Машины для технологического транспортирования строительных материалов и изделий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.А. Уваров, М.А. Степанов, Е.В. Кошкарев

МАШИНЫ
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ИЗДЕЛИЙ

2-å èçäàíèå (ýëåêòðîííîå)

Москва  2017

УДК 621.87 (07)
ББК 38.6-5я7
          У 18

Рецензенты:
кандидат технических наук, профессор О. В. Леонова, 
заведующая кафедрой портовых подъемно-транспортных машин и робототехники 
Московской академии водного транспорта;

кандидат технических наук Г. Н. Жиц, 
главный технолог ЗАО «Спецжелезобетонстрой»

Уваров, Валерий Анатольевич. 

У 18       Машины для технологического транспортирования строительных 
материалов и изделий [Электронный ресурс] : учебное пособие / 
В. А. Уваров, М. А. Степанов, Е. В. Кошкарев ; М-во образования 
и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. — 2-е изд. (эл.). — 
Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 217 с.). — М. : Издательство 
МИСИ—МГСУ, 2017. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо 
Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10".

ISBN 978-5-7264-1711-0

Представлен необходимый для изучения дисциплины «Машины для технологического транспортирования строительных материалов и изделий» материал, содержащий: основные теоретические сведения; описание конструкций 
машин и принципа их действия; основы расчета и проектирования; основные 
положения техники безопасности при эксплуатации.

Для студентов очной, очно-заочной и заочной форм обучения с применением дистанционных технологий по направлению 08.03.01 «Строительство» (профиль «Механическое оборудование и технологические комплексы 
для производства строительных материалов, изделий и конструкций»).

УДК 621.87 (07)
ББК 38.6-5я7

ISBN 978-5-7264-1711-0 

Деривативное электронное издание на основе печатного издания: Машины 
для технологического транспортирования строительных материалов и изделий : учебное пособие / В. А. Уваров, М. А. Степанов, Е. В. Кошкарев ; 
М-во образования и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. — 
М. : Издательство МИСИ–МГСУ, 2013. — 216 с. — ISBN 978-5-7264-0764-7.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных 
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от 
нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.

©  Национальный исследовательский

Московский государственный 
строительный университет, 2013

Предисловие

При современном производстве строительных материалов 
и изделий механизация основных технологических процессов 
и вспомогательных работ осуществляется с помощью машин 
для технологического транспортирования.
Развивавшаяся в соответствии с потребностями общества 
подъемно-транспортная техника имеет многовековую историю. Еще в древние времена люди создавали простые устройства для подъема и перемещения грузов, исходя в первую 
очередь из потребностей земледелия (поливка засушливых 
земель во многих странах), а также строительства и торговли, 
где требовалась транспортировка большого количества грузов.
В современных условиях поточного и автоматизированного производства значение машин для технологического 
транспортирования качественно изменилось. Они вышли за 
рамки своего первоначального назначения — вспомогательного оборудования для механизации трудоемких процессов 
производства — и являются связующими звеньями в технологической цепи, обеспечивающими непрерывность производства, основным регулятором поточного производства, 
органической частью технологических процессов, определяющих ритм и производительность оборудования предприятий. В современные машины закладываются следующие основные принципы: стандартизация, унификация и блочность 
конструкции.
Правильный выбор подъемно-транспортного оборудования влияет на нормальную работу и высокую продуктивность 
производства. Нельзя обеспечить его устойчивый ритм на 
современной ступени интенсификации без согласованной и 
безотказной работы современных средств механизации внутрицехового и межцехового транспортирования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на всех стадиях их обработки и складирования.

Увеличение производительности и улучшение техникоэкономических показателей подъемно-транспортных машин, 
повышение их прочности, надежности и долговечности неразрывно связаны с применением новейших методов расчета и конструирования. Получение студентами необходимых 
знаний по курсу дисциплины «Машины для технологического транспортирования строительных материалов и изделий» 
позволит использовать их в изучении последующих дисциплин, а также применять полученные знания в производственных условиях тогда, когда молодые специалисты приступят к работе в народном хозяйстве.

КРАТКАЯ СПРАВКА О РАЗВИТИИ МАШИН 
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

Исторический экскурс

Грузоподъемные и транспортирующие машины совершенствовались в течение длительного времени. Еще в глубокой древности, 
за 4000 лет до нашей эры, в древнекитайской культуре применялись 
простейшие грузоподъемные устройства — рычаги и полиспасты, 
используемые для подъема воды из колодцев и при возведении сооружений. Аналогичные устройства для поднятия и перемещения 
больших тяжестей были известны и народам Ближнего Востока. 
Строительные работы, связанные с поднятием и перемещением 
больших тяжестей с использованием грузоподъемных механизмов, 
производились при сооружении египетских пирамид. Так, пирамида Хеопса, сооруженная в 27 веке до нашей эры, имела высоту 
147 м и была сложена из 2,5 млн известняковых камней массой от 
2 до 30 т.
В античный период при строительстве храма Зевса в Гелиополисе во II в. до нашей эры были установлены колонны из порфира 
массой до 360 т. В храме Артемиды в Эфесе использованы мраморные балки длиной до 90 м.
Первыми средствами, облегчающими ручной труд, были рычаги, катки и наклонные плоскости. Рычажные подъемники — прототипы современных стреловых кранов — использовались для подъема воды. Еще за двадцать два века до нашей эры начали применять 
простейшие вороты с ручным приводом. В VII в. до нашей эры 
появились блоки, а во II в. до нашей эры — вороты с червячной и 
зубчатой передачами с ручным приводом.
В эпоху средневековья, в XI–XIII вв., в связи с развитием торговли, мореплавания и горно-металлургической промышленности 
началось бурное развитие транспортирующих и грузоподъемных 
машин. Появились первые прототипы современных кранов, имевшие ручной привод. Эти устройства делали из дерева, и только для 
осей и крюков применялась сталь.
С глубокой древности известны и машины непрерывного транспортирования, сначала в виде водоподъемных колес и скребковых 
лотков, а затем в виде ковшовых подъемников — прототипов современных элеваторов, приводившихся в движение силой течения 
воды или вручную.

В 1860 г. был создан первый кран с паровым двигателем. В 80-х гг. 
XIX в. начали применяться краны с электрическими двигателями.
На Руси первые упоминания об использовании блоков и домкратов появились в рукописях XI в. В это же время при возведении 
Софийского собора в Новгороде были применены сложные системы полиспастов, по своим техническим возможностям превосходящие устройства, применявшиеся в Западной Европе.
В 1677 г. на колокольню Московского Кремля подняли с помощью рычагов, полиспаста и ворота Большой Успенский колокол 
весом 130 т. Здесь впервые использовали систему противовесов.
В XVIII в. на металлургических заводах Урала, Алтая и Забайкалья применялось большое количество различного подъемно-транспортного оборудования для загрузки доменных печей, откатки вагонеток и других целей. В 1764 г. русский механик Е.Г. Кузнецов 
соорудил многоковшовый цепной водоподъемник, впоследствии 
им же переоборудованный для подъема руды и породы. В 1768 г. 
гидротехник К.Д. Фролов на Змеиногорском руднике (Алтай) применил грандиозную для того времени приводимую в действие давлением воды комплексную установку для подъема руды и удаления 
воды из шахт.
В 1769 г. с помощью медных шаров, уложенных в обшитых медными листами желобах в Петербург переместили камень с размерами 15×9×7 м и массой более 1000 т. Его использовали в качестве 
постамента под памятник Петру I.
В 1832 г. в Петербурге перед Зимним дворцом установили Александровскую колонну массой более 600 т, а в 1834 г. была осуществлена доставка и установка 48 колонн Исаакиевского собора в Петербурге — масса каждой колонны около 100 т.
Начало производства отечественных подъемно-транспортных 
машин относится к 1900 г., когда впервые были построены краны 
на Брянском, Краматорском и Путиловском заводах. К 1913 г. их 
производилось на этих заводах 70 штук в год. Основная масса кранов завозилась из-за рубежа.
После революции 1917 г. и завершения гражданской войны 
 механизация транспортных и разгрузочных работ начинает происходить ускоренными темпами. В 1924 г. в МВТУ им. Баумана открывается первая кафедра по подготовке инженеров в данной области. В стране создаются специализированные научно-исследовательские, проектно-конструкторские и специализированные 
технологические организации, занимающиеся вопросами создания 

новой подъемно-транспортной техники и разработкой нормативной документации.
Специализированные проектные организации совместно с машиностроительными заводами создали ряд высокопроизводительных, экономичных и удобных в эксплуатации машин и устройств 
для технологического транспортирования грузов в ПСМ. Для производства строительных материалов, изделий и конструкций требуется большое количество сырьевых материалов, которые необходимо транспортировать на предприятия, а при их переработке — 
от одной технологической машины к другой. Насыпные, а также 
некоторые тарно-штучные грузы перемещают конвейерами различных типов. Порошкообразные и зернистые грузы погружают и 
выгружают с помощью пневматических и винтовых погрузчиков. 
Грузы, затаренные в мешки, транспортируют с помощью ленточных 
конвейеров. Для удобства применения средств механизации тарноштучные грузы укладывают в тару, пакетируют на поддонах, загружают в контейнеры, которые перемещают с помощью различных 
кранов, конвейеров, грузовых лифтов, авто- и электропогрузчиков. 
Грузоподъемные машины применяют в различных механических 
цехах, а также при выполнении монтажных и ремонтных работ.
Машины, применяемые для технологического транспортирования строительных материалов, изделий и конструкций, можно 
подразделить на три основные группы:
 
• транспортирующие машины;
 
• грузоподъемные машины;
 
• наземный и подвесной внутризаводской транспорт.

Современные тенденции в развитии 
подъемно-транспортных машин

Грузоподъемные и транспортирующие машины эксплуатируются в различных условиях, поэтому при их проектировании учитывают следующие факторы:
 
• Микроклиматический район, зависящий от географического положения:
 умеренный (У);
 холодный (Х);
 тропический влажный (ТВ);
 тропический сухой (ТС) и пр.

• Место расположения при эксплуатации, характеризуемое категориями размещения:
 на открытом воздухе (1-я категория);
 под навесами, в палатках и т.п. (2-я категория);
 в закрытых помещениях с пониженным воздействием внешних факторов (3-я категория);
 в помещениях с регулируемыми климатическими условиями 
(4-я категория);
 в помещениях с повышенной влажностью (5-я категория).
 
• Температура окружающей среды:
 низкая (от 0 до –60 °С);
 нормальная (от –20 до +20 °С);
 высокая (от +60 до +70 °С);
 очень высокая (вблизи источников тепла, горячие грузы).
 
• Климатические факторы внешней среды:
 влажность и давление воздуха;
 солнечная радиация;
 ветер;
 пыль;
 дождь и др.
 
• Характеристика среды:
 коррозионная;
 абразивная;
 взрывоопасная;
 биологически активная и др.
Основными тенденциями развития машин и оборудования для 
транспортирования строительных материалов и изделий в настоящее время являются:
 
• создание качественно новых видов транспортирующих и грузоподъемных машин и механизмов, а также широкая модернизация существующих машин и установок;
 
• повышение производительности, грузоподъемности и надежности машин при одновременном снижении их металлоемкости благодаря применению новых кинематических схем, более 
совершенных методов расчета, использованию рациональных 
облегченных профилей проката, новых материалов, а также 
прогрессивной технологии машиностроения (новые методы 
термообработки, нанесение упрочняющих покрытий и др.);
 
• увеличение производительности оборудования вследствие 
применения широкого регулирования скоростей механизмов, 

автоматического, полуавтоматического и дистанционного 
управления с использованием микропроцессорной и электронно-вычислительной техники как для управления машин, 
так и для расчетов и проектирования;
 
• улучшение условий труда обслуживающего персонала.
Современное производство машин и оборудования для технологического транспортирования строительных материалов и изделий основывается на создании блочных конструкций. Блочной 
называется конструкция, состоящая из самостоятельных сборочных 
единиц (блоков), соединенных между собой легкоразъемными элементами.
В настоящее время принцип блочности используется не только 
в механизмах, но и в металлоконструкциях, что позволяет организовать поточные линии для серийного изготовления унифицированных сборочных единиц металлоконструкций с соблюдением 
возможности их взаимозаменяемости.
Применение блочных конструкций создает максимум удобств 
в эксплуатации, так как позволяет легко удалить блок, требующий 
ремонта, без разборки смежных сборочных единиц.

ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ. 
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ. 
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. 
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ МАШИН

Общие понятия о транспортирующих машинах

Транспортирующие машины — это машины, предназначенные 
для непрерывного перемещения насыпных или штучных грузов по 
заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины (ленте, полотне) или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных 
на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным 
потоком в заданной последовательности один за другим, при этом 
рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движение грузонесущего 
элемента машины происходит одновременно (рис. 1).

Рис. 1. Схемы расположения груза на грузонесущем элементе 
транспортирующей машины:
а — насыпного груза на ленте; б — штучного груза на ленте; 
в — насыпного груза в ковшах

Назначение и классификация
транспортирующих машин

Основное назначение транспортирующих машин — перемещение груза по заданной трассе. Одновременно с транспортированием машины могут распределять грузы по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм 
производственного процесса.
Особую группу транспортирующих машин и установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: 
питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы, 
желоба и т.п.
Классифицируют транспортирующие машины следующим образом:
 
• По способу передачи перемещаемому грузу движущей силы: 
 транспортирующие машины, действующие при помощи механического привода (электрического, гидравлического, 
пневматического);
 самотечные (гравитационные) устройства, в которых груз 
перемещается под действием собственной силы тяжести;
 устройства пневматического и гидравлического транспорта, 
в которых движущей силой являются соответственно поток 
воздуха или струя воды.