Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2015 в 17:42, курсовая работа
Машины для бурения скважин в грунте и выполнения грузоподъемных и монтажных работ называют бурильно-крановыми. Бурильно-крановые машины относятся к классу строительно-дорожных машин и часто применяются в повседневной жизни.
Бурение скважин применяют для установки опор, свай, столбов, стоек при строительстве и ремонте линий электропередач, радиотрансляционных, телеграфно-телефонных линий связи, возведении фундаментов различных сооружений, обустройстве дорог, мелиоративном строительстве, а также при посадке деревьев и кустарников.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………......2
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО БУРИЛЬНО-КРАНОВЫМ МАШИНАМ И ИХ АНАЛИЗ……………………………………………………………………3
1.1. Назначение, общее устройство и схема работы бурильно-крановой машины………………………………………………………………………….3
1.2. Классификация, индексация, основные параметры и технические характеристики моделей бурильно-крановых машин………………………14
1.3. Анализ существующей классификации бурильно-крановых машин и ее использование для идентификации выявленных моделей бурильно-крановых машин…………………………………………………………………………..17
2. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА БУРИЛЬНО-КРАНОВОЙ МАШИНЫ БКМ-305А МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ФИЗИЧЕСКОГО АНАЛИЗА…..21
2.1. Анализ назначения и технические функции машины и ее исходного и основных функциональных элементов………………………………………21
2.2. Анализ состава, назначения и связей элементов бурильно-крановой машины и построение КФС…………………………………………………..26
2.3. Анализ физических операций элементов машины и построение ПФС.32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………..37
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………..38
В индексе бурильно-крановых машин буквы указывают на принадлежность машины данной группе СДМ (БКМ), цифровая часть указывает на номер модели (305), буква следующая после цифровой части указывает на модернизацию машины (А).
1.3. Анализ существующей классификации машин данной группы и ее использование для идентификации выявленных моделей машин
Как рассмотрено в п.п.1.2, бурильно-крановые машины классифицируют по: типу привода бурильного и кранового оборудования; по типу несущего шасси машины; по виду исполнения бурильно-кранового оборудования; по возможности поворота рабочего оборудования.
Описание технических характеристик включает глубину бурения, диаметр скважины, угол бурения, грузоподъемность кранового оборудования, наибольшую высоту подъема крюка, максимальный вращающий момент на буре, максимальное усиление подачи, частоту вращения, тип привода вращения бура, тип бурильного инструмента, техническую производительность, опор в час, массу рабочего оборудования, массу общую, уип базовой машины, вид исполнения бурильно-кранового оборудования, возможность поворота рабочего оборудования.
Исходя из полного перечня признаков и технического описания создаем словарь признаков.
Словарь признаков включает: тип привода бурильного оборудования, тип несущего шасси, вид исполнения бурильно-кранового оборудования, возможность поворота рабочего оборудования. Таким образом, алфавит классов 4 признака.
По признаку «привод бурильного оборудования»:
По признаку «тип несущего шасси»:
По признаку «вид исполнения бурильно-кранового оборудования»:
По признаку «возможность поворота рабочего оборудования»:
Для отнесения моделей машин к полученным классам создадим решающие правила:
-если машина имеет механический привод вращения бура, то она относится к классу «механический привод»;
-если машина имеет гидравлический привод вращения бура, то она относится к классу «гидравлический привод»;
-если машина имеет смешанный привод вращения бура, то она относится к классу «смешанный (гидромеханический) привод»;
-если навесное оборудование крепится на автомобиль, то машина относится к классу «на базе автомобилей»;
-если навесное оборудование крепится на трактор, то машина относится к классу «на базе тракторов»;
-если навесное оборудование крепится на экскаваторе, то машина относится к классу «на базе экскаваторов»;
-если навесное оборудование крепится на стрелковый кран, то машина относится к классу «на базе стрелкового крана»;
-если навесное оборудование крепится на спец-шасси, то машина относится к классу «на базе спец-шасси»;
-если крановое и бурильное устройства совмещены, то машина относится к классу «совмещенное»;
-если крановое и бурильное устройства закреплены отдельно, то машина относится к классу «отдельные»;
-если бурильно-крановое оборудование закреплено на поворотном устройстве, то машина относится к классу «поворотные»;
-если бурильно-крановое оборудование закреплено неподвижно, то машина относится к классу «неподвижные»;
-если не установлено как бурильно-крановое оборудование закреплено на базовой машине, то машина относится к классу «не определено».
Результат идентификации приведен в таблице 1.3
Таблица 1.3 - Результат идентификации
Признаки |
Алфа- вит клас-сов |
Описание классов |
Условие попадания объекта в класс |
Результат идентификации |
привод бурильного оборудования |
1 |
механический |
если механический привод |
БКМ-2/1, 25; БКМ-2,5/2; БКМА-1/3,5. |
2 |
гидравлический привод |
если гидравлический привод |
БКМ-1501; БМ-2002; БМ-3002; БМ-4001. | |
3 |
смешанный (гидромеханический) привод |
если смешанный привод |
БМ-205Б; БМ-305А; БМ-302Б. | |
тип несущего шасси |
1 |
на базе автомобилей |
если автомобиль |
БМ-302Б; БКМА-1/3,5; БКМ-1501 |
2 |
на базе тракторов |
если трактор |
БМ-205Б; БМ-305А; БКМ-2/1, 25; БКМ-2,5/2 | |
3 |
на базе экскаваторов |
если экскаватор |
БМ-2001; БМ-2002; БМ-3002; БМ-4001 | |
4 |
на базе стреловых кранов |
если стреловой кран |
- | |
5 |
на базе спец-шасси |
если спец-шасси |
- | |
вид исполнения бурильно-кранового оборудования |
1 |
совмещенное |
если совмещены |
БМ-205Б; БМ-305А; БМ-302Б; БКМА-1/3,5; БКМ-1501; БМ-2001; БМ-2002; БМ-3002; БМ-4001 |
2 |
раздельное |
если устройства отдельно |
БКМ-2,5/2; БКМ-2/1, 25 | |
возможность поворота рабочего оборудования |
1 |
поворотное |
если на поворотном устройстве |
БКМА-1/3,5; БКМ-2,5/2; БКМ-1501 |
2 |
неповоротное |
если неподвижно |
БКМ-2/1, 25; БМ-302Б; БМ-305А; БМ-205Б; БКМА-1/3,5 | |
3 |
не определено |
если не установлено |
БМ-2001; БМ-2002; БМ-3002; БМ-4001. |
В результате анализа существующей классификации бурильно-крановых машин определим ее назначение.
По классификационному признаку «тип несущего шасси» определяем возможность работы моделей бурильно-крановых машин на различных типах грунта.
По классификационному признаку «вид исполнения бурильно-кранового оборудования» определяем возможность модели бурильно-крановой машины погружать балки (сваи) без выполнения разворота машины.
По классификационному признаку «возможность поворота рабочего оборудования» определяем возможность модели выполнять работы в заданном радиусе либо на месте.
2. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА МАШИНЫ БКМ-305А МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ФИЗИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
2.1. Анализ назначения и технической функции БКМ-305А и ее исходного и основных функциональных элементов
В результате предварительного анализа собранной информации установлено, что данная модель относится к подклассу машин для земляных работ; группе – бурильных машин; подгруппе – бурильно-крановых машин, описание назначения которых приведены ниже. Идентификация модели установила следующие признаки бурильно-крановой машины: тип несущего шасси трактор, бурильно-крановое оборудование совмещенное, неповоротное, со смешанным приводом.
Буровые установки — это специальная техника, с помощью которой можно осуществлять бурение как вертикальных, так и горизонтальных скважин.
Бурильно-крановая машина (сокращенно БКМ) — это машины, основным предназначением которых является бурение скважин и установку в них опор ЛЭП, ее рабочим органом является бур дополненный крановым оборудованием, бур предназначен для бурения скважин в грунтах до IV категорий включительно, а крановое оборудование (крюковая подвеска) для установки свай (столбов).
Выделим из данных определений компоненты D, G, H и занесем их в таблицу 2.1. Используя формализованное описание назначения подгруппы машин в качестве формальной модели и учитывая результаты идентификации, построим содержательную модель формализованного описания назначения бурильно-крановой машины (Таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Формализованное описание назначения данных ТС
Наименование ТС |
D |
G |
H |
Для земляных работ (подкласс) |
разработка (изменение состояния и свойств) |
грунт |
Обусловленная выполняемой технологической операцией при выполнении земляных работ |
Бурильные (группа) |
осуществление бурения |
грунт |
Обусловленные выполняемой технологической операцией при выполнении бурильных работ |
Бурильно-крановые (подгруппа) |
бурение скважин и установка опор |
грунт |
1. На базе трактора 2.Рабочее оборудование совмещенное. |
БКМ -305А |
бурение скважин и установка опор |
грунт |
1.На базе трактора 2. Рабочее оборудование совмещенное, неповоротное, со смешанным приводом, снабжено бурильной головкой с резцами и забурником, подъемным оборудованием. 3. Глубина бурения до трех метров. 4. Грузоподъемность крана до 1,25 тонн. |
Используя формализованное описание ФО технологической машины, рассмотрим подробнее его компоненты, исходя из выявленных характеристик модели 305А бурильно-крановой машины. Тип двигателя – дизель. Действия – бурение скважин, опускание сваи, разработка грунта до IV категорий включительно. Полученное формализованное описание ФО бурильно-крановой машины приведено в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Описания физических операций машин
Наименование ТС |
Вход Ат |
Операция Е |
Выход Ст |
Технологическая машина |
подводимая энергия или вещество |
преобразование |
работа, обусловленная требуемыми изменениями состояния и свойств объекта воздействия (операнда) |
Бурильно-крановая машина |
топливо (химическая энергия топлива) |
преобразование |
работа на бурение грунта, опускание сваи (столба). |
Тогда, используя описания назначения (таблица 2.1) и ФО (таблица 2.2), описание ТФ бурильно-крановой машины можно представить в следующем виде: для бурения грунта, опускания сваи, бурильно-крановая машина преобразует химическую энергию топлива в работу бурового и кранового спускоподъемного оборудования, используя два рабочих органа: короткошнековый бур и крановую подвеску.
Исходя из описания устройства бурильно-крановой машины (пункт 1) получена содержательная модель состава, приведенная ниже в таблице (2.3).
Таблица 2.3 – Содержательная модель состава
Формальная модель состава технологической машины |
Содержательная модель состава бульдозера |
1 |
2 |
Рабочее оборудование: |
- трубчатая мачта (Рисунок 1.3) - опорная труба из двух частей 1 и 2, внутри которой размещается бурильное оборудование в виде бурильной штанги. В верхней части установлено краноблочное устройство 3, в нижней находится фланец 4 для соединения с вращателем. |
- рабочий орган бурильного оборудования |
- короткошнековый бур 9 с зарубником 10 и резцами (Рисунок 1.4) жестко закрепленный на хвостовике бурильной штанги (Рисунок 1.2) |
- механизмы рабочего органа бурильного оборудования |
- механизм вращения бура (вращатель) (Рисунок 1.2)– конический редуктор, состоит из вала-шестерни 28, конических подшипников 27, цилиндрических роликоподшипников 29, шестерни 34 с проходным отверстием для хвостовика бурильной штанги, на котором закреплен бур (Рисунок 1.6). |
- механизм подачи бурильной штанги – ползунный. Шток гидроцилиндра неподвижно закреплен внутри трубчатой мачты, гидроцилиндр-штанга выдвигается в продольном направлении (Рисунок 1.6). | |
- привод механизма рабочего органа бурильного оборудования |
- привод механизма подачи бура
на буровой штанге – |
- рабочий орган кранового |
- крюковая подвеска 31 (Рисунок 1.5). |
- механизм рабочего органа |
- спускоподъемный механизм крюковой подвески – червячная реверсивная лебедка. Состоит из червяка 13, червячного колеса 12, установленного на конических подшипниках 37, он передает вращение барабану 36 лебедки с находящимся на нем канатом 30 и крюком 31 (Рисунок 1.5). |
- несущий элемент рабочего оборудования |
- рама 11, неподвижно присоединена к раме базового трактора, и шарнирно к элементам механизма подъема-опускания мачты (Рисунок 1.1) |
- механизм рабочего оборудования |
- коромыслово-кулисный. Кулисой являются штоки гидроцилиндров 6, коромыслом – трубчатая мачта 5 (Рисунок 1.1). |
- привод механизма рабочего оборудования |
- гидравлический. При включении золотника 26 распределителя 19 клапан 16 распределителя 18 закрывается и рабочая жидкость от насоса 15 поступает по гидролинии II во внутренний канал штока гидравлической бурильной штанги 6 под поршень в полость А и, так как шток неподвижно закреплен на машине, гидроцилиндр-штанга выдвигается. (Рисунок 1.6). |
Базовая машина |
Гусеничный трактор типа ДТ-75НР (Рисунок – 1.7) |
Двигатель |
Дизельный -1 |
Трансмиссия |
Механическая, включающая муфтусцепления 14, соединительный вал 13, коробку передач 12, задний ведущий моста 9. Задний ведущий мост включает в себя главную передачу (коническую пару), системы управления поворотным движением трактора, тормоза, два конечных редуктора 7 и две ведущие звездочки 8, которые приводят в движение гусеничные цепи 6 (Рисунок 1.7) |
Ходовая система |
Гусеничная, включающая гусеничные цепи 6, направляющие колесам 16 с механизмом натяжения, балансирные каретки 10 с опорными катками 11 и верхними катками, поддерживающими гусеничную цепь (Рисунок 1.7) |
Несущий элемент ТС |
Рама трактора -15 (Рисунок 1.5) |
Система управления двигателем |
Механическая |
Система управления движителем |
Механическая |
Система управления элементами трансмиссии |
Механическая |
2.2. Анализ состава, назначения и связей элементов бурильно-крановой машины и построение КФС
Используя формальные модели описания назначения технологической машины (Таблица 2.1) и модель состава бурильно-крановой машины (Таблица 2.3), выполняем содержательные формализованные описания ее элементов, результаты приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 – Содержательное формализованное описание назначения элементов бурильно-крановой машины
Наименование элемента |
D |
G |
H |
1 |
2 |
3 |
4 |
Рабочее оборудование – трубчатая мачта |
совместное расположение и работа |
бурового, кранового устройств |
обусловленные технологическими операциями назначения машины |
Буровой инструмент |
бурение
|
грунта
|
разработка грунтов I … IV категорий |
-механизм вращения бурильного устройства |
обеспечение вращательного движения |
бура |
конический редуктор |
-механизм подачи бурильного устройства |
обеспечение поступательного движения |
бура |
ползунный |
-привод механизма подачи |
передача и преобразование энергии |
на механизм подачи бура |
гидравлический |
Крановая подвеска |
подъем-опускание |
груза |
подъем-опускание свай |
-спускоподъем-ный механизм крюковой подвески |
обеспечение поступательного движения |
крюковой подвески |
червячная реверсивная лебедка |
несущий элемент рабочего оборудования – рама |
обеспечение совместного расположения и движения |
механизма подъема-опускания крюковой подвески и механизмов вращения бура |
неподвижно соединена с рамой трактора и шарнирно с механизмом подъема-опускания мачты |
-механизм подъема-опускания трубчатой мачты |
обеспечение качательного движения |
трубчатой мачты |
коромыслово-кулисный |
-привод механизма подъема-опускания трубчатой мачты |
передача и преобразование энергии |
на механизм подъема- опускания трубчатой мачты |
гидравлический |
Двигатель |
обеспечение механической энергией |
машины |
дизельный |
Трансмиссия |
передача энергии |
ходовой системе и приводу механизма подъема – опускания отвала |
механическая |
Ходовая система |
1) передвижение |
машины |
гусеничная |
2) передача веса и рабочих нагрузок |
на опорную поверхность | ||
Несущий элемент машины |
Размещение и крепление |
всех элементов машины |
рама |
Система управления двигателем |
изменение режимов работы |
двигателя |
механические (рычажные) |
Система управления движителем |
изменение направления движения |
машины | |
Система управления элементами трансмиссии |
приведение в действие |
элементов трансмиссии |