СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Механизация
Механизация строительных работ
- частичная или полная замена ручного труда работой механизмов или приспособлений в наиболее трудоемких процессах строительных работ.
Основные цели механизации — это повышение технического уровня производства, освобождение человека от тяжелых, трудоемких и утомительных операций, снижение себестоимости и улучшение качества продукции. Механизация — одно из главных направлений технического прогресса, материальная сторона повышения эффективности общественного производства. Она является условием и средством индустриализации строительства, важнейшим фактором совершенствования технологии.
Частичная и комплексная механизация
По степени оснащенности производства машинами различают частичную и комплексную механизацию. В условиях частичной механизации машины и оборудование применяют при выполнении главным образом наиболее тяжелых и трудоемких работ, и доля ручного труда остается значительной. При комплексной механизации все технологические операции - как основные, так и вспомогательные - выполняются машинами, объединенными в специализированные комплекты машин.
Комплексная механизация строительного производства - одно из главных направлений технического прогресса в строительстве. Она обеспечивает повышение производительности труда и качества выполняемых работ, а также снижает стоимость и сроки строительства. Развитие механизации является важнейшей задачей строительных организаций и ее решению должна быть подчинена вся организация строительных работ.
Комплексная механизация осуществляется на основе рационального выбора машин и оборудования, обеспечивающего эффективную их работу во взаимосогласованных режимах, увязанных по производительности и условиям качественного производства работ.
Росту уровня механизации способствует насыщение рынка строительной техники высокопроизводительными машинами с широким набором выполняемых технологических операций, расширение наборов сменного рабочего оборудования и появление рынка производственных услуг по механизации строительных работ.
При комплексно-механизированных работах все основные и вспомогательные тяжелые и трудоемкие операции и процессы механизированы. В этом случае все машины, оборудование и другие средства механизации должны быть взаимосвязаны по производительности и обеспечивать заданный ведущей машиной темп работ при наивысших технико-экономических показателях. Например, при производстве земляных работ экскаватором выполняется отрывка грунта, автосамосвалом — его транспортирование, а бульдозером, автогрейдером и уплотняющей машиной (катком, трамбовкой) — зачистка, разравнивание, планирование и уплотнение грунта. При этом в указанном комплекте машин экскаватор является ведущей, а остальные — вспомогательными машинами. Так как существующие типы и размеры машин не всегда могут обеспечить полное соответствие их производительности сменному потоку работ, то необходимо всегда выявлять образующийся между ними разрыв и подбирать такое сочетание, при котором не полностью используются только наиболее дешевые в эксплуатации машины или же ввод этих машин осуществлять на определенных этапах работ.
Средства механизации
- совокупность строительных и дорожных машин, установок, транспортных средств, комплектов оборудования производственных предприятий, механизированных инструментов и т.п., применяемых при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте и эксплуатации автомобильных дорог и других инженерных сооружениях и служащих для обеспечения комплексной механизации работ и сокращения затрат ручного труда до минимума.
Вся строительная техника по своему функциональному использованию делится на:
- грузоподъемные машины;
- транспортирующие средства;
- погрузочно-разгрузочная техника;
- техника для выполнения вспомогательных и подготовительных работ;
- машины для выполнения земляных работ;
- сваебойные и бурильные (буровые) установки;
- дробильно-сортировочная техника;
- установки для приготовления смесей (например, цемента);
- машины для укладки и утрамбовки дорожного покрытия (катки);
- отделочные машины;
- механизированный инструмент.
При механизированных работах основные операции выполняются с помощью машин, оборудования, установок и инструментов, имеющих механический, электрический, пневматический, гидравлический и комбинированные приводы. Это такие работы, как машинная разработка карьеров песка, глины и камня; земляные работы – рытья траншей, котлованов под фундаменты; планировка участков; производство стеновых и кровельных материалов; лесопильные, плотничные, столярные и дорожные работы.
Использование механизмов в строительстве организовано так, чтобы допускать легкую маневренность при переброске механизмов с одной строительной точки на другую.
Для выполнения различного вида строительно-монтажных работ формируются специализированные комплекты машин (СКМ), которые представляют систему машин, увязанных по технологическому назначению, производительности и основным конструктивным параметрам.
В СКМ выделяют ведущую машину, которая выполняет самую трудоемкую и дорогостоящую технологическую операцию, и вспомогательные (комплектующие), работающие совместно с ведущей.
Например, при возведении земляного полотна в зависимости от дальности возки грунта, геометрических размеров инженерного сооружения и рельефа местности в качестве ведущих машин СКМ могут быть: бульдозер, скрепер, экскаватор, грейдер-элеватор и т. д.
Существует также понятие малой механизации, к которой относят ручные машины и различные приспособления, позволяющие за счет простых средств упростить и облегчить ручной труд.
Эффективность комплексной механизации обеспечивается не только путем увеличения количества машин СКМ, но и в результате наиболее рационального их использования в технологическом процессе.
Комплексная механизация наиболее эффективна в условиях поточного производства работ. Частные потоки могут обслуживаться комплектом машин, предназначенных для выполнения отдельных технологических процессов (устройство земляного полотна, дорожных оснований, покрытий и т. д.). При этом скорость потока и производительность машин должны быть взаимоувязаны. Особенно важно полное использование потенциальных возможностей (производительности) ведущей машины. Для этого необходимо, чтобы производительность вспомогательных машин была на 10-15% больше, чем ведущей машины.
Выбор машин для производства работ на данном конкретном объекте и режимов их работы осуществляется в проекте производства работ с учетом организационно-технологических решений, заложенных в проекте организации строительства.
Автоматизация
Существенное повышение эффективности строительного производства обеспечивается путем постоянного совершенствования технологии, организации, управления и используемого оборудования. Одновременно основное значение в указанных видах работ приобретает не только механизация, но и автоматизация строительного производства.
Слово «автомат» в переводе с греческого языка означает «самодействующий». Следовательно, автоматизация производства – это внедрение технических устройств (машин, аппаратов, приборов, приспособлений и др.), позволяющих осуществлять производственный процесс частично или полностью без участия человека.
Частичная, комплексная и полная автоматизация
При автоматизированных процессах различают частичную, комплексную и полную автоматизацию.
Частичная автоматизация предусматривает применение автоматического оборудования, приборов и устройств на отдельных, преимущественно основных производственных операциях. Большинство строительных машин и оборудования оснащено такими приборами и устройствами для отключения или ограничения действия машин и их рабочих органов, учета работы, регулирования скорости движения рабочих органов, траектории их движения (глубина копания траншей с заданным уклоном для землерой-но-транспортных машин, подача сборных элементов к месту их установки по кратчайшему пути для монтажных кранов и др.) и т. д.
Комплексная автоматизация предусматривает применение системы связанных в единую технологическую линию отдельных агрегатов, машин, приборов и устройств, осуществляющих все (как основные, так и вспомогательные) операции производственного процесса. При этом оператором или машинистом выполняются только операции пуска и остановки, а поддержание заданных параметров производственного процесса во всех его звеньях происходит автоматически.
Полная автоматизация позволяет выполнять не только все основные и вспомогательные производственные операции, но и полностью осуществлять автоматическое управление и контроль за процессами, в том числе изменение по заданной программе параметров и вида продукции.
В строительстве и промышленности строительных материалов автоматизированы производственные процессы на асфальто- и цементобетонных заводах, заводах железобетонных изделий и домостроительных комбинатах, а также на строительных, дорожных машинах и оборудовании при выполнении отдельных, обычно основных, операций.
Средства автоматизации разделяют на устройства управления, защиты, регулирования и контроля. В каждой строительной и дорожной машине используются различные комбинации указанных видов устройств, однако основным направлением является автоматизация управления рабочими органами. Управление по степени участия в нем человека можно разделить на неавтоматическое, автоматизированное и автоматическое.
В строительных машинах используют автоматические ограничительные, предохранительные и учетные устройства, идет автоматизация и такой сложной цепи, как человек - рабочий орган машины - объект воздействия -привод машины. Так, например, работают автогрейдеры, снабженные системой «Профиль-2», обеспечивающей автоматическую стабилизацию положения отвала. В траншейных экскаваторах автоматизирован контроль направления и уклона дна траншеи, в скреперах и бульдозерах — управление процессом копания и т. п.
Сложнее автоматизировать монтажно-укладочные процессы, осуществляемые непосредственно при возведении объекта. Однако и здесь находят применение башенные краны с радиопрограммным управлением, бетононасосы с гидроприводом и телеуправлением операцией по укладке бетонной смеси и другие устройства.
На многих домостроительных комбинатах работают автоматизированные диспетчерские. Они обеспечивают контроль и обработку информации, регулируют изготовление деталей, транспортные и другие операции, подачу деталей на монтажные участки.
Строительный робот
В связи с развитием комплексной автоматизации в последнее время большое распространение в строительстве получают роботы и различные манипуляторы. Под манипулятором понимают механизм, осуществляющий под управлением оператора действия, аналогичные действиям руки человека. Строительный манипулятор не имеет в своей системе управления никаких вычислительных устройств. Однако для обеспечения ориентационного управления (т. е. точного позиционирования) в состав строительного манипулятора могут входить различные информационно-измерительные устройства (лазерные, телевизионные, радиоанализаторные). Строительный робот - это манипулятор с системой автоматического управления, программирование которым осуществляется посредством специальной рукоятки управления.
