431

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Н.М. Плотников

АВТОМАТИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН И ПРОЦЕССОВ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям по дисциплине Б.1.В.ДВ.3.2

«Автоматизация строительных машин и процессов» для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство,

профиль Теория и практика организационно-технологических решений возведения и реконструкции зданий и сооружений

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК 624.014 (075)

Плотников Н.М. Автоматизация строительных машин и процессов. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / Н.М. Плотников; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т

– Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 8 с; 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

Приведены рекомендации по изучению курса лекций и подготовке к практическим занятиям по автоматизации строительных машин и процессов. Предназначено обучающимся в ННГАСУ магистрантам для подготовки к лекционным и практическим занятиям по учебной дисциплине «Автоматизация строительных машин и процессов» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Теория и практика организационно-технологических решений возведения и реконструкции зданий и сооружений.

3

Введение.

В своей практической деятельности магистр направления 08.03.01 Строительство, профиль Теория и практика организационно-технологических решений возведения и реконструкции зданий и сооружений может встречаться с возведением конструкций, зданий, сооружений, либо их эксплуатацией. Во всех этих случаях ему наряду с решением организационно-технологических задач необходимо иметь четкое представление о парке современных строительных машин и оборудования, а также о уровне их автоматизации.

Оснащение современных строительных машин и технологических процессов средствами автоматизации позволяет резко увеличить производительность труда, сократить сроки строительства, улучшить качество строительной продукции и существенно облегчить условия труда строителей. Изучив курс “ Автоматизация строительных машин и процессов” студент должен овладеть навыками рационального и обоснованного выбора комплекта строительных машин и оборудования, в достаточном объеме оснащенных современными средствами автоматики, а также принципы функционирования систем автоматического управления машинами и процессами.

Изучению курса автоматизация строительных машин и процессов должно предшествовать изучение следующих дисциплин: физика, сопротивление материалов, теоретическая и строительная механика, строительные материалы, электротехника и электроника, строительные машины и оборудование.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для магистрантов 2 курса (3 семестр) ННГАСУ в помощь при изучении курса лекций и подготовке к практическим занятиям, на которые преподавателю в соответствии с действующим учебным планом выделено: 36 академических часов лекций и 16 часов практических занятий. Исходя из выделенного объема аудиторных часов в учебно-методическом пособии изложены основные рекомендации для студентов по освоению следующих тем курса:

1.Введение. Общие определения. Классификация автоматических систем.

2.Основные принципы управления.

3.Объекты управления и их свойства.

4.Технические средства автоматизации.

5.Автоматизация землеройно-транспортных машин.

6.Автоматизация землеройных машин.

7.Автоматизация машин для уплотнения грунтов.

8.Автоматизация грузоподъемных машин.

9.Автоматизация процессов приготовления бетонных и растворных смесей.

10.Автоматизация процессов тепловой обработки железобетонных изделий.

Тема 1. Введение. Общие определения. Классификация автоматических систем.

Приступая к изучению данного курса лекций и практических занятий, студент должен, как будущий магистр по направлению Строительство с профилем Теория и практика организационно-технологических решений возведения и реконструкции зданий

4

и сооружений понять, что современное строительное производство не возможно без применения строительных машин и оборудования с высоким уровнем автоматизации. Изучение основных терминов и понятий в области автоматики, знакомство с классификацией автоматических систем позволяет студенту усвоить их сущность, состав и роль в управлении строительными машинами и процессами, а также оценить их вклад в повышение эффективности строительного производства.

Тема 2. Основные принципы управления.

При освоении данной темы на лекциях студент должен ознакомиться с основными принципами автоматического управления, применяемыми в реальных системах автоматического управления строительными машинами и процессами.

Студент осваивает принципы управления:

-по отклонению;

-по возмущению;

-принцип комбинированно управления;

-принцип разомкнутого управления;

-принцип адаптивного управления;

Изучает структурные схемы, иллюстрирующие принципы, знакомится с отдельными элементами схем и их назначением и функциями в системах автоматического управления.

На практических занятиях студенты выполняют индивидуальные задания по рациональному применению принципов управления при проектировании разработке реальных систем автоматического управления строительными машинами и процессами.

Тема 3. Объекты управления и их свойства.

При освоении данной темы в ходе лекций студент знакомится с основными свойствами статических и астатических объектов управления.

Учащийся изучает особенности статических и динамических характеристик объектов управления, оценивает основные параметры объектов управления. Студент приходит к пониманию особенностей строительных машин и процессов, как объектов управления.

На практических занятиях студент выполняет индивидуальные задания по конкретным объектам управления.

Тема 4. Технические средства автоматизации.

Освоение данной темы магистрант начинает с знакомства с классификацией датчиков различных неэлектрических величин.

Он изучает физические принципы действия и конструктивное исполнение датчиков температуры, давления, расхода, уровня, линейных и угловых перемещений, частоты вращения, усилий в узлах машин.

Студент знакомится с другими элементами систем автоматического управления; задающими устройствами и элементами сравнения, усилителями, исполнительными механизмами и регулирующими органами.

Ознакомившись с номенклатурой, принципом действия и техническим устройством современных средств автоматизации учащийся приобретает необходимые знания и

5

навыки для основ проектирования и эксплуатации технических средств автоматизации, строительных машин и процессов.

Тема 5. Автоматизация землеройно-транспортных машин.

При освоении данной темы в ходе лекций студент изучает основные принципы работы и конструктивное устройство систем автоматического управления бульдозерами и скреперами.

В процессе детального изучения структурных схем систем автоматического управления бульдозеров “ Копир-Стабилоплан” и скреперов “ Комбиплан-10ЛП” студент приобретает знания и навыки рационального применения строительных машин, оборудованных этими средствами автоматизации и оценивает эффективность использования их при производстве земляных работ.

На практических занятиях студенты в соответствии с индивидуальными заданиями выполняют рациональный выбор автоматизированных землеройно-транспортных машин, применительно к особенностям земляных сооружений.

Тема 6. Автоматизация землеройных машин.

При освоении этой темы на лекциях студент изучает принципы действия рабочего оборудования одноковшовых и многоковшовых экскаваторов.

Магистрант оценивает преимущества жесткой подвески рабочего оборудования землеройных машин, которое, в том числе, обеспечивает возможность автоматизации технологических процессов.

Задачами и целями автоматизации является позиционирование рабочего органа машины в пространстве, а также автоматическая стабилизация его в процессе выполнения земляных работ.

В процессе практических занятий студент выбирает оптимальный вариант землеройной машины, вид рабочего оборудования и комплект оборудования для автоматизации работ по разработке грунта.

Тема 7. Автоматизация машин для уплотнения грунтов.

При освоении этой темы магистрант должен понять её актуальность в условиях практического строительства, поскольку возведение зданий и сооружений на неуплотненных грунтах чревато неравномерной осадкой зданий, что может привести к их разрушению.

Студент должен методику технологий уплотнения грунтов в зависимости от их физико-механических характеристик, а также овладеть методикой выбора грунтоуплотняющих машин, с акцентом на машины виброуплотняющего действия. Магистрант должен усвоить, что машины для уплотнения грунтов вибрационного действия позволяют резко повысить производительность труда и согратить сроки выполнения работ.

6

На практических занятиях студенты выбирают грунтоуплотняющие машины с оптимальными режимами виброуплотнения, а именно частоты и амплитуды вибраций в зависимости от физико-механических характеристик грунтов.

Тема 8. Автоматизация грузоподъемных машин.

Освоение данной темы предусматривает изучение комплекса устройств, обеспечивающих безопасную эксплуатацию грузоподъемных машин.

Студент на основании знаний о конструкции, принципе действия и условий эксплуатации грузоподъемных кранов изучает методы и устройства безопасности для предотвращения аварийных ситуаций.

Предметом изучения являются ограничители линейных и угловых перемещений рабочего оборудования грузоподъемных машин, ограничитель грузоподъемности, токоподвод и защитное заземление, а также датчик анемометра.

На практических занятиях студенты знакомятся с реальными образцами технических средств автоматики безопасности, исследуют их технические характеристики и особенности конструктивного исполнения.

Тема 9. Автоматизация процессов приготовления бетонных и растворных смесей.

Освоение данной темы предусматривает детальное изучение студентом на лекциях технологии приготовления бетонных и растворных смесей для различных технологических задач, а также знакомство с современным оборудованием для реализации этих технологий.

Магистрант изучает смесители цикличного и непрерывного действия, гравитационного и принудительного перемешивания, особенности технологических процессов и оценивает возможности повышения эффективности технологических процессов на основе новых методов и средств автоматизации.

В результате сравнительного анализа не автоматизированной и автоматизированной технологии обучающийся приходит к логическому выводу, что автоматизированная технология позволяет повысить производительность процесса, улучшить качество смесей, сократить сроки цикла производства смесей.

На практических занятиях студенты в рамках индивидуальных заданий решают вопросы рационального выбора бетоносмесителей в зависимости от объемов и интенсивности бетонирования а также определяет необходимый уровень автоматизации и подбираю комплект технических средств автоматизации.

Тема 10. Автоматизация процессов тепловой обработки железобетонных изделий.

Будущий магистр приступающий к освоению данной темы в рамках лекционного курса должен понимать следующее: термовлажностная обработка железобетонных изделий является финишным этапом бетонных работ, который во многом определяет качество изделий и конструкций.

Проектирование и реализация графика термовлажностной обработки изделий в режиме ручного управления имеет ряд существенных недостатков, что отрицательно влияет на конечный продукт.

Существенно повысить качество железобетонных изделий и сократить сроки производства продукции возможно при применении автоматизированных технологий с применением оптимальных алгоритмов, реализованных на базе микропроцессорной управляющей техники.

7

На практических занятиях в рамках данной темы разрабатывают оптимальные графики термовлажностной обработки железобетонных изделий с использованием оригинальных компьютерных программ.

Все это подводит будущего магистра к следующему образовательному этапупреддипломной практике и работе над ВКР.

Самостоятельная работа студента. Студенту рекомендуется самостоятельно изучить следующие темы: тема 7. Автоматизация грузоподъемных машин, тема 9. Автоматизация процессов приготовления бетонных и растворных смесей.

Студент в процессе практических занятий регулярно представляет преподавателю выполненные индивидуальные задания по темам курса, а также представляет выполненную в соответствии с требованиями расчетно-графическую работу и защищает ее.

Результатом изучения данного лекционного и практического курса будущими магистрами является освоение компетенций, предусмотренных рабочей программой дисциплины.

Студент должен достичь понимания сущности, структуры, состава современного парка строительных машин и оборудования, возможности и средства автоматизации строительных машин и процессов, их устройство и принцип действия, а также уметь оценить экономическую эффективность оснащения строительных машин и оборудования средствами автоматизации.

Все это подводит будущего бакалавра к следующему образовательному этапупрохождению преддипломной практики и работе над ВКР.

Рекомендуемая литература

1. Атаев С.С., Луцкий С.Я., Бондарик В.А., Громов И.Н., Тихонов А.Ф., и др.

Технология, механизация и автоматизация строительства: Учеб. для вузов по спец. “ Экономика и упр. в стр-ве” / под ред. С.С. Атаева, С.Я. Луцкого. – М.: Высш. шк., 2000. – 592с.: ил.

2. Тихонов А.Ф. Автоматизация и роботизация технологических процессов и машин в строительстве. / Учебное пособие – М.: Издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 2005. – 464 с.

Дополнительная литература

1.Теличенко, В.И. Технология строительных процессов: в 2 ч. Ч. 1и 2: Учеб. Для строит. вузов // В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус – 2 изд., испр. и доп. М.: Высш.

шк.: 2005. – 392 с.: ил.

2.Александрова Н.Л. Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции[Текст]: учебное пособие / Н.Л. Александрова, В.П. Костров, Н.М. Плотников; Нижегород. гос. архит.– строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ 2009. – 107 с.