Исследовательская работа "Могучие помощники человека"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №92 города Тюмени

Исследовательский проект

на тему: «Могучие помощники человека»

Выполнил: Янгулов Артур

учащийся 3 класса «Р»

Руководитель: Карева Ю.Ю.

учитель начальных классов

Тюмень, 2020 год

Содержание

Введение 3

Глава 1. Механизмы человека в древности 4

Глава 2. История развития техники 5

2.1. Техника человека на заре развития 5

2.2. Промышленная революция 6

Глава 3. Техника на службе человека 10

3.1. Развитие строительной техники 10

3.2. Современные экскаваторы 13

3.3. Модель гидравлического экскаватора 19

Заключение 21

Список литературы 22

Приложения 23

Введение

Современный мир немыслим без мегасооружений. Даже обычный дом очень сложно построить без применения специальной техники. Современная техника позволяет человеку выполнять тяжелые работы быстрее, легче и эффективнее, чем во времена наших предков.

Актуальность темы: сооружения, которые нас окружают невозможно построить только голыми руками – все, что мы видим построено с использованием различных машин и механизмов. Современная техника позволяет решать практически любые задачи – от небольшого вспомогательного агрегата, до гигантских специальных машин.

Объект исследования: строительная техника.

Предмет исследования: роль техники в жизни людей.

Цель: узнать историю и развитие механизмов, познакомиться с принципами работы строительной техники.

Задачи:

-  Изучить историю развития техники;

-  Рассмотреть виды строительной техники;

- Построить действующую модель экскаватора;

-  Сделать презентацию PowerPoint.

Гипотеза: современные строительные машины – могучая техника на службе человека.

Методы исследования: анализ источников, эксперимент, наблюдение, описание.

Глава 1. Механизмы человека в древности

С момента появления человека разумного (Homo sapiens, лат.) люди стали применять орудия труда не только для того, чтобы обеспечить себя пропитанием «здесь и сейчас», но и для того, чтобы иметь достаточный запас продуктов, чтобы пережить зиму, жилище – чтобы пережить эту зиму в тепле, изготовить теплую и красивую одежду и обеспечить свою безопасность.

Если первые люди обходились примитивными каменными предметами – рубило, скребок, то в дальнейшем эти предметы развились до каменных наконечников, топоров, ножей и других предметов (см. приложения, рис. 1.1, 1.2) [1].

Со временем человек научился обрабатывать металлы – сначала бронзу – наступил «бронзовый век» в истории человечества, а затем железо, что ознаменовало начало «железного века». И хотя мы сейчас живем в новейшее время, мы до сих пор широко применяем железо.

С ростом возможностей человека за счет применения более совершенных орудий труда росли и его потребности – требовалось больше строительного материала – древесины, камня, инструментов, зданий и сооружений многого другого.

Но с древнейших времен в распоряжении человека были только его мускульная сила, сила тягловых животных и примитивные устройства – рычаг и блок (см. приложения, рис. 1.3, 1.4).

Тем более удивительны и поразительны сооружения, которые были построены в древности и сохранились до наших дней – египетские пирамиды (средний вес блока пирамиды Хеопса составляет 2,5 тонны), карнакский храм с колоннами диаметром 3,4 метра и высотой до 20 метров, великая китайская стена (почти 5000 км), стелы Аксума (33 м и около 500 тонн) и другие исторические памятники.

Глава 2. История развития техники 2.1. Техника человека на заре развития

Однако человеческая мысль не стояла на месте и уже в древние времена люди стали использовать силы животных и природы для облегчения своего труда и увеличения производительности.

Одним из таких изобретений был архимедов винт – механизм, исторически использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоёмов в оросительные каналы. Он был одним из нескольких изобретений и открытий, традиционно приписываемых Архимеду, жившему в III веке до н. э. Архимедов винт стал прообразом шнека (см. приложения, рис. 2.1).

Аналогичными приспособлениями, требовавшими приложений значительных усилий, также являлись мельничные жернова и кузнечные меха.

Для приведения в действие подобных приспособлений чаще могла использоваться мускульная сила человека (часто в древнем мире для этого использовали рабов), или сила животных (ослы или быки, характерные для данной местности).

Но уже в древнем Вавилоне около 1750 лет до н.э. встречаются упоминания о ветряных мельницах, а в I веке н.э. встречается первое документальное свидетельство использования ветра для приведения механизма в действие [2]. Оно принадлежит греческому изобретателю Герону Александрийскому. Скорее всего первые ветряные мельницы отличаются от привычных нам западных конструкцией с вертикальной осью вращения и перпендикулярно расположенными крыльями, лопатками или парусами (см. приложения, рис. 2.2).

Начиная со II века до н.э. появились свидетельства об использовании энергии воды для привода мельниц. В дальнейшем, водяные колеса использовали в самых разных областях – в кузнечном деле для привода мехов и молота, в шахтах – для откачки воды и подъема руды. Водяные колеса применялись для распиловки бревен, в ткацком деле и для подачи воды на поля (см. приложения, рис. 2.3, 2.4, 2.5).

2.2. Промышленная революция

Таким уровень развития техники оставался до XVII века. К этому времени уровень развития общества – законов, торговли, финансовых инструментов, развитие науки и другие факторы привели к тому, что в конце XVII века в Англии произошло то, что назвали Промышленной революцией (промышленный переворот, Великая индустриальная революция) – массовый переход от ручного труда к машинному, от мануфактуры к фабрике [4].

Начало промышленной революции связывают с изобретением эффективного парового двигателя в Великобритании во второй половине XVII века. Хотя само по себе подобное изобретение вряд ли бы что-то дало (необходимые технические решения были известны и раньше), но в тот период английское общество было подготовлено к использованию новшеств в широких масштабах.

Первой попыткой использования парового двигателя в промышленности считается водяной насос Томаса Севери, запатентованный в 1699 году. Но он не был успешным из-за частых взрывов бойлера и ограниченной мощности (см. приложения, рис. 2.6).

Более совершенной была машина Томаса Ньюкомена, разработанная к 1712 году. По-видимому, Ньюкомен использовал ранее полученные экспериментальные данные Дени Папена, который изучал давление водяного пара на поршень в цилиндре и поначалу нагревание и охлаждение пара для возвращения поршня в исходное состояние производил вручную (см. приложения, рис. 2.7).

Насосы Ньюкомена нашли применение в Англии и других европейских странах для откачивания воды из глубоких затопленных шахт, работы в которых без них производить было бы невозможно. К 1733 году их было куплено 110, из которых 14 – на экспорт [4].

Это были большие и дорогие машины, очень неэффективные по современным стандартам, но они себя окупали там, где добыча угля обходилась сравнительно дёшево. С некоторыми усовершенствованиями они оставались в употреблении до начала XX века.

Наиболее известная из ранних паровых машин разработки Джеймса Уатта была предложена в 1778 году, Уатт существенно усовершенствовал механизм, сделав его работу более стабильной. Одновременно мощность увеличилась примерно в пять раз, что дало 75 % экономию в себестоимости угля. Ещё более важные последствия имел тот факт, что на базе машины Уатта стало возможно преобразование поступательного движения поршня во вращательное, то есть двигатель теперь мог крутить колесо мельницы или фабричного станка (см. приложения, рис. 2.8). Уже к 1800 году фирма Уатта и его компаньона Болтона произвела 496 таких механизмов, из которых только 164 использовались как насосы. Ещё 308 нашли применение на мельницах и фабриках, а 24 обслуживали доменные печи.

В 1810 году в Англии насчитывалось 5 тыс. паровых машин, а в следующие 15 лет число их утроилось [4].

Появление металлорежущих станков, таких как токарный, позволили упростить процесс изготовления металлических частей паровых машин и в дальнейшем создавать всё более совершенные и для разнообразных целей. К началу XIX в. английский инженер Ричард Тревитик и американец Оливер Эванс совместили бойлер и двигатель в одном устройстве, что позволило далее использовать его для движения паровозов и пароходов.

В то же время механизмы, использующие водную и ветряную энергию, ещё долго конкурировали с паровыми двигателями. В частности, до 1870 года в Соединенных Штатах большинство фабрик использовали энергию водяных турбин, а не паровых машин.

Огромное значение имело появление железных дорог. Первый паровоз был построен в 1804 году Ричардом Тревитиком. В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Георг Стефенсон, который в 1812-1829 года предложил несколько удачных конструкций паровозов. Его паровоз был использован на первой в мире железной дороге, открытой в 1825 году. После этого в разных странах началось быстрое строительство железных дорог (см. приложения, рис. 2.9) [6].

С развитием паровозо- и пароходостроения прогресс паровой машины получил новый толчок. В течение XIX века усилиями многих талантливых инженеров паровая машина была значительно усовершенствована. Были разработаны конструкции котлов и различных вспомогательных систем (механизмов парораспределения, топливоподачи и др.), ставшие впоследствии классическими. Появились многоступенчатые, компаундные и тандемные типы. Практический КПД паровой машины был значительно повышен. Требования сухопутного транспорта и мелкого судостроения содействовали появлению компактных моделей с высокой удельной мощностью. Во второй половине века появились типы компоновок и систем, использованные затем в двигателях внутреннего сгорания [4].

В это время человечество вступило в новую эпоху – произошла Вторая промышленная революция – со второй половины XIX века по начало XX века. Это время характеризуется массовым освоением поточного производства, широким применением электричества и химикатов.

К началу XX века была уже хорошо разработана теория и практика паровых машин, сохранившаяся до наших дней почти без изменений. Поршневые паровые машины безраздельно властвовали на железнодорожном и морском транспорте, паровые турбины всё чаще находили практическое применение на крупных морских судах.

В первые десятилетия XX века отмечается бум транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, значительно пошатнувший авторитет паровой машины. Она уступает более лёгким и компактным конкурентам. К 1930-м годам бензиновые и дизельные двигатели почти полностью вытесняют паровую машину из лёгкого сухопутного транспорта, решительно вторгаются в области железнодорожного транспорта и судостроения. Считается, что паровая машина уже доживает свой век и безнадёжно устарела.

Глава 3. Техника на службе человека 3.1. Развитие строительной техники

Официально идея создания землеройной машины принадлежит Леонардо да Винчи, он ещё в начале XVI века разработал схему прототипа современного экскаватора-драглайна. Известен набросок чертежа грейфера для землечерпалки, созданный да Винчи в 1500 году, позднее Леонардо принимал участие в прокладке каналов в Миланской долине при помощи своего изобретения. Но есть свидетельства того, что ранее, в 1420 году, в венецианском издании «Кодекса Джованни Фонтана» был опубликован текст с упоминанием землеройной машины, использовавшейся для углубления дна каналов и расширения морских гаваней (см. приложения, рис. 3.1, 3.2) [4].

Ещё некоторое время Италия, а именно Венеция, активно развивала экскаваторное дело – машины были необходимы для очистки венецианских каналов. Далее изобретение развивали во Франции и Америке.

Активное строительство железных дорог и нехватка рабочих в XIX веке сподвигла американского механика Уильяма Смита Отиса в 1832-1836 годах изобрести первый одноковшовый экскаватор. Экскаватор Отиса был неполноповоротным и передвигался по рельсам. У него был ковш объемом более одного кубометра и паровой двигатель в 15 лошадиных сил (см. приложения, рис. 3.3).

В одной из американских газет того времени писали, что «Лопата Отиса» стала одним из тех редких изобретений, где гений, работая для себя, создал выгоды, способные изменить весь цивилизованный мир». Машины Отиса вызывали такой неподдельный интерес, и одновременно ужас у обычных граждан, что они толпами приходили поглазеть на это чудо инженерной мысли [7].

По современным подсчетам, «Лопата Отиса» могла совершать работу, равную усилиям 120 человек, а ее производительность составляла около 100 куб. м грунта в час. Передвигаться машины Отиса могли исключительно по железнодорожным путям, которые специально прокладывались к месту проведения работ. И этот фактор значительно усложнял использование таких машин, так как постройка железнодорожного полотна являлась задачей дорогостоящей и трудозатратной [7].

Большой вклад в развитие технологии экскаваторостроения внести французы: в 1860 году инженер М. Кувре создал сухопутный цепной многоковшовый экскаватор с двигателем 15 лошадиных сил. Он был испытан на строительстве дороги Седан-Тионвиль, а позднее работал на сооружении Суэцкого канала.

Одними из первых и, пожалуй, самых успешных компаний, поставивших производство паровых экскаваторов на промышленные рельсы, стали две конкурирующие американские корпорации – «Marion Steam Shovel Company» и «Bucyrus Foundry», обе организованы в 1883 году в городе Мэрион, штат Огайо.

Именно к владельцам этих двух компаний в 1903 году правительство США обратилось с просьбой обеспечить строительство Панамского канала паровыми экскаваторами. 77 экскаваторов было поставлено компанией «Bucyrus Foundry» и лишь 24 машины принадлежали «Marion Steam Shovel Company». Но именно экскаватор, принадлежащий «Marion» на данной стройке века в июле 1908 года установит мировой рекорд по производительности (см. приложения, рис. 3.4) [6].

В начале ХХ века, с развитием электроэнергетической отрасли семимильными шагами развивались и конструкции экскаваторов. В 1905 году были выпущены первые паровые полноповоротные (с поворачивающейся кабиной) экскаваторы немецкой фирмой «Orenstein & Koppel». Ковши этих машин вмещали до 4 кубометров земли. В 1910 году появились первые электрические экскаваторы, а американская фирма «Bucyrus Foundry» выпустила в свет полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу.

С изобретением Бенджамином Холтом гусеничного хода, экскаваторы становятся машинами, эксплуатировать которые уже возможно и в труднопроходимых местах. Появляются образцы с дизельным и электрическим двигателем, которые постепенно вытесняют паровые машины. Начиная с 1912 года начал работать первый экскаватор с двигателем внутреннего сгорания на гусеничном ходу (см. приложения, рис. 3.5).

Одним из главенствующих изобретений в истории экскаватора стало внедрение в его систему управления гидравлики.

В 1948 году на свет появился первый колесный прототип экскаватора, оснащенный улучшенной гидравлической системой управления. Его создателями стали братья-итальянцы Карло и Марио Брунери, в 1954 году продавшие патент на изготовление мобильной версии экскаватора французской компании «SICAM». Модель, созданная братьями Брунери и названная «Yumbo S25», стала первым гидравлическим экскаватором, установленным на колесную базу грузовика (см. приложения, рис. 3.6) [8].

А вот промышленный выпуск экскаваторов, оснащенных гидравлическим приводом, первой сумела наладить немецкая компания «Atlas» только в 1950 году.

Однако выпускаемые гидравлические экскаваторы все еще являлись частично поворотными, их угол поворота стрелы не превышал 270 градусов, что затрудняло выполнение многих работ.

В 1951 году со своим изобретением на английский рынок вышла компания «Hymac», представив первый полноповоротный образец экскаватора на гидравлике (см. приложения, рис. 3.7).

Именно эту компанию по праву считают пионером в области разработки и производства полноповоротных экскаваторов. Впоследствии она выпустит целую линейку моделей экскаваторов «Hymac 580», которые тысячами разойдутся по всему миру [8].

Так создавалась история возникновения экскаватора, в которой гений множества людей смог подарить нам столь совершенную строительную технику, без которой сегодня нам невозможно представить свою жизнь.

3.2. Современные экскаваторы

Современное строительство предъявляет повышенные требования к качеству строительной техники. Темпы и объемы работ часто бывают выше тех, которыми могли похвастаться стройки еще несколько лет назад. И в этих условиях технические характеристики машин вынуждены меняться и модернизироваться.

Среди всей строительной техники по востребованности лидируют экскаваторы. Они необходимы для строительства не меньше, чем фрезерные станки для металлообработки. Без их участия не обходится строительство зданий, промышленных объектов, дорог, трубопроводов и многого другого. Помимо этого, экскаваторы применяются и при демонтаже различных сооружений.

Основной тенденцией развития строительной техники является ее стремление к универсальности. Одновременное выполнение нескольких функций не только значительно экономит средства, но и позволяет выиграть во времени. Поэтому не последнее место в производстве техники занимают такие модели, как экскаваторы-погрузчики, фронтальные ковшовые погрузчики, экскаваторы на колесных тракторах.

Стойкой тенденцией в производстве строительной техники является расширение типоразмерного ассортимента каждой модели экскаватора. Предоставляя возможность выбора оптимальной машины для того или иного строительства, производитель обеспечивает своей продукции спрос на будущее.

Современные экскаваторы имеют множество вариаций по грузоподъемности, глубине и радиусу копания, а также высоте выгрузки. Подобно разнообразным токарным станкам, способным выполнить любую по сложности операцию, современные экскаваторы способны реализовывать сложнейшие проекты в трудных природных условиях.

Еще одним направлением развития строительной техники можно назвать постоянно расширяющуюся линейку сменного (навесного) оборудования на экскаваторы. При желании, при покупке техники ее можно укомплектовать самыми различными вариантами дополнительных приспособлений, исходя из особенностей климатических условий, масштабов строительства и необходимого функционала.

В настоящее время экскаваторы классифицируют по следующим признакам:

1. По типу ходовой части

• гусеничные на нормальном и уширенно-удлинённом шасси;

• шагающие;

• пневмоколёсные;

• на автомобильном ходу и на спецавтошасси;

• на тракторе;

• рельсовые и железнодорожные (нормальной колеи);

• плавучие (земснаряды, землечерпательные снаряды, землечерпалки);

• на вездеходном шасси (например, на понтоне с возможностью «шагания» по суше);

• на специальном (например, крутосклонном) шасси;

• на комбинированном шасси (например, пневмоколёсный с опускаемыми железнодорожными колёсными парами).

1. По принципу работы

• экскаваторы циклического действия (одноковшовые): одноковшовый экскаватор (в направлении зуба ковша экскаватора); рабочее оборудование: драглайн, прямая лопата, обратная лопата, грейфер;

• экскаваторы непрерывного действия (траншейный, роторный и другие);

• вакуумные и вакуумно-всасывающие экскаваторы (например, землесосные земснаряды).

1. По эксплуатационному предназначению

• карьерные;

• вскрышные;

• шахтные (для подземных работ);

• строительные универсальные.

1. По силовому оборудованию

• с двигателем внутреннего сгорания (как правило дизельные);

• электрические;

• уже устаревшие паровые [4].

Современные экскаваторы представляют собой сложные машины самых разных конструкций, размеров и форм. Предлагаю познакомиться с самыми удивительными и необычными экскаваторами.

Все мы видели обычные строительные экскаваторы на колесном или гусеничном шасси. Они работают на городских и загородных стройках, и мы уже привыкли к их виду. Также все видели трактора, оборудованные ковшом спереди и экскаватором сзади – это экскаваторы погрузчики. Чаще всего они работают в городах, где нужна компактность, маневренность и универсальность (см. приложения, рис. 3.8, 3.9, 3.10).

Но мало кто может увидеть карьерные экскаваторы – это настоящие гиганты среди гусеничных экскаваторов. Самый большой карьерный экскаватор имеет ковш на 50 куб. м, который вмещает 100 тонн породы. Вес самого экскаватора может достигать 1000 тонн (см. приложения, рис. 3.11).

Таких гигантов нельзя встретить нигде, кроме как в карьерах, где добывают полезные ископаемые или другие необходимые минералы. Но при этом, они не являются самыми большими экскаваторами. Самым большим одноковшовым экскаватором является «Big Muskie», шагающий экскаватор, драглайн, который был создан в 1969 году компанией Bucyrus International (см. приложения, рис. 3.12) [6].

Этот экскаватор – шагающий. В отличие от гусеничных экскаваторов, его принцип движения другой. Экскаватор «сидит» на опорной плите, затем приподнимается на специальных гидравлических опорах, и опорная плита перемещается вперед. Далее плита опускается и уже перемещаются вперед опоры. Далее процесс «шага» повторяется. Вес экскаватора составлял около 13 000 т. Размеры экскаватора:

• Высота – 67,8 м

• Ширина – 46,2 м

• Длина – 148,6 м

Объём ковша составил 168 куб. м и в него свободно входило 2 автобуса или 12 легковых автомобилей.

Тем не менее титул самого большого экскаватора принадлежит роторному экскаватору Bagger 293. Этот гигантский роторный экскаватор построен в 1995 году промышленной компанией TAKRAF из Лейпцига. По своим размерам Bagger 293 примерно соответствует египетской пирамиде Хеопса по длине/основанию (226 м против 230 м), хотя проигрывает ей по высоте (96 м против 138,8 м). Но если поставить рядом Bagger 293 и пирамиду Хеопса, они будут очень похожи (см. приложения, рис. 3.13).

Этому гиганту принадлежит мировой рекорд как самому крупному наземному транспортному средству в мире, в таком качестве он был занесён в Книгу рекордов Гиннесса. Интересно, что Bagger 293 совсем немного превзошёл своего легендарного предшественника Bagger 288 по длине, в то время как высота и ширина у них примерно одинаковы. Именно Bagger 288 долгие годы удерживал мировой рекорд как самое большое наземное транспортное средство. Масса Bagger 293 – 14 200 тонн [4].

После таких гигантов не менее удивительными являются относительно небольшие мобильные колесно-шагающие экскаваторы, предназначенные для работы на крутых склонах и в других экстремальных условиях.

На крутом склоне горы, в лесу, в глубоком иле или в водном потоке более двух метров глубиной эти удивительные машины способны решать возложенные на них задачи. Их подвижное шасси легко подстраивается под все нюансы поверхности и почти любой рельеф: каждое из их четырех колес находится на отдельной лапе и может управляться независимо от трех остальных, как по горизонтали, так и по вертикали. При необходимости вместо колес или вместе с ними для большей устойчивости могут быть установлены специальные грунтозацепы (см. приложения, рис. 3.14, 3.15).

Самым же маленьким является экскаватор Komatsu PC01-1. Кроха PC01-1 совсем мал и выглядит почти как игрушечный. Вес машинки на гусеничном ходу – 380 кг, а выкопать он может траншею глубиной до 1,05 м! Экскаватор способен перевозить до 300 кг груза, в том числе и хозяина. Для этого он оснащен сиденьем, слегка напоминающим мотоциклетное (см. приложения, рис. 3.16) [7].

В современном мире давно стало понятно, что многофункциональная универсальная техника на порядок превосходит узкопрофильные машины. Производители хозяйственного оборудования понимают это и предлагают потребителям навесное оборудование различного типа. Одна часть экскаваторных заводов производят дополнение сами, другая часть предпочитает поручать это другим специализированным предприятиям. В любом случае элементарный перечень дополнительного оборудования позволяет сделать вывод, что современный экскаватор – это не только машина-землекоп, а многофункциональная техника, способная выполнять работы различного типа. Начиная от общестроительных и дорожных работ, заканчивая переработкой мусора и сносом устаревших зданий.

Часто используются такие дополнения, как ковши, гидромолоты и гидроножницы, рыхлители и грейферы, шнековые буры, бетоноломы, мультипроцессоры, фрезы и вибропогружатели (см. приложения, рис. 3.17).

1. Ковш. Для земляных работ – задний, для погрузочных – фронтальный. Применяется в сельском, коммунальном хозяйстве.

2. Гидромолот. Снимает дорожное покрытие, рыхлит замерзший грунт, выкорчевывает деревья. Работает благодаря давлению масла в гидравлической системе. Вид гидромолота зависит от модели техники.

3. Гидроножницы. Для погрузочных работ в дорожном деле, в лесном хозяйстве, строительстве. Подключается к гидросистеме.

4. Бетонолом. Незаменим при проведении демонтажных работ, при сносе зданий, особенно фундамента. Применяется в основном в строительстве.

5. Мультипроцессор. Подходит для погрузки, строительства, удобен при манипуляциях. С его помощью можно даже монтировать металлоконструкции.

6. Грейфер. Востребован в коммунальном и сельском хозяйстве - для рыхления почвы, снятия асфальта, мерзлых грунтов.

7. Рыхлитель. Почти не отличается по применению от грейфера. Комплектация может быть разной – это зависит от производителя, от модели экскаватора.

8. Шнековый бур. Подходит главным образом для бурения скважин. Функционирует на высокой скорости – это обеспечивает точность.

9. Вибропогружатели. Для стройплощадок или котлованов – незаменимое специализированное оборудование.

10. Фрезы. Для выравнивания стен тоннелей, снятия дорожной разметки, срезания асфальта – в строительной, дорожной отрасли [8].

Также используется сверхдлинное оборудование – например, в тех случаях, когда нужна удаленная подача ковша (выравнивание отвала при строительстве дорог, очистка речного русла от загрязнений, ила). И это далеко не полный перечень навесного оборудования, которое делает технику многофункциональной.

В основном навесное оборудование для экскаватора используют в коммунальном хозяйстве, в строительстве. В других сферах его также можно применять, но это зависит от специфики конкретных работ и от навыков операторов.

Современные производители предоставляют большой выбор дополнительного оборудования. С его помощью можно решить множество дополнительных задач. Установка навесных приспособлений сделает машину более функциональной (см. приложения, рис. 3.18).

3.3. Модель гидравлического экскаватора

Для изучения принципа действия гидравлического экскаватора была построена действующая модель.

Детали экскаватора – стрела, ковш, соединительные детали и органы управления были распечатаны на 3D-принтере. В качестве гидроцилиндров – объёмного гидродвигателя возвратно-поступательного движения – были использованы медицинские шприцы. Рабочей средой являлась вода. Все оборудование закреплено на основании и управляется экскаватор двумя рычагами.

Экскаватор способен поворачивать стрелу на угол 90°. Стрела способна опускаться на 15-20 см, а ее вылет на полную длину – около 30 см.

Экскаватор способен выполнять все операции реальной машины, за исключением того, что не является полноповоротным.

(фото Янгулова Л.Р., 12.03.2020 г.)

Заключение

История строительных механизмов начинается глубоко в прошлом, и сегодня мы имеем широкое разнообразие строительных машин и механизмов, некоторые из которых действительно впечатляют! Современная техника позволяет выполнять колоссальные объемы работ, которые человек не может выполнить за разумное время. Позволяет манипулировать гигантскими массами, которые даже сейчас вызывают удивление. В то же время они могут быть очень компактными, но все равно позволяют облегчить труд человека и повысить его производительность.

Тем не менее, некоторые из таких механизмов используют чаще других. Бесспорными лидерами абсолютно любой современной стройплощадки можно назвать подъемный кран и экскаватор, а также погрузочные машины. Их технология работы известна достаточно давно, соответственно, современный вариант каждого такого механизма является всего лишь отголоском успехов в сфере механики, инженерии и строительства нашего прошлого.

Список литературы

1. История строительной техники. Под ред. В.Ф. Иванова. Л. – 1962.

2. Новоселов В. Стальные пауки / Журнал «Строительная техника и технологии» №1(101) 2014.

3. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации. М.: Высш. шк., 2001.

Интернет-ресурсы:

1. https://ru.wikipedia.org

2. http://promzona.uz

3. https://visualhistory.livejournal.com/

4. http://www.tehnofond.ru

5. http://stroy-technics.ru/

Приложения

Рис. 1.1. Орудия труда древнего человека

http://wildfrontier.ru/

Рис. 1.2. Орудия труда древнего человека

https://sites.google.com/

Рис. 1.3. Строительство пирамиды

http://www.osimira.com/

Рис. 1.4. Строительство древнего храма с помощью блоков

http://class-fizika.narod.ru/

Рис. 2.1. Архимедов винт

http://www.myshared.ru/

Рис. 2.2. Ветряные мельницы Наштифана Древней Персии (Иран)

https://account.travel/place/nashtifan-windmills.html

Рис. 2.3. Водяная мельница

https://ttonthr.appspot.com/

Рис. 2.4. Водяное колесо в кузнечном деле

https://metalspace.ru/

Рис. 2.5. Кузнечный молот с приводом от водяного колеса

http://www.planetaskazok.ru/

Рис. 2.6. Первая паровая машина Томаса Севери

https://ru.wikipedia.org/

Рис. 2.7. Схема паровой машины Ньюкомена

https://ru.wikipedia.org/

Рис. 2.8. Паровая машина Уатта

https://ru.wikipedia.org/

Рис. 2.9. Подлинник паровоза «Ракета» в Музее науки, Лондон

https://ru.wikipedia.org/

Рис. 3.1. Реконструкция землечерпалки Леонардо да Винчи

https://ru.wikipedia.org/

Рис. 3.2. Драглайн Леонардо да Винчи

http://worldgenius.ru/

Рис. 3.3. Паровой экскаватор Отиса на рельсовом ходу. 1841 год.

https://ru.wikipedia.org/

Рис. 3.4. Паровой экскаватор фирмы «Marion Steam Shovel Company»

https://visualhistory.livejournal.com/

Рис. 3.5. Один из первых дизельных экскаваторов

http://promzona.uz/

Рис. 3.6. Экскаватор Yumbo S25

http://maxim-ex.blogspot.com/

Рис. 3.7. Полноповоротный экскаватор «Hymac»

http://promzona.uz/

Рис. 3.8. Экскаватор на колесном шасси

https://www.hyundai-tmu.ru/

Рис. 3.9. Экскаватор на гусеничном шасси

https://www.hyundai-tmu.ru/

Рис. 3.10. Экскаватор-погрузчик на шасси трактора

https://www.hyundai-tmu.ru/

Рис. 3.11. Карьерный экскаватор LIEBHERR R 995

https://www.liebherr.com/ru

Рис. 3.12. Шагающий экскаватор «Big Muskie»

https://rab-mash.ru/

Рис. 3.13. Гусеничный роторный экскаватор Bagger 293

https://exkavator.ru/

Рис. 3.14. Шагающий экскаватор-паук фирмы Menzi Muck

http://trade-avto.com/

Рис. 3.15. Шагающий экскаватор-паук фирмы XCMG

http://www.mining-portal.ru/

Рис. 3.16. Микро-экскаватор Komatsu PC01-1

https://dekatop.com/

Рис. 3.17. Виды навесного оборудования для экскаватора

https://jcbpro.ru/

Рис. 3.17. Навесное оборудование трактора-экскаватора

https://stroy-plys.ru/