建筑机械

第一讲 机械的基本常识

1 建筑机械化的意义是什么?它有什么作用?

许多工程是人力无法完成的，只有依靠建筑机械才能进行。 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。 2.建筑机械由哪几部分组成?各部分作用是什么?

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。

3.建筑机械常用的动力装置有哪几种?各有什么特点?

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。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。 4. 传动装置的作用是什么?常用的传动装置有哪几种？

传动装置的作用是：在动力装置与工作装置之间承担协调工作，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。 （1）按传动比分类：

定传动比传动；变传动比传动

1

（2）按能量传动路线分类

单流传动；分流传动；周期变化 （3） 按工作原理分类

机械传动；流体传动；电力传动

5. 什么是钢的热处理?钢的热处理有哪些方法?其目的何在?

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。

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 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。

第二讲 施工运输车辆

1.简述四冲程内燃机的工作原理？

内燃机的工作原理：内燃机从空气和燃料进入汽缸，到燃料燃烧做功后废气排出机外，这一工程成为工作循环。对于往复式发动机，凡是活塞往复两次，移动四个冲程才完成一个工作循环的，称为四冲程内燃机。其四冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、燃烧和做功冲程、 排气冲程。下面以单缸四冲程柴油机为例：

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。

2

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．汽车底盘由哪些系统组成，各起什么作用？

底盘组成系统：传动系；行驶系；转向系；制动系。

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。

行驶系的主要功用 支承整机，接受传动系传来的动力，变成机械行驶和进行作业所需的牵引力，以保证机械的行驶和进行作业。

转向系的功用 使运输车辆保持直线行驶或改变方向。它是由驾驶员操纵的用来使转向轮偏转的一整套机构。目前主要采用偏转车轮式转向和折腰转向。

制动系功用 用来减速和紧急停车，下坡时保证车速基本稳定，停车时保持在原地不致滑溜。

3.简述自卸汽车工作装置的组成。 自卸汽车的工作装置的组成：

（1） 货箱 （2） 倾卸系统 （3） 自动启闭器

第三讲 常用机构

1 .什么叫运动副？它常分为哪几种？

存在一定相对运动的可动联接称为运动副。 1)低副，分为回转副和移动副2)高副 2 .平面机构具有确定运动的条件是什么？

3

机构的原动件数目必须等于机构的自由度。

3. 如何计算平面机构的自由度？计算时要注意哪些情况？

活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数就是该机构的自由度数，称为平面机构的自由度。即F=3n-2PL-PH 一个作平面运动的自由构件有三个自由度。在平面机构中，

每个低副引入两个约束，保留一个自由度；每个高副引入一个约束，保留二个自由度。 4. 为什么说平面四杆机构的最基本形式是曲柄摇杆机构？它有哪些特性？ 平面四杆机构由四个构件用回转副连接起来的，在一个平面内运动的机构。 特性：急回特性；压力角与传动角；死点位置。

5 .试述曲柄滑块机构的组成和特点。举例说明曲柄存在的条件是什么？

曲柄摇杆机构，若摇杆的长度无限增大，则C点的轨迹将趋于平直，演化成曲柄滑块机构。曲柄是最短件；最短杆与最长杆长度之和应小于或等于其余两杆长度之和。 6. 简述凸轮机构的工作原理。

凸轮是具有特定曲线轮廓，当它作等速转动时，可使从动件按预定的运动规律作间歇的直线往复移动。

第四讲 挠性传动

1．传动带的种类很多，为什么一般多用三角胶带?

三角带在有沟槽的带轮上工作，两个侧面是工作面。利用楔形增压原理，在同样大的张紧力的作用下能产生较大的摩擦力或者说是为增大带与轮间的摩擦系数，以便获得较平带大得多的传动能力(三倍)。

2．何谓打滑?何谓弹性滑动?它们对传动有何影响?各与哪些因素有关?

1)带在带轮上发生全面滑动，称之为打滑。2)带在轮上因弹性伸缩产生的相对带轮的滑

4

动称之为弹性滑动。3)打滑，带在整个带轮上发生弹性滑动，带和从动轮都不能正常运动，甚至完全不动，此时传动失效。 弹性滑动使得从动轮的圆周速度低于主动轮，且带传动没有准确的传动比

3．在建筑机械中，为什么带传动能获得广泛应用? 1.可以适应中心距较大的工作条件； 2.能缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声； 3.过载时带在轮上打滑，可防止其它零件受损； 4.结构简单，便于加工、装配和维修，成本低。 4．带传动所传递的最大圆周力与那些因素有关?

Ftmax=2F0(e∧(fa)-1)/(e∧(fa)+1)

式中Fo--初拉力。 ƒ --带与轮之间的摩擦系数； α --小轮上的包角(接触弧所对的圆心角)。一般小轮的包角α >120度。 最大圆周力随Fo，ƒ及α的增大而增大。 5．分析小带轮直径d1、中心距a、包角α1及带的根数Z对带传动有何影响? 1.滑动系数ε: ε=(v1-v2)/v1 2.带传动的传动比 3.i=d2/d1/(1- ε) 6．与带传动相比，链传动有何特点?

1.能在高温、高湿，多灰的恶劣环境中工作；2.平均传动比准确；3.承载能力大；4.传动效率高；5.但它瞬时速度不均匀；6.工作时有噪声；7.无过载保护作用。

第五讲 齿轮传动

1．为什么渐开线齿轮能得到广泛的应用?

传动比恒定，啮合线为定直线，中心距可分性是渐开线齿廓齿轮的三大优点。 2．渐开线齿轮正常传动的基本条件? 两齿轮分度圆上的模数相等；

5

两齿轮分度圆上压力角相等。 3．说明模数与分度圆的含义?

mk＝pk/ π，称为该圆上模数。 分度圆：选用标准模数和标准压力角的圆。

第六讲 液压传动与液力传动

1．说明液压传动的工作原理，并指出液压传动装置通常是由哪几部分组成的。

工作原理：以巴斯卡原理为理论基础，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠液体内部的压力（由外界负载所引起）来传递动力。

系统组成： 液压动力元件--将原动机的机械能转换为液体的压力能。 液压执行元件--将液体的压力能转换为工作装置需要的机械能。

液压控制元件--控制液体的压力、流量和方向，使工作装置完成预期的动作。 液压辅助元件--协助和完善能量传递，保证系统正常工作。 工作介质--即液压油。

2．在图6—1所示液压千斤顶中，已知小活塞的直径d＝100mm，大活塞的直径D＝400mm，作用在小活塞上的力F＝1000N。求大活塞上能顶起物体的重量G等于多少?(活塞

的

重

不

计

)

。

6

求解：

解答得G=F*16=16000N

3．说明容积式液压机械的工作特点。 有形成容积变化的密封工作空间； 有与容积变化相协调的配油机构。

4．常用的液压泵有哪几种?具体说明一种液压泵的工作过程。 齿轮泵，叶片泵，轴向柱塞泵

叶片泵工作过程：转子旋转—叶片伸出--右侧工作空间的容积逐渐增大—吸油； 转子旋转—叶片缩回--左侧工作空间的容积逐渐缩小—排油。

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5．说明液压缸的主要类型及其应用。

主要类型：双作用单杆活塞液压缸，伸缩式液压缸，摆动液压缸

双作用单杆活塞液压缸：活塞的一端有杆，而另一端无杆，即活塞是单出杆，所以活塞两端的有效作用面积不等； 伸缩式液压缸：多级液压缸，行程大，结构紧凑；摆动液压缸：往复摆动，摆角小于360度。

6．溢流阀有什么用途?说明它的工作原理。

溢流阀的作用：1.在液压系统中用来最高压力，以防止系统过 2.用于维持系统压力近似稳定，即稳压作用

工作原理：依靠改变阀口的通流截面积来控制液体的流量，以调节执行元件的运动速度。 7．说明单向阀的工作原理及用途，并画出它的符号。

工作原理：阀芯在弹簧力作用下压在阀座上，进油压力大于弹簧力时，顶开阀芯，油流通过；

反向则不能。

用途：用来控制油路中的通和断，由于它是锥面封阀，能保持密封压力，所以关闭较严，常

在部分液压回路中起保持压力的作用，也常与其他阀组合成单向复合阀。

8．何谓卸荷?画出两种不同的卸荷回路。

卸荷回路的作用是在发动机不停转的情况下，使液压泵以可能的最小输出功率运转，也就是

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液压泵输出的油液，以最低压力（克服管路阻力所需之压力）流回邮箱，或以最小流量（补偿系统泄漏所需之流量）输出压力油。由于液压油不去负荷，这样可以节省动力，减少油液发热温升，提高效率。 用换压阀的卸荷电路

a)

9

用电磁流溢阀的卸荷电路

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第七讲 土石方工程机械

1.在土石方工程施工中主要用到哪些机械? 土石方工程机械的分类

b) 挖掘机械 (单斗挖掘机、多斗挖掘机等)； c) 铲运机械 (装载机、推土机、铲运机等)； d) 压实机械 (如冲击式、振动式和碾压式压实机等)； e) 辅助性土方机械 (如松土机、拔根机、平地机等)； f)

凿岩钻孔机械 (凿岩机，风镐、破碎机械等)；

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2.正铲挖掘机和反铲挖掘机各有何特点?

反铲挖掘机的特点：—挖掘停机面以下的岩土；挖壕沟、基坑等，作业效率为最高 正铲挖掘机的特点：-挖掘停机面以上的岩土；

– 铲斗采用斗底开启卸土方式； – 用于大面积开挖。

3试分析说明ZL装载机传动系统的组成、各部件的作用及动力传递过程。

ZL装载机的特点：液力机械传动、铰接转向和多种工作装置

采用双蜗轮变矩器，使装载机在低速作业时具有较大的插入力，使发动机功率得以充分利用。

变矩器在速度转换时，相当于是一个有两档速度并随外负荷自动无级变化的变速箱。于是，可以减少装载机的变速箱档数，简化了变速箱结构。

4．影响推土机生产率的主要因素是什么，如何提高推土机的生产率?

与推土机的总体性能、地面条件、司机操纵熟练程度、施工组织等有关。 例如：利用有利地形进行下坡推土可以提高生产率； 例如：推土机在回程中采用高速倒退行驶等等。

5.从效率上考虑，土石方短距离或长距离的运输各应该选择什么样的机械？

从效率上考虑，推土机既能浅挖又能短距离推运，运距在100米之内生产效率最高，尤其在75米以内短距离转运土石方最为经济。铲运机可以承受铲斗容量较大（目前大约最大的30平方米以上），运距可较远（自行式可达到五千米）的任务。 6.铲运机的使用条件如何?怎样发挥其使用效率?

功能：铲运机能、综合地完成铲装、运输、卸土三个工序，应用最广泛。具有较高的效率和经济性，其铲斗容量较大（可达30m3），运距可较远（可达5000m），操作人员少。 适用对象：用于大量轻质土方的填挖和运输工作。特别是地形起伏不大、坡度在20度以内的大面积场地平整。含水量不超过27％、平均运距在800m左右以铲运机施工将可获得最

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高的技术经济效益。

应用：广泛应用于公路、铁路、工业建筑、港口建筑、水利和矿山工程。据统计，在国外工业发达国家中，每年由铲运机完成的土方量约占总土方量的40％。

第八讲 起重运输机械

1． 起重机的主要性能参数包括哪些内容?起重机有哪些主要机构?用途各是什么? 性能参数是其工作性能和技术经济的指标，是设计和选用起重机的主要依据。

a) 起重量(Q， t 或kg)：起吊重物的质量；

b) 幅度(R，m)：起重机回转中心轴线至起重吊钩中心线的水平距离称为幅度(或称起重半径) ；

c) 起重力矩(M ，kN·m)：起重量Q与相应于该起重量时的工作幅度R的乘积M＝Q× R ；

d) 起升高度(H，m)：地面到吊钩钩口中心的垂直距离； e) 工作速度：起升、变幅、回转、行走速度

钢丝绳 钢丝绳是起重机械和其他建筑机械中用于起吊、牵引或捆扎重物的挠性零件，具有强度高、韧性好、耐磨、自重轻、工作平稳、能承受冲击载荷以及不易骤断等特点

滑轮(组) 滑轮是起重机械中一种专用零部件，主要用来引导钢丝绳，改变钢丝绳的运动方向，平衡钢丝绳分支的拉力。并常用若干个滑轮构成滑轮组，达到省力或变速的目的。

卷筒和吊钩 卷同是起重机械用来卷绕钢丝绳的部件，同时是运动转换的简单可靠部件，即将本身的回转运动转换为钢丝绳的直线运动；亦是运动转换的部件，即将本身的驱动力矩转换成钢丝绳的牵引力。

2.试分析提高起重钢丝绳使用寿命的措施

要延长钢丝绳的使用寿命，应考虑以下几个因素：

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– 钢丝绳绕过滑轮和卷筒时，反复弯折； – 滑轮和卷简直径尽量大些； – 滑轮与卷筒的材料不能太硬； – 保持良好的润滑。

3.滑轮组在起重机中有何作用?什么是滑轮组的倍率?试分析滑轮组倍率对机构的影响。

滑轮组分为省力滑轮和增速滑轮两种，前者可以用较小的拉力起吊或牵引较大的重物，后者可用来改变从动荷载的速度和位移。

倍率α是滑轮组在工作时省力的倍数，其大小等于滑轮组中承载分支数Z2与绕入卷筒的钢丝绳分支数Z1之比，也是滑轮组的减速比，即绕入卷筒的钢丝绳速度与重物上升速度之比。

滑轮组倍率的大小关系到钢丝绳的合理选用和机构的尺寸参数。当倍率增大时，钢丝绳每个分支拉力减少，钢丝绳，滑轮及卷筒的直径也可减少，卷筒所需的驱动力矩减小，但滑轮数增多，钢丝绳绕过滑轮的次数增加，滑轮组的效率降低，钢丝绳的磨损加快

，

因

此

应

恰

当

选

用

滑

轮

组

的

倍

率

。

4．动臂变幅式起重机和小车变幅式起重机各有什么优缺点?

小车变幅是采用专门的起重小车在水平吊臂上来回运行，吊钩及钢丝绳滑轮组等都安装在起重小车上，起吊重物随小车运行以达到变幅的目的。起重小车的运行速度是靠变幅机构驱动的，变幅时重物作水平移动，起吊安装方便，速度快，幅度有效利用率大，但吊臂承受较大的弯矩，所以吊臂的构造复杂，自重较大。

动臂变幅时通过改变吊臂的俯仰角度来实现变幅的，这种变幅机构是将吊钩，钢丝绳，滑轮组等安装在吊臂的端头，变幅机构工作时，使吊臂作仰俯运动，从而改变吊钩与回转中心的距离。动臂变幅的臂架受力良好，因而臂架结构比较简单，自重较轻，但

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幅度有效利用空间较小，变幅速度不均匀，变幅时所需功率大。 5．为什么下旋转式塔式起重机可整体拖运?为什么附着式必定是上旋式?

下旋式塔式起重机采用整体起扳法有装拆方便，操作比较安全，节省人工等优点。 高层建筑的施工高度一般都在50米以上，为了适应高层建筑施工的需要，目前都采用自升式塔式起重机。这种塔式起重机一般固定使用，即附着式和内爬式固定。随着建筑物施工高度增加，必须采用上旋式才能完成施工的进行。 6． 汽车起重机、轮胎式起重机、履带式起重机主要特点是什么? 汽车起重机特点

– 装在通用汽车底盘上的起重机，在回转平台上另设有驾驶室，专门用于起重

作业操纵。

– 行驶速度较高，多在60km/h以上，可与汽车编队行驶。 – 通常车身较长，转弯半径大，场地狭窄时不好作业。 – 作业时要打支腿，不能带载行驶。 轮胎式起重机特点

– 采用专用轮胎底盘，仅有一个驾驶室完成所有操作。 – 行驶速度低于汽车式起重机，可达40km/h。 – 通常车身较短，转弯半径小，场地狭窄时也好作业。 – 能带载行驶。

履带式起重机特点

– 履带接地面积大，对地面的平均压强小，故可在松软地面上工作。 – 稳定性好，可带载移动，并可原地转向。

– 起重量大（可达1000吨），起升高度较大（可达135米）。

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– 可一机多用。

– 但自重大，行驶速度慢，不宜作长距离行走，转移工地时要用平板拖车装运。

第九讲 混凝土机械

1 自落式搅拌机和强制式搅拌机在混凝土拌合原理方面有何不同？各适宜搅拌什么种类的混凝土？

工作原理

– 自落式：按重力机理进行搅拌作业，用于搅拌一般骨料的塑性混凝土。 – 强制式：根据剪切机理进行搅拌，特别适合于干硬混凝土和轻骨料混凝土。

2 常用混凝土搅拌机的类型有那些，其型号如何表示？

混凝土搅拌机分为自落式搅拌机和强制式搅拌机，自落式其按照搅拌筒形状和出料方式不同分为鼓筒式，锥形爪转出料式和锥形倾翻出料式。强制式搅拌机按照搅拌轴位置布置形式不同，分为立轴式和卧轴式两种。其中立轴式又分为涡浆式与行星式，卧轴式又分为单卧轴式和双卧轴式。 □ □ □ □ □

主参数，表示搅拌机的出料容量

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更新代号，用A,B,C表示

特征代号，当用电动机驱动时省略 类型代号 搅拌机代号

3 简述大型混凝土搅拌楼的分层布置形式？

从上到下分进料，贮料，配料，搅料和出料五层，分别为以下I，II，III，IV，V

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4 试述混凝土搅拌输送车的主要作业方式

作业方式：—成品混凝土输送：将搅拌机拌好的混凝土送到施工现场，在途中拌筒以

1~3r/min的转速作低速持速搅拌，防止初凝和离析。适用于运距8~12km。 – 湿料搅拌输送：装入经称量的的砂、石、水泥和水拌合物，在途中拌筒以

8~12r/min的转速对物料进行搅拌，在卸料前完成搅拌。

– 干料输送途中搅拌：将干混合料装入搅拌筒，在到达施工现场前15~20min

时加水进行搅拌，到达施工现场时搅拌完成。适用于运距12km以上。

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