Методические указания к лабораторным
Работам для студентов специальностей
«Строительство» и «Строительство уникальных сооружений»
Санкт-Петербург
Лабораторная работа № 2
ВИБРОПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ
Цель – изучение конструкции и работы вибропогружателей, экспериментальное определение зависимости скорости погружения от параметров свай и вибропогружателя.
Оборудование и инструменты:
1. Лабораторный стенд с комплектом сменных свай.
2. Комплект виброизмерительной аппаратуры ВИ6-6ТН, секундомер и тахометр.
3. Штангенциркуль и линейка металлическая.
4. Видеокамера, компьютер, флэш-драйв (емкостью более 1 Гб).
5. Штатив универсальный для крепления видеокамеры.
Рис. 1.Внешний вид стенда
 |
Рис. 2. Схема стенда
Устройство и принцип действия стенда
Стенд состоит из П-образной рамы I, вибропогружателя 2, ручной лебедки 3 с канатом 4, емкости 5 с грунтом и комплекта свай (рис.1).
Вибропогружатель с приводом от электродвигателя и двумя клиноременными передачами имеет механический вибратор с дебалансами: подвижными (способными поворачиваться относительно вала) и неподвижными (жестко закрепленными на валу). Амплитуда колебаний регулируется в широких пределах за счет поворота подвижных дебалансов относительно неподвижных и фиксации заданного положения с помощью подпружиненных штифтов. Для заглубления применяются металлические круглого сечения сваи разного диаметра, полые для изменения их массы.
Техническая характеристика стенда
Мощность электродвигателя, Вт……………………….270
Частота вращения вала электродвигателя, мин-1 ………1600
Диаметр шкивов привода вибратора, мм:
I-я передача 63, 100, 120 и 87, 56, 45
2-я передача 80, 88, 94 и 80, 73, 63
Диаметр свай, мм ………………………. 34, 48, 60
Масса стенда, кг………………………….300
Методика выполнения работы
1. Приготовить грунт в емкости. Он должен быть однородным без пустот.
2. Изучить устройство и принцип действия стенда, при этом особое внимание обратить на конструкцию вибратора с подвижными дебалансами.
3. Начертить схему стенда, таблицу для занесения измерений.
4. Установить в оголовке погружателя сваю минимального диметра и заглубить ее вручную на 100 мм. Сваи должны иметь разметку через каждые 100 мм длины.
5. Установить штатив около емкости с грунтом и зафиксировать на нем видеокамеру.
6. Включить видеокамеру.
7. Включить электродвигатель привода и фиксировать секундомером время заглубления каждых 100 мм длины сваи. Результаты записать в таблицу.
По окончании погружения последней сваи снять видеокамеру со штатива, информацию перевести на компьютер, обозначив файлы следующим образом: С34 (свая, диаметром 34 мм), С48 и С60. Для дальнейшей обработки результатов необходимо эту информацию записать на флэш-драйв.
8. Студенты, получив информацию на флэш-драйв, переписывают ее на свой компьютер. При обработке информации необходимо открыть тот или иной файл, обозначающий сваю определенного диаметра и в ручном режиме прокрутить файл в программе просмотра видеофильмов _ QuickTime Player с тем, чтобы определить время погружения сваи, пользуясь встроенным в программу секундомером. Сравнить полученные результаты с временем, зафиксированным ручным секундомером.
9. а) определить передаточные отношения клиноременных передач путем замера диаметров их шкивов, и далее, исходя из частоты вращения электродвигателя, определить частоту колебаний вибратора;
б) определить величину амплитуды колебаний сваи при помощи комплекта виброизмерительной аппаратуры ВИ6-6ТН.
10. Рекомендуется сваю диаметром 60 мм заглублять в центр емкости, а диаметром 48 и 34 мм по ее углам.
11. По результатам работы начертить графики зависимости времени заглубления t сваи от глубины h для каждой сваи 
.
12. Для дополнительного изучения процесса вибропогружения свай рекомендуется приведенную методику использовать для построения графиков зависимости времени погружения от амплитуды А колебаний: 
.
О т ч е т
1. Цель лабораторной работы.
2. Схема стенда.
3. Таблица результатов.
| Диаметр | Глубина погружения сваи | |
| свай, мм | h, мм | t, сек. |
1. Построение графиков.
5. Выводы.
Лабораторная работа №3
ЩЕКОВАЯ ДРОБИЛКА
Цель – изучение конструкции и работы щековой дробилки со сложным качанием щеки, определение производительности, степени измельчения и зернового состава продуктов дробления.
Рис. 1. Внешний вид стенда
Оборудование и инструменты:
1. Лабораторная щековая дробилка.
2. Блок электроприборов.
3. Комплект калиброванных щупов для установки разгрузочной щели.
4. Нутромер и линейка металлическая
5. Весы ВНЦ-200 и комплект сит
6. Емкости для материала.
7. Секундомер.
Щековая дробилка (рис. 2) со сложным качанием щеки состоит из корпуса (на кинематической схеме не показан) с неподвижной щекой 1, подвижной щеки 2, эксцентрикового вала 3, приводимого во вращение клиноременной передачей 4 от электродвигателя 5, установленного на раме 6.
Рис. 2. Кинематическая схема стенда
В нижней части подвижная щека опирается на распорную плиту 7 При помощи винтовой пары 9 устанавливается ширина выходной щели е. Подпружиненная тяга 10 постоянно удерживает подвижную щеку в контакте с распорной плитой.
Включенный электродвигатель 5 через клиноременную передачу 4 приводит во вращение эксцентриковый вал 3, который соединен с подвижной щекой 2, совершающей качающее движение. Исходный материал, падающий в приемное отверстие, подвергается дроблению и истиранию между неподвижной 1 и подвижной 2 щеками. В результате каждого хода подвижной щеки из камеры дробления разгружается объем готового материала с высотой призмы h. Высота призмы определяется по формуле
,
где 
– ход подвижной щеки; 
– угол захвата.
Техническая характеристика
Размер приемного отверстия, мм:
ширина……………………………………….70
длина……………………………………… 100
Длина камеры дробления, мм ………………………….210
Максимальная ширина выходной щели, мм …………..10
Мощность электродвигателя, кВт ……………………..1,1
Частота вращения вала электродвигателя, мин-1……..930
Габаритные размеры, мм:
ширина………………………………………. 400
высота………………………………………… 800
длина…………………………………………. 880
Масса, кг……………………………………………….. 200
Методика выполнения работы
1. Изучить устройство и принцип действия дробилки, в отчете начертить ее схему.
2. Приготовить по три навески кирпичного и гранитного щебня по 1 кг каждая.
3. При помощи щупа установить минимальный размер выходной щели е. Измерить величину хода подвижной щеки S на выходе продукта дробления, а также записать значение длины загрузочного отверстия в.
4. Произвести дробление по одной навеске кирпичного и гранитного щебня с выбранным размером выходной щели. Записать в таблицу время и усилие дробления каждой навески исходного продукта.
5. По известному времени дробления определить производительность дробилки в каждом эксперименте. Определить производительность, т/ч для сравнения по эмпирической формуле
,
где 
- параметры дробилки, м; 
- коэффициент,
зависящий от длины разгрузочной щели. 
¸ 
– для лабораторной дробилки.
6. Построить график зернового состава продуктов дробления. Для этого готовый продукт каждой навески просеивается на ситах с отверстиями 1,25; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0 мм. Фракция продукта каждого размера взвешивается и записывается в таблицу.
Определить средневзвешенный размер частиц, мм, готового продукта по формуле
,
где 
- средний размер частицы j-й фракции, мм; 
– весовое относительное содержание j-й фракции, %; j – количество фракций.
Подсчет 
рекомендуется производить следующим способом:
Верхнее сито 20 мм умноженное на количество процентов той массы материала, который на нем остался, плюс (20 + 10) поделенное на 2 и умноженное на количество процентов той массы материала, что остался на сите 10, плюс (10 + 5) поделенное на 2 и умноженное на количество процентов той массы материала, что остался на сите 5 и т.д. до поддона, а там (1,25 + 0) поделенное на 2 и умноженное на количество процентов материала в поддоне. Все это делится на 100.
На графике будет 3 значения i и 3 значения е.
На основании полученных результатов строятся графики зернового состава для различных значений е.
7. Определить важнейший показатель дробилки – степень измельчения - соотношением
,
где 
- средневзвешенный размер исходного продукта, мм.
О т ч е т
1. Цель лабораторной работы
2. Схема дробилки.
3. Результаты измерений и расчетов.
| е, мм | Материал |
|
| Массовое содержание
фракции
, г.
/ Относительное
содержание фракции ,%
| dcв, мм | i | Пэксп., т/ч | Прасч.., т/ч | |||||
| Размер фракции, мм | |||||||||||||
| > | +10 | +5 | 5+ | 2+ 1,25 | < 1,25 | ||||||||
| гранит | |||||||||||||
| кирпич | |||||||||||||
4. Графики зернового состава продукта дробления для различных значений е
5. Графики зависимости экспериментальной производительности и степени дробления от размера разгрузочной щели 
; 
.
6. Выводы.
Лабораторная работа №1.
Землеройные и
землеройно-транспортные машины
Цель – изучение процесса резания грунта в лабораторных условиях, определение изменения сопротивлении в зависимости от вида резания и толщины стружки при постоянной плотности грунта.
Оборудование и инструменты для выполнения работы:
1. Универсальный землеройный стенд.
2. Виброплита для уплотнения грунта.
3. Видеокамера, компьютер, флэш-драйв (емкостью более 1 Гб).
4. Метр металлический, скребок и совковая лопата.
Рис. 1а. Внешний вид стенда.
Рис. 1б. Ковш и подвеска ковша крупным планом.
1. Упор боковой
2. Связь с карданными шарнирами.
3. Плита нижняя
4. Ковш
5. Плита верхняя
6. Стопорный механизм перемещения нижней плиты
7. Рукоятка стопорного механизма перемещения нижней плиты
8. Плита вертикальная
9. Кронштейн видеокамеры
10. Упор задний
11. Вилка крепления динамометра
12. Вилка штанги нижней плиты
13. Штанга нижней плиты
14. Динамометр
15. Пята крепления видеокамеры
16. Сцепное устройство подвижного элемента динамометра.
Рис. 2. Гидрокинематическая схема стенда:
Н1, Н2 – гидронасосы; Б1, Б2 – гидробаки; КП1, КП2, КП3 – клапаны предохранительные; Р – распределитель; Д – дроссель; КО1, КО2 – клапаны обратные; ГМ1, ГМ2 – гидромоторы; 1 – насосная станция; 2 – портал; 3 – траверса; 4 – каретка; 5 – рукоятка; 6 – грунтовой канал; 7 – коническая зубчатая передача; 8 – винт; 9 – ползун; 10 – корпус датчика силы давления; 11 – ковш; 12 – редуктор; 13 – вал; 14 – шестерня; 15 – рейка; 16 – опорный каток.
