Глава 1. Общие сведения о подъемно-транспортных, строительных, дорожных машинах и оборудовании

Шестопалов К. К.

Ш 522 Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - 2-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Акаде­мия», 2005. - 320 с. ISBN 5-7695-2370-0

На примере наиболее современных моделей рассмотрены назначение, клас­сификация, типоразмерные ряды, принципы действия, особенности конструкции и дизайна; приведены формулы для расчета основных параметров и производи­тельности подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин, а также машин и оборудования, используемых при содержании и ремонте автомобиль­ных дорог и городских территорий. Приведена информация о наиболее извест­ных фирмах-производителях, поставляющих на мировой рынок основное коли­чество техники этого профиля.

Для студентов средних профессиональных учебных заведений. Может пред­ставлять интерес для профессиональных строителей, связанных с эксплуатацией подъемно-транспортной, строительной и дорожной техники.

УДК 621.867.87(075.32) ББК 39.9я723

Оригинал-макет данного издания является собственностью

Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом

без согласия правообладателя запрещается.

© Шестопалов К. К., 2002

ISBN5-7695-2370-0

© Образовательно-издательский центр «Академия», 2005

© Оформление. Издательский центр «Академия», 2005

ПРЕДИСЛОВИЕ

Строительство - один из наиболее заметных признаков существо­вания жизни на Земле. Убежища, гнезда, логова для себя и своего потомства строят насекомые, птицы, рыбы, рептилии, млекопитаю­щие. Для человека строительство - одно из естественных проявле­ний его жизнедеятельности. Местом первых игр для любого малы­ша становится песочница, а игрушками - формочки, совочки и ло­патки. На всем протяжении культурного развития человечества, в бесчисленном множестве цивилизаций, сменявших друг друга на Земле, строительство рассматривалось как наиболее естественный способ заявить о себе, оставить в веках память о своем обществе и о себе лично. И не случайно легендарные чудеса света (пирамида Хе­опса, сады Семирамиды, дворец Соломона, колосс Родосский, Пар­фенон, гробница Мавсолия и др.) являются инженерными сооруже­ниями, созданными руками строителей.

Поэтому справедливо считать историю человечества историей развития строительных технологий и приспособлений, а их совер­шенство - одним из показателей уровня технического развития че­ловеческой цивилизации. И в древности, и в наши дни строитель­ство велось с помощью технических устройств, иногда просто об­легчающих и ускоряющих работу, а иногда делающих ее в принци­пе возможной. Обычный полиспаст Архимеда можно использовать и для уменьшения числа грузчиков, и для подъема многотонных блоков, с которыми не справятся сотни людей. И, конечно, чело­век всегда стремился максимально облегчить и ускорить свою ра­боту, перекладывая наиболее тяжелую и неприятную ее часть на «плечи» все более и более совершенствуемых им механизмов.

Современное транспортное строительство включает возведение автомобильных дорог, аэродромов, мостов, путепроводов, тонне­лей и других инженерных сооружений, значение которых для жизни цивилизованного общества трудно переоценить. Его концепция пре­дусматривает выполнение обширного перечня операций в качестве обязательных составляющих технологического процесса. Сюда вхо­дят очистка территорий от растительности и почвенного слоя, раз­работка, перемещение и укладка больших объемов нескального и скального грунта, добыча, переработка, сортировка, перевозка и укладка строительных материалов природного происхождения, а также изготовление искусственных строительных материалов.

Любая из перечисленных операций из-за грандиозного объема работ не может быть выполнена в короткие сроки без привлечения

 

 

соответствующих машин и механизмов. Строительство неизбежно связано с подъемом и перемещением штучных и насыпных грузов, монтажными работами на постоянных и временных инженерных сооружениях, которые не могут производиться без грузоподъем­ных и подъемно-транспортных механизмов и приспособлений. Спе­цифические требования, которым не всегда или не в полной мере соответствуют дорожно-строительные и подъемно-транспортные машины общего назначения, предъявляют специалисты, отвечаю­щие за благоустройство, содержание и ремонт транспортных со­оружений и городских территорий.

Таким образом, существование и совершенствование развито­го многофункционального парка подъемно-транспортных, строи­тельных и дорожных машин, каждая из которых занимает опреде­ленное место в сложной технологической цепочке, объективно не­обходимо. Все вместе эти машины входят в организационно-тех­ническую систему, обеспечивающую развитие, благоустройство и эксплуатацию транспортных, энергетических и коммуникационных сетей, без которых невозможно нормальное функционирование общества.

Четкая и бесперебойная работа этой системы зависит от надеж­ности и эффективности используемой техники, которые обеспечи­ваются ее качеством, квалификацией операторов и обслуживаю­щего персонала, доступностью расходных материалов и запчастей, соответствием затрат на машину экономически приемлемому уров­ню. Поэтому весьма важна правильная техническая и экономичес­кая оценка каждого из перечисленных факторов на этапе выбора машины определенного технологического назначения.

Для оценки качества техники используются различные показа­тели. Это могут быть абсолютные технические характеристики, такие как масса, мощность, размеры, скорость, уровень вибрации, звуковое давление, сила тяги, усилие на рабочем органе, давление в гидросистеме, передаточные отношения и т. п. Не менее популяр­ны удельные технические характеристики, такие как энерговоору­женность, энергоемкость, металлоемкость, опорное давление, сред­няя линейная нагрузка, удельный расход топлива, коэффициент устойчивости и другие, рассчитываемые по известным техниче­ским показателям машин. Более сложны и реже используются на практике технико-экономические показатели, такие как произво­дительность, себестоимость единицы продукции, приведенные и удельные приведенные затраты, прибыль.

Заказчика в конечном итоге всегда интересует скорость и сто­имость качественного выполнения работы, причем он заинтере­сован в повышении скорости и одновременно - в снижении сто­имости. Интересы подрядчика (иногда он же - производитель ра­бот или прораб) противоположны и состоят в увеличении прибы­ли в единицу времени, чего легче добиться, выполнив дорогой

подряд с небольшими затратами (почти всегда это означает «сде­лать плохо»).

В централизованной экономике регулирование отношений за­казчика и подрядчика осуществляют органы государственного над­зора, исходящие из так называемых «государственных» интересов. В рыночной экономике обычно предложения услуг (в том числе и строительных) превышает спрос на них, что заставляет подрядчика выполнять требования заказчика, повышая свою прибыль главным образом за счет снижения собственных издержек. Чтобы добиться такого результата, подрядчик должен, во-первых, иметь выбор тех­ники соответствующего назначения, а во-вторых, суметь оценить эко­номические последствия предполагаемого выбора. И если с наличи­ем широкого выбора машин проблем обычно не возникает, то сам выбор предполагает совместный анализ технических, технико-эко­номических и стоимостных показателей машин, осложняющийся не­обходимостью учета экологических факторов, а также стоимости, эффективности и доступности обучения обслуживающего персона­ла и послепродажной технической поддержки.

Квалифицированный выбор невозможен без информации о на­личии машин, доступных для приобретения, их сертификации орга­нами государственного надзора, конструктивных особенностях, специфике применения (в том числе и с учетом климата), надежно-ги, ценах, комплектности, условиях поставки, возможности и сто-

имости подготовки персонала, доступности и стоимости расход­ных материалов, условиях и стоимости гарантийного и послега­рантийного технического обслуживания. Сбор такой информации предшествует собственно комплектации или обновлению парка машин и формированию сопутствующих ему организационных структур. Источником ее на первых этапах обычно служат специа­лизированные отраслевые и рекламно-коммерческие периодические издания, а затем - информация фирм - производителей техники, •сак общедоступная, представляемая на выставках, в рекламных про­спектах и сайтах Интернета, так и эксклюзивная, получаемая в ходе деловых встреч и переговоров с представителями фирм и торго­вых компаний.

Не менее важны последующая обработка и сравнительный ана-тиз информации: во-первых, необходимо придать собранной ин­формации сопоставимый вид (сгруппировать сравниваемые маши­ны по назначению и типоразмерам, привести показатели к одним единицам измерения, при необходимости убедиться в общности ме­тодики их определения); во-вторых, следует выбрать метод анали­за показателей, обеспечивающий наиболее объективный выбор ма­шины. Наиболее простым является прямое сравнение параметров машин. К сожалению, очень часто прямое сравнение не дает удов­летворительного результата, так как лучшие значения одного па­раметра сопровождаются худшими значениями другого. В этой

 

 

 

ситуации нередко прибегают к так называемому «ранжированию показателей». Сравниваемые показатели располагают по мере сни­жения (или повышения) их важности, и при сравнении большее вни­мание уделяется наиболее важным из них. При этом оценка важно­сти показателей целиком зависит от опыта и точки зрения челове­ка, проводящего сравнения.

Также популярен метод балльной оценки, при котором каждый из сравниваемых показателей оценивают количеством баллов в со­ответствии с его важностью, затем значение показателя умножают на его балльную оценку, полученные произведения обрабатывают (суммируют или находят среднее или т. п.) и сравнивают результа­ты обработки.

Эти и другие аналогичные методы полезны при предваритель­ном анализе собранной информации, но не следует ориентировать­ся только на их результаты. Во-первых, оценка важности тех или иных параметров всегда субъективна, во-вторых, при большом количестве сопоставляемых, особенно сложных (например, техни­ко-экономических) параметров даже небольшая ошибка в оценке их важности приводит к сильному искажению конечных результа­тов. Наиболее объективные результаты при сравнительном анали­зе конструктивно и технологически подобных машин дают мето­ды математического моделирования. Суть математического моде­лирования технического объекта состоит в том, чтобы описать математическими соотношениями (смоделировать) некоторые его свойства и особенности работы. (Под математическими соотноше­ниями понимаются формулы, уравнения, неравенства, логические условия и т.п.) Абсолютно невозможно смоделировать все свой­ства и особенности реальных машин, поэтому в число моделируе­мых включаются те из них, которые принято считать существен­ными, т.е. наиболее важными. Полученная в итоге система мате­матических соотношений представляет собой математическую мо­дель, анализируя которую на ЭВМ, можно с определенной степе­нью достоверности оценить эффективность реальной машины в тех или иных условиях эксплуатации.

Сбор и анализ информации для математического моделирова­ния невозможен без знания технологических особенностей транс­портного строительства, назначения, устройства и конструктивных особенностей используемых машин и оборудования, особенностей их рабочих процессов, требований к показателям экологической, эргономической и эксплуатационной безопасности, а также цен на региональном рынке техники.

После приобретения машины или комплекта машин необходи­мо рационально организовать их работу, чтобы добиться наиболь­шего выхода продукции при минимальных эксплуатационных рас­ходах. Здесь для подрядчика важно выбрать такое соотношение производительности и затрат, которое обеспечит длительную, эф-

 

фективную и безотказную работу машины. Для этого требуется пра­вильно назначить рабочие нагрузки и режимы эксплуатации, дос­таточно точно оценить предполагаемую производительность од­ной машины или их комплекта, предложить верный график плано­во-предупредительных мероприятий технического обслуживания и обеспечить его точное и квалифицированное выполнение. Не менее важно предусмотреть и организовать своевременную пере­броску техники с объекта на объект.

Перевозка тяжелой и негабаритной техники связана с заказом транспортных услуг специализированных предприятий, решением проблем погрузки и выгрузки машин, в том числе и с частичной разборкой, и согласованием времени и порядка перевозки с госу­дарственными органами, отвечающими за безопасность дорожно­го движения. Удовлетворительное решение этого комплекса воп­росов также невозможно без знания устройства, технических ха­рактеристик и особенностей рабочих процессов эксплуатируемых

машин.

В книге излагается материал, освещающий назначение, класси­фикацию, устройство, принципы действия, особенности конструк­ции и дизайна, формулы для расчета производительности подъем­но-транспортных, строительных и дорожных машин и оборудова­ния. Не все излагаемое ниже бесспорно и вечно. С течением време­ни меняются области применения и конструкция машин, значения их параметров и формулы для расчета, классификации, делящие машины на те или иные группы или типоразмеры. Часто появля­ются новые, до сих пор не известные механизмы и исчезают ста­рые, привычные для многих поколений строителей. Но сохраня­ются физические принципы, реализуемые в новых конструкциях машин, не изменяются машины, уже сошедшие с заводских кон­вейеров, и эффективность работы на стройках тех и других во мно­гом зависит от того, насколько полно соответствуют их характе­ристики условиям эксплуатации и насколько хорошо знакомы с ними специалисты по эксплуатации и ремонту.

 

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ МАШИНАХ И ОБОРУДОВАНИИ