Тема 6. 1. Силовое оборудование

Вопросы:

1. Назначение и виды силового оборудования.

В качестве силовых установок применяют: 1. электрические двигатели постоянного или переменного тока,

2.двигатели внутреннего сгорания (дизели), 3.пневматические приводы, 4.комбинированные приводы (дизель-электрические, дизель-пневматические).

Рабочие органы машины испытывают сопротивления, которые преодолеваются силовым оборудованием, приводящим в движение трансмиссию, рабочее или ходовое оборудования машины. Поэтому силовое оборудование часто называют приводом.

В соответствии с технологией работы нагрузки на рабочий орган, а следовательно, и на привод, могут быть переменными и постоянными. Переменные нагрузки имеют разную степень неравномерности.

Привод может быть одномоторным и многомоторным - приводы которые работают от специальных ис­точников энергии, устанавливаемых либо на машине, либо вне ее. В соответствии с этим многомоторные приводы бывают электрические, гидравлические или пневматические. При многомоторном приводе ка­ждый двигатель может приводить в движение один механизм (индивидуальный привод).

Одномоторный привод дешевле в изготовлении, позволяет заменить двигатель общего типа другим, на­пример дизель — электродвигателем, но не обеспечивает точного постоянного или регулируемого рас­пределения мощности и крутящего момента между механизмами.

Многомоторный, особенно индивидуальный, привод свободен от указанных недостатков, позволяет ре­гулировать работу механизма независимо от остальных, предоставляет больше возможности для автома­тизации управления, но при этом значительно возрастают установленная мощность и стоимость машины.

Установки с электродвигателями переменного тока наиболее широко применяются в качестве приводов строительных машин. Они могут питаться от обычной электросети, надежны и удобны в эксплуатации. способны к значительным кратковременным перегрузкам.

Установки с электродвигателями постоянного тока являются наиболее приемлемым приводом для строи­тельных машин с тяжелым режимом работы. Однако вес и габаритные размеры такого привода в 1,5-2,0 раза больше, чем любого другого типа привода и в 2,0-2,5 раза больше, чем привода с двигателем пере­менного тока.

Установки с двигателями внутреннего сгорания (дизельными или карбюраторными) не зависят от источ­ника внешнего питания, надежны в работе и просты в эксплуатации, имеют малую массу на единицу мощности, высокий к.п.д., небольшой расход горючего (0,22-0,25 кг/кВт в час).

Недостатками двигателей внутреннего сгорания являются:

- не отвечающая условиям работы строительных машин внешняя характеристика с незначительными пре­делами регулирования, высокая стоимость эксплуатации, жесткие требования к качеству топлива, срав­нительно малая долговечность (3000-4000 ч), чувствительность к перегрузкам, трудность эксплуатации при низких температурах, невозможность непосредственного реверсирования, необходимость в фрикци­онных, гидравлических и других муфтах) для передачи движения от двигателя к трансмиссии.

Пневматические установки применяют для подачи сжатого воздуха, приводящего в движение механи­зированный строительный инструмент. Энергия сжатого воздуха используется также для транспортиро­вания строительных материалов, в механизмах для нанесения покрытий, в пескоструйных аппаратах и т.п.

Обычно такие установки состоят из двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя, приводящих в движение компрессоры поршневого (рис.2.1) или ротационного (рис. 2.2)типов. Строительные компрессоры чаще всего монтируют на специальной раме и перемещают с помощью ав­томобиля или трактора. Применяемые в строительстве одноступенчатые переносные компрессоры соз­дают давление 0,6...0,7 МПа, производительность их достигает 0,15 м 3.

 

Тема 6. 2.Трансмиссии

Вопросы:

1. Назначение трансмиссии. Основные части.

2. Назначение ходового оборудования. Основные части.

3. Назначение системы управления. Основные части.

Трансмиссией называется система, кинематически связывающая отдельные узлы машины, при помощи которой передается движение от двигателя к исполнительным механизмам и редуцируются передаваемые скорости и усилия.

В трансмиссии включаются элементы, ограничивающие перегрузки, позволяющие регулировать скоро­сти, предохранительные устройства. В современных машинах применяются механические, гидравличе­ские и электрические трансмиссии (передачи). Основными элементами механических трансмиссий являются

1. муфты сцепления; предохранительные муфты, предназначенные для соединения деталей и огра­ничения передаваемых мощностей:

2. коробки передач и распределительные коробки, служащие для изменения передаваемых скоростей, час­тот вращения, крутящих моментов

3. реверсы, изменяющие направление вращения валов и т.д.

К механическим относятся также полиспастные (канатные) трансмиссии. В них передача от двига­теля к исполнительному механизму осуществляется при помощи канатов, в системе которых обычно имеются полиспастные устройства. Такие трансмиссии просты по конструкции, удобны в эксплуатации и при ремонте, передают движение при значительном расстоянии между приводом и исполнительным механизмом, а также движение под углом.

Недостатком этих передач является то, что крутящий момент и усилия могут передаваться только в од­ном направлении.

Гидравлические трансмиссии бывают двух типов: гидрообъемные (гидростатические) и гидроди­намические.

Гидродинамические трансмиссии в отличие от гидрообъемных передают энергию в основном в ре­зультате использования кинетической энергии жидкости при сравнительно невысоких давлениях. Различают два вида гидродинамических передач: гидромуфты и гидротрансформаторы.

Недостатком гидромуфт является значительное снижение к.п.д. при увеличении скольжения, так как при этом большая часть энергии расходуется на нагрев, а также невозможность изменения передаваемого крутящего момента двигателя в зависимости от нагрузки. Их целесообразно применять для машин и механизмов, у которых колебания нагрузки незначительны и редко (случайно) имеют место перегрузки.

К недостаткам гидротрансформаторов надо отнести сравнительно низкий к.п.д. (наибольший равен 0,85); необходимость применения устройства для охлаждения, усложняющих конструкции; невозможность изменять направление движения, для чего необходимо дополнительно устанавливать ре­версивные устройства.

Ходовое оборудование

Ходовое оборудование самоходных строительных машин состоит из движителя и подвески. У прицеп­ных машин движителя нет.

Движителем называется устройство, сообщающее машине движение и передающее на грунт силу тяже­сти машины.

Подвеской называются детали, соединяющие движитель с корпусом машины. В строительных машинах применяются гусеничные и колесные движители, а в машинах значительного веса — шагающие движители различной конструкции.

Гусеничный движитель состоит из замкнутых гусеничных цепей, имеющих отдельные звенья (траки), шарнирно соединенные между собой пальцами. Гусеница приводится в движение ведущим колесом. Ве­дущая ветвь опирается на грунт. Натягивается гусеница обычно натяжным колесом, а ведомая ветвь предохраняется от провисания поддерживающими катками. Гусеничные движители имеют большую поверхность опоры, что снижает удельное давление на грунт. В среднем оно составляет на 0,4-1 МПа. Это повышает сцепление с грунтом и проходимость машины. Ма­шины на гусеничном ходу имеют значительно большую силу тяги по сцеплению, чем колесные, поэтому их тяговое усилие выше чем колесных. Угол преодолеваемого подъема зависит от мощности, массы ма­шины и положения ее центра тяжести. Коэффициент сцепления с грунтом у гусеничного движителя ра­вен 0,8„. 1,0 и сравнительно мало изменяется при увлажнении поверхности грунта. Недостатками гусеничного хода являются его большая масса (до 40% общей массы машины), сложность конструкции, быстрый износ деталей (1500...2000 ч работы), а также малая скорость перемещения, необ­ходимость перевозки тягачами на специальных трейлерах при транспортировании даже на небольшие расстояния.

Колесный движитель легче гусеничного, имеет больший ресурс работы (до 30...40 тыс. км), позволяет машине перемещаться на больших скоростях (до 60 км/ч) и имеет более высокий к.п.д. Колесный движи­тель состоит из колес с пневматическими шинами различной конструкции, надеваемых на мосты. Колеса приводятся в движение ходовой трансмиссией.

В колесном движителе различают ведущие и ведомые колеса (или оси). Применяются схемы привода ко­лес. в которых ведущими колесами могут быть передние, задние или те и другие. Недостатками этого типа движителя являются: большое удельное давление на грунт в связи с малой площадью контакта с ним колес, сравнительно малый коэффициент сцепления. Для повышения сцепле­ния колес с грунтом на них надевают специальные цепи. Несмотря на отмеченные недостатки, колесный ход получает все большее распространение в связи с его быстроходностью.

Подвески бывают жесткие, полужесткие и упругие. При жесткой подвеске между корпусом машины и колесами или гусеницами и рессоры не устанавливают. Жесткие подвески могут быть двух типов: инди­видуальные и балансирные. Машины с жесткими балансирными подвесками допускают при передвиже­нии со скоростью до 25 км/ч, а с индивидуальными подвесками — не более 10 км/ч. При полужесткой подвеске часть корпуса подрессорена, остальная часть опирается на ходовое устройст­во. Машины с такими подвесками могут передвигаться со скоростями более 25 км/ч. Рекомендуются они для передвижения по мягким грунтам.

При упругой подвеске корпус машины соединяется с ходовой частью через упругие элементы. Упругие подвески могут быть индивидуальными и балансирными; разделяются на подвески торсионные, с винтовыми и с листовыми рессорами.

В конструкции упругих подвесок вводятся амортизаторы, предназначенные для гашения колебаний кор­пуса машины, а также стабилизаторы, выключатели подвесок и подрессорники. Стабилизаторы предназначены для выравнивания деформаций рессор, что необходимо для избежания крена машин. Они бывают различных конструкции. В других случаях при отсутствии стабилизаторов устанавливают только выключатели упругой подвески.

Системы управления

Системы управления современных строительных машин позволяют эксплуатировать силовую уста­новку на оптимальных режимах.

Управление силовой установкой и машиной в целом требует регулирования нескольких параметров. Чтобы уменьшить количество рукоятей, органы управления механизмов объединяют. Такие агрегаты представляют собой центральные посты управления, механизмы которых кинематически связаны меж­ду собой.

Почти все самоходные строительные машины имеют приводы управления ходовой частью, узлами трансмиссии, рабочим оборудованием и другими элементами машины.

Различают системы управления непосредственного действия и системы управления с усилителями (сер­воприводы). Системы непосредственного действия управление производится под действием усилия, прилагаемого машинистом к рычагам или педалям, включающим тот или иной механизм. В системах непосредственного действия делаются такими, чтобы усилие на рычагах не должно превы­шать 400 Н при ходе не более 0.25 м. угол поворота педалей не превышает 60°, а поворот рукоятей — 35°

Если усилие на рычагах меньше 1,5 Н и ход менее 0,12 м, машинист не может обеспечить плавное вклю­чение. При незначительных усилиях устанавливают кнопочные элементы управления).

 

Контрольные вопросы тематической проверки.

1. Основные эксплуатационные характеристики машин.

2. Классификация строительных машин.

3. Общие характеристики узлов и агрегатов.

4. Назначение и виды силового оборудования.

5. Назначение трансмиссии. Основные части.

6. Назначение ходового оборудования. Основные части.

7. Назначение системы управления. Основные части.