Главная страница
Навигация по странице:

  • 1 ОБЪЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА 1.1 Объект природопользования с позиций природообустройства

  • 1.2 Объекты и виды природообустройства

  • 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МАШИНАХ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА 2.1 Классификация и основные требования к машинам

  • Машины циклического действия

  • Машины непрерывного действия

  • Конструктивные требования

  • Технологические требования

  • Эксплуатационные требования

  • Экономические требования

  • Патентно-правовые требования

  • Машины и оборудование - учебное пособие. 2225 Министерство транспорта Российской Федерации фбоу впо новосибирская государственная академия водного транспорта кафедра водных путей и гидравлики 502 г 407 Т. И. Герус машиныиоборудовани е для природообустройства и водопользования (Учебное пособие)


    Скачать 11.19 Mb.
    Название2225 Министерство транспорта Российской Федерации фбоу впо новосибирская государственная академия водного транспорта кафедра водных путей и гидравлики 502 г 407 Т. И. Герус машиныиоборудовани е для природообустройства и водопользования (Учебное пособие)
    АнкорМашины и оборудование - учебное пособие.doc
    Дата15.05.2017
    Размер11.19 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаМашины и оборудование - учебное пособие.doc
    ТипУчебное пособие
    #7619
    страница1 из 13
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

    2225 *

    Министерство транспорта Российской Федерации

    ФБОУ ВПО

    НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

    ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

    Кафедра водных путей и гидравлики

    502

    Г 407

    Т.И. Герус

    М А Ш И Н Ы И О Б О Р У Д О В А Н И Е

    ДЛЯ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА И ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

    (Учебное пособие)

    Новосибирск

    2012

    УДК 502.3 (07)

    Г 407

    Герус Т.И. Машины и оборудование для природообустройства и водопользования

    (учебное) /Новосибирск: Новосиб. roc. акад. водного трансп. 2012. – с.

    Учебное пособие содержит сведения по машинам и оборудованию, применяемым для природообустройства и охраны окружающей среды. Машины сгруппированы по производственному назначению. По каждой группе представлены наиболее характерные типы машин, дающие представление о состоянии и направлении развития механизации данного вида работ.

    Рассмотрены назначение машин и оборудования, области их рационального использования, классификация, устройство и рабочие процессы.

    © Новосибирская государственная


    академия водного транспорта. 2012

    © Герус Т.И., 2012

    ВВЕДЕНИЕ

    Природообустройство – это система мероприятий, направленных на восстановление окружающей природной среды, подвергнувшейся антропогенному воздействию или нарушенной в результате чрезвычайных экологических ситуаций.

    Процесс защиты окружающей среды – это, прежде всего, комплекс мер по усилению сопротивляемости среды агрессивному воздействию.

    К источникам антропогенного загрязнения относятся тепловые и энергетические установки, работающие на жидком или твердом топливе, различные промышленные предприятия, автомобильный, железнодорожный, воздушный и водный транспорт.

    1 ОБЪЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

    1.1 Объект природопользования с позиций природообустройства

    Процесс взаимоотношения человека и природы в значительной степени
    отражают два основных понятия «природопользование» и
    «природообустройство».

    Природопользование это извлечение из
    природных объектов вещества, энергии и информации, необходимых в
    общественном процессе, а также их использование для размещения газообразных, жидких, твердых, неорганических и органичесих отходов антропогенной деятельности.

    Природообустройство этоинженерно-техническая
    деятельность, направленная на рациональное, экологически безвредное
    использование земельных и водных ресурсов, придания их компонентам новых свойств, повышающих ценность природной среды, осуществление ее охраны.

    Природопользование, с позиций природообустройства, разделяют на земле-, водо-, недро- и воздухопользование, которым соответствуют следующие объекты природообустройства: земли (территории), водные объекты, недра, приземные слои атмосферы.

    Землепользование бывает сельскохозяйственным (посевы, животноводческие фермы, аграрная инфраструктура); лесохозяйственным с его инфраструктурой; водохозяйственным (размещение искусственных водных объектов). Оно может быть урбанистическим (размещение населенных пунктов), индустриальным (объекты промышленности, транспорта и связи); природообустроительным и природоохранным размещение объектов природообустройства (инженерно-мелиоративных, инженерно-экологических, обводнительных, водохозяйственных и иных систем), элементов экологической инфраструктуры.

    Можно его использовать и для размещения отходов антропогенной деятельности: терриконы, отвалы, хвостохранилища, свалки или полигоны хранения отходов. Оно может быть также рекреационным, оздоровительным, историко-культурным, научным и оборонным /2/.

    Указанные виды землепользования подразделяются на более мелкие таксономические единицы. Так, водопользование включает: водоснабжение населенных пунктов и промышленности; ирригационное; гидроэнергетическое (в т.ч. приливные ГЭС). Входят сюда транспортное (судоходство, сплав леса); рыбохозяйственное рекреационное, оздоровительное, размещение стоков и отходов антропогенной деятельности, а также оборонное разновидности водопользования.

    Более подробные классификаций видов природопользования и природных ресурсов, их характеристика рассмотрена в специальных учебниках и научной литературе, например в монографии Н.Ф. Реймерса /3/.

    1.2 Объекты и виды природообустройства

    Природообустройство призвано повышать эффективность природопользования, восстанавливать нарушенные природные объекты, защищать человека и природу от стихийных бедствий. Оно включает:

    мелиорации земель разного назначения: сельскохозяйственных, водного и лесного фондов, поселений, промышленности, транспорта, связи, а также историко-культурного, научного, рекреационного, оздоровительного и оборонного назначения;

    рекультивацию земель –восстановление свойств компонентов природы и самих компонентов, нарушенных человеком или загрязненных в процессе природопользования.

    Она объединяет полный комплекс горнотехнических, инженерно-строительных, мелиоративных, сельскохозяйственных, лесокультурных, озеленительных работ, направленных на восстановление продуктивности и ценности нарушенных и отработанных земель, улучшения экологического состояния окружающей природной среды;

    природоохранное обустройство территорий: борьба с водной и ветровой эрозией, восстановление естественной гидрографической сети, водоохранных зон. Включает оно и защиту от природных стихий – наводнений, затоплений, потоплений, размыва берегов, оползней и селей.

    Природообустройство – это особый вид деятельности, отличающийся от природопользования. Глубоко вмешиваясь в природные процессы, оно вызывает изменение в развитии и функционировании природных систем, сопровождающихся расходованием большого количества материальных, энергетических, трудовых и денежных ресурсов.

    Отличие природообустройства от природопользования заключается также в объекте и средстве труда. При природообустройстве важно четко обозначить объект трудовой деятельности, что имеет не только методологическое, но и практическое значение.

    Так, человек, построив на реке плотину, с целью сделать ее судоходной, не только изменил уровень воды на отдельном участке реки, но и повлиял на прилегающие земли, подтопив их, изменил температурный режим воды в реке и пр. Значит необходимо рассматривать целостные геосистемы, из которых состоят обустраиваемые земли.

    Объектом природообустройства, таким образом, должна быть такая геосистема, в пределах которой непосредственно проявляются осуществляемые преобразования для конкретного природопользования.

    При проведении преобразований необходимо учитывать межсистемные связи, отслеживая ближние и дальние последствия природообустройства на соседние геосистемы.

    Природообустройство – важный элемент национальной безопасности страны, характеризующий состояние защищенности здоровья, жизни, прав человека, интересов и ценностей общества и государства от различных ущербов.

    Оно ставит перед собой прямые задачи, имеющие отношение к природоресурсной, энергетической, продовольственной безопасности, безопасности в сфере прав человека, экологии и здравоохранения /2/.

    2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МАШИНАХ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

    2.1 Классификация и основные требования к машинам

    природообустройства

    Машина – это устройство, совершающее полезную работу, преобразуя один вид энергии в другой. Она включает несколько механизмов, объединенных общим корпусом, рамой или станиной, предназначенных для выполнения определенной работы.

    Механизм – это совокупность подвижно соединенных звеньев, способных совершать определенные движения под действием приложенных сил.

    На машины устанавливают или навешивают рабочее оборудование,с помощью которого выполняются технологические операции. Машины, на которых монтируют рабочее оборудование, называют базовыми. Некоторые виды рабочего оборудования могут функционировать самостоятельно без базовых машин.

    Машины природообустройства и защиты окружающей среды классифицируют по видам выполняемых работ:

    – проведение мелиоративных работ;

    – выполнение рекультивационных работ;

    – обустройство и защиты лесов;

    – благоустройство городских территорий в разное время года;

    – оборудование и озеленение городских территорий;

    – защита окружающей среды и т.д.

    Каждая группа машин подразделяется на подгруппы. Например, среди машин для благоустройства городских территорий зимой – это снегоочистители, льдоскалыватели, специализированные погрузчики, оборудование для дробления и растапливания льда и др.

    Внутри подгруппы машины делятся на типы, которые отличаются друг от друга конструкцией отдельных узлов или всей машины в целом. Так, снегоочистители по типу рабочего органа бывают плужные, плужно-роторные, шнекороторные, фрезерные и фрезерно-роторные.

    Внутри каждого типа машины разделяют на типоразмеры (модели), различающиеся между собой техническими характеристиками: производительностью, размерами рабочего органа, массой, габаритами, мощностью и т.д., но они близки по конструкции.

    По режиму работы машины бывают циклического (периодического) и непрерывного действия /1/.

    Машины циклического действия – это, например, одноковшовые погрузчики, подметально-уборочные машины, мусоровозы. Они выполняют все операции в конкретной последовательности, повторяя их через определенные промежутки времени.

    Машины непрерывного действия – многоковшовые погрузчики и пневмотранспорт твердых бытовых отходов (ТБО). Такие машины все операции осуществляют одновременно: загрузка, транспортировка, выгрузка и т.д.

    Преимуществом машин циклического действия является их универсальность и пригодность к работе в различных условиях, а машин непрерывного действия – более высокая производительность и лучшая приспособленность к автоматизации их работы.

    По степени подвижности машины бывают подвижные, переносные и стационарные. Подвижные машины в зависимости от способа агрегатирования различаются на самоходные, полуприцепные и прицепные.

    Любая самоходная машина является системой, включающей шесть основных элементов:

    рама или станина, являющаяся базой для установки всех узлов и агрегатов машины;

    силовое оборудование – источник или преобразователь энергии в механическую работу;

    ходовое оборудование служит для передвижения машины в транспортном и рабочем режимах, передает на опорную поверхность нагрузки от силы тяжести и внешних воздействий со стороны обрабатываемой среды, обеспечивает устойчивость машины;

    трансмиссия передает движение от двигателя к рабочему органу, ходовому оборудованию и другим исполнительным механизмам;

    рабочее оборудование выполняет технологическую операцию и взаимодействует с обрабатываемой средой;

    система управления осуществляет управление и регулирование режима работы, выполняет запуск и остановку силового оборудования, соединяет и разъединят силовое оборудование с трансмиссией.

    Двигатели машин по виду силового оборудования бывают: внутреннего сгорания, электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные – дизель-электрические, дизель-гидравлические, электропневматические и др.

    По типу ходового оборудования различают машины на пневмоколесном и гусеничном ходу.

    Машины по системам управления бывают с автоматическим и ручным управлением, а по способу передачи к исполнительному механизму энергии – механические, гидравлические, пневматические и электрические. Имеются машины и с комбинированным управлением.

    По степени универсальности машины бывают универсальными, оснащенными различными видами сменного оборудования и приспособлений для выполнения разнообразных технологических операций, и специальными, с одним видом рабочего оборудования, выполняющий один специальный вид работ. В определенных условиях последние обеспечивают более высокие технико-экономические показатели /1/.

    Машины, используемые для выполнения работ по природообустройству и защите ОПС, должны обеспечивать необходимую производительность, перемещаться по дорогам с покрытием и без него в любое время года с различными погодными условиями и быть экологически безопасными.

    Все требования, предъявляемые к этим машинам, можно подразделить на конструктивные, технологические, эксплуатационные, экономические, патентно-правовые и социальные.

    Конструктивные требования сводятся к тому, что машина при заданных условиях работы должны выполнять определенные функции и соответствовать современным стандартам. Она должна также быть на уровне лучших отечественных и зарубежных образцов, отличаться прочностью и надежностью в работе, быть высокопроизводительной.

    Технологические требования предусматривают простоту, удобство, низкую стоимость изготовляемых деталей и их сборки (с использованием прогрессивных технологий), а также машины в целом. Ремонтная технологичность (ремонтопригодность) машины предусматривает удобство замены узлов и агрегатов, унификацию и иные вопросы организации ремонта. Унификация оборудования способствует широкому кооперированию и облегчает поставку запасных частей.

    Эксплуатационные требования предусматривают исключение затруднений при техническом обслуживании (смазывание, регулировка, заправка и т.д.) и монтажно-демонтажных работах при замене деталей, сборочных единиц и агрегатов. При эксплуатации машин и иной техники необходимо предусматривать вопросы, связанные с ОПС.

    Экономические требования включают снижение стоимости самой машины, ее эксплуатации и стоимости единицы вырабатываемой продукции, ее экономической себестоимости.

    Патентно-правовые требования предусматривают чистоту (оригинальные решения в конструировании машины) и защиту (заявки на изобретения и патенты) машин, являются важнейшими критериями для определения их конкурентоспособности на внутреннем и зарубежных рынках.

    Социальные требования включают безопасность труда при эксплуатации машины (водителя, оператора), удобство ее управления и обслуживания, а также автоматизацию процессов управления и контроля.

    Решение этих задач тесно связано с выполнением эргономических требований к конструкциям машин. Эргономика (от греч. еrgon – работа, monos – закон) – это наука, занимающаяся проблемами взаимодействия человека с машиной и окружающей средой в трудовом процессе. Ее основная цель – создания для человека условий, обеспечивающих безопасность для его здоровья при высокой производительности труда.

    Современная машина должна удовлетворять требованиям санитарных норм по уровню вибрации, шума, загазованности рабочего места водителя. Необходимо наличие легкого механизированного или автоматического управления, удобного, мягкого и регулируемого сидения и устройства безопасности при ударах и опрокидывании машины.

    Машина должна обеспечивать хороший обзор фронта работ с места водителя, а также достаточную освещенность рабочих органов и объекта работы в ночное время. Машинист должен видеть дорогу перед машиной на расстоянии 3 м при угле обзора вперед не менее 220о.

    Кабина должна быть оснащена приточно-вытяжной вентиляцией с фильтрами для очистки воздуха от пыли, защитой всех окон от пыли, грязи, дождя, снега и пр., противосолнечными козырьками, зеркалами бокового и заднего вида. Необходимо наличие обогрева в холодное время суток и года, огнетушителя, вещевого ящика, термоса для воды, индивидуальной аптечки и вешалки для одежды водителя. Для работы в условиях жаркого и тропического климата кабину оборудуют кондиционером.

    В работы в городских условиях к машинам предъявляются повышенные требования:

    маневренность – способность машин работать в стесненных условиях, что зависит от ее габаритов и радиусов ее поворотов;

    мобильность зависит от способности машины быстро перемещаться от объекта к объекту и времени, затрачиваемого перевод машины из транспортного в рабочее положение и обратно;

    устойчивость: способность машины противостоять действию опрокидывающих ее сил: она – чем ниже центр тяжести, тем она устойчивее. Это особенно важно при движении на подъемах, спусках и косогорах;

    надежность – свойство, обусловленное безотказностью и долговечностью машины;

    безотказность – свойство машины, позволяющее ей непрерывно сохранять рабочее состояние без вынужденных перерывов в работе;

    долговечность – сохранение работоспособного состояния до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта;

    – работоспособность – способность нормального функционирования с сохранением заданных параметров;

    ремонтопригодность приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей посредством технического обслуживания и ремонта. Унификация узлов и деталей машины снижает ее себестоимость и улучшает качество ремонта;

    Унификация – рациональное сокращение числа объектов одинакового функционального назначения. С этим тесно связано понятие агрегатирование – метод компоновки машин из унифицированных изделий;

    сохраняемость – исправность и работоспособность машины в течение и после срока хранения и транспортирования.

    Современные тенденции развития машин для природообустройства и охраны ОПС включают все перечисленные требования /1/.

    2.2 Базовые машины

    Большая часть машин, используемых для природообустройства и защиты ОПС, представляет собой специализированное оборудование, смонтированное на базе грузовых автомобилей, тракторов, самоходных шасси, тягачей или мотоблоков.

    Грузовые автомобили по назначению подразделяются на автомобили общего назначения, автомобили-самосвалы и специализированные.

    По грузоподъемности они бывают: малой – 0,75-2,00 т, средней – 2,5-5,0, большой – 5-10, особо большой – свыше 10 т грузоподъемности.

    На автомобилях устанавливают бензиновые, дизельные и газотурбинные двигатели, последние – на автомобилях с наиболее высокой грузоподъемностью.

    Основным параметром автомобиля, определяющим конструкцию его основных узлов, является нагрузка на ведущий мост. Для дорог с обычным и усовершенствованным покрытием нагрузка на ось составляет 60 и 100 кН соответственно.

    Для обозначения грузовых автомобилей используют колесную формулу, включающую две цифры первая – количество колес, вторая – ведущих колес (двойные скаты считают за одно колесо). Формула у обычного грузового автомобиля 4 х 2, трехосного с двумя ведущими осями – 6 х 4, трехосного с тремя ведущими – 6 х 6.

    Автомобили общего назначения – это грузовые автомобили с кузовом в виде открытой платформы с бортами (рисунок 2.1 а, д), автомобили с повышенной проходимостью со всеми ведущими колесами (рисунок 2.1 б, е) и автомобили-тягачи (рисунок 2.1, в), оборудованные прицепами, полуприцепами и роспусками. Автомобиль или тягач в сцепе с прицепом или полуприцепом называют автопоездом. С 22 /1/


    Рисунок 2.1 – Грузовые автомобили: а – с открытой платформой и бортами; б – повышенной проходимости; в – тягач с седельным устройством; г – самосвал; д – кинематическая схема грузового автомобиля с колесной формулой 4 х 2; е – кинематическая схема грузового автомобиля с колесной формулой 6 х 6 /1/
    Взаимосвязь элементов машины, а также способность и последовательность передачи движения от двигателя к ходовой части, рабочим органам и иным механизмам изображают в виде кинематической схемы. Кинематические схемы грузовых автомобилей общего назначения показаны на рисунке 2.1, д (колесная формула 4 х 2) и рисунке 2.1, е (колесная формула 6 х 6).

    Крутящий момент от двигателя – 1 к ведущим колесам – 8 (рисунок 2.1, д) передается с помощью трансмиссии, включающей коробку передач – 3, передающей измененный крутящий момент на карданный вал – 4, главную передачу – 5, увеличивающую крутящий момент, дифференциала – 6. Это позволяет полуосям – 7 ходовых колес вращаться с различной угловой скоростью при движении автомобиля по кривым и неровным поверхностям.

    Плавное соединение работающего двигателя с трансмиссией и быстрое разъединение с ней осуществляется с помощью дисковой фрикционной муфты – 2. Главная передача, дифференциал и полуоси, заключенные в общий кожух, образуют задний ведущий мост.

    Эксплуатируемые всесезонно и при любой погоде грузовые машины отличаются повышенной проходимостью. Они имеют два (передний и задний) или три (передний и два задних) ведущих моста.

    В трансмиссии автомобиля с тремя ведущими мостами (рисунок 2.1, е) движение на передний ведущий мост – 7 и на два задних моста – 6 передается от раздаточной коробки – 5 с помощью карданных валов 4. Увеличение числа ведущих осей повышает проходимость машины, но усложняет конструкцию, повышает массу и стоимость автомобиля.

    Механизмы управления автомобиля включают рулевое управление и тормозную систему. Первое – служит для поворота управляемых колес – 9 (рисунок 2.1, д). На тяжелых машинах в управлении используют гидроусилители, снижающие усилие на рулевом колесе. Вторая – служит для принудительного снижения скорости движения автомобиля и удержания его на месте на уклоне.

    Отечественные бортовые автомобили имеют грузоподъемность 0,8-14,5 т при мощности двигателя 55-220 кВт.

    На раме тягача устанавливают опорно-сцепное устройство («седло»), на которое опирается передняя часть полуприцепа (см. рисунок 2.1, в). Опорно-сцепное устройство – 5 – круглая пята с отверстием в середине, в которое вставляют сцепной шкворень полуприцепа.

    Седельные автотягачи могут работать с полуприцепами грузоподъемностью 4-25 т. Повышение грузоподъемности за счет полуприцепов увеличивает длину и значительно снижает маневренность автомобиля. Однако использовать полуприцепы выгодно при хороших погодных условиях и длинных перегонах.

    В городском хозяйстве широко распространены автомобили-самосвалы (см. рисунок 2.1, г), изготовляемые на базе автомобилей общего назначения. Они используются для перевозки камня, бетона, грунта, строительного мусора и иных материалов, не повреждающихся при разгрузке сбрасыванием. Разгружается кузов чаще всего наклоном назад до 600.
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
    написать администратору сайта