2. Механизмы привода поворота и передвижения.

Основными конструктивными элементами гидропривода одноковшового экскаватора являются силовая установка, включающая первичный двигатель и насосную группу, распределительная система в виде золотников и аппаратов управления, гидроцилиндры рабочего оборудования, гидроцилиндры или гидромоторы механизма поворота, гидромоторы хода, следящая система рулевого управления, гидроцилиндры вспомогательных механизмов, системы очистки и охлаждения рабочей жидкости.

На гидравлических экскаваторах устанавливают 2 рабочих гидронасоса с двумя или тремя независимыми потоками рабочей жидкости, что позволяет совмещать отдельные операции, сокращая общую продолжительность цикла. Рабочее давление в гидравлических экскаваторах колеблются в пределах 10-35 МПа.

Поворотные механизмы у полноповоротных и неполноповоротных экскаваторов существенно различаются. У неполноповоротных экскаваторов поворот рабочего оборудования осуществляется, как правило, при помощи гидроцилиндров, а у полноповоротных – гидромоторами.

Рис. 5.6 Схема механизма поворота с приводом гидроцилиндрами.

Схема поворотного механизма, приводимого в действии гидроцилиндрами, показана на рис. 5.6. Штоки гилроцилинров 1 соединены втулочно - роликовой цепью 2 со звездочкой 3, сидящей на валу 4 поворотной колонки. При подаче рабочей жидкости в надпоршневую полость одного из гидроцилиндров шток его втягивается, поворачивая цепью вал поворотной колонки. Второй конец цепи одновременно перемещает шток второго цилиндра.

Схема поворотного механизма, приводимого в действие гидромотором, показана на рис. 5.7. От гидромотора через двух или трехступенчатый редуктор 2 движение передается поворотной шестерне 5. Последняя обегает венец 6, закрепленный на ходовой части машины, и поворачивает платформу 3, размещенную на поворотном круге 4. Крутящий момент двигателя, необходимый для выполнения поворотного движения:

где M_ст - полный статический момент сопротивления поворотной части экскаватора при ее вращении относительно вертикальной оси с установившейся скоростью.

Рис. 5.7 Схема механизма поворота с приводом от гидромотора.

Этот момент можно представить суммой:

;

где М_тр –момент создаваемый силами трения в опорно –поворотном устройстве; М_ук – момент, возникающий при установке машины на уклоне; M_в- момент от давления ветра на поворотную часть.

Динамический момент сопротивления:

;

где M'_д- момент, расходуемый на преодоление сил инерции вращающихся частей двигателя, трансмиссии и механизма поворота; M''_длн- момент расходуемый на преодоление сил инерции поворотной платформы с механизмами и рабочим оборудованием.

С достаточной системой степенью точности можно принять:

M_ст=0,15М''_дин, М'_д=0,05М''_дин

тогда:

; (5.4)

Момент динамический М''_дин определяют из зависимости:

(5.5)

где J_r- момент инерции поворотной платформы с механизмами и груженым ковшом; E – угловое ускорение; J_i- момент инерции отдельных узлов поворотной платформы, оборудования и груженого ковша относительно оси поворота; w_макс- максимальная угловая скорость поворота; t_раз – время разгона.

Необходимый максимальный крутящий момент на валу гидромотора:

; (5.6)

где i- передаточное число редуктора; η- КПД редуктора.

Мощность, затрачиваемая на поворот:

; (5.7)

где η- КПД механизма поворота.

Гидравлические экскаваторы выполняются на гусеничном или пневмоколесном ходу. Гусеничные машины могут приводится в движение при помощи двух гидромоторов или одного. При наличии двух гидромоторов каждая гусеница приводится своим гидромотором через передаточный (как правило планетарный) редуктор. Наличие гидромоторов обеспечивает независимое реверсирование каждой гусеницы. При движении одной гусеницы вперед, а второй – назад, машина поворачивается относительно собственной оси на месте, маневренность ее повышается.

При установке на экскаваторе одного гидромотора хода гусеницы включаются механически, а поворачивают его стопорением одной гусеницы.

Гидравлический экскаватор на пневмоколесном ходу может иметь привод всей ходовой части от одного гидромотора или каждого колеса от своего гидромотора. При любом из видов привода поворотом машины управляют рулевым механизмом с гидроусилителем, включенным в следящую систему с обратной связью (при ней каждому положению рулевого колеса соответствуют определенные положения колес).

Мощность на валу гидромотора привода хода можно определить по формуле:

; (5.8)

где Т_мах –максимальное тяговое усилие на гусеничной цепи или максимальное окружное усилие на колесе пневмоколесного хода; V –скорость передвижения машины; η- КПД передач от гидромотора до приводной звездочки колес движителя, с учетом кпд гидромотора.