Строительные машины и оборудование

А. В. Вавилов
А. Л. Дашко
А. А. Замула

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ  
И ОБОРУДОВАНИЕ

Допущено Министерством образования  
Республики Беларусь в качестве учебного пособия  
для учащихся учреждений образования,  
реализующих образовательные программы  
среднего специального образования по специальности  
«Промышленное и гражданское строительство»

Под общей редакцией профессора, доктора 
технических наук А. В. Вавилова

Минск
РИПО
2021

УДК 69.002.5(075.32)
ББК 38.6-5я723
В12
А в т о р ы:
заведующий кафедрой «Механизация и автоматизация  
дорожно-строительного комплекса» Белорусского национального  
технического университета доктор технических наук,  
профессор А. В. Вавилов; старшие преподаватели этой же  
кафедры А. Л. Дашко, А. А. Замула

Р е ц е н з е н т ы:
цикловая комиссия преподавателей учебных дисциплин  
УО «Минский государственный профессионально-технический 
колледж строителей имени В. Г. Каменского» (И. С. Мельник);
заведующий кафедрой «Промышленное и гражданское строительство» 
Межгосударственного образовательного учреждения высшего образования  
«Белорусско-Российский университет» кандидат  
технических наук, доцент С. Д. Макаревич

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или 
любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.
Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства 
образования Республики Беларусь.

В12
Вавилов, А. В.
Строительные машины и оборудование : учеб. пособие / 

А. В. Вавилов, А. Л. Дашко, А. А. Замула ; под общ. ред. А. В. Вавилова. – Минск : РИПО, 2021. – …330 с. : ил.

ISBN 978-985-7253-56-2.

В учебном пособии приведены основные типы строительных машин 
В учебном пособии приведены основные типы строительных машин 

и оборудования, используемых в промышленном и гражданском строии оборудования, используемых в промышленном и гражданском строительстве. Рассмотрены назначение и область применения, конструкции, 
тельстве. Рассмотрены назначение и область применения, конструкции, 
технико-экономические показатели и основы эксплуатации машин. Дано 
технико-экономические показатели и основы эксплуатации машин. Дано 
описание технологических процессов, выполняемых машинами.
описание технологических процессов, выполняемых машинами.

Для учащихся учреждений среднего специального образования по  
Для учащихся учреждений среднего специального образования по  

специальности «Промышленное и гражданское строительство».
специальности «Промышленное и гражданское строительство».

УДК 69.002.5(075.32)
ББК 38.6-5я723

ISBN 978-985-7253-56-2  
© Вавилов А. В., Дашко А. Л., 

 
 
 
 
    Замула А. А., 2021

 
 
 
 
© Оформление. Республиканский институт

 
 
 
 
    профессионального образования, 2021

ПРЕДИСЛОВИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебная дисциплина «Строительные машины и оборудование» предусматривает изучение различных типов строительных 
машин и оборудования, их назначение, устройство, принцип работы, технические характеристики, методы расчета параметров 
машин и особенности их эксплуатации.
Изучение программного материала опирается на знания, 
полученные учащимися по математике, физике, технической 
механике, и создает необходимую базу для изучения таких учебных дисциплин, как «Технология строительного производства», 
«Организация строительного производства», «Строительные материалы и изделия», «Нормирование труда и сметы», «Охрана 
труда».
При изучении программного материала учащиеся знакомятся с новейшими видами строительных машин и оборудования, 
достижениями отечественного и зарубежного опыта в области 
машиностроения. На примерах и анализе передовых разработок 
средств механизации и автоматизации учащиеся приобретают 
практические навыки в выборе и использовании современных 
строительных машин, средств механизации и автоматизации технологических процессов в строительной отрасли. 

Цель изучения данной учебной дисциплины – приобретение учащимися знаний и практических навыков, необходимых 
для профессионального выполнения обязанностей на современных строительных объектах.

РАЗДЕЛ 1. ДЕТАЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
РАЗДЕЛ 1. ДЕТАЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕТАЛЯХ МАШИН
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕТАЛЯХ МАШИН

Машина – это устройство, предназначенное для выполнения 
определенной работы или преобразования одного вида энергии 
в другой. Основное назначение машины – частичная или полная 
замена производственных функций человека для облегчения труда и повышения его производительности.
Сборочная единица – изделие, составные части которого определенным образом соединены между собой.
Деталь – неразъемная элементарная часть машины или механизма.
Обеспечение работоспособности машин и механизмов определяется их свойствами, которые диктуются условиями эксплуатации, жесткостью, прочностью, износостойкостью, а в ряде случаев – тепло- и вибростойкостью деталей.
Одним из самых важных свойств деталей принято считать 
их прочность, которая зависит от характера нагрузки, формы, 
размеров, материалов и технологии изготовления.
Детали машин должны сохранять работоспособность в течение заданного срока службы при минимально необходимой 
стоимости изготовления и эксплуатации.
В настоящее время для изготовления деталей машин применяют большое количество различных видов материалов: стали, чугуны, сплавы цветных металлов, порошковые материалы, 
пластмассы, резину и др. В зависимости от химического состава 
и технологии производства значительно отличаются качественные показатели одного и того же вида материала.

1.1. Общие сведения о деталях машин

Сталь – сплав железа с углеродом и другими элемен тами. 

Чем больше углерода в стали, тем выше ее твердость и статическая прочность, но меньше пластичность. Сталь обладает высокими механическими свойствами; возможностью получения 
заготовок из поковок, отливок, проката; хорошей обрабатываемостью на станках; возможностью сва риваться и термически обрабатываться.
Все стали различают по маркам. Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380–2005) содержит стали марок от Ст0 до Ст6.
Конструкционные качественные стали (ГОСТ 1050–2013) различаются содержанием углерода и марганца. Их обозначают так: 
сталь 40, сталь 45, сталь 30Г и т. д. Буква Г после цифры в приведенном обозначении марки означает повышенное содержание 
марганца.
Легированные конструкционные стали (ГОСТ 4543–2016) делят 
на качественные и высококачественные. В зависимости от содержания основных легирующих элементов стали бывают хромистые (20X, 40X), хромоникелевые (20ХН, 12ХН3А) и др. В марках 
цифры перед буквами указывают содержание углерода в сотых 
долях процента (0,12 %), а цифры после букв – примерное процентное содержание легирующих элементов. Высококачественные стали в конце обозначения марки содержат букву А. Легированная сталь – дорогой материал, ее используют в ответственных 
деталях.
Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав с содержанием углерода свыше 2 % и наличием небольшого количества 
других элементов. По структуре различают серый и белый чугун, по назначению – антифрикцион ный, высокопрочный и др. 
Наибольшее распространение в машиностроении получил серый 
чугун.
Серый чугун (ГОСТ 1412–85) обладает высокими литей ными 

свойствами, определившими его основное использо вание в качестве конструкционного материала. Хорошо обрабатывается резанием. Серый чугун в соответствии с ГОСТ 1412 имеет следующие 
марки: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40, СЧ 45. 
При этом буквы СЧ обозначают серый чугун, а цифры – предел 
прочности при растяжении.
Сплавы цветных металлов. В машиностроении чаще применяют сплавы меди, легкие сплавы и баббиты.

Раздел 1. Детали строительных машин

Бронзы – сплавы меди с оловом, свинцом, алюминием, железом, кремнием, марганцем и другими металлами (кроме цинка), 
в соответствии с которыми бронзы полу чают название. Обозначение марки бронзы начинается с букв Бр, за которыми следуют заглавные буквы леги рующих элементов и их процентное содержание. Напри мер, БрОФ10-1 – бронза, содержащая 10 % олова, 1 % 
фос фора и остальное – медь. Бронзы обладают высокими антифрикционными, антикоррозионными и литейными свойствами, 
имеют хорошие механические характери стики. Наилучшие антифрикционные и механические свой ства имеют оловянные бронзы 
БрО10Ц2 и БрО10С10. Вследствие высокой стоимости и дефицитности оловян ных бронз часто применяют безоловянные бронзы, 
выпускаемые в соответствии с ГОСТ 18175–78. Из них наибольшее распространение получила алюминиево-железная бронза 
БрАЖ9-4 для венцов червячных колес, гаек ходовых и грузовых 
винтов и т. п.
Латуни – сплавы меди с цинком. По химическому составу латуни делят на простые и специальные, а по технологическому назначению – на литейные и деформи руемые. Согласно 
ГОСТ 17711–93 нормировано 10 марок медно-цинковых латуней. Например, алюминиево-железо-марганцовую латунь марки 
ЛЦ23А6Ж3Мц2 применяют для изготовления зубчатых (червячных) колес, марганцево-свинцовую латунь марки ЛЦ38Мц2С2 
используют для антифрикционных деталей. Латуни характеризуются вы соким сопротивлением коррозии, достаточной проч-
ностью и пластичностью.
Легкие сплавы – конструкционные сплавы с плотностью  
ρ ≤ 4500 кг/м3 на основе алюминия, титана, магния и присадок 
других элементов. Благодаря высокой удельной прочности (отношение предела прочности к плот ности материала) и другим 
положительным свойствам их применяют в химической, пищевой и других отраслях, где снижение массы особенно необходимо 
(например, для корпусных и других деталей транспортных машин 
и летательных аппаратов). Для изготовления деталей общего назначения широко используют силумины (ГОСТ 4784–2019), имеющие высокие литейные свойства, и дюралюмины (марки Д16), обладающие высокой удельной прочностью. Литейные магниевые 
сплавы (ГОСТ 2581–78) применяют для изготовления деталей 
методом литья.

1.1. Общие сведения о деталях машин

Баббиты – антифрикционные сплавы на основе олова и  

свинца, используемые для заливки вкладышей подшип ников 
скольжения. Марки оловянных и свинцовых бабби тов определены ГОСТ 1320–74. Лучшими, но и наиболее дорогостоящими являются оловянные баббиты марок Б89, Б83. Баббиты обладают наименьшим коэффициентом тре ния по стали и чугуну, 
низкой твердостью и хорошей прирабатываемостью. Баббиты – 
дорогостоящие материа лы, поэтому для отливок моно- и биметаллических вклады шей, втулок, ползунов и других аналогичных деталей применяют цинковые антифрикционные сплавы 
(ГОСТ 21437–95).

Композиционные материалы. Их изготовляют на основе металлической матрицы пропиткой высокопрочных волокон (бора, 
углерода, вольфрама, молибдена и др.) расплавлен ными металлами (алюминием, кобальтом и т. д.). Варьируя компоненты и их 
объемное сочетание, получают материалы с высокими механическими характеристиками, жаропроч ностью и другими свойствами. При малой массе такие материалы имеют прочность и износостойкость значительно выше, чем стали и высококачественные 
сплавы.
Пластмассы. Это материалы на основе синтетических 
или (значительно реже) природных высокомолекулярных смол – 
полимеров. Достоинствами пластмасс являются малая плот ность, 
высокая удельная прочность, химическая стойкость, высокие 
антикоррозионные, антифрикционные и электро изоляционные 
свойства, сравнительная простота формо образования многих 
изделий при минимальных отходах, хорошая обрабатываемость 
резанием.
Наряду с указанными достоинствами изделий из пластмасс 
необходимо учитывать особенности, ограничивающие возможность их использования: низкую по сравнению с ме таллами 
прочность, малые твердость и жесткость, низкую теплопроводность и обычно невысокую теплостойкость (60–250 °С). 
При проектировании необходимо учитывать ползучесть под нагрузкой и старение, существенно сни жающие свойства деталей 
из пластмасс.

В области машиностроения пластмассы находят широ кое 

распространение как фрикционные и антифрикцион ные конструкционные материалы для малонагруженных деталей (напри

Раздел 1. Детали строительных машин

мер, крыльчаток центробежных вентилято ров, зубчатых колес), 
для крышек, деталей оболочковой формы и т. д.
Стандартизация и взаимозаменяемость в машиностроении. 
Установление и применение правил, норм, параметров, технических и качественных характеристик, которым долж ны отвечать 
изделия, называется стандартизацией. Почти вся продукция, 
выпускаемая промышленными предприятиями, стандартизо вана 
или нормализована. Так, болты, винты, гайки, шпонки, шайбы, подшипники качения и другие детали и изделия должны соответствовать определенному стандарту.
Стандарты регламентируют:
 
• терминологию, обозначения и правила выполнения рабо
чих черте жей, методы расчета;

 
• габаритные и присоединительные размеры деталей;
 
• состав и свойства применяемых материалов;
 
• содержание технологических процессов, параметры обору
дова ния и контрольно-измерительного инструмента;

 
• методы испытания и оценки основных показателей изделия; 
 
• правила и нормы эксплуатации деталей и изделий.
В зависимости от области применения различают стандарты 
предприятия (СТП), отраслевые (ОСТ), государственные (ГОСТ), 
стандарты Беларуси (СТБ) и междугосударственные стандарты 
(ISO).

В настоящее время перед конструкторами и машино
строителями стоит задача широкого применения при создании 
новых машин, оборудования, аппаратуры и при водов стандартизованных и унифицированных узлов и агрегатов.
Унификация – рациональное сокращение многообразия видов, типов и типоразмеров изделий одинакового функционального назначения.
Стандартизация и унификация позволяют организовать массовое производство деталей и сборочных единиц на специализированных предприятиях, приводят к снижению трудоемкости 
и стоимости изготовления, повышению качества и увеличению 
долговечности деталей, сокращают время конструирования и освоения новых машин, обеспе чивают взаимозаменяемость деталей.

Взаимозаменяемость – свойство деталей и узлов, позво
ляющее заменять их другими деталями без дополнительной обработки с сохранением всех требований к работе дан ной машины. 

1.1. Общие сведения о деталях машин

Взаимозаменяемостью могут обладать не толь ко отдельные 

детали, но и сборочные единицы. Так, в редукторах взаимозаменяемыми могут быть зубчатые колеса, валы, подшипники, 
крышки подшипниковых узлов и др. В машинах могут быть взаимозаменяемы сами редукторы.

Процесс изготовления сборочной единицы (узла) ма шины 

заключается в сборке сопрягаемых деталей. Наибо лее современной и прогрессивной является непрерывно-поточная сборка узлов и всего изделия, производимая на конвейере. При такой технологии сборки каждая опе рация строго рассчитана по времени 
и общий темп сборки весьма высок, соединение деталей производится быстро, без взаимной подгонки.
Взаимозаменяемость способствует значительному повышению производительности сборки и снижению стоимости изделий. Кроме того, она ведет к повышению культуры ремонта машин, а также к упрощению и ускорению ремонтных работ, дает 
возможность обеспечить ремонтные предприятия запасными 
частями. Производство взаимоза меняемых деталей, узлов и изделий возможно только при условии соблюдения стандартов на материалы, полуфабри каты и готовые изделия.

При разра ботке новых конструкций машин и механизмов 

чрезвычайно важно вводить только те новые детали и узлы, от которых зависят произ водительность машины и удобство ее обслуживания. Стандартные детали и узлы следует использовать, если 
они принципиально не влияют на эти два основных показателя.

Использование и внедрение в машиностроение стан дартных 

деталей и узлов машин (модульных блоков) позволяет не только 
сократить время на изготовление машины, но и облегчить сам 
процесс проектирования. Именно применение модульных деталей и блоков спо собствует созданию систем автоматизированного проекти рования (САПР). САПР способствует выполнению 
всех видов работ по проектированию (расчет и конструирова ние) 
на ЭВМ с оптимизацией конструкции по прочности, жесткости, 
экономичности и другим критериям.

Контрольные вопросы и задания
Контрольные вопросы и задания

1. Раскройте сущность понятия «деталь».
2. Перечислите свойства деталей.

Раздел 1. Детали строительных машин

3. Какие сплавы относятся к цветным металлам?
4. Объясните принцип взаимозаменяемости деталей и узлов.

1.2. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
1.2. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Соединения различных деталей или сборочных единиц 
разделяют на две основные группы: неразъемные и разъемные. 
Неразъемные соединения подразделяют на сварные и заклепочные, разъемные – на резьбовые, шпоночные и шлицевые. Из неразъемных соединений наиболее распространены сварные.
Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений (деталей) с использованием сил межмолекулярного сцепления путем местного или общего нагрева соединяемых элементов 
до расплавленного (или пластического) состояния. Сварка бывает дуговой, электрошлаковой, газовой, контактной и др.
Сварные соединения разделяют на стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные. В зависимости от толщины соединяемых 
деталей формы кромок могут быть различными (рис. 1.1).

а

1

2

3
4
5

6
7
8

б
в

г

д

е

Рис. 1.1. Типы сварных соединений: 
а – стыковые бесскосные (δ < 8 мм); б – нахлесточные с двумя  
швами; в – угловое с односторонним швом; г – тавровое  
с двусторонним швом; д – стыковые со скосом стыкуемых кромок;  
е – расположение швов нахлесточных соединений;  
1 – с односторонним швом; 2 – с двусторонним швом;  
3 – V-образное (δ < 30 мм); 4 – Х-образное (δ = 30–40 мм);  
5 – U-образное (δ = 30–40 мм); 6 – лобовое; 7 – фланговое; 8 – косое