Общие положения по выбору конструкции, унификации и специализации производства землероино-транспортных машин
До последнего времени многие машины проектировались без достаточного использования уже разработанных конструкций узлов и агрегатов машин, созданных в других областях техники. Это приводило к тому, что конструктор проектировал большинство узлов и агрегатов заново, что являлось весьма неэффективным.
Первые землеройные машины были прицепными, они изготовлялись для работы с тракторами и тягачами сельскохозяйственного и промышленного назначения.
Для полуприцепных машин уже создавались специальные тягачи, например одноосные. Такие тягачи из отдельного самостоятельного агрегата стали представлять неотъемлемый агрегат машины, конструктивно с ней связанный. При переходе к самоходным машинам требования к агрегатированию, т. е. правильной компоновке узлов машины и тягача, еще более повысились.
Современные землеройно-транспортные самоходные машины на базе колесных тягачей имеют значительные технико-экономические преимущества перед другими машинами. Так, производительность самоходных колесных строительных и дорожных машин-скреперов, бульдозеров, землевозов, в особенности работающих по цикличному графику, в 1,5—2 раза выше, чем у аналогичных прицепных машин к гусеничным тракторам. Благодаря повышенным транспортным скоростям (до 30—50 км/ч против 8—12 км/ч у гусеничных машин) колесные машины более мобильны и могут использоваться в 1,2—1,5 раза полнее, чем гусеничные, а себестоимость выполняемых ими работ при этом в 1,2—2,6 раза меньше. Однако по проходимости колесные тягачи, при соответствующих, шинах незначительно уступают гусеничным машинам обычного исполнения.
Металлоемкость колесных самоходных машин примерно в 1,5—2 раза меньше, чем прицепных машин с гусеничными тракторами.
Все это говорит о том, что основная часть парка землеройно-транспортных машин должна базироваться на колесных машинах, причем это же положение распространяется на другие строительные машины и машины для аналогичных транспортно-технологических работ, применяемых во многих отраслях народного хозяйства.
В отличие от принятого в настоящее время автомобильного транспорта специальный технологический транспорт, использующий базовую машину — тягач в тяжелых дорожных и климатических условиях, имеет довольно высокие технико-экономические показатели.
Универсальность, дешевизна, простота обслуживания и высокие технические параметры колесных тягачей приведут к качественному сдвигу в разработке и эксплуатации землеройно-транспортных машин.
Анализ требований, предъявляемых к машинам в различных отраслях народного хозяйства, показал, что существует возможность конструктивно оформить базовую машину, удовлетворяющую требованиям широкого использования ее в народном хозяйстве. Основная масса этих машин, в том числе и землерой-но-транспортных, может быть создана на ограниченном количестве типов базовых машин, оснащенных навесным, полуприцепным или прицепным рабочим оборудованием.
При проектировании и выборе машины для эксплуатации необходимо исходить из оценки качественного уровня и качества самой машины.
Качественный уровень определяется параметрами производительности, в значительной степени зависящими от средней по парку мощности машин, их качества, стоимости, размеров, эксплуатационных затрат, технического уровня эксплуатации, ремонта и организации работ.
Качество оборудования определяется его технической производительностью, отнесенной к единице массы и мощности; надежностью, определяемой длительностью непрерывной работы с заданной производительностью в заданных условиях; долговечностью узлов и деталей, определяемой длительностью их работы до капитального ремонта или замены; эксплуатационными качествами; универсальностью применения; расходом на единицу продукции энергии, эксплуатационных материалов, запасных частей; стоимостью ремонтных работ; продолжительностью простоев, вызванных техосмотрами, ремонтом.
Качество оборудования, технический уровень, простота и удобство эксплуатации и ремонта определяются в первую очередь унификацией и стандартизацией агрегатов и узлов. В значительной степени от них зависит и организация работ.
В настоящее время оборудование для механизации трудоемких работ в различных отраслях народного хозяйства создается отраслевым способом, начиная с научно-исследователь-ских работ, проектирования и изготовления опытных образцов и кончая серийным производством.
В условиях все возрастающей потребности в машинах это приводит к насыщению народного хозяйства огромным количеством машин индивидуальной конструкции. При этом машины аналогичного и даже одного назначения, применяемые в различных отраслях народного- хозяйства, нередко отличаются конструкцией агрегатов, узлов и деталей.
Такая организация производства противоречит современным научным взглядам на механизацию и автоматизацию, основанным на общности многих физических процессов и операций, выполняемых в разных отраслях народного хозяйства, а также значению стандартизации.
В результате указанных последствий отраслевого метода создания машин неоправданно индивидуальной конструкции недопустимо затягивается освоение большинства строительных машин, в том числе и землеройно-транспортных.
Целесообразность отраслевого изготовления имеется только-для рабочего оборудования, однако и для него должны быть использованы многие унифицированные и стандартные узлы н детали специализированных производств.
При этом все виды производств должны быть взаимоувязаны по типажам между собой, а каждое из них — с отраслевыми требованиями, построенными на изучении отраслевой технологии в условиях механизации и автоматизации производства.
Между тем, если объединять машины по виду выполняемых ими технологических процессов, то большая группа машин может быть объединена в класс самоходных колесных- машин — орудий для механизации трудоемких работ.
Даже такие, казалось бы, отличные в разных отраслях и производствах операции, как взаимодействие рабочего органа со средой (напр., обработка и переработка материалов), сводятся при всем своем многообразии к операциям резания, измельчения, перемешивания, прокатки и прессования материалов.
Вспомогательные операции также часто имеют много общего — это либо зачистка и отделка поверхности, либо подача материала или емкости, либо уборка попутных продуктов процесса и очистка рабочего места и оборудования.
Таким образом, все многочисленные рабочие органы машин должны быть по назначению сведены в несколько групп, для которых могут быть разработаны оптимальные кинематические и конструктивные схемы с унифицированными и стандартизированными в значительной степени элементами и рабочими органами, кузовами, прицепами или полуприцепами. С другой стороны, все машины определенной группы состоят из очень небольшого количества основных узлов: рабочего оборудования, двигателя, трансмиссии (редукторов, муфт, коробок передач, преобразователей), рамы, мостов с колесами и шинами, управления и кабины.
Общность технологических процессов многих трудоемких работ, аналогичный состав узлов машин для их выполнения приводят к возможности, унифицировав основные узлы машин путем агрегатирования этих узлов (рис. 23), в короткие сроки создавать разнообразные машины для народного хозяйства, максимально снижая массу агрегатов, узлов и деталей индивидуального производства.
При правильном определении и выборе экономически обоснованных пределов унификации и стандартизации конструкции и типоразмеров базовых узлов и небольшом количестве этих узлов вопросы механизации могут решаться на совершенно новой прогрессивной основе. Например, в строительстве, погру-зочно-разгрузочных работах и автомобильном транспорте до 70% парка машин этих отраслей может быть изготовлено путем агрегатирования небольшого числа унифицированных и стандартных узлов: сменного рабочего оборудования, двигателя, трансмиссии, рамы, мостов с колесами управления. Всего при 13 типоразмерах этих узлов можно создавать машины и тягачи мощностью от 4—4,5 кет (5—6 л. с.) для мелких ручных операций и до 1800—2200 кет (2500—3000 л. с.) для наиболее массовых, в том числе для землеройно-транспортных работ, а также автомобили грузоподъемностью до 105 т, а с полуприцепами до 370 т.
При переходе на метод агрегатирования осуществляются следующие преимущества.
Серийность узлов возрастает в десятки, а деталей в сотни раз, создавая условия для автоматизации производства и повышения качества, надежности, долговечности и снижения стоимости изделий. Заводы могут проектироваться для изготовления не конкретных машин, а машин и агрегатов определенных классов — типоразмеров, что позволяет быстро перестроить производство на новые прогрессивные конструкции.
Возрастает в несколько раз использование производственных мощностей. Уровень специализации производства может быть повышен с 10—12% до 60—70%. Сроки освоения новых машин сокращаются в несколько раз (до 1,5—2 лет). Создаются условия для развития машин универсального применения в результате большего количества сменных рабочих приспособлений. Это дает возможность использовать при кратковременных пиках загрузки оборудования весь парк машин данного экономического района.
Обеспечивается .возможность резкого повышения производительности и использования машин путем сокращения их простоев на ремонт и техническое обслуживание. Резко снижаются расходы на ремонт и запасные части, упрощается организация работ.
Статьи по теме::
Землеройно-фрезерные машиныРамы бульдозеровСопротивления при работе бульдозераРабочие органы бульдозераПроцесс работы бульдозераОбщие сведения о бульдозерахДвухосные тягачиОдноосные тягачиТягачи как база для землеройно-транспортных машинОсновные физико-механические свойства грунтов