Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Воронежский государственный архитектурно-строительный университет"
Кафедра строительной техники и инженерной механики имени доктора технических наук, профессора Н.А. Ульянова
Строительные машины и оборудование
Методические указания к выполнению лабораторных работ
для студентов 3 курса заочной формы обучения
специальности 08.03.01
"Промышленное и гражданское строительство"
Воронеж 2016
УДК 621.8 (07)
ББК 39.3я73
Составитель В.Н. Геращенко
Строительные машины и оборудование: метод. указания к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курса факультета заочного обучения специальности 08.03.01 «Промышленное и гражданское строительство» / Воронежский ГАСУ; сост.: В.Н. Геращенко. - Воронеж, 2016 – 32с.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу строительные машины и оборудование для студентов 3 курса заочной формы обучения специальности 08.03.01 "Промышленное и гражданское строительство"
Ил. 17. Библиогр.: 7 назв.
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
УДК 621.8 (07)
ББК 39.3я73
Рецензент – Ю.В. Авдеев, канд. техн. наук, доцент кафедры автоматизации технологических процессов и производств Воронежского ГАСУ
Введение
Роль строительства была, есть и остаётся важной, ибо строительство в значительной степени обеспечивает развитие всех отраслей промышленного и сельскохозяйственного производства.
Сокращение доли ручного труда в строительном производстве связано с эффективным использованием средств механизации и автоматизации. От инженера - строителя требуется знание принципов действия основных устройств строительных машин, особенностей их работы, методов расчёта производительности и факторов, влияющих на неё, основ правильной эксплуатации.
В процессе выполнения лабораторных работ студенты закрепляют знания, полученные при изучении теоретического курса.
Данное методическое указание содержит 10 лабораторных работ. Каждая работа содержит: название работы; цель работы; общие сведения к выполнению работы; порядок проведения работы; эскизы и рисунки.
Инструкция по технике безопасности
К самостоятельной работе в лаборатории допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.
Запрещается самостоятельно включать рубильник распределительного щита.
Запрещается оставлять без присмотра включённые аппаратуру и оборудование.
Запрещается курить в помещении лаборатории.
Ответственность за соблюдение правил техники безопасности в лаборатории возлагается на зав. лабораторией.
Лабораторная работа № 1 Изучение соединений деталей машин и определение их параметров
Цель работы
Целью работы является изучение различных видов неподвижных соединений, нашедших применение в строительно-дорожных машинах, а также определение их основных параметров.
Общие сведения к выполнению работы
Совокупность деталей, образующих машину, создаётся при помощи подвижных и неподвижных соединений. Подвижные соединения обеспечивают требования кинематики машины; неподвижные соединения необходимы для расчленения машины при изготовлении, ремонте и транспортировании.
В машиностроении принято называть соединениями только неподвижные соединения, которые в свою очередь подразделяются на неразъёмные (не позволяющие разобрать соединения без разрушения) и разъёмные (разборка которых не требует разрушения). Наибольшее распространение в СМ получили резьбовые, шпоночные, шлицевые, заклёпочные и сварные [1, 2, 3, 4].
Виды разъёмных и неразъёмных соединений представлены на рис. 1.1.
Необходимо отметить, что прочностные качества узла в целом определяются нагрузкой наиболее слабого звена.
Расчет на прочность такого звена производится по формуле
где Р – действующая нагрузка в звене,
F – площадь, сечения воспринимающего эту нагрузку,
M – действующий в звене момент,
W – момент сопротивления сечения,
– допускаемые
напряжения на рассчитываемый вид
прочности, зависящие от материала.
Заклёпочные соединения
Заклёпочные соединения представлены на рис. 1.2. Они широко применяются в местах ярко выраженной вибрационной нагрузки (кораблестроение, самолётостроение) и там, где соединяются детали из трудносвариваемых и разнородных материалов. Такими узлами в СМ являются металлоконструкции, муфты сцепления, тормозные устройства и др.
Недостатком их является большая трудоёмкость процесса клёпки и большая металлоёмкость (вес) заклёпок в соединении, составляющая 3,5-4%. При диаметре заклёпок до 10 мм применяется холодная клёпка, свыше 10 мм горячая.
Рис. 1.1. Классификация соединений деталей
З
аклепки
рассчитываются на срез и смятие.
Формула расчета заклепочного соединения на срез:
где Р – действующая нагрузка;
i – количество заклепок, воспринимающих эту нагрузку;
d – диаметр заклепок;
Рис. 1.2. Заклепочные соединения
- допустимое напряжение на срез.
Формула расчёта заклёпочного соединения на смятие:
где
-
наименьшая толщина соединяемых деталей;
-
допустимое напряжение на смятие.
Сварные соединения
Преимущество сварных соединений (рис. 1.3) перед заклепочными заключается в уменьшении трудоёмкости процесса сварки и уменьшении металлоёмкости сварных швов (вес сварных швов в соединении составляет 1-1,5 %). По сравнению с литыми изделиями сварные соединения дают экономию металла до 40÷50 %.
Напряжения, действующие в сварном соединении, определяются приближённо по формуле
где
Р
- действующая нагрузка;
- длинна сварного шва; k
-
катет сварного шва.
Рис.1.3. Виды сварных соединений
Резьбовые соединения
К достоинствам резьбовых соединений (рис.1.4) относятся удобство сборки и разборки их.
Недостатком такого соединения является наличие концентратов напряжений по поверхностям соединяемых деталей.
Расчет на прочность резьбового соединения производится по формуле
где Р - действующая нагрузка в узле; z - количество болтов, воспринимающих нагрузку; р - допустимая удельная нагрузка на болт; d - диаметр болта.
Рис.1.4. Виды резьб
Расчёт шпоночного соединения
Шпоночное соединение (рис. 1.5) рассчитывается на срез и на смятие.
К
рутящий
момент, передаваемый шпоночным
соединением, определяется как произведение
силы на плечо:
где d - диаметр вала.
Рис. 1.5. Шпоночное соединение
Формула для определения напряжения на срез примет вид
где
в
–
ширина шпонки;
– длина
шпонки;
- допускаемые напряжения на срез.
Напряжения на смятие определятся формулой
где
h
– высота шпонки;
- допускаемое напряжение на смятие.