки ремонтопригодности изделия используют следующие показатели: среднее время восстановления, вероятность восстановления в заданное время, средняя суммарная стоимость технического обслуживания. Показателями сохраняемости являются средний срок сохраняемости, гамма-процентный ресурс сохраняемости и др. Комплексные показатели надежности: коэффициент готовности и коэффициент технического использования, а также показатели удельной суммарной трудоемкости и стоимость ремонтов. Нормируемые показатели надежности для подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (основные и дополнительные). Оптимизация показателей надежности – минимум приведенных (капитальных и эксплуатационных) расходов, зависящих от показателей надежности и отнесенных к одному моменту времени. Сбор и обработка статистической информации о надежности. Вопросы для самопроверки 1.

Поясните разницу между единичными и комплексными показателями надежности.

15

2. 3. 4. 5. 6.

Перечислите показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Назовите комплексные показатели надежности. Какие показатели надежности подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин нормируют? По какому критерию оптимизируют показатели надежности? Как организуют сбор и обработку статистической информации о надежности?

3.1.3. Физические основы надежности и долговечности подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин [1], с. 35…61, 65…110; [2], с. 147…164 Причины снижения долговечности: изменение параметров деталей вследствие изнашивания и пластических деформаций; старение, усталость материалов деталей; изменение показателей физико-механических свойств материалов деталей под влиянием окружающей среды в период эксплуатации; разупрочнение, наклеп, коррозия, снижение эластичности резинотехнических изделий. Нагруженность машин – один из главных факторов, определяющих их надежность и энергетическую эффективность. Поэтому при изучении этой темы необходимо усвоить вопросы формирования постоянных и переменных нагрузок, причины переменности нагрузок (переменность загрузки и рабочего процесса, внутренняя и внешняя динамика), влияние постоянных и переменных нагрузок на работоспособность машин. Необходимо ознакомиться с методами измерения нагрузок. Визуальные методы регистрации нагрузок, тензометрические, потенциометрические и дискретные датчики уровней нагрузок. Подлежат изучению виды разрушений по критерию прочности (усталостное разрушение, пластическая деформация, ползучесть, хрупкое разрушение, нарушение сцепления и др.). Конструктивные и технологические способы снижения напряжений и упрочнения деталей машин. Наиболее распространенной причиной снижения долговечности и работоспособности машин является изнашивание. Поэтому при исследовании процессов изменения технического состояния машин особое внимание уделяется процессам внешнего трения и износу. Знание законов трения позволяет управлять этими процессами, свести к минимуму их вредное воздействие (в опорах трения) или при необходимости значительно их усилить (тормозные и фрикционные устройства). Виды трения. Понимание сущности процессов трения обуславливает правильный выбор конструктивных и эксплуатационных мероприятий, направленных на повышение долговечности машин. Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала от поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации, проявляющейся в постепенном изменении размеров и форм тела. При изучении этого процесса необходимо обратить внимание на связь работоспособности и износа и усвоить, что

16

изнашивание деталей является одной из главных причин, определяющих необходимость технического обслуживания и ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. При этом в зависимости от преобладающих факторов следует различать механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое изнашивание. Разновидности механического изнашивания (абразивное, гидро– и газообразное, эрозионное, усталостное, кавитационное, окислительное, изнашивание при заедании и фреттинг-коррозии). Коррозионно-механическое изнашивание включает окислительное изнашивание и изнашивание при фреттинг-коррозии. Необходимо знать основные количественные характеристики изнашивания (износ, скорость и интенсивность изнашивания) и факторы, влияющие на износ: внешние механические воздействия (виды трения, нагрузки, скорости скольжения); воздействия внешней среды (жидкой, газовой и твердой); влияние факторов, связанных со свойствами поверхностных слоев детали. Остаточные деформации деталей. Усталость и старение. В этом же разделе необходимо ознакомиться со смазыванием машин и влиянием смазочных материалов на долговечность, назначением смазки и видами смазочных материалов. Минеральные масла, пластичные (консистентные) смазки, твердые смазки и твердые смазочные покрытия. Присадки (противоизносные, противозадирочные, антифрикционные и др.). Основные характеристики масел (вязкость, антиокислительная стабильность и др.) и смазок (вязкость, предел прочности на сдвиг и др.). Общие соображения по выбору смазочных материалов. В результате изучения этого раздела необходимо иметь представления об общих способах повышения надежности: конструктивных, технологических и эксплуатационных и обеспечении работоспособности подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин при неблагоприятных условиях эксплуатации (низких температурах, тропическом и морском климате, во взрыво– и пожароопасных средах, сильном ветре и др.). Вопросы для самопроверки 1. Назовите основные виды постоянных и переменных нагрузок в машинах периодического и непрерывного действия. 2. Назовите виды отказов по критерию прочности. Охарактеризуйте их. 3. Назовите виды изнашивания и характеристики количественной оценки. 4. Как проявляется абразивное изнашивание в подъемно-транспортных, строительных и дорожных машинах? 5. Назовите основные мероприятия по снижению абразивного изнашивания элементов машин. 6. Какие факторы определяют интенсивность процесса усталости материала детали? 7. Назовите критерии усталости металла.

17

8. Назовите три группы факторов, влияющих на износ; перечислите факторы, входящие в эти группы. 9. Каково влияние на износ внешних механических воздействий (вида трения, нагрузки, скорости)? 10. Охарактеризуйте общие способы повышения надежности. 3.2 Монтаж оборудования [1], с. 128…293 3.2.1. Организация монтажных работ [1], с. 128…160 Основные понятия о монтажно-эксплуатационной технологичности и реповышения (конструктивномонтопригодности, направлении их эксплуатационная преемственность, взаимозаменяемость, контролепригодность, доступность, легкосъемность, блочность, восстанавливаемость, защищенность, совершенство технологии изготовления). Под монтажом машины понимают ее окончательную сборку, установку в проектное положение, ее регулировку и сдачу в эксплуатацию, выполняемые в зоне будущей эксплуатации машины. В целях повышения надежности машин и увеличения сроков их службы необходимо обратить особое внимание на качество монтажа оборудования на месте его эксплуатации. Для этого на месте монтажа необходимо присутствие ответственного лица из инженерно-технического персонала той организации, где производится монтаж. При изучении этого раздела надо знать, что основными нормативными актами в области монтажа, эксплуатации и ремонта являются Правила Госгортехнадзора, Морского и Речного Регистров, Строительные Нормы и Правила (СНиП). Перечень поднадзорных Госгортехнадзору машин установлен Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-38200). Надзору Регистров подлежат устройства, эксплуатируемые на плавсредствах и портах грузоподъемностью 1 т и более. С целью сокращения трудоемкости и продолжительности монтажных работ разрабатывают проект организации работ (ПОР), который определяет последовательность, методы и сроки производства работ, способы и порядок обеспечения их материальными ресурсами. ПОР, как правило, содержит две части: общеподготовительную и технологическую. Объем и содержание работ по монтажу зависит от конкретных условий их проведения. В одних случаях основными по объему являются работы по организационно-технической подготовке (разработка ПОР, организация монтажной площадки, подготовка монтируемого и монтажного оборудования, приемка строительных работ под монтаж и установка грузоподъемного и такелажного оборудования), в других – собственно монтажные: разметка под монтаж; сборка и наладка сборочных единиц машин; такелажные работы, связанные с подъемом и

18

перемещением оборудования; приемка оборудования в монтаж; подготовка его к монтажу (ревизия); укрупнительная сборка и подача его в монтажную зону; сборка машины, наладка и опробование; испытания и сдача заказчику. При изучении этого раздела необходимо ознакомиться с методами снижения трудоемкости и повышения качества выполнения монтажных работ. Большую роль в этом играют технически обоснованные нормы, планирование равномерного выполнения монтажных работ и скоростные методы монтажа. При этом следует учитывать, что наибольшая эффективность скоростного монтажа обеспечивается при использовании принципов самомонтажа и выполнением электромонтажных работ параллельно с окончанием монтажа металлических конструкций. Технико-экономический анализ методов монтажа. Прямые и укрупненные расчеты продолжительности монтажных работ, трудоемкости и плановой стоимости монтажа. Вопросы для самопроверки 1. Расскажите содержание общеподготовительной и технологической частей проекта организации работ (ПОР). 2. Перечислите методы выполнения монтажных работ. 3. Укажите основные требования к монтажной площадке. 4. В чем заключается приемка строительных объектов и оборудования под монтаж? 5. Какие методы нормирования используются при монтаже ПТМ? 6. Сущность скоростного метода монтажа ПТМ? 3.2.2. Монтажное оборудование и такелажная оснастка. Такелажные работы. [1], с. 161…214 При производстве монтажных работ используют самое разнообразное грузоподъемное оборудование и машины. В этом разделе необходимо обратить внимание на возможности и условия использования такелажной оснастки: – канаты грузовые, поддерживающие и строповые; крепление их к оборудованию и сращивание канатов, расчеты канатов такелажных средств; – стропы (канатные, ленточные, цепные),захваты (механические, вакуумные, магнитные), равноплечные и балансирные траверсы; расчет стропов; – вспомогательные механизмы и устройства: монтажные блоки, полиспасты, лебедки, домкраты, тали, тельфера и якоря. Необходимо ознакомиться с техническими характеристиками и областями применения монтажных кранов (автомобильных, пневмоколесных, гусеничных, железнодорожных, мачтово-стреловых, башенных, козловых и других типов кранов при монтаже оборудования), способами улучшения технических характеристик самоходных стреловых кранов, грузоподъемных приспособлений (мачт, порталов, шевров, ленточных и гидравлических шагающих подъемников). Следует

19

обратить внимание на методы и периодичность проверок и испытаний такелажного оборудования. К такелажным работам относятся подготовительные операции, связанные с устройством временных монтажных сооружений, сборкой, установкой, закреплением и разборкой монтажного оборудования и такелажной оснастки, и работы при монтаже, включающие погрузку и разгрузку сборочных единиц, увязку и крепление, строповку и расстроповку, кантовку, горизонтальное и вертикальное перемещения. Особенно ответственным и сложным является подъем тяжелых горизонтальных и вертикальных конструкций на большую высоту и установка их в проектное положение. Удельный вес этих работ в общих затратах достигает 4560%. Поэтому следует тщательно изучить способы подъема кранами, полиспастами, мачтами, методы подъема с использованием строительных конструкций зданий, стягиванием опор, поворота вокруг шарнира, «падающей мачтой» и др. Вопросы для самопроверки 1. Какие типы канатов используют для оснащения монтажных полиспастов, изготовления стропов, расчалок и тяг? 2. Какие преимущества имеют канатные стропы по сравнению с цепными? 3. По каким параметрам выбирают монтажные лебедки? 4. Назовите основные виды такелажных работ, выполняемых при монтаже. 5. Охарактеризуйте основные способы улучшения технических характеристик самоходных кранов при монтаже тяжелых конструкций. 6. Назовите разновидности способов подъема мостов мачтами. 7. Как производят подъем вертикальных конструкций методами «с подтаскиванием», «поворотом вокруг шарнира», «падающей мачтой»? 3.2.3. Монтаж и наладка элементов машин [1], с. 215…243 В этом разделе необходимо ознакомиться с общими методами и приемами сборки машин. Сборка в проектном положении: надстройка, наращивание, навесная, на подмостях. Сборка вне проектного положения с последующим подъемом, надвижкой, подстройкой (подращиванием). При монтаже основных узлов и механизмов оборудования ПТМ условия их сборки и наладки на монтажной площадке значительно хуже, чем на специализированном предприятии, однако при этом сохраняются высокие требования к качеству, точности и надежности выполнения этих операций. При проведении монтажа исходными являются разметочные работы. При этом очень важно выдерживать заданные в технической документации допуски на монтажные размеры. В качестве основных ориентиров принимают систему осевых линий. При этом следует различать: главную ось, совпадающую с главной проектной геометрической осью машины и вспомогательные или рабочие оси, параллельные или перпендикулярные главной оси, высотные отметки.

20

Для разбивки осей-ориентиров применяют простейшие измерительные инструменты (уровни, штихмасы, штангенциркули и т.д.), а также более точное и сложное оборудование (гидростатические уровни, нивелиры, теодолиты и оптикоэлектронные приборы лазерного типа), назначение и возможности которых нужно знать. При сборке валов, осей, муфт неизбежны отклонения (перекосы, радиальные смещения и т.д.). Под их влиянием возникают биения и вибрации, которые вызывают в элементах машин дополнительные напряжения, перегрузки и даже разрушения. Поэтому нужно усвоить способы проверки соосности, перпендикулярности, параллельности, горизонтальности соединяемых элементов, проверку их на биение и вибрацию. При установке подшипников, особенно подшипников скольжения, особое внимание нужно уделить проверке качества подгонки вкладышей (по пятнам контакта) и подаче смазки. При монтаже зубчатых передач применяются проверки: радиального биения, по пятнам касания и по шуму работающей передачи; у цепных и ременных – параллельности звездочек или шкивов, стрелы провисания и межосевого расстояния. При монтаже приводных устройств (редукторов, электродвигателей, тормозов) очень тщательно нужно выверять их взаимное положение по высоте, а в особо ответственных случаях применять балансировку вращающихся частей. В настоящее время отдают предпочтение бесстыковым конструкциям направляющих и подкрановых путей. Основное их преимущество – снижение динамических нагрузок и повышение точности перемещения механизмов передвижения, особенно в автоматическом режиме. При изучении монтажа разъемных соединений необходимо в большей степени ориентироваться на фланцевые соединения с помощью высокопрочных болтов. Особое внимание в этом разделе необходимо обратить на способы соединения, в том числе и неразъемные. Монтаж и наладка элементов машин завершается выполнением электромонтажных работ, которые представляют собой отдельный, специфический вид монтажных работ. Важными условиями правильного электромонтажа являются выполнения требований Госэнергонадзора и Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В этих требованиях необходимо хорошо разбираться. Смонтированная электрическая часть ПТМ должна быть испытана при работе механизмов вхолостую. Вопросы для самопроверки 1. Как разбивают главные и вспомогательные оси и какую роль играют репера и марки?

21

2. Какие достоинства и недостатки имеют способы сборки надстройкой и подстройкой? 3. Перечислите способы контроля правильности сборки валов, осей и муфт. 4. Какими способами контролируют качество монтажа зубчатых, цепных и ременных передач? 5. Какое соединение двух половин концевой балки мостового крана более предпочтительно: заклепочное, болтовое или сварное? 6. Что контролируют при сборке тормозов? 7. Какие общие приемы используют при навешивании крановых канатов и лент ленточных конвейеров? 8. Что означают термины статическая и динамическая неуравновешенность? Как выполняют статическую балансировку? 3.2.4. Монтаж грузоподъемных машин и машин непрерывного транспорта [1], с. 244…282 К качеству монтажных работ, выполняемых при монтаже кранов, предъявляют повышенные требования, которые установлены правилами Госгортехнадзора, Морского и Речного Регистров России. Монтаж грузоподъемных машин имеет свои особенности и специфику, характерные для каждого ее типа, поэтому рассматривать его следует применительно к конкретной машине. При изучении монтажа группы кранов мостового типа необходимо обратить внимание на методы их монтажа, расчетные схемы и используемые для этих целей монтажное оборудование и такелажную оснастку. В этой связи целесообразно ознакомиться с нормами на монтаж кранов различной грузоподъемности, а также строительными характеристиками зданий и помещений, в которых будет вестись монтаж. Кроме этих сведений при монтаже кранов любых типов необходимо иметь точные данные по монтируемому оборудованию (габаритные размеры и веса мостовых кранов и их тележек). При изучении монтажа козловых кранов особое внимание следует уделить методам подъема мостов, а также возможности использования для этих целей принципа самомонтажа. Для башенных кранов характерны частые перебазирования с одного объекта на другой. Это в определенной степени сказалось на конструкции башенных кранов, в которых предусмотрены ряд устройств, обеспечивающих ускоренный их самомонтаж. Особенность монтажа портальных кранов – комбинированный метод, который включает метод напольного монтажа основных блоков крана на нулевой отметке с последующим использованием метода надстройки.

22

Мостовые перегружатели в настоящее время монтируют крупными блоками на нулевой отметке и затем поднимают в проектное положение с помощью гусеничных кранов (типа СКГ-100). Этот вариант монтажа наименее трудоемок и наиболее эффективен по срокам введения в эксплуатацию кранов мостового типа. При изучении монтажа подъемников особое внимание нужно уделить установке направляющих, выверке их на прямолинейность и вертикальность, а также сборке предохранительных устройств (ловителей, ограничителей скоростей и т.д.). После монтажа подъемников и лифтов проводят их пускорегулирующие испытания. При этом испытывают и отлаживают не только механические узлы, но и все элементы аппаратуры управления, блокировок и предохранительные устройства. Все вновь смонтированные грузоподъемные машины до пуска в эксплуатацию подлежат техническому освидетельствованию. При освидетельствовании производят: проверку технической документации, соблюдение требований правил и инструкций по производству работ (монтажа); осмотр места установки крана; осмотр узлов и соединений крана; опробование механизмов и приборов безопасности. Завершающими этапами являются испытания крана и оформление результатов освидетельствования. После получения положительных результатов статического испытания (с весом груза Qст= 1,25Qн) производят динамическое испытание (Qб=1,1Qн). При испытаниях используют два способа нагружения: 1) контрольным грузом и 2) имитирующими устройствами (гидродинамометрами и т.п.). Результаты технического освидетельствования заносятся в паспорт, дается разрешение (или запрет) на работу крана и указывается дата следующего освидетельствования в соответствии с требованиями Госгортехнадзора и Регистров России. Большая протяженность трассы современных конструкций машин непрерывного транспорта значительно усложняет их монтаж, повышает требования к качеству, точности и надежности выполнения всех монтажных операций. Поэтому любое отступление от требований технической документации или проектных параметров неизбежно вызывает нарушение нормальной работы конвейера и увеличивает эксплуатационные затраты. При монтаже машин непрерывного транспорта применяют те же методы и оборудование, что и для грузоподъемных машин. Из монтажных средств преимущество получают мобильные стреловые краны (автомобильные, пневмоколесные и гусеничные) и транспортабельное технологическое оборудование (сварочные аппараты, передвижные компрессорные установки и т.д.). Монтажные площадки размещают на трассе конвейеров, а основное монтажное оборудование – на центральной площадке.

23

Монтаж каждого вида машин непрерывного транспорта имеет свои особенности. При монтаже ленточных конвейеров очень важно правильно выставить станину, которая является базой для установки приводного и натяжного барабанов и роликоопор После их установки и выверки на конвейер заводят ленту, заранее размеченную по длине, и стыкуют ее. Конструкция стыка ленты оказывает существенное влияние на трудоемкость монтажа и эксплуатационные показатели конвейера. Необходимо знать способы и технологию соединения ленты, а также методы расчета ее полной длины. Регулирование ленточного конвейера производится при обкатке его без нагрузки. После этого производят постепенное нагружение конвейера при постоянном наблюдении всех его элементов. До начала монтажа цепных конвейеров производят заливку и выверку фундаментов под станину, приводную и натяжную станции. Монтаж цепных конвейеров можно проводить одновременно по трассе или последовательно от приводной станции. Первый способ значительно сокращает сроки ввода цепных конвейеров в эксплуатацию, но требует очень высокой точности выполнения разметочных и монтажных работ. Для этих целей часто применяют специальные шаблоны, повышающие точность монтажа, особенно криволинейных участков трассы. При монтаже пластинчатых и тележечных конвейеров особое внимание уделяют правильному положению направляющих угольников и соблюдению проектной ширины колеи. Монтаж подвесных конвейеров начинают с установки и выверки поддерживающих конструкций приводной и натяжной станций, поворотных устройств, а также металлоконструкций для подвески и крепления подвесного пути. После этого производят установку пути, обращая особое внимание на допустимое приближение его подвижных частей к зданиям и неподвижным конструкциям. Для монтажа элеваторов используют два основных метода: надстройка и подстройка. Нужно разобраться с особенностями и условиями, при которых их целесообразно использовать. Кроме того, необходимо получить четкое представление о последовательности монтажа всех механизмов элеватора и разобраться с креплением ковшей и полок элеваторов. При изучении монтажа транспортирующих машин без тягового органа нужно обратить внимание на выверку параллельности и перпендикулярности главной оси ходовой части конвейеров, последовательность монтажа узлов конвейера, стыковку секций (роликового конвейера и желоба винтового конвейера). При изучении монтажа подвесных канатных дорог нужно обратить внимание на их особенности (протяженность и сложность трассы). Улучшение условий труда и устранение причин травматизма – одна из важнейших государственных задач. Поэтому при монтаже ПТМ, кроме общих правил и требований по безопасности производства работ, необходимо выполнять

24

специальные правила и требования, установленные Госгортехнадзором, Морским и Речным Регистрами России, а также нормами СНиП по санитарногигиеническому и бытовому обслуживанию рабочих. Вновь поступающие рабочие обязательно проходят инструктаж по технике безопасности непосредственно на рабочем месте. Кадровые рабочие проходят обязательную ежегодную проверку знаний правил техники безопасности. При изучении этого раздела необходимо знать: – использование индивидуальных средств защиты, спецодежды, спецобуви, инструмента и предохранительных приспособлений, а также ограждающих устройств; – проверку исправности средств механизации – транспортных, складских, монтажных и такелажных работ, сигнализационных и блокирующих систем; – ведение работ на высоте; – хранение материалов и изделий; – метеорологическую обстановку, а также нормы освещенности, шума и вибрации на рабочих местах. Необходимо хорошо усвоить правила техники безопасности при обращении с электрофицированным и пневматическим инструментом. Очень важно изучить все меры предосторожности, которые должны быть предусмотрены при строповке и подъеме тяжелого оборудования, а также способы обмена сигналами при подъеме. Следует также учитывать, что концентрация ПТМ на современном производстве и особенно на складах, резко усилила роль противопожарных мероприятий и технических средств пожаротушения. Вопросы для самопроверки 1. Какие существуют способы подъема мостов кранов мостового типа ? 2. Из каких операций состоит технологический процесс монтажа мостового крана? 3. Как осуществляют монтаж башенных и портальных кранов? 4. Какие способы возможны при установке козлового крана в проектное положение? 5. В чем состоят статические и динамические испытания кранов? Кто их проводит и с какой целью? 6. Какие особенности, как объекты монтажа, имеют машины непрерывного транспорта? 7. Какие операции включает технологический процесс монтажа ленточных конвейеров? 8. Какими методами монтируют ковшовые элеваторы? 3.3 Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин [1] с. 294…299, 307…354; [2], с. 164…217, 235…309

25

3.3.1. Общие вопросы эксплуатации [1], с. 294…299 Под эксплуатацией машин в соответствии с ГОСТ 25866-83 понимается стадия жизненного цикла машины, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается ее качество. В общем случае эксплуатация включает в себя использование машины по назначению, транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт. Составной частью эксплуатации является техническая эксплуатация машин, к основным задачам которой относятся: – транспортирование, хранение, наблюдение за монтажом и приемка в эксплуатацию нового оборудования; – организация технического обслуживания; – техническое снабжение оборудования качественными запасными частями; – организация технического надзора; – контроль за организацией и выполнением профилактических и плановопредупредительных ремонтов. Эффективность эксплуатации машин обеспечивается выполнением технических и организационных мероприятий. К техническим мероприятиям относятся подготовка машин и оборудования к работе, техническое обслуживание и ремонт, транспортирование, монтаж, демонтаж и хранение, освидетельствования машин и оборудования, подконтрольных инспекции Госгортехнадзора, а также технические осмотры автомобилей, грузоподъемных и дорожных машин на шасси автомобилей. В состав организационных мероприятий входят совершенствование службы эксплуатации и управления парками дорожных машин, создание специализированных управлений и баз механизаций, учет работы и планирование загрузки машин, режимов работы, технического обслуживания и ремонта, а также материально-техническое обеспечение. При изучении этого раздела надо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ-10-382-00», «Правилами эксплуатации подземных ленточных конвейеров на угольных и сланцевых шахтах», ГОСТ 25646-83 «Эксплуатация строительных машин», ГОСТ 25866-83 «Эксплуатация техники. Термины и определения», ГОСТ 18322-78 «Система технического обслуживания и ремонта техники… Термины и определения», ГОСТ 12.3.033-84 «ССБТ Строительные машины. Общие требования безопасности при эксплуатации», «Рекомендациями по организации технического обслуживания и ремонта строительных машин» (1978). Все подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины при сдаче в эксплуатацию должны иметь паспорта и инструкции (правила) по технической эксплуатации. В инструкции должны быть указаны порядок и правила обслуживания машин и мероприятия по технике безопасности при работе на этой машине.

26

К управлению машин и их обслуживанию допускаются только лица, прошедшие специальную подготовку. Вопросы для самопроверки 1. Что понимается под терминами эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт? 2. Какими нормативными документами руководствуются при эксплуатации машины? 3. Основные задачи, решаемые при технической эксплуатации машин. 3.3.2. Организация технической эксплуатации машин и оборудования, подконтрольных Госгортехнадзору [1], с. 307…319; [3], с. 39…46 Технический надзор осуществляется с целью предупреждения простоев грузоподъемных машин из-за случайных неисправностей и износа деталей, а также обеспечения необходимой техники безопасности. С его помощью контролируют техническое состояние машины и работу бригад по обслуживанию. Государственный и местный надзор. В этом разделе необходимо детально изучить структуру, формы и документацию местного надзора, основные мероприятия по техническому надзору (регистрация, разрешение на пуск в работу, техническое освидетельствование), правила безопасной работы грузоподъемных машин, приборы безопасности, блокировочные устройства и защитные средства, требования к обслуживающему персоналу, его подготовке и допуску к работе, порядок расследования аварий и несчастных случаев. Вопросы для самопроверки 1. Как организован государственный и местный технический надзор? В чем состоит его цель и сущность? 2. Каково содержание основных мероприятий по техническому надзору? 3. Охарактеризуйте основные правила безопасной работы ПТМ. 4. Какие требования предъявляют к персоналу, обслуживающему ПТМ? 5. Виды аварий и несчастных случаев при эксплуатации ПТМ. Как их расследуют? 6. Какие виды приборов безопасности, блокировочных устройств и защитных средств применяют в ПТМ? 3.3.3. Организация технической эксплуатации строительных и дорожных машин [2], с. 235…243; [3], с. 57…86 Техническая эксплуатация машин начинается с приемки от заводовизготовителей, ремонтных предприятий, а также при их передаче от одной организации в другую. При приемке проверяют комплектность и техническое состоя-

27

ние, отсутствие повреждений, наличие и полноту технической документации, необходимой для эксплуатации машины, а также наличие инструмента и запасных частей. В состав эксплуатационных документов входят: техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО), инструкция по монтажу (ИМ), формуляр (ФО), паспорт (ПС), ведомость ЗИП (ЗИ). Для приемки машин и оборудования на баланс создается комиссия, оформляющая акт приемки, на основании которого распоряжением по организации дается разрешение на ввод в эксплуатацию с передачей по акту обслуживающему персоналу. Если после приемки машина должна быть немедленно введена в эксплуатацию, то в ее приемке участвует также машинист данной машины, который подписывает приемо-сдаточный акт. Машины на шасси автомобилей перед вводом в эксплуатацию регистрируют в Госавтоинспекции. Машину регистрируют на основании заявления администрации и формуляра машины. Вводить в эксплуатацию разрешается только технически исправные машины и оборудование, укомплектованные согласно нормативной технической документации завода-изготовителя. При этом необходимо учитывать соответствующие требования к машине и ее основным узлам (двигателям внутреннего сгорания, электродвигателям, трансмиссиям, гидравлическим передачам и ходовым частям). При несоответствии действительного технического состояния машин технической документации, а также при возникновении непредусмотренных отказов и неисправностей оформляют рекламацию, которую изготовитель принимает в течение гарантийного срока службы при условии соблюдения потребителем всех требований инструкции по эксплуатации. Начало гарантийного срока исчисляется со дня ввода машины в эксплуатацию. Необходимо знать порядок предъявления рекламаций на качество изготовления и ремонта машин и их узлов (шин, аккумуляторов). К управлению и техническому обслуживанию машин допускаются лица, имеющие специальную подготовку по устройству, управлению, технике безопасности и усвоившие все приемы производства работ и выполнения технологических операций. Перед вводом машин в эксплуатацию они должны быть расконсервированы, для чего удаляют смазку как с внутренних, так и наружных составных частей. Особенно следует обратить внимание на расконсервацию дизельных двигателей. Техническое состояние машин определяют внешним осмотром; опробованием на холостом ходу проверяют действие всех агрегатов и узлов, правильность сборки, степень приработанности и легкость пуска, а также давление в системе смазки; опробованием под нагрузкой проверяют соответствие технических характеристик данным эксплуатационных испытаний. После приемки новой или капитально отремонтированной машины проводят обязательную эксплуатационную обкатку, которая совершается с целью обес-

28

печения благоприятных условий приработки трущихся поверхностей сопряженных деталей. Режим и порядок обкатки устанавливает завод изготовитель в инструкции по эксплуатации. За время обкатки нормативную периодичность смазочных операций сокращают примерно в 2 раза. До и после обкатки проводят контрольнорегулировочные и крепежные работы. Способ транспортирования строительных и дорожных машин определяется конструкцией ходового оборудования, габаритными размерами и весовыми характеристиками машин, дальностью перевозки, сроком и стоимостью транспортирования, а также ограничениями, связанными с техническими возможностями транспортных средств. Транспортирование осуществляется своим ходом, на буксире, на грузовых автомобилях, прицепах-тяжеловозах, по железным дорогам, водным и воздушным путем. Каждый способ транспортирования предъявляет свои требования к подготовке машин к транспортированию, способу погрузки, креплению с учетом маршрутов передвижения и действующих правил перевозок МПС и «Правил дорожного движения». Монтажные и демонтажные работы проводят в точном соответствии с требованиями технической документации, которая предусматривает рассредоточенные по времени несколько этапов: производство подготовительных работ, устройство фундаментов, непосредственный монтаж и сборку конструктивных элементов машин. Монтажные работы заканчиваются пробным пуском машин вхолостую и под нагрузкой и ее регулировкой. После устранения выявленных дефектов машину испытывают под нагрузкой, постепенно доводя ее до полной. При отсутствии дефектов комиссия осуществляет приемку и оформляет акт приемки. Хранение и консервация машин. В зависимости от продолжительности хранение машин разделяется на межсменное, кратковременное (1-3 мес. обычно в осеннее-зимний период) и длительное (на срок более 3-х месяцев). Консервация дорожных и строительных машин включает: подготовку, содержание машин, проведение мероприятий по техническому обслуживанию, постоянный контроль за состоянием машин. Новые машины и прибывшие из ремонта ставят на консервацию только после полной их обкатки. Необходимо знать типы консервационных смазок и способы нанесения защитных покрытий на детали, сборочные единицы и узлы машин, условия постановки машин на длительное хранение. Особенное внимание следует обратить на хранение отдельных элементов машин (стальные канаты, резиновые изделия, гидрооборудование, детали топливной аппаратуры двигателей, электрооборудования). Вопросы для самопроверки 1. Перечислите основные правила ввода машин в эксплуатацию.

29

2. Цель эксплуатационной обкатки. Почему в период обкатки машин нормы периодичностей ТО сокращаются? 3. В чем состоит подготовка машин к длительному хранению? 4. Какие ограничения существуют при перевозке машин автомобильным и железнодорожным транспортом? 3.3.4. Организация технического обслуживания и ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин [1], с. 340…353; [2] с. 179…210, 243…271; [3], с. 86…156; [7], с. 284…299 В настоящее время действуют единые для всех отраслей машиностроения термины технического обслуживания и ремонта – ГОСТ 18322-73 «Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения». Эти термины и определения необходимо знать. Техническое обслуживание представляет собой комплекс работ для поддержания исправности или только работоспособности машин при использовании по назначению, хранении и транспортировании. Ремонт машин – это комплекс работ по восстановлению работоспособности машин, нарушенной в процессе эксплуатации. Система ППР – комплекс взаимосвязанных положений, норм и мероприятий предупредительного характера, проводимых в плановом порядке по техническому обслуживанию и ремонту машин для заданных условий эксплуатации с целью обеспечения показателей качества, предусмотренных в нормативной документации. Особое внимание надо обратить на сущность системы ППР, которая состоит в том, что после отработки каждой машины определенного количества часов (или выполнения определенного объема работ) проводят профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, чередование, периодичность и объем которых определяется назначением машины, ее конструктивными и ремонтными особенностями и условиями эксплуатации. Структура ремонтного цикла – перечень и последовательность выполнения этих работ в период между капитальными ремонтами (или между вводом в эксплуатацию и первым капитальным ремонтом). Комплекс работ должен быть минимальным и достаточным (оптимальным) для решения задач технического обслуживания (ТО): снижение скорости изнашивания; обеспечение требуемого уровня вероятности безотказной работы в периоды между обслуживаниями; эффективное использование топлива и других эксплуатационных материалов. Поскольку ТО требует дополнительных материальных и технических ресурсов на выполнение комплекса работ, и чем он больше, тем выше и стоимость ТО. Следовательно, возникает задача по формированию такого оптимального комплекса работ, который бы обеспечил наибольшую эффективность, т.е. максимум эффекта на единицу затрат, необходимых для его достижения (минимум суммарной удельной стоимости).

30

В настоящее время для машин установлены следующие виды технического обслуживания: ежесменное техническое обслуживание (ЕО); плановое техническое обслуживание (ТО); сезонное обслуживание (СО), выполняемое два раза в год при подготовке машин к использованию в период последующего сезона (зимнего или летнего). Плановые ТО для определенных машин различаются периодичностью выполнения и составом работ. Каждому виду планового ТО в зависимости от последовательности проведения присваивается определенный порядковый номер (ТО-1, ТО-2, ТО-3). В состав работ планового ТО, имеющего более высокий порядковый номер, входят работы каждого из предшествующих видов, включая ежесменное. Установлены следующие виды плановых ремонтов: малый (М) или текущий (Т), средний (С) и капитальный (К). При изучении этого раздела надо обратить внимание на то, что периодичность и перечень работ, выполняемых при техническом обслуживании и ремонте, устанавливается заводскими инструкциями по эксплуатации и осуществляется в соответствии с нормативами СНиПов, «Рекомендациями по организации ТО и ремонта строительных машин» Госстроя (1978 г.), «Указаниями по организации и проведению ТО и ремонта дорожных машин» ВСН 6-79 (Минавтодор РСФСР 1980 г.), а для машин, устанавливаемых на шасси автомобилей – согласно «Положению о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта», 1986 г. В них указаны вид, периодичность, число в одном ремонтном цикле ТО и Р, трудоемкость выполнения одного ТО и Р (чел/ч) и их продолжительность (раб. дн.) для разного типа машин, в том числе стреловых автомобильных, гусеничных и пневмоколесных кранов. Периодичность ТО и ремонтов машин и их элементов установлена в часах наработки, т.е. в количестве отработанных часов или объеме выполненных работ. Текущий ремонт планируют либо проводят по потребности (для автомобилей). Капитальный ремонт машин и агрегатов предназначается для восстановления их исправности и близкому к полному (примерно 80%) восстановлению ресурса. Ежесменное и сезонные технические обслуживания в план-графики не включаются. При организации работ по техническому обслуживанию и ремонту особое внимание уделяют текущему планированию и подготовке работ. Категории сложности ремонта грузоподъемных машин, планирование и расчет рабочей силы, расхода материалов. Технологическая, материальная и организационная подготовка работ и порядок передачи машин в ремонт и из ремонта. В этом разделе также необходимо ознакомиться с методами и формами технического обслуживания и ремонта. В дорожно-строительных организациях применяются три основных метода технического обслуживания и текущего (эксплуатационного) ремонта: поточный – с выполнением работ в стационарных мастерских или профилакториях с оборудованием, расположенным по принципу потока; тупиковый метод – с выполнени-

31

ем работ в стационарных мастерских оборудованием, расположенным по принципу тупика; индивидуальный – с выполнением работ на месте работы машины и использованием заранее отремонтированных в заводских условиях агрегатов, узлов и сборочных единиц. Особенности эксплуатации дорожных машин (многообразие типов различной сложности) определяют необходимость технического обслуживания на универсальных постах двух видов: на одном – проведение внешнего ухода, на другом – всех остальных работ, включая наладочно-регулировочные, за исключением заправки машин топливо-смазочными материалами. Выбор метода и формы обслуживания и эксплуатационного ремонта зависит от характера выполняемых работ в дорожно-строительных организациях. При сосредоточенных работах имеется возможность применять централизованную форму технического обслуживания при поточном методе работ, т.е. концентрировать все технические средства по обслуживанию и ремонту в одном пункте технического обслуживания на универсальных или специализированных постах. Пункт технического обслуживания подразделяется на четыре зоны: внешнего ухода, диагностики, стоянки машин, ежесменного или периодического технического обслуживания и текущего ремонта. В состав пункта должны быть включены пост контрольного осмотра и диагностирования; пост заправки (заправочная станция); склад запасных частей, оборотных агрегатов и ремонтных материалов. Для технического обслуживания и текущего ремонта машин, занятых на линейных работах, применяют индивидуальный метод с использованием передвижных технических средств для диагностики, передвижных ремонтных мастерских и др. Основные формы организации ремонта машин: комплексный, необезличенный, индивидуальный, узловой, обезличенный. Эксплуатационный ремонт осуществляют со снятием и без снятия отказавших агрегатов и узлов с машин. Снятые с машины агрегаты и узлы можно ремонтировать индивидуально или обезличенно. В эксплуатационных условиях наиболее прогрессивным является обезличенный метод, называемый агрегатно-узловым. Преимущества агрегатного ремонта и области его применения. Вопросы для самопроверки 1. Каково назначение планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта машин? 2. Какие виды работ по техническому обслуживанию и какие ремонты предусмотрены системой ППР? 3. Что такое ремонтный цикл? Как обосновывают его продолжительность? Какова структура ремонтных циклов подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин? Как ее оптимизируют? 4. Что означает категория сложности ремонта и ремонтная единица ПТМ?

32

5. Как рассчитывается потребность в рабочей силе и материалах при планировании мероприятий по системе ППР? 6. Каков порядок передачи машин в ремонт и из ремонта? 7. Какие основные методы технического обслуживания и текущего ремонта в дорожно-строительных организациях Вы знаете? 8. Назовите основные формы организации ремонта машин при эксплуатации? 3.3.5. Техническое диагностирование подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин [1], с. 342…343; [2], с. 271…309; [3], с. 115…121; [7], с. 299…319; [9], с. 67…76 Техническая диагностика – это вид работ, позволяющих определить техническое состояние машины или ее узлов без разборки. Целью технической диагностики является повышение надежности машины, эффективности ее использования и увеличения технического ресурса путем сокращения трудовых, временных и материальных затрат на всех периодах эксплуатации. Это достигается решением ряда задач: – предотвращение отказов, благодаря раннему их обнаружению, и устранению в процессе технического обслуживания и ремонта; – увеличение наработки, благодаря своевременной замене дефектных элементов; – предотвращение преждевременных ремонтов узлов и деталей, находящихся в хорошем состоянии; – определение остаточного ресурса и корректирование графиков технического обслуживания и ремонта. Заводы-изготовители обязаны наряду с инструкцией по эксплуатации разрабатывать указания по диагностированию (вид и периодичность, перечень показателей для каждой машины, численные их значения и допускаемые отклонения, средства диагностирования, последовательность, правила и способы их выполнения). Предприятия, эксплуатирующие машину, должны обеспечивать проведение диагностирования перед вводом машины в эксплуатацию, во время работы, перед техническим обслуживанием и после него, перед ремонтом и после. В этом разделе необходимо изучить методы и средства технической диагностики, базирующиеся на определении и использовании признаков, характеризующих техническое состояние машины. К ним относятся: биения, удары, стуки, шумы, вибрация, давление и утечка жидкостей и газов, повышенный расход топлива, внешние признаки (трещины, задиры, износы, зазоры, люфты и др.). Диагностика для изучения состояния машин использует различные методы: механические, электрические, электромагнитные, акустические, ультразвуковые, фотоэлектрические, радиоизотопные, рентгеновские и др. На их базе созданы соответствующие переносные комплекты диагностических приборов и передвижных диагностических установок, используемых при техническом обслуживании и

33

ремонте как на специализированных стационарных постах, так и на рабочем месте машины. При знакомстве с применяемым для диагностики оборудованием надо обратить особое внимание на его возможности и способы контроля параметров основных подсистем машин. Техническое диагностирование подразделяется: на постоянное и периодическое; по объему – на частичное и полное; по времени проведения – на причинное (выполняемое по потребности) и регламентное; по связи с операциями технического обслуживания и ремонта – на зависимое (одновременно с ТО и ремонтом) и независимое; по технологии выполнения – на общее и углубленное; по совокупности работ – на простое и комплексное. К основным техническим средствам диагностирования дорожных и строительных машин относится передвижная мастерская КЧ-4270А. Она позволяет проверять и контролировать около 100 различных параметров технического состояния агрегатов, узлов и сборочных единиц. Переносной диагностический комплекс КИ-13901 применяется для диагностирования двигателей, рулевого управления, ходовой части и электрооборудования. Продолжительность диагностирования дорожных машин в среднем 4 часа, с регулировкой – 8 часов. Сборочные единицы подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин, подвергаемые проверке: контрольно-измерительные приборы; двигатели внутреннего сгорания и их механизмы и системы (кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, система смазки, система охлаждения, система подачи и очистки воздуха, топливная аппаратура); мощностные и топливные показатели; электродвигатели и передаточные механизмы; трансмиссия; механизмы управления поворотом и тормозом; ходовая система; гидравлическая и пневматическая системы; металлоконструкции; электрооборудование и др. Вопросы для самопроверки 1. 2. 3. 4.

Назовите технические задачи диагностирования. По каким признакам подразделяется техническое диагностирование? Перечислите основные методы и средства диагностирования. Перечислите основные узлы и системы подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин, подлежащих диагностированию. 5. Как осуществляется организация диагностирования на рабочих местах? 3.3.6. Техническое обслуживание подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (содержание работы) [1], с. 343…353; [2], с. 243…255; [7], с. 319…382

При изучении этого раздела необходимо ознакомиться с правилами и нормами обслуживания основных элементов, узлов и механизмов подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин. Общими видами работ, выполняемых при техническом обслуживании машин, являются внешний уход за машинами, крепежные, контрольно-регулировочные, смазочные работы и заправка

34

машин эксплуатационными материалами, сезонные работы, а также техническая диагностика машин. Работы по внешнему уходу должны предшествовать технической диагностике машин, крепежным, регулировочным, смазочным и ремонтным работам, и их объем зависит от типа и условий работы машины. Крепежные работы проводятся в первую очередь при проверке соединений, от которых зависит безопасность работы (соединения рулевых тяг, тормозов), а также соединений, обеспечивающих прочность (крепления двигателя, редукторов, стыков металлоконструкций и др.) и плотность (разъемы корпусных деталей, соединений топливо-, масло– и воздухопроводов и др.). В процессе эксплуатации оборудования происходит постепенное изменение технических параметров деталей и узлов, отрицательно влияющих на работу машин. Во многих случаях это влияние можно ослабить, выполняя контрольнорегулировочные работы, компенсационные и наладочные контрольнорегулировочные работы. Особое внимание при изучении этого раздела следует уделить выбору смазочных материалов для типовых узлов подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (подшипники качения и скольжения, зубчатые, червячные и цепные передачи, стальные канаты и др.), смазочным устройствам, а также организации заправки машин топливом и эксплуатационными жидкостями (топливо и масло для дизельных и карбюраторных двигателей, трансмиссионные масла, охлаждающие и тормозные жидкости, рабочие жидкости для гидросистем). При этом надо иметь ввиду, что при подготовке и эксплуатации машин, работающих на открытом воздухе в осенне-зимний или весенне-летний период, техническое обслуживание включает ряд дополнительных работ (замена топлива и смазочных материалов, установка или снятие средств обогрева и утепления кабины машиниста и элементов машин и др.). При техническом обслуживании грузоподъемных машин прежде всего необходимо изучить правила ухода за стальными канатами, блоками, барабанами, подшипниками качения и скольжения, цепными, клиноременными, зубчатыми и червячными передачами, валами и муфтами, тормозами и остановами, ходовыми колесами и крановыми путями. Общая оценка состояния и работы механизмов зависит от исправности элементов ПТМ, качества их регулировки и ряда других причин. Так безотказность в работе механизмов подъема зависит от исправности грузозахватных приспособлений, состояния грузовых канатов, качества регулировки и исправности тормозов, муфт и концевых выключателей. У механизма поворота в первую очередь проверяют плавность и бесшумность движения, величину свободного выбега. Для механизма передвижения основным условием нормальной работы является геометрическая правильность установки ходовых колес. Защита кранов от угона ветром обеспечивается противоугонными захватами и соответствующей регулировкой тормозов.

35

У металлоконструкций особое внимание уделяют выявлению и устранению деформаций. Осмотр нижних поясов, мест концентрации напряжений, состояния сварных швов, болтовых и заклепочных соединений, наличие остаточных прогибов и коррозионных повреждений. У транспортирующих машин особое внимание требуют роликовые опоры, барабаны, звездочки, тяговые органы (ленты, цепи), натяжные устройства, узлы загрузки и разгрузки. Техническое обслуживание строительных и дорожных машин включает: – контроль и регулировку двигателей внутреннего сгорания (общее состояние двигателя, цилиндро-поршневая группа, система смазки двигателей, топливная система и система охлаждения); – обслуживание, контроль и регулировка агрегатов и механизмов трансмиссии и передач (фрикционные и гидравлические муфты сцепления, коробки передач, карданные, зубчатые, цепные и ременные передачи, подшипники качения и скольжения); – проверку и регулировку систем управления (рычажной, механической, электрической и гидравлической); – проверку и регулировку гидравлической и пневматической систем; – проверку и регулировку ходовых систем (гусеничного или колесного хода, уход за шинами); – проверку и регулировку тормозов дорожных машин (ленточные фрикционы и тормоза, колодочные тормоза); – обслуживание электрооборудования и пускорегулирующей аппаратуры. Вопросы для самопроверки 1. Как бракуются стальные канаты? 2. В чем заключается регулировка колодочных тормозов? 3. В чем заключается уход за передачами (цепными, зубчатыми, клиноременными)? 4. Каковы особенности ухода за подшипниками качения? 5. Как регулируют концевые выключатели механизмов подъема и изменения вылета стрелы? 6. В чем суть внешнего ухода за машинами, когда и как он проводится? 7. Какие причины вызывают необходимость крепежных работ при ТО машин? 8. Какими методами осуществляется контроль технического состояния конструктивных элементов и регулировка параметров основных узлов и систем строительных и дорожных машин? 9. Как производят смазку и заправку машин топливом? 10. Какие мероприятия ТО проводят при подготовке машин к эксплуатации при низких температурах?

36

3.4 Технология эксплуатационного ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин [1], с. 354…397; [4], с. 143…231 3.4.1. Общая технология ремонта [1], с. 354…365; [4], с. 143…168 При изучении этого раздела необходимо ознакомиться с основами технологии, техническими средствами, приборами и оборудованием, применяемыми при выполнении основных операций производственного процесса капитального ремонта: – наружной очистки, мойки и обезжиривания деталей и узлов; – общей последовательностью разборки машин и особенностями разборки типовых сопряжений; – основными методами дефектации и контроля деталей (магнитный, люминесцентный, гамма-лучевой, ультразвуковой, контроль красками, контроль упругости, размеров и форм, определение твердости); – комплектованием сопряжений и узлов (с номинальными размерами, с ремонтными размерами, с допустимыми износами); – методами сборки, обеспечивающих заданную точность (подгонка, регулировка, полная, частичная или групповая взаимозаменяемость), и особенностями сборки типовых соединений (резьбовых, шпоночных, шлицевых), подшипников качения и неразъемных подшипников скольжения, зубчатых, червячных колес, заклепочных соединений, цепных и ременных передач и др.; – общей сборкой машин, обкаткой и испытаниями агрегатов и машин; – методами окраски машины (погружением, воздушное и безвоздушное распыление). Вопросы для самопроверки 1. Перечислите показатели ремонтной технологичности. 2. Перечислите основные операции ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. 3. Какова технология мойки машин? 4. Виды дефектов сортируемых деталей. 5. Назовите и охарактеризуйте основные способы дефектоскопии деталей. Каковы области применения этих способов? 3.4.2. Основные технологические методы восстановления изношенных деталей машин, упрочнение и повышение износостойкости [1], с. 365…383; [4], с. 168…221

37

Восстановление деталей – важнейшая задача ремонтного производства, позволяющая сэкономить значительное количество дефицитных материалов, продлить срок службы деталей в 2-3 раза и в конечном счете – снизить себестоимость и повысить эффективность ремонтного производства. Поэтому особое внимание надо уделить изучению современных достижений техники в области технологических методов восстановления деталей. Механическая и слесарно-механическая обработка (метод ремонтных размеров, дополнительных ремонтных деталей, припиловки, шабрения, постановки заплат, склеивания и т.п.). Ремонт сваркой и наплавкой (ручная электродуговая, газовая, автоматическая под слоем флюса, индукционная, плазменная, электроимпульсная, электрошлаковая и др.). Наплавочные материалы и флюсы. Ремонт металлизацией (электродуговая, газовая, индукционная, плазменная). Подготовка поверхностей под металлизацию. Ремонт электролитическим и химическим наращиванием (железнение, хромирование, меднение, цинкование, осаждение электролитических сплавов, химическое никелирование и др.). Ремонт пластическим деформированием (осадка, вдавливание, раздача, обжатие, вытяжка, правка, накатки роликом, дробеструйный наклеп, чеканка). Электрические методы ремонта (электроискровая или электроэрозионная, электромеханическая, анодно-механическая обработка и упрочнение деталей). Особое внимание надо обратить на возможность изготовления ряда деталей из полимерных материалов. Вопросы для самопроверки 1. Какие виды ремонта механической обработкой Вы знаете? Охарактеризуйте их сущность и области применения. 2. Какие методы ремонта обработкой давления Вы знаете? 3. Какова сущность процессов газовой, электродуговой и вибродуговой наплавки? Какие виды повреждений устраняются этими методами? 4. В чем состоит процесс металлизации? 5. Какова сущность процесса электролитического наращивания и для чего он используется в ремонтной практике? 3.4.3. Основы технологии ремонта типовых деталей, узлов, основных механизмов и рабочих органов подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин [1], с. 383…397; [3], с. 225…231 В этом разделе необходимо усвоить методы ремонта основных деталей и сборочных единиц машин в зависимости от вида и степени повреждения или износа.

38

Ремонт типовых деталей: валы и оси, зубчатые и червячные передачи, подшипники скольжения, блоки, барабаны, опорные ролики и катки, крановые ходовые колеса; конвейерные ленты, тяговые цепи и звездочки, тормоза, муфты. Ремонт рабочих органов: ковши экскаваторов, ножи бульдозеров и крюковые подвески кранов. Ремонт металлоконструкций, рам, станин, стрел и корпусных деталей. Ремонт основных механизмов: двигатели внутреннего сгорания, трансмиссии, ходовые части, механизмы управления. Ремонт деталей и узлов гидро– и пневмосистем. Ремонт электрооборудования и систем автоматики. Вопросы для самопроверки 1. Какие виды повреждений валов Вы знаете? Какими способами их устраняют? 2. Какие способы восстановления применяют при ремонте зубчатых передач? 3. Какими способами ремонтируют крановые барабаны, блоки, крановые колеса, катки? 4. В чем состоит ремонт тормозных шкивов и зубчатых муфт? 5. Какими способами можно устранить повреждения металлоконструкций и рабочих органов дорожных машин? 6. Какие виды повреждений и износов типичны для тяговых цепей? Как их ремонтируют? 7. Способы ремонта лент ленточных конвейеров? 8. Способы ремонта деталей и узлов гидросистем?

4 Задания на контрольные работы (с методическими указаниями по их выполнению) В соответствии с учебным планом студенты заочной формы обучения выполняют две контрольные работы. Первая контрольная работа посвящена расчету грузоподъемных устройств и такелажной оснастки для монтажа оборудования; вторая – расчету основных видов сварных и болтовых монтажных соединений. Вариант контрольного задания выбирается по последней цифре шифра студента. На первом листе контрольной работы необходимо привести исходные данные с вариантом задания. При выполнении работы все расчеты должны сопровождаться расчетными схемами. Схемы рекомендуется вычерчивать в масштабе на отдельном листе. Все величины, входящие в формулы, должны иметь пояснения с указанием размерности и ссылками на использованную литературу. 4.1 Контрольная работа 1 Произвести выбор и расчетное обоснование грузоподъемного оборудования и такелажной оснастки для подъема и установки цилиндрического вертикаль-

39

ного аппарата и мостового крана. Схемы подъема груза и его параметры, а также исходные данные, необходимые для выполнения задания, приведены на рис. 1,2 и в табл. 1. Студенты, выполняющие задания по вариантам 1-5, решают задачу с расчетной схемой, изображенной на рис. 1,а; а выполняющие задания по вариантам 6-0 решают задачу с расчетной схемой, изображенной на рис. 1,б. Таблица 1 Значения параметров G0, т hф, м h0, м B, м

1 10,0 16 2,0 3,6

2 12,0 14 2,5 3,4

3 15,0 12 3,0 3,0

Варианты и исходные данные 4 5 6 7 20,0 25,0 30,0 35,0 10 8 8 10 2,5 2,0 2,0 1,8 2,8 2,6 2,6 2,8

8 40,0 12 1,5 3,0

9 45,0 14 1,8 3,4

0 50,0 16 2,0 3,6

0

0

0

Рис. 1. Расчетные схемы монтажных мачт δ, град.

10

10

10

10

10

0

0

Работа должна содержать: – схему подъема груза с исходными данными для расчета и выбора грузоподъемного оборудования и такелажной оснастки; – расчет строповки груза; – определение минимальной высоты монтажной мачты; – расчет и выбор монтажного полиспаста; – расчет и выбор подъемной лебедки; – расчет трубчатой мачты грузоподъемного устройства. 4.1.1. Методические указания к выполнению контрольной работы 1 4.1.1.1. Расчет строповки груза Расчет выполняется с целью обоснования схемы строповки и выбора каната для стропов. При этом рекомендуется следующая последовательность расчета:

40

– разработать схему строповки в зависимости от размеров поднимаемого груза; – выбрать тип стропа (табл. 2); Таблица 2 Тип стропа УСК-1 УСК-2 1СК 2СК 3СК 4СК

Допускаемая нагрузка, кН 3,2-200 6,3-320 10-200 8-160 6,3-74 8-160

Длина стропа hс, м 1-10 2-10 1-10 2,15-10,4 1,15-7,4 1,15-74

– дать расчетную схему стропов и определить усилия в ветвях каната S ст =

g .G0 , кН n. cos α

(1)

где G0 – масса груза, т; n – число ветвей стропов; для стропа с числом ветвей больше 3, воспринимающих расчетную нагрузку, учитывают в расчете не более 3х ветвей; α – угол наклона ветви стропа к вертикали; – выбрать канат по ГОСТ (Приложение 1) Sраз = Kз Sст, кН, (2) где Kз – коэффициент запаса для стальных канатов (Приложение 2). 4.1.1.2. Расчет минимальной высоты мачты

Рис.2. Расчетные схемы для определения высоты монтажной мачты. Минимальная высота вертикальной мачты определяется следующим образом (рис. 2,а): H = hф + hз + h0 + hс + hп + hог, м (3) где hф – высота фундамента (высота подъема груза), м;

41

hз – запас высоты над фундаментом, hз = 0,5 м; h0 – расстояние от основания аппарата до места строповки, м; hс – высота стропа (задается в зависимости от поперечных габаритов оборудования (Bхh0) и способа строповки), м; hп – высота полиспаста в стянутом виде, м; hог – высота оголовка мачты, м: hог = (0,5÷1)м. Высоту наклонной мачты (рис. 2,б) определяют с учетом угла наклона мачты к вертикали δ. (4) Hн = H/cosδ. 4.1.1.3. Расчет монтажного полиспаста Полиспасты подбираются и рассчитываются в следующей последовательности: – определение усилия, действующего на крюке нижнего подвижного блока полиспаста Pп = 10Go (для схемы – рис. 1,а), (5) 10G0 Pп = (для схемы – рис. 1,б) (6) 2 – определение нагрузки, действующей на верхний неподвижный блок полиспаста Pн = kPп, кН, где k – коэффициент, зависящий от грузоподъемности полиспаста; k=1,2 для полиспастов грузоподъемностью до 300 кН и k = 1,15 для полиспастов грузоподъемностью до 500 кН; – исходя из усилия Pн подбирают подвижный и неподвижный блоки, определяя по Приложению 3 их технические данные, а также длину полиспаста в стянутом виде – hп; Технические данные монтажного блока: общее количество роликов – mб; диаметр роликов – dр; масса блока – Gб. – определение усилия в сбегающей ветви полиспаста (Sп) Pп Sп = , кН (8) iпл .η пл где iпл – кратность полиспаста; ηпл – коэффициент полезного действия полиспаста с учетом общего количества роликов полиспаста и одного обводного блока – (2mбл+1), табл. 3. – определение разрывного усилия в сбегающей ветви полиспаста (Sраз), по которому по таблице ГОСТа (Приложение 1) подбирают канат для оснастки полиспаста; – определение длины каната для оснастки полиспаста (9) L = mп (h+3,14dр) + l1 + l2, м где mп – число роликов полиспаста (mп = 2mб); h – длина полиспаста в растянутом виде, равная высоте подъема груза, м; l1 – длина сбегающей ветви от ролика бло-

42

ка, с которого она сходит до барабана лебедки: l1 = 25…30 м; l2– расчетный запас длины каната: l2= 10 м; Таблица 3 Значения коэффициентов полезного действия полиспастов η Общее кол-во роликов полиспаста 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Тип подшипника сколькачежения ния 0,960 0,922 0,886 0,851 0,817 0,783 0,752 0,722 0,693 0,664

0,980 0,960 0,940 0,921 0,903 0,884 0,866 0,849 0,832 0,814

Общее ко-во роликов полиспаста 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Тип подшипника сколькачежени ния 0,638 0,613 0,589 0,566 0,543 0,521 0,500 0,480 0,460 0,442

0,800 0,783 0,767 0,752 0,736 0,722 0,708 0,693 0,680 0,667

– подсчитываем суммарную массу полиспаста: Gп = 2Gб + Gк, т где Gк – масса каната для оснастки полиспаста, т: Gк =

Lqк , 1000

Общее кол-во роликов полиспаста 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Тип подшипника сколькачежени ния 0,424 0,407 0,390 0,375 0,360 0,347 0,332 0,318 0,306 0,293

0,653 0,640 0,628 0,615 0,604 0,593 0,581 0,569 0,558 0,547

(10) (11)

где qк – масса 1000 м каната (находят по Приложению 1); – определение усилия, действующего на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста (12) Pб = 10G0 + 10Gп + Sп, кН – по усилию Pб рассчитывают канат для крепления верхнего неподвижного блока полиспаста P .K (13) Pк = б з , кН n где n – число ветвей каната для крепления верхнего неподвижного блока полиспаста. 4.1.1.4. Выбор лебедок и расчет их устойчивости Выбор заключается в определении основных технических характеристик электрических лебедок и элементов их крепления. К числу расчетных параметров относят: тяговое усилие лебедки и канатоемкость барабана. При эксплуатации лебедок необходимо обеспечивать надежное их крепление от сдвига и опрокидывания. Порядок расчета: – по усилию в сбегающей ветви полиспаста (Sп) и по требуемой канатоемкости (L) по Приложению 4 подбирают электролебедку; – расчет контргруза (наземного якоря) производят с учетом закрепленного на раме оборудования (рис. 3). Устойчивость этого оборудования определяется из

43

Рис. 3. Схема для расчета устойчивости лебедки

уравнения моментов сил относительно ребра опрокидывания, тогда масса наземного якоря (Gг) определится по формуле K у ( S п ).h − 10G л .l3 ) ,т (14) Gг = 10l 4 где Kу – коэффициент устойчивости лебедки: Kу = 2; h – высота каната от опорной плоскости: h = 0,3÷0,5 м; Gл – масса лебедки, т ( определяется по Приложению 4); l3 и l4 – расстояния от ребра опрокидывания до линии действия соответственно Gл и Gг: l3 = 0,5÷0,7 м, l4 = 1,4÷1,6 м. 4.1.1.4.1 Расчет крепления лебедки от горизонтального смещения: – определение усилия, по которому рассчитывают элементы (канат или якорь), закрепляющие лебедку от горизонтального смещения Pсм = (Sп · cosβ – Tс) · Кс, кН (15) где Tс = 10(Gл+Gг).φ – сила трения рамы лебедки об опорную поверхность, кН; Кс – коэффициент запаса сдвигу: Кс = 1,4; β – угол наклона оси каната относительно опорной поверхности рамы лебедки, град.; φ – коэффициент трения скольжения: φ = 0,5…0,7;. – определение наименьшего допустимого диаметра ролика обводного блока: Dр.min = dк.е, мм; (16) где е – коэффициент, зависящий от типа привода механизма и режима его работы, е = 20; – определение усилия, действующего на отводной блок (рис. 4), по которому рассчитывается конструкция крепления блока P = 2 Sn ⋅ cos

α1 2

(17)

где α1– угол между ветвями каната, град., α1 = 100…1200. – по найденным значениям усилия Pсм и Dр.min подбирают блок, пользуясь Приложением 3.

44

Рис. 4. Схема установки отводного блока 4.1.1.5. Расчет несущей конструкции мачты Расчет выполняется в следующей последовательности: – определяют суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты, задавшись количеством вант nв= 3 шт. (для наклонной мачты – из них одна рабочая, задняя) и углом заложения вант α = 400: для наклонной мачты с одним полиспастом, подвешенным на консоли: N = 10G0·Kп·Kд·cosδ+10Gтп·Kп·cosδ+5Gм·Кп·cosδ+Sп+Sн.в+Sр.в, кН (18) для вертикальной мачты с двумя полиспастами, расположенными симметрично: N=10G0·Кп·Кд+20Gгп·Кп+10Gм·Кп+2Sп+Sн.в, кН (19) В этих формулах: G0 – масса поднимаемого оборудования, т; Gтп– масса грузового полиспаста, т; Gм– масса мачты, т (определяют вначале ориентировочно: для трубчатой мачты, используя Приложение 5, подбирают сечение стальной трубы, а по Приложению 6 находят массу 1 м трубы для этого сечения – g т : Gм = g т ·H, т; Sп– усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН; Sн.в– продольное сжимающее усилие от нерабочих вант, кН: – для вертикальной мачты: Sн.в = nв·Pн.в·sinα; – для наклонной мачты Sр.в =(nв – 1)·Pн.в·sin(α-δ); Pн.в – усилие первоначального натяжения вант (определяется по Приложению 7); Sр.в –продольное сжимающее усилие от рабочей задней ванты для наклонной мачты, кН: Sр.в = 0,2Р1, где Р1 = 10G0·Кп·Кд + 10Gг.п·Кп + 5Gм·Кп – усилие, приложенное к оголовку наклонной мачты, кН, без учета влияния нерабочих вант; δ– угол наклона мачты к

45

вертикали, град.: δ= 00, 100; Кп и Кд – коэффициенты соответственно перегрузки и динамичности: Кп = Кд =1,1; – находят изгибающий момент, действующий на наклонную мачту в месте крепления полиспаста: l М0= (10G0·Кп·Кд·cosδ + 10Gг.п·Кп·cosδ + Sп) е – 10Gм·Кп· , кНм, (20) 8 где е – эксцентриситет подвески полиспаста, м, равный расстоянию от оси мачты до точки подвески полиспаста, е=0,6 м; l – величина вылета мачты, м: l=Hн·sinδ. 4.1.1.5.1 Расчет симметрично нагруженной вертикальной трубчатой мачты, работающей на центральное сжатие: – определяют требуемую площадь поперечного сечения мачты N Fтр = , см2 (21) ϕ 0 ⋅ m ⋅ 0,1R где φ0 – коэффициент продольного изгиба (ориентировочно назначается для стальной трубы 0,4); m – коэффициент условий работы: m = 0,9; R – расчетное напряжение при сжатии, МПа; R=210 МПа. – находят расчетную длину мачты Hм = μ·H, м (22) где μ – коэффициент приведения расчетной длины (для монтажной мачты μ=1); По таблице ГОСТа (Приложение 6) подбирают сечение стальной трубы (наружный диаметр и толщину стенки), определяя площадь сечения F т ≥ Fтр (см2) и радиус инерции r т (см); – определяют гибкость мачты H λ = тм ≤ [λ ] (23) r где [ λ ] – предельная гибкость для трубчатой мачты: [λ] = 180. – по Приложению 8 определяют коэффициент продольного изгиба φ, соответствующий расчетной гибкости λ; – полученное сечение трубы для мачты проверяют на устойчивость: N ≤ mR (24) т F ⋅ϕ При соблюдении данного неравенства прочность и устойчивость мачты будут обеспечены при условии, что расчетная гибкость λ меньше [λ]. В противном случае необходимо подобрать другое сечение трубы, обеспечивающее соблюдение этих условий. Расчет наклонной мачты, работающей на внецентренное сжатие. Определив, как указано выше, высоту мачты Hн, суммарное сжимающее усилие N и максимальный изгибающий момент М0, производят расчет поперечного сечения мачты и проверку ее на устойчивость следующим образом:

46

– по Приложению 6 для выбранного ранее сечения стальной трубы определяем площадь сечения F т , момент сопротивления сечения W т и радиус инерции r т ; – находят расчетную длину мачты Hм = μ·Hн, м, (25) где μ – коэффициент приведения расчетной длины, для монтажных мачт μ=1; – определяют гибкость мачты H λ м = м ≤ [λ ] = 180; (26) rм – находят приведенную условную гибкость мачты в плоскости действия изгибающего момента R λм = λм , (27) E где R – расчетное сопротивление при сжатии, МПа: R =210 МПа; Е – модуль упругости: Е = 2,1·105 МПа = 2,1·104 кН/см2; – вычисляют эксцентриситеты: относительный m0 = е1· F т / W т , приведенный m п= m 0·η, M где е1– эксцентриситет приложения силы, см: е1= 0 ; M0 – максимальный изгиN бающий момент, кНсм; N – сжимающее усилие, действующее по оси мачты, кН η – коэффициент влияния формы сечения: при λ>5 для трубчатого сечения, η = 1; – по Приложению 9 в зависимости от условной гибкости λ м и приведенного эксцентриситета mп находят коэффициент внецентренного продольного изгиба ϕ вн и проверяют мачту на устойчивость в плоскости действия изгибающего момента N ≤ mR , (30) т F ⋅ ϕ вн где m – коэффициент условий работы, для монтажных мачт m=0,9. Соблюдение данного неравенства свидетельствуют об устойчивости расчетного сечения мачты. Расчетная гибкость λм при этом должна быть не более предельной [λ]. В противном случае выбирается другое сечение стальной трубы, при котором оба этих условия соблюдаются. 4.2 Контрольная работа 2 Контрольная работа 2 состоит из трех задач, которые посвящены расчету монтажных соединений. Исходные данные, необходимые для выполнения задания, выбираются из табл. 4 по последней цифре шифра студента. Таблица 4 Значения параметров

1

2

3

Варианты и исходные данные 4 5 6 7

8

9

0

47

F, кН а, мм в, мм

150 10 420

175 10 420

200 12 460

225 12 460

250 14 500

275 14 500

300 12 540

325 12 540

350 14 600

375 14 600

Рис. 5. Сварное нахлесточное соединение 4.2.1. Методические указания к выполнению контрольной работы 2 4.2.1.1. Задача 1 Рассчитать сварное монтажное нахлесточное соединение (рис. 5). Материал листов – ст3, вид сварки – ручная электродом Э-42, контроль качества шва – визуальный. Цель данного расчета – определить необходимую длину фланговых швов – Lф, т.е. величину нахлеста верхней детали. Характер работы фланговых и лобовых швов различен, но разрушаются они в основном от среза, поэтому их расчет ведется только на срез. F τ ср = < [τ ]ср , МПа, (31) β ⋅ hш ⋅ Lш где F – усилие, действующее в соединении, кН; hш – высота шва, см: hш=0,7К; К – катет шва, принимается К=а; Lш – полная длина шва, см: Lш =2Lф+в; [τ]ср – допускаемое напряжение среза шва, МПа. Для данных условий сварки [τ]ср=0,6[σ]р; где [σ]р = 160 МПа – допускаемое напряжение растяжения основного металла; β – коэффициент, учитывающий глубину провара, β=0,7 для ручной сварки. Необходимая полная длина шва составит F , см (32) Lш = β ⋅ hш ⋅ [τ ]ср Как видно из рис. 5, величина нахлеста верхнего листа будет равна Lф = 0,5(Lш – в), см (33)

48

4.2.1.2. Задача 2 Проверить стыковый шов, выполненный ручной сваркой электродом Э42, контроль качества шва визуальный (рис. 6). При данной технологии сварки допускаемое напряжение сварочного шва на растяжение принимается равным [σшр] = 0,9 [σ]р = 140÷150 МПа. При толщине листов а = 10…20 мм сварка ведется односторонним V-образным швом. Для этого на кромках свариваемых листов делаются односторонние скосы. Стыковой шов рассчитывается по условию прочности на растяжение. Напряжения в шве при растяжении определяются по формуле F σ шр = , МПа (34) ав1 где в1 – расчетная длина шва, из-за понижения качества шва в начале и конце шва в1=в – 10 мм. Если условие прочности шва не выдерживается, т.е. σшр>[σшр], то следует применить косой шов (рис. 6,б). Такой шов считается равнопрочным с основным металлом. 4.2.1.3. Задача 3 Рассчитать монтажное болтовое соединение двух листов, нагруженное силами, сдвигающими листы в стыке. Расчет следует провести для двух вариантов установки болтов – с зазором и без. 4.2.1.3.1 Вариант 1. Болты установлены в отверстия с зазором. При этом внешняя нагрузка F уравновешивается силами трения в стыке, которые образуются от усилия затяжки болтов. С учетом запаса сил трения расчетная сила трения в стыке ( Fтрр ) принимается на 30% больше внешней силы F

Fтрр = 1,3N.

49

В свою очередь Fтрр равна Fтрр =i·Fзат·f, Н, где i– число болтов: принимается для расчета i=4÷10; Fзат – усилие затяжки одного болта. Н; f – коэффициент трения в стыке: f= 0,15÷0,2 для сухих стальных поверхностей. Тогда усилие затяжки одного болта составит Fтрр ,Н (36) Fзат = i⋅ f При затяжке болт работает на растяжение и кручение. Расчет ведется на растяжение, а кручение учитывается коэффициентом Ккр=1,3. Поэтому условие прочности болта будет иметь вид

Рис. 6. Сварное соединение встык

σ=

К кр ⋅ Fзат

≤ [σ ] р , МПа (37) S где S – площадь сечения по внутреннему диаметру болта d1, см2; [σ]р– допускаемое напряжение растяжения, МПа; [σ]р=0,4σт; σт=300 МПа – предел текучести для стали 35; [σ]р=120 МПа. 4 К кр ⋅ Fзат , см (38) Отсюда d1 = π ⋅ [σ ] Наружный диаметр болта составляет

50

d=d1+1,08S, мм, где S – шаг резьбы, мм. В табл. 5 приведены данные для стандартной метрической резьбы. Таблица 5 12 14 16 18 20 22 24 30 33 36 d, мм 10 2 2 2,5 2,5 2,5 3 3,5 3,5 4 S, мм 1,5 1,75 4.2.1.3.2 Вариант 2. Болты установлены в отверстия без зазора. В этом случае отверстие калибруют разверткой, а диаметр стержня болта выполняют повышенной точности с допуском, обеспечивающим беззазорную посадку. Эти болты имеют ненарезанную цилиндрическую часть на 1 мм больше диаметра резьбы, благодаря чему при посадке болтов в отверстие не происходит повреждения резьбы. Такая установка болта в отверстие соединяемых деталей обеспечивает восприятие нагрузки стержнем болта, и болт работает на срез. Условие прочности по напряжениям среза имеет вид F (39) τ= ≤ [τ ] , МПа i ⋅ Sц где [τ] – допускаемое касательное напряжение, МПа: [τ]=0,4σт, для стали 35 – [τ]=120 МПа; τ – касательные напряжения в сечении болта, МПа; Sц – площадь сечения цилиндрической части болта, см2. Отсюда диаметр цилиндрической части болта равен 4F , мм (40) d0 = 3,14[τ ] ⋅ i Окончательно диаметр болта выбирают по табл. 5. Принятый диаметр необходимо проверить на смятие F σ см = ≤ [σ ] см, МПа (41) i ⋅ d0 ⋅ а где [σ]см=0,8[σт], для стали 35 – [σ]см=240 МПа. Если σсм>[σ]см, то следует увеличить либо диаметр болта, либо число болтов.

51

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 Канаты стальные (выдержки из ГОСТов) Маркировочная группа, МПа Масса Диаметр 1000 м 1372 1568 1666 1764 1960 каната, мм каната, кг Разрывное усилие, кН Канат типа ЛК-РОГ конструкции 6х36(1+7+7/7+14)+1 о.с. (ГОСТ 7668-80_ 13,5 697 90,6 96,3 101,5 109,0 15,0 812 104,5 111,5 116,5 128,0 16,5 1045 135,5 144,0 150,0 165,0 18,0 1245 161,5 171,5 175,5 190,5 20,0 1520 197,5 210,0 215,0 233,5 22,0 1830 207,5 237,5 252,5 258,5 280,5 23,5 2130 242,5 277,0 294,0 304,0 338,0 25,5 2495 283,5 324,0 344,0 352,5 383,0 27,0 2800 318,5 364,5 387,5 396,5 430,5 29,0 3215 366,0 417,5 444,0 454,5 493,5 31,0 3655 416,0 475,0 505,0 517,0 561,5 33,0 4155 473,0 540,5 574,5 588,0 638,5 34,5 4550 518,0 592,0 629,5 644,5 700,0 36,5 4965 565,5 646,0 686,5 703,5 764,0 39,5 6080 692,5 701,5 841,0 861,0 935,0 42.0 6750 768,5 878,5 933,5 955,5 1030,0 43,0 7120 806,5 919,5 976,0 1005,0 1080,0 44,5 7770 885,0 1005,0 1065,0 1095,0 1185,0 46,5 8400 956,5 1090,0 1160,0 1180,0 1280,0 50,5 9440 1130,0 1290,0 1370,0 1400,0 1510,0 53,5 11150 1265,0 1455,0 1540,0 1570,0 1705,0 56,0 12050 1365,0 1560,0 1640,0 1715,0 58,5 13000 1470,0 1685,0 1730,0 1790,0 60,5 14250 1625,0 1855,0 1915,0 1970,0 63,0 15200 1725,0 1970,0 2020,0 2085,0 -

52

Приложение 2 Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности такелажных средств К3 Коэффициент Назначение каната запаса прочности К3 Грузовые канаты: а) с ручным приводом 4,0 б) с машинным приводом: для легкого режима работы 5,0 для среднего режима работы 5,5 для тяжелого режима работы 6,0 Канаты для полиспастов с изменяющейся длиной под нагрузкой а) грузоподъемностью от 5 до 50 т при соотношении D/d: от 13 до 16 5.0 от 16 и более 4,0 б) грузоподъемностью от 50 до 100 тн при соотношении D/d: от 13 до 16 4,0 от 16 и более 3,5 Стропы а) с обвязкой или зацепкой крюками или серьгами 6,0 б) витые стропы при соотношении Dз/dс от 2 и более 5,0 в) полотенчатые стропы при соотношении Dз/dс: от 3,5 до 6 5,5 от 6 и более 5,0 Расчалки, оттяжки, тяги при соотношении Dз/d: от 4 до 5 5,0 более 5 до 7 4,0 более 7 до 9 3,5 10 и более 3,0

53

Приложение 3 Технические характеристики монтажных блоков Тип или условное обозначение БМ-1,25 БМ-2,5 Б5-200 Б10-300 БМ-25М БМ-63

Грузоподъемность,т 1,25 2,5 5 10 15 25 63

Количество роликов 1 1 1 1 1 1 1

Диаметр роликов мм 120 150 200 300 400 405 630

Диаметр каната (макс.), мм 9 13 17,5 17,5 30,5 28,5 43,5

Длина полиспаста в стянутом виде,м -

Масса блока, кг 6 14 48 48 112 130 405

Б-10 БМ-15

10 15

2 2

400 400

24 26

2,5 2,7

135 206

Б20-3 БМ-25 БМ-30 БМ-50 БМ-100

20 25 30 50 100

3 3 3 3 3

400 400 400 474 474

26 26 24 24 28,5

3,0 2,9 3,2 2,7 3,4

278 331 407 760 1740

Б30-4 БМ-32 Б50-4

30 32 50

4 4 4

400 300 400

26 24 28,5

3,0 2,3 2,2

460 205 281

БМ-40 БМ-50 БМ-100

40 50 100

5 5 5

400 450 700

26 24 28,5

3,3 3,0 3,7

579 775 1605

Б50-30

50

6

400

24

2,3

335

БМ-50 БМ-75 БМ-130

50 75 130

7 7 7

400 475 550

26 26 33

4,3 3,1 3,5

1667 1667 2040

БМК-160

160

8

450

32,5

3,3

1366

БМ-200

200

10

405

27

3,4

1400

БМ-280

280

11

545

40

4,5

3160

54

Диаметр барабана, мм

Длина барабана, мм

Мощность электродвигателя, кВт

75 80 250 600 40 140 260 250 250 450 1200 185 350 800

11 11 13 15 18 18 18 18 22 22 22 29 29 22

23,0 30,0 24,0 17,5 21,6 11,5 42,0 11,4 18,0 42,0 42,0 27,0 10,8 13,8

3 3 5 1 4 5 5 5 5 6 3 5 7

168 219 250 299 400 300 377 426 750 500 500

475 462 615 875 800 785 1160 1670 1100 1365

4,5 8,5 5,0 7,2 7,5 7,0 16,0 7,5 14,5 22 28 30 11 22

0,3 0,5 0,7 1,0 1,2 0,8 1,4 1,0 1,2 2,8 7,0 3,2 3,1 5,1

100,0

510

31

10,1

5

-

-

22

3,8

100,0

800

33

12,0

7

-

-

20

7,8

125,0 125,0

800 1200

33 27

7,8 12,6

7 7

750 800

1350 1575

22 30

8,5 9,0

150,0 160,0

600 1250

33 36,5

10,0 4,0

4 4

620 800

2400 2000

30 32

8,0 10,4

320,0

2000

42

9,0

11

920

2020

40

48,5

Масса с канатом,т

Число слоев навивки

10,0 12,5 15,0 20,0 25,0 25,0 30,0 30,0 50,0 50,0 50,0 75,0 80,0 80,0

Скорость навивки каната, м/мин

Диаметр каната, мм

Л-1001 ТЛ-9А-1 МЭЛ-1,5 Л-3003 ЛТ-2500 ЛМ-2,5 Л-3-50 ЛМЦ-3 ЛМ-5М ПЛ-5-69 СЛ5-78 114-ТЯ ЛМ-8 ЛМС-8800 ЛМЭ-10510 ЛПМ10/800 ЛМ-12,5 ЛМС12,5 Л-15А ЛМ16/1250 ЛМС32/2000

Канатоемкость, м

Тип лебедки

Тяговое усилие, кН

Приложение 4 Технические характеристики электрических монтажных лебедок

Приложение 5 Примерные сечения стальных горячедеформированных труб для монтажных мачт Масса подниВысота мачты, м маемого груза, т 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 10 168/8 203/8 245/8 273/8 298/8 325/8 377/10 402/10 426/10 450/10 20 180/14 203/14 245/10 273/10 298/10 325/10 377/10 402/10 426/10 450/10 30 194/16 245/12 245/14 273/14 299/14 325/12 377/10 402/10 426/10 450/10 40 219/16 245/14 273/14 299/14 325/14 351/16 377/12 402/12 426/12 480/10 50 245/16 273/14 299/14 325/14 352/16 351/16 377/14 402/14 426/14 480/12 60 273/12 299/14 325/14 351/14 351/16 377/16 402/16 426/14 426/16 480/14 70 273/14 325/12 325/16 351/16 377/16 402/16 402/16 450/14 450/16 500/14 80 273/16 325/14 351/14 377/14 402/16 426/14 426/16 450/16 500/14 560/14 90 299/14 351/12 351/16 402/14 426/16 450/14 450/16 500/14 530/14 600/10 100 299/16 351/14 377/14 402/16 450/14 450/16 480/14 530/14 560/14 600/12

30 500/10 500/10 500/10 500/10 500/12 500/14 500/14 560/14 600/12 630/12

Приложение 6 Основные расчетные данные стальных бесшовных горячедеформируемых труб (по ГОСТ 8732-78) Диаметр, мм Масса Момент соРадиус Толщина Площадь Момент наружт инерции противления сечения инерции внутренстенки 1м g , ный dн σ, мм ний dв F т , см2 i т см4 W т , см3 r т , см кг 168

180

194

219

245

273

152 148 144 140 168 164 160 156 152 148 144 140 182 178 174 170 166 162 158 154 207 203 199 195 191 187 183 179 229 225 221 217 213 209 205 257 253 249 245 241 237 233

8 16 18 20 6 8 10 12 14 16 18 20 6 8 10 12 14 16 18 20 6 8 10 12 14 16 18 20 8 10 12 14 16 18 20 8 10 12 14 16 18 20

40,2 82,4 91,6 101,0 32,8 43,2 53,4 63,3 73,0 82,4 91,6 101,0 35,4 46,7 57,8 68,6 79,2 89,5 99,5 109,0 40,1 53,0 65,6 78,0 90,2 102,0 114,0 125,0 59,6 73,8 87,8 102,0 115,0 128,0 141,0 66,6 82,6 98,4 114,0 129,0 144,0 159,0

1290 2797 3043 3268 2343 1602 1936 2246 2533 2797 3043 3268 1568 2026 2454 2864 3226 3573 3895 4193 2279 2956 3594 4195 4760 5290 5788 6253 4188 5107 5978 6803 7584 8322 9019 5853 7157 8398 9582 10710 11780 12800

153 310 338 363 138 178 215 250 281 310 338 363 162 209 253 295 332 368 401 431 208 270 328 383 435 483 529 571 342 417 488 555 619 680 737 429 525 615 702 785 863 938

5,66 5,83 5,76 5,69 6,15 6,09 6,03 5,96 5,89 5,83 5,76 5,69 6,65 6,59 6,51 6,46 6,38 6,32 6,26 6,20 7,53 7,47 7,40 7,33 7,27 7,20 7,13 7,07 8,38 8,32 8,25 8,19 8,12 8,06 7,99 9,37 9,31 9,23 9,18 9,12 9,04 8,97

31,57 64,71 71,91 78,92 25,75 33,93 41,92 49,72 57,31 64,71 71,91 78,92 27,82 36,70 45,38 53,86 62,15 70,24 78,13 85,28 31,52 41,63 51,54 61,26 70,78 80,10 89,23 98,15 46,76 57,95 68,95 79,76 90,36 100,77 110,98 52,28 64,86 77,24 89,42 101,41 113,20 124,79

57

Продолжение приложения 6 Диаметр, мм наружвнутренный dн ний dв

299

325

351

377

426

530

630

283 279 275 271 267 263 259 309 305 301 297 293 289 285 335 331 327 323 319 315 311 357 353 349 345 341 337 406 402 398 394 390 386 512 510 506 502 612 610 606 602

Толщина стенки σ, мм 8 10 12 14 16 18 20 8 10 12 14 16 18 20 8 10 12 14 16 18 20 10 12 14 16 18 20 10 12 14 16 18 20 9 10 12 14 9 10 12 14

Масса

Площадь сечения

Момент инерции

Момент сопротивления

Радиус инерции

F т , см2

i т см4

W т , см3

r т , см

1м g , кг

73,1 90,8 108,0 125,0 142,0 159,0 175,0 79,7 99,0 118,0 137,0 155,0 174,0 192,0 86,2 107,0 128,0 148,0 168,0 188,0 208,0 115,0 138,0 160,0 180,0 203,0 225,0 131,0 156,0 181,0 206,0 230,0 255,0 139,0 163,0 195,0 227,0 176,0 195,0 233,0 271,0

7747 9490 11160 12760 14290 15750 17150 10010 12290 14470 16570 18590 20530 22380 12680 15580 18380 21080 23680 26180 28590 19430 22940 26340 33930 37800 40600 28290 33470 38500 43900 48400 53000 54890 55140 65420 75460 84680 93640 111300 128600

518 635 746 853 956 1054 1147 616 756 891 1020 1144 1263 1377 723 888 1047 1201 1349 1490 1629 1031 1217 1397 1600 1970 2120 1328 1572 1808 2260 2530 2770 2072 2081 2469 2877 2668 2973 3533 4083

10,30 10,20 10,20 10,10 10,00 9,96 9,90 11,2 11,1 11,1 11,0 10,9 10,9 10,8 12,1 12,1 12,0 11,9 11,9 11,8 11,7 13,0 12,9 12,8 12,8 12,7 12,6 14,7 14,6 14,6 14,5 14,4 14,3 18,5 18,4 18,3 18,2 21,9 21,9 21,8 21,8

57,41 71,27 84,93 98,40 111,67 124,74 137,61 62,54 77,68 92,63 107,38 121,93 136,28 150,44 67,67 84,10 100,32 116,35 132,19 147,82 163,26 90,51 108,02 125,33 142,44 159,36 176,08 102,60 122,52 142,25 161,78 181,11 200,25 115,6 128,2 154,3 178,1 137,8 152,9 182,9 212,7

т

58

Приложение 7 Примерные усилия первоначального натяжения нерабочих вант монтажных мачт Pн.в , кН Масса подниВысота мачты, м маемого груза, т 10 12 14 16 18 20 25 30 10 3,5 3,5 5,0 7,0 10,0 12,5 15,0 20,0 20 5,0 5,0 6,0 8,0 10,0 12,5 20,0 25,0 30 5,0 6,0 7,0 10,0 12,5 12,5 20,0 25,0 40 6,0 8,0 9,0 10,0 12,5 15,0 20,0 25,0 50 7,0 10,0 10,0 12,5 13,5 15,0 25,0 30,0 60 10,0 12,5 12,5 13,0 13,5 17,0 25,0 30,0 70 11,0 12,5 13,0 13,5 15,0 20,0 25,0 35,0 80 12,5 13,0 13,0 13,5 15,0 20,0 30,0 40,0 90 12,5 13,5 14,0 15,0 20,0 25,0 35,0 40,0 100 13,0 14,0 15,0 17,5 25,0 30,0 40,0 50,0 Приложение 8 Коэффициент ϕ продольного изгиба центрально-сжатых элементов для стали марки Ст3 Гибкость λ

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

0 1,00 0,99 0,97 0,95 0,92 0,89 0,86 0,81 0,75 0,69 0.60 0,52 0,45 0,40 0,36 0,32 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19

1 0,999 0,988 0,968 0,947 0,917 0,887 0,855 0,804 0,774 0,681 0,592 0,513 0,445 0,396 0,356 0,317 0,287 0,257 0,228 0,208 –

2 0,998 0,986 0,966 0,944 0?914 0,884 0,850 0,798 0,738 0,672 0,584 0,506 0,440 0,392 0,352 0,314 0,284 0,254 0,226 0,206 –

3 0,997 0,984 0,964 0,941 0,911 0,881 0,845 0,792 0,732 0,663 0,576 0,499 0,435 0,388 0,348 0,311 0,281 0,251 0,224 0,204 –

4 0,996 0,982 0,962 0,938 0,908 0,878 0,840 0,786 0,726 0,654 0,568 0,492 0,430 0,384 0,344 0,308 0,278 0,248 0,222 0,202 –

5 0,995 0,980 0,960 0,935 0,905 0,875 0,835 0,780 0,720 0,645 0,560 0,485 0,425 0,380 0,340 0,305 0,275 0,245 0,220 0,200 –

6 0,994 0,978 0,958 0,932 0,902 0,872 0,830 0,774 0,714 0,636 0,552 0,478 0,420 0,376 0,336 0,302 0,272 0,242 0,218 0,198 –

7 0,993 0,976 0,956 0,929 0,899 0,869 0,825 0,768 0,708 0,627 0,544 0,471 0,415 0,372 0,332 0,299 0,269 0,239 0,216 0,196 –

8 0,992 0,974 0,954 0,926 0,896 0,866 0,820 0,762 0,702 0,618 0,536 0,464 0,410 0,368 0,328 0,296 0,266 0,236 0,214 0,194 –

9 0,991 0,972 0,952 0,923 0,893 0,863 0,815 0,756 0,696 0,609 0,528 0,457 0,405 0,364 0,324 0,293 0,262 0,233 0,213 0,192 –

Приложение 9 Коэффициенты φвн для проверки устойчивости внецентренно сжатых (сжато-изогнутых) сквозных стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии Значения коэффициента φвн при приведенном эксцентриситете mп Условная гибкость 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0

0,1 967 925 875 813 742 667 587 505 418 354 302 258 223 194 152 122 100 083 069 062 052

0.25 922 854 804 742 672 597 522 447 382 326 280 244 213 186 146 117 097 079 067 061 049

0,5 850 778 716 653 587 520 455 394 342 295 256 223 196 173 138 112 093 077 064 054 049

0,75 782 711 647 587 526 465 408 356 310 273 240 210 185 163 133 107 091 076 063 053 048

1.0 722 653 593 536 480 425 375 330 288 253 224 198 176 157 128 103 090 075 062 052 048

1.25 669 600 548 496 442 395 350 309 272 239 212 190 170 152 121 100 085 073 060 051 047

1.5 620 563 507 457 410 365 325 289 257 225 200 178 160 145 117 098 081 071 059 051 047

1,75 577 520 470 425 383 342 303 270 242 215 192 172 155 141 115 096 080 069 059 050 046

2.0 538 484 439 397 357 320 287 256 229 205 184 166 149 136 113 093 079 068 058 050 045

2,5 469 427 388 352 317 287 258 232 208 188 170 153 140 127 106 088 075 063 055 049 044

3.0 417 382 347 315 287 260 233 212 192 175 158 145 132 121 100 085 072 062 054 048 043

3.5 370 341 312 286 262 238 216 197 178 162 148 137 125 115 095 082 070 061 053 048 043

4.0 337 307 283 260 238 217 198 181 165 150 138 128 117 108 091 079 069 060 052 047 042

4,5 307 283 262 240 220 202 183 168 155 143 132 120 112 102 087 075 065 057 051 045 041

5.0 280 259 240 222 204 187 172 158 146 135 124 115 106 098 083 072 062 055 050 044 040

5.5 260 240 223 206 190 175 162 149 137 126 117 109 101 094 081 069 060 053 049 043 040

Примечание. Значения коэффициентов φвн в таблице увеличены в 1000 раз.

6.0 237 225 207 193 178 166 153 140 130 120 112 104 097 091 078 066 059 052 048 042 039

6,5 222 209 195 182 168 156 145 135 125 117 108 100 094 087 076 065 058 051 047 041 038

7.0 210 196 182 170 158 147 137 127 118 111 104 096 089 083 074 064 057 050 046 041 037

8,0 183 175 163 153 144 135 125 118 ПО 103 095 089 083 078 068 061 055 048 044 039 036

9.0 164 157 148 138 130 123 115 108 101 095 089 084 080 074 065 058 052 046 042 038 036

10 150 142 134 125 118 112 106 098 093 088 084 079 074 070 062 055 049 044 040 037 036

12 125 122 114 107 101 096 091 087 082 077 073 069 066 063 056 051 045 041 038 035 033

14 110 105 099 094 089 086 082 078 073 070 067 064 061 058 052 046 041 036 034 033 032

17 090 088 084 079 075 072 068 065 062 060 057 055 052 050 045 042 038 034 032 030 028

20 072 068 067 065 063 060 058 056 054 052 050 048 045 043 039 036 034 032 029 027 026

Содержание Предисловие........................................................................................................................................................................3

1

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ..............................................................................................3 1.1 1.2 1.3 1.4

Содержание дисциплины по ГОС .........................................................................................................................3 Рабочая программа .................................................................................................................................................4 Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения....................................................10 Темы практических и лабораторных занятий ....................................................................................................10

2

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .....................................................................................11

3

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ .................................12 Введение ............................................................................................................................................................................12 3.1 Основные положения теории надежности и долговечности машин...............................................................13 3.2 Монтаж оборудования..........................................................................................................................................17 3.3 Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин 24 3.4 Технология эксплуатационного ремонта подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин ....36

4

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ...........................................................................38 4.1 Контрольная работа 1 ...........................................................................................................................................38 4.2 Контрольная работа 2 ...........................................................................................................................................46 ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................................................................................51 50