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动力与机械学院2014引言机械发展的历史机械是人类用以转换能量和借以减轻体力劳动、提高生产率的主要工具。机械工业是国民经济的支柱工业之一。机械工业是社会生产力发展水平的重要标志。当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。课程内容第二讲施工运输车辆第三讲常用机构第四讲扰性传动第五讲齿轮传动第六讲液压与液力传动第七讲土石方工程机械第八讲起重运输机械第九讲混凝土机械第十讲施工机械配置第一讲机械的基本常识前言基本概念（1）建筑机械：用于基本建设领域的各类专用施工机械，又称工程机械，土木工程机械，施工机械，建设机械，建筑与筑路机械等。（2）建筑机械化：在建筑施工中，采用建筑机械代替手工劳动，以完成工程任务。建筑机械化的程度是衡量一个国家建筑工业水平的重要指标。课程内容(1)机械基础知识：介绍机械的基本概念；通用零、部件的设计、选用的基本知识；各种传动装置的基本概念。(2)常用建筑机械：介绍常用建筑机械的类型、性能、基本构造、使用方法及选用等内容。第一讲机械的基本常识本讲要点1建筑机械化的意义和作用2建筑机械的基本组成3钢的热处理§1建筑机械化的意义和作用许多工程是人力无法完成的，只有依靠建筑机械才能进行。建筑机械能降低劳动强度、降低工程造价、提高生产率，提高工程质量。建筑机械是企业固定资产的重要组成部分。§1建筑机械化的意义和作用例一（人力无法完成的工程）（1）示例：起重机起吊重型货物（2）35万千瓦火力发电机组的安装(锅炉、汽机、发电机)----人力无法完成的工程锅炉组件:2540t，大气包:245t，锅炉大板梁:50x3t复水器壳体:170t，发电机定子:223t安装公司配备的主要设备塔式起重机2台(8t30t,350万元)履带起重机5台(200t150t50tx3,2035万元)汽车起重机8台(90t50t20t16tx38tx2,878万元)龙门起重机7台(60t50tx310tx3,276万元)平板运输车3台(80t40t35t,260万元)液压提升装置4套(120t,100万元)合计3899万§1建筑机械化的意义和作用（3）高层建筑施工电视塔高度：405米，质量：10万吨应用的主要施工机械：–内爬式塔式起重机1台–轨道式塔式起重机3台–混凝土输送泵§1建筑机械化的意义和作用例二（建筑机械降低劳动强度、降低工程造价、提高生产率）（1）示例：挖掘机作业（2）基坑开挖1立方米挖掘机==四百人的能力产量：600m3；投入：1台挖掘机或400人单价：1.2vs14.3元/方费用：722vs8600元结论：减轻了劳动强度，提高了生产率降低了工程造价，保证了工程质量§1建筑机械化的意义和作用例三（建筑机械是企业固定资产的重要组成部分）某城建集团机械设备统计合计4113台76933万元金属切削机床1160932钢筋挤压机364349混凝土搅拌机201959建筑用卷扬机184261机动翻斗车165349旅行面包车1501568普通轿车1122443自升式塔式起重机11013007轮胎式装载机1053205轻型载货汽车98503重型自卸汽车752893§2机械的基本组成示例：挖掘机结构动力装置–建筑机械动力的来源，如电动机、内燃机等。它是任何机器不可少的核心部分。传动装置–用来传递运动和动力的装置，还可以改变运动的形式和方向。工作装置–直接完成生产任务的部件。如，卷扬机的卷筒、起重机的吊钩等。此外还有操纵控制装置和机架部分。反铲挖掘机结构工作装置回转机构行走机构液压系统动力装置辅助系统驾驶室平台总成液压泵一、动力装置电动机–由电网取电，启动与停机方便，工作效率高，体积小、自重轻。当电动机所需电源能稳定供应，建筑机械工作地点比较固定时，普遍选用电动机作动力。电动机有定型产品，可按需要选用。内燃机–工作效率高、体积小、重量轻、发动较快，常用于大、中、小型机械上作动力装置。内燃机只要有足够的燃油，就不受其它动力能源的限制。广泛应用于需要经常作大范围、长距离行走的机械或无电源供应地区的建筑机械。二、传动装置传动装置的任务主要是在动力装置与工作装置之间承担协调工作的作用，是将动力装置的机械能传递给工作装置的中间装置，是建筑机械的重要组成部分。–合理地设计和选用传动装置是建筑机械设计工作中的一项重要课题。三、工作装置工作装置是建筑机械中直接完成生产任务的部件。–如，卷扬机的卷筒、起重机的吊钩、装载机的铲斗等。对建筑机械的工作装置要求是高效、多功能、适合于多种工作条件。示例：汽车总体结构补充材料认识机械零件四、建筑机械的分类挖掘机械起重机械铲土运输机械桩工机械压实机械路面机械混凝土机械电梯钢筋及预应力机械装修机械混凝土制品机械市政机械高空作业机械环境卫生机械园林机械垃圾处理设备§3钢的热处理基本概念方法–热处理就是将金属在固态下通过加热保温和不同的冷却方式，改变金属内部组织结构从而得到所需性能的操作工艺。目的–经过热处理的零件，使各种性能得到改善和提高，充分发挥合金元素的作用和材料本身的潜力，延长机械的使用寿命和节约金属材料。应用–现在机械中有60％~80％的零件需进行热处理，至于刀具、量具和轴承等则100％地需要进行热处理。热处理起着至关重要的作用。常用热处理方法退火正火淬火回火调质表面淬火时效处理化学热处理方法–面心立方结构常用热处理方法示意图热处理的设备时间温度淬火退火正火加温保温冷却常用热处理方法退火–将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随炉温缓慢冷却的热处理方法。–退火的目的是降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能、消除前道工序所产生的内应力，为下道淬火工序作准备。正火–退火的一种特殊形式。不同的是保温后放在空气中冷却。–由于冷却速度较快，因而正火钢比退火钢具有较高的强度和硬度，并缩短了生产周期而较经济。常用热处理方法淬火–将钢加热到一定的温度(临界点以上)，保温后放入水中或油中，以极快的速度冷却下来的热处理方法。–由于快速冷却，淬火后能使钢获得较高的硬度、强度和耐磨性。回火–在淬火后将钢加热到比淬火低的温度，保温后放在空气或油中冷却的热处理方法。–其目的是消除钢的内应力，降低脆性，以提高塑性、韧性，获得满意的综合机械性能。常用热处理方法调质–在淬火后进行高温回火的热处理方法。对于建筑机械的重要零件，例如轴、齿轮等常进行调质热处理。–调质的目的是为了获得较高的韧性和足够的强度、硬度。表面淬火–将零件的表面迅速加热到淬火温度，内部温度仍较低，立即用水喷到零件表面上进行急速冷却，以提高零件的表层硬度和耐磨性，而内部仍有较好的韧性的热处理方法。表面加热可用氧炔焰，高频、中频及低频电流方法加热。常用热处理方法时效处理–为消除大型铸件加工时产生的内应力，以稳定其形状和尺寸的热处理方法。有两种方式。–自然时效：将进行粗加工后的半成品置于空气中存放半年到一年以上，使其内应力逐渐削弱，以便进行精加工工序。效果好，但周期长、效率低。–人工时效：将进行粗加工后的半成品，在精加工前进行低温回火，然后缓慢冷却。效率高，但增加了造价。化学热处理–通过改变零件表层的化学成分，从而改变表层组织和性能的化学处理方法。–例如在低碳钢零件的表面渗入碳、氮元素，可以提高其表面的硬度和耐磨性。小结建筑机械化的意义和作用–建筑机械可以完成人力无法完成的工作，或者人力可以完成的工作，但机械化施工能提高效率、降低成本、缩短工期。建筑机械的基本组成–动力装置、传动装置、工作装置、操纵控制装置和机架钢的热处理–一种在固态下改变材料性能的工艺方法。复习思考题1建筑机械化的意义是什么?它有什么作用?2建筑机械由哪几部分组成?各部分作用是什么?3建筑机械常用的动力装置有哪几种?各有什么特点?4传动装置的作用是什么?常用的传动装置有哪几种5什么是钢的热处理?钢的热处理有哪些方法?其目的何在?第二讲施工运输车辆本讲要点1车辆行驶原理2内燃机的构造和工作原理3底盘的基本构造与功能4工作装置简介§1概述作用–完成各种物料的水平运输。意义–施工现场，需要搬运的材料品种多，数量大，占用劳动力多,工人劳动强度也高。需要采用现代化机械运输。新技术的应用–电子控制燃油喷射装置–电子控制防抱死制动装置–电子控制自动变速器分类：–机动翻斗车(短途运输工具，斗容量：0.5~1.2m3，载重量1~2.5t，车速24km/h。)–载重汽车(效率高,载重量4t，5t，8t，15t，20t等)–自卸汽车(装卸速度快，亦作短途运输)§2轮式车辆行驶理论行驶理论–发动机Te→传动系→驱动轮Tk→周缘力F。=Tk/rk→地面反作用Ft(牵引力)→阻止驱动轮滑动→车轮滚动（车体前进）。问：–牵引力Pt是否能随Tk的增加而无限制的增加？（如冰雪地段）§3内燃机的构造与原理分类：–柴油机；–汽油机；–煤气机。一般构造：–气缸，气缸盖；–活塞，活塞销连杆，–曲轴，飞轮，–进气门，排气门，–喷油器(柴油机)–电火花塞(汽油机)。内燃机的基本名词基本名词–上止点和下止点–活塞冲程–燃烧室容积–工作容积–气缸总容积–压缩比：容积比：–汽缸总容积/燃烧室容积–柴油机为16～20–汽油机为5.5～8.5一、内燃机的工作原理四冲程发动机工作原理演示1、单缸四冲程柴油机的工作原理进气冲程–排气门关，进气门开，活塞由于惯性下移，空气吸入。压缩冲程–进排气门关，活塞上移压缩气体，终了时，缸内温度超过柴油的自燃温度（约330℃）。燃烧和作功冲程–活塞接近上止点时，将柴油由喷油器以雾状微粒喷入燃烧室中，和高温空气混合而受到加热，随即着火燃烧，并放出热能，使气体的温度和压力急剧上升，高压气体推动活塞下行作功。排气冲程–进气门关闭，排气门打开，废气排出。柴油机从进气、压缩、作功到废气排出，活塞共走了四个冲程，曲轴转两周，完成一个工作循环。2、单缸四冲程汽油机原理附：二冲程工作过程柴油机与汽油机两者比较–进气冲程中柴油机吸入的是纯空气，而汽油机则是汽油和空气的可燃混合气。–压缩冲程中汽油机的压缩比小于柴油机的压缩比，压缩比过大容易产生过早燃烧。–燃烧和作功冲程柴油机是自燃，而汽油机则是由电火花强制点火。两者的特点–汽油机具有转速高、重量轻、工作时噪音小、起动容易、制造维修费用低等优点，在中小型车辆上得到广泛的应用。缺点是耗油率较高，燃料经济性差。–柴油机因压缩比高，耗油率比汽油低30％左右，且柴油价格较低，所以燃料经济性较好。3、多缸发动机的工作原理–汽车和大功率拖拉机上几乎不采用单缸发动机。用得较多的是四缸、六缸和八缸发动机。–多缸发动机工作原理–例如一个四缸发动机可以保证曲轴在任何位置都有由某个汽缸的活塞传来的推力作用在它上面，这样曲轴旋转的均匀性就大大改善了。二、发动机的总体构造与系统一个机体–机体：作为发动机各机构与系统的装配基体。两个机构–曲柄连杆机构：将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。–配气机构：使可燃混合气及时充入汽缸并及时从汽缸排出废气。五个系统–供给系；点火系；冷却系；–润滑系；起动系。汽油机结构柴油机结构三、内燃机的种类和型号–发动机的型号是区别发动机类型的标志。–型号的含义及编制次序按国标GB725-65的规定。–如4146型发动机有四个汽缸，汽缸直径为146mm；6146型发动机有六个汽缸，汽缸直径为146mm。有时还可在后边再加发动机的特征符号。§4运输车辆底盘的基本构造施工运输车辆的基本组成：–动力装置；–底盘；–工作装置底盘的组成：–传动系；行驶系；转向系；制动系。底盘的主要功用：–是接受发动机发出的动力，使机械按一定的要求行驶或进行作业，并作为整机的基础，发动机和工作装置均安装在底盘上。底盘的组成§4.1传动系定义–动力装置和驱动轮之间的传动部件总称为传动系。传动系的基本功用–改变发动机的扭矩同转速的关系特性，把动力有效而可靠地传递到驱动轮或其它操纵机构，以适应使用上对机械速度、力矩和旋向的要求。一、离合器演示：单片离合器的基本结构和工作原理离合器的功用是：–保证汽车平稳起步；–防止传动系过载；–保证传动系换档的平顺。工作原理