Текст книги "Большая энциклопедия техники"

Трейлер

Трейлер – передвижное транспортное средство для перевозки тяжелых крупногабаритных грузов. Трейлер представляет собой многоосный прицеп, буксируемый тягачом. У него низкое шасси грузового автомобиля и много осей (до 6), число колес на одной оси доходит до 8, это должно снизить нагрузку на дорожное покрытие, что необходимо при большом весе перевозимого груза. На шасси трейлера расположена платформа без бортов, имеющая настил из металла, откидывающиеся трапы предназначены для погрузки и разгрузки. Как правило, трейлер имеет погрузочно-разгрузочные устройства, лебедки, которые работают от двигателя тягача. Трейлеры перевозят большие и тяжелые грузы, например такие, как детали турбин. Поэтому их грузоподъемность составляет до 60 т и даже до 100 т.

Триммер

Триммер – погрузочно-разгрузочное средство. Представляет собой передвижную машину – конвейер. Основное рабочее устройство – ротор или движущаяся лента. Принцип работы этой машины основан на перемещении сыпучих грузов способом разбрасывания в стороны. Расстояние, на которое может быть перемещен грунт, достигает 30 м. Производительность может составлять 1000 т/ч и даже более, так как она зависит от вида груза и назначения машины. Такие конвейеры используются для перемещения сыпучих грузов, таких как грунт, песок, разрыхленная порода. Они работают в карьерах, шахтах, на строительстве дамб, используются для планировочных работ.

Трубоукладчик

Трубоукладчик – машина, предназначенная для прокладки трубопроводов. Смонтирована на базе гусеничного трактора. Основное рабочее устройство – боковая стрела с захватом, а также контргруз – уравновешивающий трактор, лебедка на специальной раме и привод. Основная характеристика трубоукладчика – грузоподъемность, которая достигает 35 т. Работа трубоукладчика при укладке трубы в траншею заключается в следующих действиях: удержание трубопровода на весу, во время прохождения по нему очистных и изоляционных машин, опускание трубопровода в траншею, удержание конца трубопровода при выполнении сварочных работ. И также трубоукладчик используется для разных погрузочно-разгрузочных работ в зоне строительства трубопровода. Трубоукладчики стали применяться в XX в., когда широко распространилось строительство трубопроводов как вида транспорта, передающего на дальние расстояния жидкие, газообразные продукты. Как правило, трубопроводный транспорт используется для транспортировки нефти или газа. Трубопроводы различаются по территориальному расположению и назначению, они бывают промышленные и магистральные. По промышленному трубопроводу транспортируются нефтепродукты в пределах производственного предприятия для осуществления технологического процесса. По магистральному трубопроводу готовые нефтепродукты транспортируются с нефтеперерабатывающих заводов в районы потребления или с мест добычи к местам переработки (на заводы) или к местам дальнейшей транспортировки, например в порты, для перегрузки в танкеры. Трубопровод – эффективный, экономичный вид транспорта. Транспортировка по нему механизирована и автоматизирована, что снижает себестоимость жидких грузов почти в три раза. Дальнейшее использование трубопроводного транспорта направлено на увеличение диаметра труб и грузоподъемности, маневренности трубоукладчика.

Установка для откачки воды – насосная установка

Установка для откачки воды – насосная установка – устройство, состоящее из насосного агрегата, подводящего и отводящего трубопроводов, резервуаров для воды, приборов (контрольно-измерительные, автоматическое управление, сигнализация). Насосные установки различаются по назначению, по принципу работы и использования. По принципу использования насосные установки бывают постоянные, временные, краткосрочные. По принципу работы насосные установки бывают с раздельной, параллельной или последовательной работой, если участвуют несколько насосов.

Насосные установки по назначению бывают: водопроводные, канализационные, строительные. Если насосная установка применяется на короткое время, то используется передвижной насосный агрегат, гибкие шланги вместо труб, основной показатель насосной установки – полная высота подачи жидкости. Основное рабочее устройство насосной установки – насосный агрегат, состоящий из насоса, двигателя и передачи. Насосные агрегаты различаются по типу двигателя и по монтажу, который зависит от назначения. По типу двигателя насосные установки бывают: электронасосные – двигатель электрический, турбонасосные – двигатель-турбина, дизельные – двигатель внутреннего сгорания. Первые прототипы насосных агрегатов пробовались в 1613, 1698, 1712 гг. Но они имели привод от водяного колеса или водяного пара, и только в начале XX в. распространились насосные агрегаты с электроприводом. Насосный агрегат небольшой мощности имеет корпус, в котором некоторые узлы двигателя и насоса общие – это моноблочная конструкция.

Но используется и немоноблочная конструкция, в которой насос и двигатель соединены муфтой, через передачу вращения валов, или ременную передачу с простыми или ступенчатыми шкивами и также индукционные муфты скольжения. Работа насосной установки осуществляется за счет взаимодействия насосного агрегата с другими составными устройствами установки. Характеристика режима работы насосной установки – равенство напора насоса преодолеваемому напору, в данных условиях. Изменение режима работы насосной установки происходит или от влияния разных факторов, или специальным регулированием, например изменением частоты вращения вала насоса. Для устойчивого действия насосной установки обязательно, чтобы высота расположения насоса над захватываемой жидкостью не превышала высоты всасывания. Пуск, остановка, контроль работы насосной установки осуществляется автоматически, соответствующими реле, контакторами и другими устройствами.

Цементовоз

Цементовоз – транспортное средство, предназначенное для перевозки цемента без тары. По способу передвижения цементовозы бывают автомобильные, железнодорожные – вагоны, суда-цементовозы, речные и морские. Основное устройство цементовоза – вертикальный или горизонтальный резервуар. Разгрузка пневматическая и гравитационная.

Автоцементовоз смонтирован на шасси грузового автомобиля – это горизонтальный резервуар – цистерна – полуприцеп. Внутри нее находятся аэролотки для подачи воздуха в цемент. Аэролотки – это металлический желоб, тканевая пористая перегородка и металлический откос. На шасси автотягача находится компрессор. Цемент загружается в цементовоз гравитационным способом. Разгрузка осуществляется таким способом: включается компрессор и воздух направляется через перегородку аэролотка тонкими струями в цемент, который стекает, как жидкость, по наклоненному на 6° аэролотку и направляется к разгрузочному патрубку, через который подается сжатым воздухом на высоту до 25 м в силос. Автоцементовоз имеет грузоподъемность до 22 т и используется для транспортировки цемента на расстояние до 150 км.

Железнодорожный цементовоз — это бункерный вагон грузоподъемностью до 60 т, вагон-цистерна или несколько цилиндрических резервуаров на одной железнодорожной платформе. По железной дороге цемент перевозится на расстояние до 1000 км.

Суда-цементовозы имеют грузоподъемность до 5000 т. В них перевозится цемент с цементных заводов, расположенных вблизи водных путей. Используется транспортировка цемента на судах в контейнерах.

Цемент – это искусственный неорганический порошкообразный вяжущий материал, обладающий способностью при взаимодействии с водой или жидкостями образовывать пластичную массу, твердеющую и превращающуюся в прочный камень. Цемент – основной строительный материал для получения строительных растворов, бетона. Сырье для изготовления цемента: известняк, глина, мергели, мел, глинистые сланцы, кварцевые пески, бокситы, железные руды. Развитие производства цемента и его перевозок связано с растущей потребностью строительства.

Цементораспределители

Цементораспределители – дорожные машины, предназначенные для выполнения цементобетонных покрытий. Машина, представляющая собой трактор, имеющий навесное оборудование, осуществляющее подготовку дорожного основания, устройство, планирующее песчаный слой и уплотняющее его, устанавливающее рельс-формы и осуществляющее стыковку и закрепление их звеньев, распределяющее цементобетон по подготовленному основанию, уплотняющее, отделывающее поверхность, затирающее швы и обрабатывающее уложенный бетон, эти же работы выполняет самоходная машина рельсоукладчик. Принцип его работы основан на перемещении по рельс-формам и планировании слоя песка и уплотнения его. Для этого машина имеет специальное рабочее устройство: профилированный отвал для планировки слоя, и вибробрус для его уплотнения. При такой обработке получается слой полотна шириной до 7 м и толщиной 300 мм. Устройства распределители периодического или непрерывного действия осуществляют равномерное распределение цементобетонной смеси по ширине дорожного основания.

Отделочная машина выполняет разравнивание и уплотнение цементобетонной смеси. Такие отделочные машины различаются по типу ходовой части и принципу работы. Устройство ходовой части: гусеничное или колесное шасси, передвижение по рельс-формам. Принцип работы трамбующий или вибрационный. Основные рабочие устройства этой машины: разравнивающий брус, трамбующий брус, разглаживающая плита. Разравнивающий брус разравнивает по основанию цементобетонную смесь, трамбующий брус уплотняет ее. Разглаживающая плита выполняет окончательную отделку поверхности.

Также существуют специализированные машины, выполняющие разглаживание слоя полотна шириной более 7 м. Их производительность 80 м³/ч. Дальнейшее усовершенствование таких дорожноотделочных машин направлено на увеличение их производительности, маневренности и снижение затрат энергии, использование автоматизации и создание различных сменных навесных устройств.

Щебнеукладчики

Щебнеукладчики – дорожные машины для распределения щебня или гравия, применяются в дорожно-строительных работах для формирования дорожных оснований или переходных покрытий. Специальная машина имеет устройство для распределения строительных материалов: щебня, гравия, каменной крошки, укладывая полотно шириной до 3600 мм и высотой слоя до 250 мм. У машины есть специальное приспособление для образования уклона дорожного покрытия. Машина также оборудована двумя виброплитами, уплотняющими слой выложенного на полотно щебня. Машина имеет производительность до 100 т/ч. Устройство, распределяющее каменную крошку, может быть навесным оборудованием самосвала. Самосвал имеет регулирующую заслонку, через которую подаются из кузова самосвала мелкие фракции каменной крошки. Распределитель каменной крошки имеет производительность 800 м²/ч. Для стабилизации и измельчения щебня, гравия или грунта перемешивают их с вяжущими материалами неорганическими: цементом, известью, органическими: битумом, дегтем. Как правило, такую небольшую по объему работу осуществляют специальные дорожные фрезы: прицепные на двухколесном шасси или навесные на тракторе или грейдере. Если же объем работ по измельчению этих строительных материалов большой, то для таких работ используются специальные самоходные машины на базе грузового автомобиля или агрегат, в состав которого входят многоковшовый погрузчик, смеситель и укладчик. Погрузчик имеет шасси гусеничного трактора и выполняет функции тягача.

Экскаватор

Экскаватор – машина для разработки ковшом грунта, горных пород (способом копания), погрузки их в транспортирующее средство или укладки в отвал, используется при проведении земляных, дорожных работ, строительстве дорог, горных выработках. Первые попытки строительства и использование ковшовых копательных машин для земляных работ начались с XVI в. В XIX в. были построены экскаваторы в России и США. Но широкое распространение использование экскаваторов получило в конце XIX – начале XX вв. Они были полноповоротные, одноковшовые, на гусеничном, рельсовом ходу, с двигателем внутреннего сгорания. В 1901 г. в России был налажен выпуск одноковшовых экскаваторов на Путиловском заводе в Петрограде, в 1937 г. – на Урале. Производство современных мощных экскаваторов имеется в разных странах: США (фирмы «Хартитфегер», «Марион», «Бюсайрус»); в Германии, Великобритании, Франции, Японии, Чехии. Экскаваторы отличаются большой мощностью, емкость ковша составляет более 160 м², длина стрелы 100 м. Производительность мощных роторных экскаваторов до 5000 м³/ч. Современные экскаваторы различаются по устройству ковша на две группы: одноковшовые и многоковшовые.

Одноковшовые экскаваторы – наиболее распространенный класс. Их рабочий цикл состоит из следующих действий: копание грунта, заполнение им ковша, места его разгрузки, разгрузка грунта из ковша в транспортное средство или в отвал, возвращение ковша на место работы. Продолжительность цикла зависит от условий работы и от типа экскаватора и может составлять до 80 с. Производительность одноковшового экскаватора с ковшом емкостью 1 м³ достигает 180 м³/ч. Одноковшовые экскаваторы применяются для выработки самых различных грунтов: крепких, мягких, неоднородных, с твердыми включениями. Скальные породы предварительно разрыхляют. Одноковшовые экскаваторы различаются по роду ходового оборудования, по типу привода, по роду силовой установки, по виду управления, по виду рабочего оборудования, по назначению. Ходовое оборудование: колесное, гусеничное, плавучее, шагающее, рельсовое, колесно-гусеничное. Тип привода: один двигатель и смешанный или индивидуальный привод всех механизмов. Род силовой установки: двигатель внутреннего сгорания, дизельный, карбюраторный, электрический, гидравлический, пневматический, комбинированный. Вид управления: ручное, гидравлическое, пневматическое, электрическое смешанное. Вид рабочего оборудования: прямая лопата – жесткая шарнирная связь ковша со стрелой, обратная лопата – также жесткая шарнирная связь ковша со стрелой, фарлайн, грейфер – гибкая связь ковша со стрелой. Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, используются для разработки полезных ископаемых, рытья котлованов в крепких, каменистых, скальных породах и грунтах. Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, применяются для копания траншей, прокладки трубопроводов, устройства фундаментов, рытья котлованов глубиной 8 м.

Экскаватор-драглайн. Ковш подвешен к стреле с помощью подъемного и тягового каната. Такие экскаваторы используются для разработки скальных, предварительно разрыхленных пород, выемку грунта ковш-драглайн осуществляет ниже уровня установки самого экскаватора. Экскаватор-грейфер используется для рытья котлованов, работы под водой, погрузочных работ. Экскаватор-струг используется в дорожном строительстве для планировки покрытия. Универсальный экскаватор имеет различное сменное оборудование, используется в различных земляных, строительных, монтажных, подъемно-транспортных, погрузочных, разгрузочных, свайных, буровых работах. Сменное оборудование – это, например, лопата, кран, драглайн. По назначению одноковшовые экскаваторы делятся на строительные, карьерные, вскрышные, тоннельные, шахтные, плавучие. Строительные экскаваторы различаются по емкости ковша, грузоподъемности крана, массе. Малой мощности – емкость ковша до 1,8 м³, грузоподъемность крана до 45 т, масса до 65 т. Средние – емкость ковша до 3 м³, грузоподъемность крана до 80 т, масса до 100 т. Большой мощности – емкость ковша до 6 м³, грузоподъемность крана до 150 т, масса 210 т. Строительные экскаваторы бывают на гусеничном или на пневмоколесном ходу, используются для выработки как мягких, так и крепких грунтов. Карьерные экскаваторы имеют мощное рабочее оборудование – лопату или драглайн, высокие рабочие усилия, скорость работы и большую производительность. Некоторые карьерные экскаваторы имеют емкость ковша до 20 м³ и массу до 900 т. Они используются в карьерах в крепких грунтах для выработки породы и погрузки в большегрузные автосамосвалы.

Ходовое оборудование карьерных экскаваторов – гусеничное, силовое – электрический двигатель. Вскрышные экскаваторы используют для перемещения вскрышных пород в отвал или погрузки в транспортное средство. Емкость ковша до 150 м³, масса 700—12 700 т, ходовое оборудование – 4 гусеницы, силовое – электрическое. Также используются и шагающие драглайны с емкостью ковша более 160 м³, массой до 14 000 т. Тоннельные, шахтные экскаваторы применяются в подземных условиях, при проходке тоннелей, строительстве подземных сооружений, выработке полезных ископаемых. Емкость ковша 1 м³, масса до 30 т.

Многоковшовые экскаваторы имеют рабочее оборудование – ковш, шарнирную ковшовую раму, стрелу, платформу, на которой оно установлено, ходовое оборудование – гусеничное, пневмоколесное, рельсовое, шагающее. Работа многоковшового экскаватора состоит в копании, захвате, транспортировке, разгрузке грунта на конвейер или в транспортное средство. Многоковшовые экскаваторы по виду рабочего оборудования бывают цепные и роторные. В устройстве цепного экскаватора – ковши (до 40 шт.) укреплены на цепи, движущейся по каткам рамы.

В роторных экскаваторах – колесо-ротор с ковшами (до 24 шт.). Скорость работы роторных больше, чем цепных, так как ротор грунт не транспортирует, но высыпает на конвейер роторной стрелы.

Цепные экскаваторы используются для отделки откосов, роторные – для выработки и складирования грунта.

По направлению движения ковшей многоковшовые экскаваторы бывают поперечного или продольного копания.

В наши дни экскаваторостроение – это целая отрасль машиностроения. Развитие ее направлено на увеличение производительности, мощности, использование новых конструкций, создание автоматических систем управления всеми машинами комплекса, строительство экскаваторов различной массы и повышение эффективности.

Бетоноукладчик – машина, осуществляющая прием и распределение бетонной смеси на заданном рабочем участке при выполнении строительных работ. Бетоноукладчики различаются по назначению: для строительства бетонных покрытий дорог, площадок, фундаментов, полов и для изготовления железобетонных изделий. В строительстве дорог применяются бетоноукладчики на рельсовом ходу. На строительных площадках – самоходные бетоноукладчики на гусеничном ходу, они оборудованы устройством, принимающим бетонную смесь из бетоновоза или автобетоносмесителя. Подачу и распределение бетонной смеси осуществляет поворотный ленточный транспортер. Специальные устройства разравнивают бетонную смесь, уплотняют и заглаживают.

Раздел 5. Механические устройства

Автостроп

Автостроп – грузозахватный механизм какой-либо грузоподъемной машины с автоматическим захватом и освобождением груза. Автостроп обычно подвешивается на грузовом тросе или канате машины (в некоторых случаях используются цепи). При погрузо-разгрузочных работах используются разные типы автостропа, в зависимости от вида груза. В обычном автостропе крюки захватывают груз только при определенном положении кулачка. При определенном положении траверса может быть поднята вверх со всеми соединенными с ней звеньями. При этом упор будет контактировать с кулачком и удерживать раму от перемещения траверсы. Если в этом же положении ослаб канат (или трос, цепь), то упор при опускании траверсы повернет кулачок. При последующем подъеме траверсы кулачок повернется налево, а рама может свободно перемещаться относительно траверсы. Крюки при этом под действием тяг повернутся и захватят груз. Груз поднимают и перемещают в заданное место. При опускании груза, когда он будет установлен на заданную поверхность и ослабнет канат, траверса опустится. Крюки под действием тяг разойдутся и освободят груз, упор повернет кулачок в противоположную сторону. После этого можно поднимать автостроп, при этом звенья примут положение, при котором крюки разомкнуты, а кулачок контактирует с упором. При выполнении погрузо-разгрузочных работ цикл повторяется.

В другом варианте автостропа, подвешенного на тросе (или канате, или цепи), имеются:

  1) вилка, соединенная с тросом с возможностью свободного вращения;

  2) траверса, перемещающаяся относительно вилки;

  3) тяги, соединенные с траверсой;

  4) крюки, связанные шарнирно с тягами;

  5) рама, соединенная шарнирно с крюками;

  6) кулачок с фигурным пазом, установленный на раме.

При осуществлении погрузо-разгрузочных работ в данном варианте автостропа траверса перемещается относительно вилки и через тяги управляет крюками, захватывающими груз. При подъеме груза вилка захватывает кулачок и перемещается вместе с рамой в направлении силы F (т. е. вверх), при этом крюки захватывают груз, и все звенья автостропа остаются относительно неподвижными, пока не ослабнет канат (или трос, или цепь). При отсутствии силы F подъема груза вилка опускается и перемещается по пазу кулачка в положение, из которого подъем вилки приводит к ее разъединению с рамой, при этом рама некоторое время остается на поверхности груза, а крюки поворачиваются и освобождают груз. Автостроп после этого поднимается в разомкнутом состоянии, готовом для повторения цикла.

Автостроп имеет также третий вариант исполнения, в котором крюки связаны с рамой шарнирно, а с траверсой посредством тяг, а также двух звеньев, образующих поступательную пару. Рама автостропа в третьем варианте имеет два фиксированных положения относительно траверсы, задаваемых специальным электромагнитным стопором, который сблокирован с датчиком натяжения каната (или троса, или цепи) и приводом подъема. Перед захватом груза канат опускают, при этом выключается стопор, траверса опускается относительно рамы и поворачивает крюки. Далее срабатывает электромагнитный стопор и удерживает траверсу в новом положении. При последующем подъеме траверсы крюки поворачиваются и захватывают груз, при этом срабатывает стопор, положение груза фиксируется и осуществляется его подъем. Далее цикл повторяется: груз устанавливают на положенное место складирования на складе готовой продукции или на платформе железнодорожной (или в полувагоне ж/д), натяжение каната ослабевает, стопор выключается, траверса опускается относительно рамы и поворачивает крюки. Далее цикл при необходимости повторяется. В четвертом варианте автостропа траверсу подвешивают на поворотном валу промежуточного звена, на котором помещен электродвигатель с редуктором. В последнем варианте автостроп вращается при включении электродвигателя и редуктора. Автостропы всех перечисленных вариантов широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, в частности на складах готовой продукции, где осуществляются погрузо-разгрузочные работы, в том числе погрузка крупногабаритных грузов на грузовые автомобили, железнодорожные платформы (или полувагоны).