Глава V

УСТРОЙСТВО ЭКСКАВАТОРОВ

С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

§ 20. Экскаваторы 2-й размерной группы

Для механизации земляных и по­грузочных работ небольших объемов выпускают гидравлические экскавато­ры ЭО-2621В-2(В-3) 2-й размерной группы, которые монтируют на пневмо-колесных тракторах ЮМЗ-6КЛ. Эк­скаваторы ЭО-2621В (см. рис. 8, табл. 1) предназначены для разработки грунтов I...III категорий (ГОСТ 17343—84) и погрузки сыпучих и мел-кодробленных материалов. Машины имеют два постоянных вида рабочего оборудования: экскаваторное и буль­дозерное. Всего же машина может быть оснащена 22 видами сменного рабочего оборудования и рабочих органов.

Рабочее оборудование. Основным рабочим органом экскаваторного обо­рудования является унифицированный ковш 0,25 м³ прямой и обратной лопат. Кроме того, экскаватор может быть оснащен по специальному заказу погрузочным ковшом 0,5 м³, крановой подвеской, вилами, телескопической рукоятью, оборудованием грейфера, обратной лопатой со смещенной осью копания, гидромолотом, зубом-рыхли­телем, захватом, буровым оборудова­нием, профильным и специальными ковшами.

Ковшом обратной лопаты отрыва­ют небольшие котлованы, ямы с отвес­ными стенками, траншеи для подзем­ных коммуникаций, неглубокие каналы оросительных систем.

Профильным ковшом очищают мелиоративные системы.

Ковшом прямой лопаты разрабаты­вают мелкие забои, расположенные выше уровня стоянки машины, про­изводят зачистные работы в котлова­нах, погрузку сыпучих и мелкокуско­вых материалов.

Решетчатым ковшом грузят круп­нокусковые материалы, щебенку.

Ковшом грейфера отрывают ко-

лодцы, очищают траншеи и каналы, и производят погрузку различных материалов и пород.

Грейфером для корнеплодов грузят картофель, свеклу и подобные продук­ты сельского хозяйства.

Погрузочный ковш используют для легких зачистных работ и погрузки мусора, снега и других материалов с низкой плотностью.

Ковшом для зерна производят погрузку зерна и сыпучих материалов.

Крановую подвеску применяют и погрузке и разгрузке штучных грузо на укладке трубопроводов и установи столбов.

Вилами пользуются при погрузке металлической стружки, органических удобрений, соломы, силоса, а также штучных и других грузов.

В передней части трактора уста­навливают бульдозерное оборудова­ние, которое используют для засыпки траншей, очистки дорог от снега, сгребания строительного мусора. Его можно применять для работы с грунта­ми до II категории включительно.

Гидромолот и зуб-рыхлитель ис­пользуют для вскрытия асфальтового покрытия. Кроме того, зубом-рыхлите­лем могут взламывать корку мерзлого грунта толщиной не более 300 мм. Гид­ромолотом вскрывают также бетонные покрытия, дробят бутовые камни и мерзлый грунт. Гидромолотом, оборудованным трамбовочной плитой, уплотняют насыпные грунты.

Обратный лопатой со смещенной осью копания отрывают траншеи вблизи зданий и сооружений.

Узкие траншеи для прокладки кабеля отрывают специальным ков­шом.

С помощью захвата грузят бревна и другие штучные материалы.

Буровым оборудованием отрывают шурфы различного диаметра на глубину до 2 м.

В отличие от предыдущих моделей на экскаваторе ЭО-2621В-2 уста­новлен новый унифицированный ковш 0,25 м³ прямой и обратной лопат, который имеет более рациональную конструкцию, эффективнее заполня-

ется грунтом. Этот ковш более жесткой конструкции, днище его не открыва­ется, а долговечность существенно повышена. Угол поворота ковша увеличен за счет применения шести-звенного механизма.

Для улучшения рабочих пара­метров машины, в особенности с основ­ным оборудованием обратной лопаты, применена удлиненная рукоять, это дало возможность увеличить такой важный показатель, как глубина копания, с 3,5 м у базовой машины до 4,15 м у модифицированного экскава­тора.

С целью повышения срока службы рабочего оборудования на гидроци­линдре ковша установлен разгру­зочный клапан.

Устойчивость экскаватора при ра­боте также возросла за счет введения гидрозамков в конструкцию гидроци­линдров выносных опор и отвала бульдозера.

Для обеспечения надежной работы усилена металлоконструкция бульдо­зерного оборудования.

Рабочее оборудование монтируют на рамах, крепление которых выполне­но таким образом, чтобы разгрузить остов трактора. Бульдозерный отвал 12 с помощью гидроцилиндра можно устанавливать на разной высоте. Кроме основного назначения отвал выполняет также и роль противовеса. Для повышения устойчивости экскава­тора в работе к раме крепят выносные опоры 10. С помощью двух гидроцилиндров опоры опускают на грунт или во время движения машины поднимают вверх.

На раме смонтированы также поворотная колонна 11 и механизм поворота экскавационного рабочего оборудования, состоящего из стрелы 6, рукояти 7 и ковша 9. Каждым из этих узлов управляют с помощью одного (стрела и ковш) или двух гидроцилиндров (рукоять). Жидкость к этим гидроцилиндрам подают под давлением от насосной установки. Запас рабочей жидкости для гидроси­стемы находится в баке 2.

Машиной управляют путем переме­щения золотников гидрораспределите­лей. Сиденье машиниста может быть повернуто на 180° При одном его положении машинист управляет трак­тором во время передвижения, а при другом — работой экскаватора. Для удобства обслуживания топливный бак / вынесен в переднюю часть трактора.

Замену рабочего оборудования машинист выполняет в течение часа с помощью крана грузоподъемностью не менее 0,25 т. При отсутствии подъемных средств для перемонтажа необходимо участие второго рабочего. Гидравлические системы. В экска­ваторах ЭО-2621В-2 имеются две гидравлические системы (рис.66) с од­ним общим баком / рабочей жидкости: одна установлена на тракторе, ее используют для привода механизма поворота и управления выносными опорами и отвалом бульдозера; другая смонтирована на экскаваторе для привода рабочего оборудования. При­чем гидроцилиндр стрелы может питаться либо от каждой гидросисте­мы раздельно, либо для ускорения рабочей операцией суммарным пото­ком от обеих гидросистем.

Гидросистема трактора состоит из шестеренного насоса 2 типа НШ-32, одного блока гидрораспределителя 3, гидроцилиндров 5, 6, 8 и 10 поворота колонны, бульдозера, выносных опор и трубопроводов. Гидросистема экска­ватора включает один шестеренный насос 17 типа НШ-100-3 (вместо применявшихся ранее трех или двух насосов), двух блоков 14 и 15 гидро­распределителя, гидроцилиндров 9, 11, 7 ковша, рукояти, стрелы и трубопро­водов.

Рабочая жидкость, поступающая из бака / к насосам 2 и 17, нагнетается в блоки 3, 14 и 15 гидрораспределителя и в зависимости от положения рычагов управления или направляется в гидро­цилиндры механизмов, или через фильтр 16 на слив в бак. Для предохранения механизмов от перегру­зок в гидрораспределителе установле­ны клапаны КП.

К трубопроводам гидроцилиндра 7 стрелы подсоединен разгрузочный клапан КР для предохранения от изгиба штока гидроцилиндра при возникновении реактивных давлений. При чрезмерном повышении давления в запертой поршневой полости гидро­цилиндра стрелы разгрузочный клапан перепускает жидкость в штоковую полость гидроцилиндра, а избыток жидкости — в бак.

Дроссель 13, присоединенный к штоковой полости гидроцилиндра стрелы, обеспечивает плавное ее опускание.

В целях увеличения крутящего момента, развиваемого механизмом поворота колонны, рабочая жидкость подается под давлением в поршневые полости обоих гидроцилиндров пово­рота. Штоковые полости также запол­нены жидкостью и соединены между собой. Если подать жидкость в по­ршневую полость одного из гидроци­линдров, то в его штоковой также возникает давление, которое переда­ется в штоковую полость другого гидроцилиндра поворота. В результате этого штоки придут в движение вместе с цепью механизма поворота. Потери жидкости в штоковой полости компен­сируются через обратный клапан 12, соединенный с трубопроводами гидро­цилиндров 11 рукояти.

Плавное автоматическое торможе­ние механизма поворота в середине хода осуществляют с помощью перепу скного клапана 4.

На экскаваторах ЭО-2621В-2 (В-3) с целью улучшения технического обслуживания и повышения долго­вечности гидросистем дополнительно установлен датчик температуры рабо­чей жидкости.

Конструкция бака рабочей жидко­сти аналогична описанной в § 16 (см. рис. 58). Насос НШ-32Л по своему устройству практически одинаков с на­сосом, описанным в § 9 (см. рис. 34).

Насос НШ-100 (рис. 67) имеет конструктивные особенности и увели­ченную объемную подачу по сравне­нию с насосом НШ-32Л.

В насосе НШ-100-3 рабочая жид-

Рис. 67. Насос НШ 100-3:

1,2 — шестерни, 3 — крышка. 4,5 — болты, 6 — пружинная шайба, 7, 15 — пробки, 8, 20. 21 коль­ца, 9, 11 — обоймы, 10, 13, 17— пластины, 12 — платики, 14, 18, 19, 22 — манжеты, 16 корпус,

23 — втулка

кость нагнетается при помощи веду­щей 2 и ведомой 1 шестерен, расположенных между подшипнико­вой 9, поджимной 11 обоймами и платиками 12. Подшипниковая обойма служит единой опорой для всех цапф шестерен.

Поджимная обойма под действием давления рабочей жидкости в полости радиальной манжеты 14 уплотняет по периферии зубья шестерен со стороны зоны высокого давления. Опорная пластина служит для перекрытия зазора между корпусом 16 и поджим­ной обоймой.

Боковые поверхности шестерен уплотняются двумя платиками под действием давления рабочей жидкости в полостях с торцовыми манжетами 18 и 19, рабочие кромки которых предохранены от действия гидравличе­ских сил пластинами 10, 13 и 17.

Вал ведущей шестерни насоса уплотняется манжетами 22, которые фиксируются опорным 21 и пру­жинным 20 кольцами.

Центрирование вала относительно установочного бурта корпуса обеспе­чивается втулкой 23.

Крышка 3 присоединяется к корпу­су болтами 4, 5, под которыми установ­лены пружинные шайбы 6. Герме­тичность по плоскости разъема кор-

пус — крышка обеспечивается резино­вым уплотнительным кольцом 8.

Входное и выходное отверстия насоса закрываются пробками 7 и 15. Между корпусом и крышкой насоса установлено уплотняющее резиновое кольцо 8.

От насоса к гидроцилиндрам бульдозера и выносных опор рабочая жидкость подается через гидрораспре­делитель трактора, а к другим гидроцилиндрам — через трехзолотни-ковые гидрораспределители (рис. 68) со встроенными предохранитель­ными и перепускными клапанами.

В корпусе 14 трехзолотникового гидрораспределйтеля собраны перепу­скной клапан (в который входят плунжер 13, демпфер 11 и пружина 10), а также предохранительный клапан, состоящий из корпуса 9, гнезда 8, шарика 7, направляющего стержня 6, пружины 5, регулировочно­го винта 2, контргайки 4 и колпачка 3. Кроме того, в нем имеется множество различных полостей, соеди­ненных между собой каналами. В соче­тании с золотниками 15 и перепускным клапаном эти полости и каналы дают возможность направлять поток рабо­чей жидкости от насоса в гигдроци-линдры рабочего оборудования тем возвращать обрати

Рис. 69. Схема работы гидрораспределителя при нейтральном (а), нижнем (б) и верхнем (в) положении золотников:

/, 4 — полости, 2 — золотники, 3 — пружина, 5 -плунжер, 6, 7 — каналы

Золотники в нейтральное и рабочие положения устанавливают рычагами управления, из рабочего в нейтральное они возвращаются под действием пружин 16.

При нейтральном положении зо­лотников 2 (рис. 69, а) поток рабочей жидкости от насоса, пройдя через гидрораспределитель, направляется под небольшим давлением в бак. При этом рабочая жидкость, поступившая от насоса в нагнетательную полость 4, преодолевает сопротивление пружины 3 и перемещает плунжер 5 вверх, соединяя сливную полость 1 с нагнета-

тельной 4 (движение жидкости на рисунке показано стрелками). Плун­жер перепускного клапана перемеща­ется вверх, так как давление в полости над ним всегда меньше вследствие потерь в демпфере 11 (см. рис. 68), встроенном в плунжер.

При перемещении золотника 2 (см. рис. 69, б) вниз открываются каналы 6 и 7, соединяющие гидрораспредели­тель с гидроцилиндрами. Давления на плунжер сверху и снизу уравновеши­ваются, и под действием пружины он перемещается вниз, перекрывая слив­ную полость. Жидкость от насоса

Рис. 70. Перепускной (а) и разгрузочный (б) клапаны:

/ — корпус, 2 — шарик, 3 — стержень, 4 — пломба, 5 — пружина, 6 — колпачок, 7 — винт, 8 — контргай­ка, 9 — гнезде, 10 — стакан, // — шайба, 12 — штуцер

поступает в канал 6 (показано сплошными стрелками) и далее по трубопроводу — в соответствующую полость гидроцилиндра, а из другой его полости вытесняется через канал 7 гидрораспределителя в бак.

При перемещении золотника вверх (рис. 69, в) нагнетательная полость 4 соединяется с каналом 7, а канал б сообщается со сливной полостью 1. Таким образом поршень гидроци­линдра перемещается в противопо­ложную сторону. Свободные полости над золотниками 15 (см, рис. 68, а) и в нижней крышке 17 заполнены рабочей жидкостью, проникающей через зазоры. Эти полости связаны между собой отверстиями в корпусе 14 и через дренажную трубку соедине­ны с баком, что исключает самопро­извольное перемещение золотников.

Предохранительный клапан всту­пает в работу в случае превышения

рабочего давления, на которое он отрегулирован. При этом шарик

7 поднимается вверх и часть жидкости из полости над перепускным клапаном сбрасывается на слив. Давление

в полости понижается, плунжер 13 пе-ремещается вверх и открывает слив-ную гидролинию в бак.

Перепускной клапан (рис. 70,

а) при повышении давления в системе под влиянием инерционных сил соеди- няет обе полости гидроцилиндров механизма поворота, чем достигается плавное торможение поворота стрелы.

8 зависимости от давления в каком- либо из гидроцилиндров механизма поворота срабатывает (перепускает рабочую жидкость) та или другая секция клапана. Под давлением жидкости шарик 2 перемещается, сжимая через направляющий стер­ жень 3 пружину 5, обе секции клапана соединяются и жидкость перетекает из одного гидроцилиндра поворота в дру­ гой. Перепускной клапан отрегулиро ван на давление 10 МПа.

Разгрузочный клапан (рис. 70,

б) состоит из одной секции. В корпусе 1 клапана помещен шарик 2, который в закрытом состоянии клапана под действием пружины 5 перекрывает отверстие в гнезде 9. Если давление в полости гидроцилиндра, к которому подключен разгрузочный клапан, пре­ высит 14 МПа, шарик, сжимая пружину, открывает отверстие в гнезде и пропускает рабочую жидкость на слив. При этом давление в полости гидроцилиндра стабилизируется.

По принципу действия все гидроци­линдры рабочего оборудования двой­ного действия и одинаковой кон­струкции. Гидроцилиндр (рис. 71) со­стоит из трубы 3, на один конец которой навинчена передняя крышка 15, а к другому приварена задняя крышка /. Поверхность трубы обрабо­тана с высокой степенью точности и чистоты. На штоке 19 гайкой 5 укреплен поршень 9. Поршень уплотнен манжетами 8 и кольцом 10, а шток — манжетой 14 и грязесъемни-ком 17, установленным в крышке 15. На крышках 1 и 15 закреплены

угловые штуцера 18 для присоедине­ния к ним трубопроводов. От осевого перемещения манжеты 8 удержива­ются опорными шайбами. Переднюю крышку уплотняют кольцом 13.

Для смягчения ударов в конце хода поршня служит демпфирующий кла­пан 4, а при обратном ходе роль демпфера выполняет упор 12. Шток и заднюю крышку соединяют с други­ми деталями через шарнирные сфери ческие подшипники 2.

Гидропроводы представляют собой или бесшовные стальные трубы, или шланги высокого давления. В боль­шинстве случаев их соединяют штуце­рами, добиваясь необходимой герме­тичности установкой конических или кольцевых прокладок. К распределите­лю гидропроводы присоединяют с по­мощью винтов и уплотнительных колец.

Механизм поворота (рис. 72) эк­скаватора ЭО-2621В-2 состоит из поворотной колонны, цепной передачи и двух гидроцилиндров.

Поворотный корпус 14 опирается на конические роликоподшипники 6 и 9 и вращается относительно стакана

7 головки рамы с помощью цепной звездочки /, приводимой в движение цепью 3 от гидроцилиндров 4. Оба гидроцилиндра работают поперемен­ но. Если шток одного гидроцилиндра втягивается, то цепь, соединенная с ним тягой 5, поворачивает звездочку 1 и корпус, а другой гидроцилиндр совершает холостой ход.

В корпусе сделаны проушины 15 и 13 для установки стрелы и ее гидроцилиндра, а также прилив

8 с пальцем 10 — для фиксации механизма поворота в транспортном положении. При работе машины палец поднят вверх и своей нижней частью упирается в ограничители поворота, которые расположены на раме экска­ ватора и служат для стопорения колонны в случае обрыва цепи 3. Рычаг 16 фиксирует палец 10 в верхнем положении.

Для регулирования осевого люфта колонны опускают рабочий орган на грунт, отгибают стопорную шайбу,

затягивают гайку 2 и отпускают ее на 1/8 оборота, а затем вновь застопори­вают шайбой. Для демонтажа внут­ренней обоймы подшипника 9 преду­смотрены отверстия в корпусе, закры­тые пробками 12. Подшипники 9 и 6 смазывают через масленки 11 и 17.

На экскаваторах ЭО-2621В-3 установлен механизм поворота ко­лонны другой конструкции (рис. 73).

Колонна представляет собой ме­таллоконструкцию, вращающуюся на осях относительно рамы экскаватора.

В транспортном положении и при работе экскаватора колонну фиксиру­ют пальцем, устанавливаемым на одно из двух отверстий. На рис. 73 приведе­на гидрокинематическая схема меха­низма поворота колонны.

Гидроцилиндры 2 и 4 вращаются относительно оси А. При соединении гидролинии VI с полостью высокого давления насоса, а гидролинии / — со сливом, рабочая жидкость поступает в полости // и IV, а из полостей /// и V перетекает в бак.

Возникающие при этом усилия, действующие на поршни гидроци­линдров, вращают поворотную ко­лонну с рабочим оборудованием относительно оси Б. Для остановки колонны золотник гидрораспределите­ля устанавливают в нейтральное положение, при этом полости гидроци­линдров запираются, а перемещение их штоков некоторое время происходит за счет движущегося по инерции рабочего оборудования. Одновременно из полостей /// и V рабочая жидкость вытесняется через перепускной клапан / в полости // и IV.

В зависимости от давления на­стройки перепускного клапана (12... 14 МПа) создается тормозное усилие на штоках гидроцилиндров.

Для предохранения гидроцилинд­ров от перегрузок установлены разгру­зочные клапаны.

Изменение направления вращения поворотной колонны достигается пере­ключением золотника гидрораспреде-

лителя в другое рабочее положение, когда гидролиния VI соединяется со сливом, гидролиния 1 — с полостью высокого давления насоса.

Торможение рабочего оборудова­ния при его повороте в крайнее положение обеспечивается клапаном 3.

Рабочее оборудование устанавли­вают на поворотном корпусе колонны. Ковш 4 (рис. 74, а) крепят на оси 3 и через тяги 2 соединяют с гидроци­линдром /. Также монтируют на рукояти ковши 5, 6 и 7 и зуб-рыхлитель 8. При монтаже вилочного захвата // вилы крепят неподвижно на рукояти болтами 9, а захват // уста­навливают шарнирно на оси 3 рукояти.

При переоборудовании на прямую лопату (рис. 74, б) ковш 4 располага­ют зубьями наружу и закрепляют на нижней вилке рукояти тягами. Штоки гидроцилиндров 12 рукояти закрепля­ют в нижнем отверстии рукояти. Таким же образом монтируют ковши 13, 14 и 15. ,

Перед установкой грейфера отсое­диняют рукава гидроцилиндра / (рис. 74, а) ковша, штоки гидроцилиндров 12 рукояти и саму рукоять. Снимают рукоять вместе с ковшом и гидроци­линдром ковша. Рукоять 17 (рис. 74, в) грейфера соединяют со стрелой пальцем 16. Штоки гидроцилиндров рукояти закрепляют на проушине рукояти. Головку 22 присоединяют к рукояти пальцем 21.

На головке устанавливают две челюсти 24, перемещающиеся двумя гидроцилиндрами 23. Рабочая жид­кость подводится по трубопроводам 18 и рукавам 19 и 20. Вместо ковша грейфера с зубьями можно смонтиро­вать на рукояти грейферные вилы 25 или ковш 26 без зубьев.

После каждой замены проверяют работу оборудования на холостом ходу в течение 5 мин. До начала проверки необходимо убедиться в том, что стрела, механизм поворота и отвал бульдозера не зафиксированы в транс­портном положении.

Рис. 74. Монтаж рабочих органов на различных видах рабочего оборудования:

а — обратная лопата; б — прямая лопата; в — грейфер; /— гидроцилиндр ковша, 2 — тяги, 3— ось, 4 — унифицированный ковш обратной и прямой лопат. 5 — узкий ковш, 6— профильный ковш, 7 — специальный ковш, 8 — зуб-рыхлитель, 9, 10—болты, II—вилочный захват, 12 — гидроцилиндр рукояти, 13—погрузочный ковш, 14-решетчатый ковш, 15 — ковш для зерна, 16,21 — пальцы, П — рукоять, 78 — трубопровод. 19, 20 — рукава, 22 -головка грейфера, 23 — гидроцилиндр ковша грейфера, 24 — челюсть ковша грейфера, 25 — грейферные вилы,

26 — ковш без зубьев.

Рис. 74. Продолжение