Сообщение на тему машины и механизмы используемые в строительстве

Обновлено: 02.07.2024

Жизнь человечества с момента появления homo sapiens неразрывно связана со строительством всевозможных сооружений – жилья, дорог, объектов культуры и промышленности. В течение тысячелетий люди накапливали знания и опыт, развивали технику и культуру строительного дела, совершенствовали орудия своего труда – от грубых каменных изделий первобытных людей до сложных компьютеризированных механизмов современности.

В первобытную эпоху люди жили в основном в пещерах, но иногда возникала необходимость постройки сооружений и под открытым небом. Способы и типы строительства во многом определялись климатическими условиями — в Африке и Азии хижины возводились из тростника, в европейских поселениях большую распространенность получили различные землянки, позже — свайные дома. Используемые строительные инструменты были крайне простыми — различные обтесанные плоские пластины из твердого камня, двусторонние острые каменные орудия, глина. Часто использовался тростник, навоз, растительные материалы. Коренные изменения в строительной технике произошли за 5-6 тыс. лет до н.э. в связи со открытием способа добычи и обработки металла.

Благодаря развитию архитектуры и инструментов стало возможным возведение грандиозных сооружений в Египте, в Средней Азии, в Индии. Однако технические устройства оставались простыми — ключевую роль в постройке играла живая сила — чаще всего рабы, обрабатывающие каменные блоками примитивными металлическими инструментами. Основные механизмы, используемые в то время — деревянные катки, рычаги, подъемные механизмы. Несмотря на масштабность таких конструкций, схемы их работы были очень простыми. Как правило, громоздкая строительная техника изготавливалась на месте строительства, и после завершения постройки ее разбирали на составляющие или уничтожали. При этом большинство жилых помещений строилось весьма примитивно — из необожженной глины и тростника.

Знаменательным этапом развития человеческой культуры стала эпоха Древней Греции и Древнего Рима, где развитие зодчества достигло очень высокого уровня. Железо постепенно становилось основным материалом строительной техники, быстро развивались математические науки, что способствовало изготовлению более сложных технических конструкций. Появляются различные варианты каменной кладки, некоторые из которых используются до сих пор. Железо широко применяется в строительстве в виде различных скоб, штырей, затяжек. Широкое распространение получают строительные механизмы — в основном благодаря совершенствованию различных подъемных механизмов. В 3-2 веке до н.э. был изобретен бетон, который широко использовался в дорожном строительстве в Римской империи. Благодаря прочности бетона многие архитектурные сооружения того времени сохранились до сих пор. Так же еще в Античности стали применять арматуру для повышения прочности конструкций.

Падение Римской империи сильно сказалось на уровне развития строительного искусства. Многие знания были забыты. Несмотря на то, что в северо-африканских и азиатских странах строительство велось достаточно интенсивно, технологически эти процессы не отличались от построек многовековой давности. В Европе же ввиду малочисленности европейских государств того времени и сильной зависимости от наличия рабочей силы все масштабные постройки велись в течение очень долгого времени. Основные объекты, которые строили в IV — XII веках, были так или иначе связаны с защитой территорий и с религией, и развитие строительного ремесла и техники практически не происходило. Возрождение европейской архитектуры началось в XV — XVII веках, это связано с повышением уровня жизни, развитием фабричного производства. Основной материал — камень, обрабатываемый металлическими инструментами. Широко используется тяговая сила животных — в основном лошадей.

Начинают развиваться и совершенствоваться различные строительные механизмы — мостовые краны, немного позже — экскаваторы, тракторы, катки, самосвалы.

Примитивные устройства для подъема тяжестей были известны еще в древности. Появление ярко выраженных конструкций кранов стало возможным в XIV — XV веках, это связано с развитием механики, появлением различных лебедочных и блоковых конструкций. В Европе стали появляться поворотные, стреловые и цепные краны, приводимые в движение, как правило, лошадьми. В связи с промышленным развитием Европы краностроение стало быстро развиваться — особенно после изобретения парового двигателя в 1763 году.

Первоначально основным материалом, используемым при изготовлении кранов, было дерево, замена дерева сталью начинается лишь в XIX веке. В XVIII — XIX веках происходит отказ от использования мускульной силы в пользу гидравлических и паровых кранов, хотя последние в начале не получили широкого распространения ввиду несовершенства конструкции, а в конце XIX века, когда паровые установки обладали достаточной надежностью для их промышленного использования, их начали вытеснять электрические приводы. Так же в конструкциях кранов начинает использоваться двигатель внутреннего сгорания — в основном в передвижных кранах.

С развитием жилищного и промышленного строительства возрастала потребность в изготовлении высотных строительных кранов. В 1905 г. были впервые созданы свободно стоящие поворотные краны, в 1908 г. – передвижные башенные краны с изменением вылета. В 1914 г. был создан башенный кран с подъемной стрелой, являющийся прообразом современных крановых конструкций.

Во второй половине девятнадцатого века масштабное строительство железных дорог и каналов потребовало перемещения все больших масс земли, которое уже не могло быть осуществлено с помощью ручного труда землекопов. Это привело к активному развитию разнообразных землеройных машин. Первый русский одноковшовый неполноповоротный железнодорожный экскаватор со сменным ковшом был построен на Путиловском заводе в 1902 году. До 1917 года было построено 35 таких машин. В начале XX века экскаваторы использовались в России довольно интенсивно. Например, при возведении сухого дока в Кронштадте в 1909-1910 годах работы велись в две смены по 10 часов каждая. Машины этого типа изготавливались до 30-х годов XX века.

После первой Мировой войны, одновременно с общим развитием техники, активизировалось и развитие экскаваторов. Строительство Суэцкого и Панамского каналов требовало перемещения огромного количества земли, для чего были использованы сотни экскаваторов различных типов и размеров. Без экскаваторов уже не обходилась ни одна серьезная стройка. Также развитию строительной техники способствовало распространение двигателя внутреннего сгорания, появление гусеничного хода. Совершенствовались системы управления и ковши. Уже в начале 50-х годов XX века использовались гигантские экскаваторы с ковшами объемом до 30 куб.м.

Во второй половине XX века традиционные типы экскаваторов совершенствовались в основном за счет применения новых машиностроительных технологий и оборудования (гидропривод и пр.). Улучшались системы управления, повышалась сложность работ, которые можно выполнять экскаваторами, повышалась надежность техники.

В Европе продолжался рост количества, как тракторных фирм, так и компаний, выпускающих уже специальное оборудование. Так, почти любой большой трактор при помощи специальных приспособлений можно было установить стационарно, а с бокового маховика длинным ремнем снимать крутящий момент для привода станков и оборудования небольшой фабрики или заводика. Покупка трактора в те годы являлась для фермера гораздо более выгодным делом, чем сегодня, потому что позволяла быть одновременно и фермером, и маленьким или средним заводчиком. Развитие земледелия и агропромышленности так же повлияло на развитие тракторов — появились трактора, разработанные и изготовленные специально для сельского хозяйства. Например, фирма Ivel с 1903 г. начала выпуск трехколесных тракторов для обработки грядочных полей. Ни одно из колес не задевало посевы, так как они шли по междурядьям. Это был качественный скачок в тракторостроении.

Перед первой Мировой войной начали появляться тракторы на гусеничном ходу. Такая конструкция повышала проходимость машины и ее управляемость. Тракторы получили широкое распространение по всему миру, и в дальнейшем происходило лишь техническое совершенствование механизмов, в то время как основные черты остаются неизменными.

В середине и второй половине XX века происходило дальнейшее развитие строительной техники. Совершенствовались технологии, повышалась надежность механизмов. Масштабное строительство всевозможных объектов в развитых странах требовало огромное количество машин, способных заменить человека, выполняя тяжелые строительные операции. Появление и развитие компьютеров еще больше способствовало повышению качества строительной техники, усложнению задач, которые могут выполнять современные машины. В настоящее время подавляющую часть физической работы на современной стройке выполняют механизмы, человеку же остается планирование операций и непосредственный контроль машин при их выполнении.

В современном мире механизмы, используемые в строительстве различных объектов, крайне разнообразны. Строителям доступны всевозможные краны любых размеров и характеристик, колесные и гусеничные экскаваторы, бульдозеры и самосвалы. Дорожным рабочим приходят на помощь современные виброкатки, позволяющие укладывать дорожное покрытие высочайшего качества. Широко используются погрузчики всех типов, максимально снижая физическую нагрузку на людей, работающих с машинами. При этом, компании, планирующие строительство любых объектов, не обязательно должны обладать полным набором дорогостоящих машин. В современной жизни на рынке есть компании, предлагающие услуги аренды высококачественной строительной техники любого уровня, которая позволит выполнить любые работы по расчистке территорий, подготовительные мероприятия, и осуществить непосредственно постройку дорог, инженерных сетей и всевозможных сооружений. И, разумеется, компания-застройщик при желании может приобрести строительную технику как российских, так и зарубежных производителей.

Производство строительных работ требует применения разнообразных машин и механизмов. Необходимость в строительных машинах возникает при транспортировке и монтаже строительных конструкций, разработке грунтов, при выполнении специальных работ.

Транспортные машины. Проблема доставки строительных конструкций и материалов всегда являлась одной из наиболее сложных. Большие расстояния от заводов-изготовителей до строительных объектов, значительные вес и габаритные размеры строительных грузов усложняют процесс их перемещения. Так, железнодорожный транспорт способен перевозить грузы лишь ограниченных длины, высоты и ширины.

Аналогичные ограничения существуют и при перевозке грузов на автомобильном транспорте, особенно в черте городской застройки, при наличии проводов электрических сетей, туннелей, при небольшой ширине дорог и малых радиусах их поворота. Для транспортировки некоторых конструкций используют специально оборудованные прицепы, при этом иногда перекрывают движение городского транспорта.

На строительные площадки приходится доставлять не только многотонные крупногабаритные конструкции, но и кирпич, столярные изделия, отделочные материалы, для чего может использоваться обычный грузовой автотранспорт. Для доставки бетонов или растворов используют специальные автомашины − бетоновозы, или миксеры (рис. 3.2).

Грузоподъемные машины и механизмы. Погрузочно-разгрузочные и монтажные работы производят с помощью грузоподъемных кранов.

Современные строительные краны имеют различную конструкцию, могут перемещаться по рельсам или быть на гусеничном либо на колесном ходу.

Монтажные башенные краны (рис. 3.3) способны поднимать грузы на высоту 20 этажей и более, а краны на колесном или гусеничном ходу − на относительно небольшую высоту.

Рис. 3.3. Монтажные краны: а – башенные, б – кран на гусеничном ходу

Выбор крана для ведения строительных работ производят с учетом массы грузов, высоты их подъема и необходимого вылета стрелы, т.е. расстояния по горизонтали от оси крана до места подачи груза. Наибольшее распространение при строительстве высоких зданий получили башенные краны. Работа для монтажных кранов находится сразу, как только на строительный объект начинают поступать грузы. Башенный кран привозят на строительную площадку в разобранном состоянии, сгружают с помощью другого крана, после чего монтируют.

Сгружать и поднимать грузы небольших размеров и массы можно кранами малой грузоподъемности, например автомобильным краном.

При строительстве дымовых труб, башен или высотных зданий используют самоподъемные краны, которые поднимаются по мере возведения объекта на все большую высоту, опираясь на уже смонтированные конструкции. В некоторых подобных случаях более целесообразным бывает использование грузовых вертолетов (рис. 3.4).

Землеройные машины. Строительные машины используются с самого начала строительства и до его окончания. Строительную площадку прежде всего нужно выровнять, т. е. выполнить ее планировку. Эта работа производится бульдозерами и грейдерами, которые срезают грунт и перемешают его на относительно небольшие расстояния (рис. 3.5 а, д). При больших объемах грунта и значительных расстояниях его перемещения указанную работу выполняют скреперами (рис. 3.5 б).

Рис. 3.5. Землеройные машины: а – бульдозер, б – скрепер,

в – экскаватор, г – баровая машина, д - грейдер

Разработку грунта, например рытье траншей, котлованов под фундаменты, выполняют экскаваторами, которые могут быть одноковшовыми, многоковшовыми или роторными. Чаще всего на стройках в черте города применяют одноковшовые экскаваторы (рис. 3.5 в).

В зимних условиях разрабатывать грунты экскаваторам помогают баровые машины (рис. 3.5 г)., которые распиливают мерзлый грунт на отдельные блоки.

Средства малой механизации. Многие работы на строительной площадке можно механизировать без применения больших машин и механизмов.

Например, для перемешивания небольших порций раствора и бетона применяют компактные и малообъемные мешалки, шлифование бетонных поверхностей выполняют шлифовальными машинами, уплотнение грунта− вибротрамбовками и т.д. Большое число работ производят с помощью электроинструмента: дрелей, перфораторов, электрорубанков, затирочных машин и т.п.

Рис. 3.3. Монтажные краны: а – башенные, б – кран на гусеничном ходу

Рис. 3.5. Землеройные машины: а – бульдозер, б – скрепер,

в – экскаватор, г – баровая машина, д - грейдер

Строительная техника очень обширное понятие. Оно включает в себя большое количество разнообразных машин и оборудования, которые помогают возводить здания, сооружения, прокладывать дороги и коммуникации. К строительной техники относятся иногда даже те машины, которые изначально создавались для других целей.

Общая классификация

Из-за большого разнообразия машин, классификация строительной техники сложная и многоуровневая. Для начала её подразделяют на машины и оборудование, а также по четырём основным критериям:

специализация;
тип привода;
способ передвижения;
тип машин.

По специализации строительную технику можно разделить на специализированную – предназначенную для определённого вида работ и универсальную – способную совмещать несколько функций. Например, башенный кран может выполнять только грузоподъёмные функции, в то время как одноковшовый гидравлический экскаватор может рыть траншею или котлован, измельчать материал с помощью специальных ковшей-дробилок, заниматься сносом старых, ветхо аварийных зданий и сооружений с помощью гидроножниц или гидромолота.

По типу привода есть техника с автономным питанием и зависимым. К автономным силовым установкам относятся бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания, аккумуляторные электрические машины, техника с газомоторным двигателем. Зависимые источники – это электропитание от стационарной сети (одно- или трёхфазной), гидравлической системы отдельных машин, с применением пневмопривода.

Строительная спецтехника включает машины, которые устанавливаются стационарно – такие как бетонные заводы или пристяжной башенный кран, а также передвижную технику на разных типах движетелей. Строительные машины могут быть на колёсном, гусеничном или рельсовом ходу, передвигаться не только по земле, но и по водной поверхности (например, земснаряды) или по воздуху – например, дроны для геодезических работ.

Категории спецтехники

В классификаторе строительной техники все машины поделены на категории по видам выполняемых технологических процессов. Внутри каждой категории есть свое разделение по виду рабочего органа и способу выполнения работ.

Классификация по видам работ включает:

транспортные средства;
землеройная техника;
дорожно-строительные машины;
грузоподъёмное оборудование;
отделочные машины и оборудование;
вспомогательное оборудование.

Транспортные средства

Сюда относятся машины, которые перемещают материалы, грунт, мусор на рабочих участках, а также специальный транспорт для перевозки несамоходной или тяжелой строительной техники. К этой категории относятся:

самосвалы;
погрузчики различных конфигураций: вилочные, телескопические, фронтальные и пр.;
самоходные строительные краны на автомобильном шасси, включая КМУ.

Также к этой категории относятся специальные машины, такие как автогудронаторы, автобетононасосы и миксеры на автомобильном шасси и др.

Землеройная техника

К строительным машинам и оборудованию для проведения различных землеройных работ относятся:

гусеничные и колёсные экскаваторы для выемки грунта, траншеекопатели, баровые установки, оборудования для прокладки мелиорационных каналов;
машины для обустройства фундамента, включая сваебойные, буровые установки;
оборудование для прокладки коммуникаций, включая установки горизонтального бурения;
бульдозеры, рыхлительные агрегаты и грейдеры для выемки грунта и проведения планировочных работ; от загрязнений, откачки ила и грунта, добычи песка;
трактора, оснащенные навесным оборудованием многоцелевого назначения;
машины с ударным оборудованием для работы с твердым, мерзлым грунтом.

Дорожно-строительная техника

Классификация машин для дорожного строительства имеет свои подклассы:

машины для подготовительных работ. Сюда относятся ресайклеры, стабилизаторы грунта, грунтовые катки для уплотнения материалов, планировочные машины (грейдеры и бульдозера тоже можно отнести сюда, в зависимости от тягового класса), виброплиты и другое трамбовочное оборудование;
машины для укладки дорожного полотна: асфальтоукладчики, бетоноукладчики, перегружатели, вибрационные дорожные катки;
оборудование для ремонта и восстановления дорог: дорожные холодные фрезы, гудронаторы, пневмомолоты, КДМ, машины ямочного ремонта;
техника для обустройства обочин – экскаваторы-планировщики, кусторезы, мульчеры;
специальные машины для нанесения дорожной разметки, установки знаков, дорожных ограждений;
техника для содержания дорог – подметально-уборочные автомобили, вакуумные пылесосы, щётки для смёта грязи и снега, коммунальные дорожные машины различного назначения.

Грузоподъёмные машины

В это категорию относится строительная и грузоподъемная спецтехника для монтажных работ:

простое оборудование для механизации погрузки и разгрузки материалов: лебедки, полиспасты, блоки, домкраты и пр.;
различные модели кранов: автомобильные, козловые, мостовые, на гусеничном и рельсовом ходу, кабельные башенные краны;
подъемные площадки и самоходные раздвижные подъемники, фасадные люльки и пр.

Отделочное оборудование

Разные виды строительных механизмов и машин для кровельных и отделочных работ активно помогают механизировать труд. Это позволяет повысить производительность и качество. Стоит выделить:

различные штукатурные станции и оборудование для таркретирования бетона;
шлифовальные, мозаичные, затирочные машины;
битумоварочные устройства и гудронаторы для подачи битума на кровлю;
оборудования для нанесения мастики, раскатки рулонных материалов;
ножничные подъемники для проведения ремонтных или отделочных фасадных работ, а также для перемещения материалов между этажами.

Вспомогательные машины

Помимо основных, на стройках выполняются различные вспомогательные работы. Необходимо связать арматуру, замешать смесь, подготовить металлоконструкции и многое другое. Тут на помощь приходят машины вспомогательного звена. Среди них стоит отметить:

оборудование для приготовления строительных смесей: дозаторы, растворо- и бетоносмесители;
сварочное оборудование;
машины и инструменты проведения геодезических работ по планированию участка;
сменное навесное оборудование на технику, которое позволяет повысить производительность работа по возведению объекта.

Сюда же можно отнести спецтехнику для забивки и закручивания свай: различные молоты на дизельном, гидравлическом, паровом ходу, вибромолот и вибропогружатель, копры на гусеничной или колесной базе, бурильно-сваебойную установку, перегружатели и многое другое.

Другие виды классификации строительной техники

К прочей классификации можно отнести деление спецтехники на машины циклического и непрерывного действия. Цикличные машины делают рабочие операции поэтапно. Например, ковшовый экскаватор отделяет грунт от склона, загребает его в ковш, выгружает в стороне или в грузовик и возвращается на исходную точку.

Машины непрерывного действия работают по иному принципу. Они постоянно производят действие, которое стразу даёт результат. Например, штукатурная станция, которая с момента запуска начинает подавать раствор непрерывно, без циклов.

Обычно машины циклического действия имеют меньшую производительность, поскольку операции растянуты во времени, но при этом они более универсальные, чем техника непрерывного цикла.

Ещё одним критерием классификации строительной спецтехники является размеры машин и оборудования. Их разделяют на:

средства малой механизации или малогабаритную технику. Эти машины используют на небольших объектах, где важна маневренность и проходимость. Такая техника, как правило, отличается экономичностью и простотой в обслуживании. К тому же к ней относится оборудование, управляемое идущим за ней человеком;
среднегабаритную – наиболее востребованную в малом и среднем бизнесе. Среднегабаритные технические средства обычно не сильно отличаются по размерам от первого варианта, но имеют более высокую производительность;
на масштабных объектах строительные подрядчики используют крупногабаритную технику. Это мощные агрегаты с высокой производительностью. Такая техника дорогая и обычно требует специальных навыков управления;
негабаритную – спецтехника, которая требует специального транспорта для перевозки или же перевозится в разобранном виде. Это связано с тем, что она не проходит по размерам или весу для дорог общего пользования.

Характеристики спецтехники

Рассмотрим на какие общие характеристики стоит обратить внимание, приобретая технику на стройку, для дорожных, земляных и прочих работы:

Многоэтажный жилой дом, промышленный объект, торговый центр или стадион — возведение любого сооружения невозможно представить без специальной строительной техники. Подготовка бетонного раствора, производство железобетонных изделий, доставка материала на строительную площадку, перемещение конструкций на объекте, высотные работы и т. д. Это лишь малая часть работ, при выполнении которых необходима специальная техника.

Строительная техника разнообразна, и каждый из ее видов имеет свои особенности. Рассмотрим основные группы техники, применяемой в строительстве.

Башенные кран

Башенный кран — символ возводимого объекта, его можно увидеть практически на любой строительной площадке. Используется кран для перемещения и доставки на высоту грузов. Высота подъема может достигать 65-70 м, а длина стрелы — 45-60 м. При строительстве малоэтажного здания используют более компактные автокраны.

Экскаваторы

Один из самых востребованных видов строительной техники. Многофункциональность экскаватора обеспечивает его повсеместное использование в строительстве. Разравнивание площадки, погрузка-разгрузка материалов, вскрытие асфальта, и, конечно же, подготовка котлована или траншеи — все эти функции может выполнять экскаватор, используя различные насадки.

Данная строительная техника используется для выравнивания грунтового слоя, рытья и закапывания траншеи, а также для транспортировки объемных грузов. Бульдозер — экономичный и эффективный помощник в строительстве.

Автосамосвал

Основная функция автосамосвалов — доставка и транспортировка сыпучих материалов на стройку. Также они применяются для вывоза строительного мусора. Современные автосамосвалы отличаются высокой проходимостью.

Гидравлический молот

Применяется как навесное оборудование экскаватора для разрушения железобетонных конструкций, демонтажа или частичного разрушения объекта для перепланировки, сноса ненужных стен и перегородок.

Погрузчик нужен для доставки, погрузки-разгрузки и подъема материалов. Их мобильность и компактность расширяют сферы применения, поэтому не только строительство, но и, например, сельское хозяйство не может обойтись без этой строительной техники.

Для наружных отделочных работ используют автовышки. Они могут поднимать материалы и строителей на высоту до 25 м.

Бетономешалки

Мобильная или стационарная бетономешалка обеспечивает стройплощадку раствором. Современное строительное производство без бетона немыслимо. Простота в эксплуатации, надежность и качественное перемешивание сделали эту технику неотъемлемой частью строительства.

Строительство — это сложный и трудоемкий процесс, требующий особых знаний, навыков и материально-технического обеспечения. Вместе с развитием отрасли строительная техника тоже совершенствуется.

Однако мы бы хотели обратить внимание на важную деталь. Практически вся строительная техника использует детали и элементы конструкций, которые также производятся при помощи специального оборудования. Зачастую это громоздкие стационарные линии для производства железобетонных изделий и конструкций. Такие линии требует больших капиталовложений и немалый обслуживающий персонал, а также трудоемкую транспортировку из-за больших габаритов.

Но есть исключения из правил. Одно из них — передвижные вибропрессы компании НЭМП . Их мобильность, удобство транспортировки и отсутствие необходимости пуско-наладочных работ дает возможность производить фундаментные блоки, плиты ленточного фундамента и перемычки брусковые не только на территории специализированного завода, но и рядом с возводимым объектом. Оборудование не требует разборки при транспортировке и последующей наладки. Благодаря высокой производительности и качеству изделий в соответствии с ГОСТ вибропрессы НЭМП имеют быструю окупаемость и начинают приносить прибыль уже в первом производственном сезоне.

Читайте также: