Конструктивные особенности экскаваторов

· Высокая производительность

· Низкий расход топлива

· Широкий рабочий диапазон

· Идеальное распределение веса

· Малотоксичный двигатель

· Эргономическая компоновка приборов и рычагов управления

На поворотной платформе экскаватора размещены большинство основных механизмов, силовой привод, двуногая стойка или надстройка для крепления сменного рабочего оборудования, а также кабина и вспомогательное оборудование, в том числе системы управления механизмами. Платформа может быть сварной, литой и комбинированной конструкции, обладающей достаточной жесткостью.

Нагрузка от поворотной платформы, воспринимающая усилия рабочего оборудования, передается на нижнюю ходовую часть экскаватора через опорно-поворотное устройство, которое может быть многороликовым, малороликовым или шариковым.

В экскаваторах с индивидуальным приводом (главным образом в экскаваторах с ковшом большой емкости) главная лебедка выполняется в виде двух однобарабанных лебедок.

Стрелоподъемная лебедка экскаватора при работе обратной лопатой используется для удерживания передней стойки, а функции стрело-подъемной лебедки выполняет второй барабан главной лебедки.

Устройство главной одновальной лебедки экскаватора, оснащенной для работы с прямой лопатой.

На валу жестко закреплены зубчатое колесо, две крестовины и свободно на шарикоподшипниках расположены два фрикционных барабана. Каждый барабан состоит из удлиненной ступицы и фрикционного шкива с двумя обработанными цилиндрическими поверхностями: внутренней — для ленты фрикционной муфты включения и наружной — для тормозной ленты. На ступице левого барабана находятся две звездочки привода напорного механизма. На правом фрикционном барабане крепится разъемный из двух половин барабан на который навивается канат подъема ковша.

При применении лебедки с червячным приводом подъем и опускание стрелы выполняют на режиме двигателя экскаватора. Стрелоподъемная лебедка с цилиндрическими зубчатыми колесами позволяет опускать стрелу под действием собственного веса ослаблением натяжения тормоза.

Стрелоподъемная лебедка может работать независимо от механизма поворота платформы экскаватора, что дает возможность совмещать операции по изменению вылета стрелы и повороту платформы.

 

Конструкция стрелоподъемной лебедки экскаватора показана на рис. 1.3. Барабан 8 стрелоподъемной лебедки установлен на валу свободно на шарикоподшипниках 10. Соединение барабана 8 с валом 5 осуществляется кулачковой муфтой 7, перемещающейся вдоль вала по направляющим шпонкам.

С другой стороны кулачковой муфты находится звездочка, сидящая свободно на валу на подшипнике скольжения. На другом (левом) конце вала свободно на шарикоподшипниках вращается ступица с двумя фланцами, к одному из которых присоединено зубчатое колесо, а к другому — корпус двухконусной муфты.

 

 

Рисунок 1.3. Стрелоподъемная лебедка экскаватора
а — общий вид; б — ленточный тормоз и храповый останов барабана

Рисунок 1.4. Механизм реверса

На рис. 1.4 показан механизм реверса. Пневмо-цилиндр вместе с прикрепленными к нему фрикционными колодками может перемещаться на шлицах вдоль вала: влево под действием пружины и вправо под давлением сжатого воздуха, подаваемого в пространство между торцом цилиндра и поршнем. Поршень жестко укреплен на торце вала. При включении рычага на пульте управления сжатый воздух направляется в пространство между поршнем и цилиндром, смещая последний вправо до полного сцепления муфты и, следовательно, сцепления вала с зубчатым колесом. При сцеплении кулачковой муфты со звездочкой включается механизм возврата рукояти при работе с прямой лопатой или же обратное вращение барабана лебедки подъема стрелы при оснащении экскаватора оборудованием обратной лопаты.

 

При сцеплении кулачковой муфты с барабаном 8 последний будет вращаться и, наматывая на себя канат полиспаста, поднимет стрелу. В поднятом положении стрела удерживается ленточным тормозом и собачкой храпового стопора. Натяжение тормозной ленты обеспечивается пружиной.

Опускание стрелы происходит под действием собственного веса после выключения собачки и ослабления натяжения тормозной ленты при помощи рычага. Прежде чем опустить стрелу, следует ее немного приподнять, чтобы отвести собачку.

 

Рисунок 1.5. Схемы напорных механизмов
а — зависимый зубчатореечный; б — независимый канатный; в — комбинированный’ канатный;: г—комбинированный зубчатореечный

 

Для удержания собачки в выключенном положении кольцо 18 вместе с тягой поворачивается на 90° и фиксируется в вырезе направляющей трубы. После выключения собачки можно опускать стрелу, уменьшая степень натяжения тормозной ленты рычагом.

На рис. 1.5. показаны схемы напорных механизмов.Скорость опускания стрелы ограничивается роликовой противообгонной муфтой, расположенной на валу главной лебедки, которая втулочно-роликовой цепью соединена со звездочкой, жестко закрепленной на барабане стрелоподъемной лебедки.

Механизмы реверса. Двигатели внутреннего сгорания не позволяют изменять направление вращения коленчатого вала, поэтому на одномоторных экскаваторах направление вращения поворотной платформы и направление движения экскаватора могут изменяться с помощью механизмов реверса.

Наибольшее распространение получил механизм реверса, состоящий из трех конических шестерен. На торцах горизонтального вала 6 механизма установлены гидроцилиндры или пневмокамеры, вращающиеся вместе с валом. Давление масла в цилиндре (или воздуха в пневмркамерах) воздействует на шток, установленный в осевом сверлении вала. На конце штока имеется вилка, упирающаяся в чеку, находящуюся в прорезях вала. Концы чеки, выступающие за пределы вала, нажимают на торцы ступицы шкива или шкива и перемещают его, сжимая возвратную пружину и прижимая шкив к фрикционным колодкам.

Напорные механизмы. При копании грунта прямой лопатой необходимо одновременно выполнять подъем ковша и поступательное движение рукояти с ковшом к забою. Выдвижение рукояти с ковшом в сторону забоя или возвращение ее осуществляется напорным механизмом.

Напорные механизмы одноковшовых универсальных экскаваторов общестроительного назначения различают по следующим признакам:
а) по способу передачи движения рукояти — на канатный и зубчато-реечный (кремальерный);
б) по принципу действия—на независимый, зависимый и комбинированный.

Напорный механизмов котором величина усилия напора может быть изменена независимо от величины натяжения подъемного каната, называется независимым.

Если же величина напорного усилия зависит от величины натяжения подъемного каната, то механизм напора называется зависимым. В этом случае машинист экскаватора может только уменьшить величину напорного усилия. При объединении двух схем величина усилия напора зависит от величины натяжения каната, однако при включении независимой части механизма она может быть увеличена. Такая схема напорного механизма называется комбинированной.

При зависимом зубчато-реечном напорном механизме напорное движение рукояти возможно только при навивании подъемного каната на подъемный барабан, сидящий на валу, главной лебедки и одновременном отпускании тормоза возвратного барабана. Натяжение подъемного каната приводит во вращение напорный вал с кремальерными шестернями, передающими усилия на рейку рукояти. Если машинист не притормозит вовремя возвратный барабан, ковш под влиянием излишнего напора может глубоко врезаться в грунт, что вызовет перегрузку и даже остановку двигателя. В этом заключается основной недостаток зависимого напорного механизма.

Другим его недостатком является способность врезаться в твердый грунт с поверхности в начале цикла, когда еще невелико усилие в подъемном канате и, следовательно, мало усилие напора.

При независимом канатном напорном механизме выдвижение и возврат рукояти 8 производится независимо от работы подъемного барабана главной лебедки. Напор рукояти происходит при навивании ветвей напорного каната на напорный барабан, получающий вращение от цепи блока звездочек. При изменении направления вращения напорного барабана на него навивается возвратный канат, перемещающий рукоять в сторону экскаватора. Такое устройство обеспечивает большее удобство в управлении рабочими движениями экскаватора и дает возможность ковшу врезаться в поверхность твердого грунта в начале цикла. К недостаткам независимого напорного механизма относится неравномерность загрузки двигателя и механизмов, а также дополнительный расход мощности на противодействие усилию, стремящемуся перемещать рукоять в процессе копания.

При комбинированном напорном механизме конец подъемного каната не закрепляется на стреле, как при независимом напоре, а пропускается к дополнительному барабану на напорном валу, где создается дополнительный крутящий момент, используемый для выдвижения рукояти. Для направления напорного и подъемного канатов служат блоки.

При комбинированном напорном механизме обеспечивается более плавная нагрузка двигателя и механизмов, а также более легкое управление ковшом при копании.

Комбинированный напорный механизм позволяет увеличить напорное усилие и дает возможность установить на экскаваторе ковш большей емкости, чем при независимом напорном механизме.

Экскаваторы с ковшами емкостью до 0,4 м3 могут не иметь напорного механизма. В этом случае напорное движение ковша обеспечивается одновременным опусканием стрелы и подъемом рукояти.