Тема 6 строительные машины и оборудование

6.1 Приводы строительных машин.

ПЛАН

1. Приводы строительных машин. Общие сведения. Силовое оборудование. Назначение, классификация и структура приводов, оценка эффективности.

2. Виды механических передач, их классификация, принципиальные схемы устройства и работы. Параметры, достоинства и недостатки.

УЧЕБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Приводом называют энергосиловое устройство, приводящее в движение машину. Привод состоит из источника энергии (силовой установки), передаточного устройства (трансмиссии) и системы управления для приведения в действие механизмов машины, а также для их отключения.

Силовой установкой называют комплект, состоящий из двигателя и обслуживающих его устройств. Трансмиссии могут быть механическими, электрическими, гидравлическими, пневматическими и смешанными. Обычно свое название привод получает по типу двигателя силовой установки ( от карбюраторного двигателя, дизельный), виду используемой энергии внешнего источника (электрический, пневматический) или типу трансмиссии (гидравлический, дизельный и т.п.) Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) относятся к группе тепловых двигателей. В ДВС химическая энергия топлива, сгорающего в рабочих полостях цилиндров, преобразуется в механическую энергию. В приводах строительных машин применяют многоцилиндровые карбюраторные и дизельные двигатели с четырьмя, шестью, восьмью или двенадцатью цилиндрами, работающими на жидком топливе – бензине. ДВС является сложным механическим устройством, состоящим из корпуса, кривошипно – шатунного механизма, механизма газораспределения, систем смазки, охлаждения, питания, зажигания, пуска, впуска и выпуска. Трансмиссиями называют устройства для передачи движения от силовой установки несколькими потребителями энергии – рабочим органам и движителями ходовых устройств машин. Механические трансмиссии состоят из передач – механизмов для передачи движения, а также для преобразования одной формы в другую.

По конструктивному исполнению элементов передач, участвующих в преобразовании параметров движения, различают фрикционные, ременные, зубчатые, червячные, цепные и канатные передачи. В передачах первых двух видов движение от ведущего к ведомому звену передается за счет сил трения на контактных поверхностях, сцепляющихся друг с другом ведущего и ведомого звеньев. Эти передачи относятся к передачи движения трением. В зубчатых, червячных и цепных передачах движение передается за счет силового воздействия зацепляющихся друг с другом элементов ведущего звена на элементы ведомого. Эти передачи составляют группу передач движения зацеплением. Канатные передачи образуют особую группу для передачи движения, закрепленным на ведущем звене канатом. Функциональные связи с элементом механических передач обычно представляют кинематическими схемами. На кинематических схемах конкретных моделей машин указывают скорости (линейные или угловые) движения составных элементов трансмиссии, а также формирующие их параметры, например, числа зубьев зубчатых колес. Во фрикционных передачах ведущее и ведомое звенья – цилиндрические или конические катки жестко посажены на вращающиеся в подшипниках валы и прижаты друг к другу. Ременная передача состоит из двух закрепленных на валах шкивов и охватывающего их ремня, надетого на шкивы с натяжением. Движение передается за счет сил трения в парах ведущий шкив – ремень и ремень – ведомой шкив. Зубчатая передача состоит из двух посаженных на валы зубчатых колес, меньшее из которых называют шестерней, а большее – колесом. Для передачи вращательного движения между двумя валами с параллельными осями применяют цилиндрические колеса с прямыми, косыми и шевронными зубьями; между валами с неперекрещивающимися осями – конические колеса с прямыми или круговыми зубьями, между валами с неперекрещивающимися осями – винтовыми колесами. Зубчатые передачи преобразуют скорости и моменты подобно фрикционным передачам, но без упругого скольжения. Червячные передачи служат для передачи вращательного движения между перекрещивающимися валами, чаще под прямым углом. Передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса с зубьями на своем ободе. Ведущим звеном в передаче является обычно червяк. Цепные передачи служат для передачи вращательного движения между двумя параллельными валами при значительном расстоянии между ними. Передача состоит из двух звездочек и охватывающей их цепи. Вращающиеся элементы передач устанавливаются на валах в осях. Вал, являясь для посаженной на него детали поддерживающим звеном, в то же время передает крутящий момент либо от силовой установки ведущему звену первой передачи трансмиссии исполнительному механизму или рабочему органу.

Ось не передает вращающего момента, а только поддерживает одно или несколько вращающихся звеньев передачи. Оси могут быть подвижными – вращающимися вместе с посаженными на них звеньями передачи или неподвижными – закрепленными в корпусе изделия. Опорами валов и вращающихся осей, а также вращающихся деталей на неподвижных осях служат подшипники. Они воспринимают и передают на корпус или раму машины радиальные и осевые нагрузки.

По способу передачи нагрузок различают подшипники скольжения и качения. Валы передач вращательного движения соединяют между собой приводными или сцепными муфтами. Приводные муфты являются нерасщепляемыми, не допускающими разъединения валов в процессе работы машины. Сцепные же муфты служат для сцепления и расцепления валов. Тормоза предназначены для уменьшения скорости вращающихся звеньев машины или их полной остановки. Их используют также в качестве стопорных устройств. В качестве отдельных узлов механических передач в конструкциях строительных машин широко применяют смонтированные в едином корпусе закрытые зубчатые или червячные передачи, предназначенные для понижения угловой скорости ведомого вала по сравнению с ведущим валом и называемые редукторами, ускорителями или мультипликаторами. По числу ступеней передач различают редукторы одноступенчатые и многоступенчатые, чаще – двух – и трехступенчатые. Одноступенчатые цилиндрические редукторы обеспечивают передачу вращательного движения с передаточным числом до 8…10, а конические - с передаточным числом до 5…6. Наибольшее распространение имеют двухступенчатые цилиндрические редукторы (передаточные числа u=8…50) и одноступенчатые червячные редукторы.