Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Для земл раб.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.81 Mб
Скачать

Лекция 7. Исполнительные механизмы экскаваторов

Для осуществления рабочего процесса каждый экскаватор с одномоторным приводом имеет следующие исполнительные механизмы: главную лебедку, приводящую в действие рабочий орган при копании, стрелоподъемную лебедку для изменения угла наклона стрелы, механизм поворота платформы с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси, механизм передвижения, реверсивный механизм (реверс) для измене­ния направления движения исполнительных меха­низмов. Для работы с обратной лопатой, драглайном и грейфером главная лебедка имеет два канатных барабана ­­­– подъемный для подъ­ема ковша, и тяговый для подтягивания ковшей обратной лопаты и драглайна, замыкания челюстей грейфера. При крановом оборудовании используют один подъемный барабан для подъема крюковой подвески. При работе с прямой лопатой тяговый барабан главной лебедки заменяется звездочкой цепной передачи, приводящей в дей­ствие напорный механизм для выдвижения (напора) и втягивания (возврата) рукояти с ковшом. Оба барабана лебедки свободно сидят на валу главной трансмиссии экскаватора, постоянно вращаемой двигателем, и плавно подключаются к ней индивидуальными ленточны­ми фрикционными муфтами с пневматическим или гидравлическим управлением. Торможение бара­банов обеспечивается управляемыми ленточными тормозами.

Назначение и устройство механизмов подъема стрелы, поворота платформы и передвижения экскаватора такие же, как у полнопово­ротных стреловых самоходных кранов с одномо­торным приводом.

В состав кинематических схем экскаваторов с механическим приводом входят главная муфта (обычно фрикционная одно- или многодисковая) и главная трансмиссия, валы которой получают постоянное вращение от дизеля при включении главной муфты. Вместо главной муфты может быть установлен гидротрансформатор, позволяю­щий автоматически регулировать скорость рабо­чего органа в зависимости от действующей на него внешней нагрузки и предохраняющий двигатель и трансмиссию от перегрузок при внезапном стопорении рабочего органа. Вместе с валами главной трансмиссии вращаются жестко соеди­ненные с ними детали – зубчатые колеса, передающие вращение от одного вала трансмиссии к другому, и ведущие элементы муфт, с помощью которых осуществляется подключение исполнительных механизмов к главной транс­миссии.

Рассмотрим в качестве примера кинематиче­скую схему экскаваторов 4-й размерной группы Э-652Б, ЭО-4111В и ЭО-4112 (рис. 22).

Привод всех механизмов экскаватора осуще­ствляется от дизеля 1. При включении главной фрикционной муфты сцепления 2 получают постоянное вращение элементы главной транс­миссии – четырехрядная цепная передача 3, шестерни 4, 5, 7, валы I, II, IV и жестко связанные с ними ведущие шкивы двухконусных фрикци­онных муфт 32 реверсивного механизма и 6 вклю­чения промежуточного вала III, а также ленты ленточных фрикционных муфт 8 и 25 включения барабанов главной лебедки. Для наполнения ковша прямой лопаты осуществляют подъем и выдвижение (напор) ковша с рукоятью, подключив к главной трансмиссии сдвоенные ведущие звездочки 10 напорного механизма и подъемный барабан 23 главной лебедки. Барабан 23 соединяется с валом IV ленточным фрикционом 25. Навиваемый на барабан подъ­емный канат 22 образует с головными блоками 20 стрелы 13 и блоком 21 ковша двукратный полиспаст, подтягивающий ковш к оголовку стрелы.

Рис. 22. Кинематическая схема экскаватора 652Б, ЭО-4111, ЭО-4112

Для остановки ковша и удержания его в заданном положении выключают фрикцион 25 и одновременно включают ленточный тормоз 24, которым регулируют также скорость опуска­ния ковша, движущегося под действием собст­венного веса. Напорное движение ковша осуще­ствляют включением ленточного фрикциона 8. При этом получают вращение сдвоенные звездочки 10, одна из которых соединена однорядной цепью со звездочкой 11 напорного барабана 12 на валу V, а другая – цепью со звездочкой 27 на промежуточном валу III. На вращающийся напорный барабан навиваются две ветви напорного каната 15 (а возвратный канат 14 с него свивается), огибающего направляющие блоки 16 седлового подшипника 19 и уравнитель­ный блок 17 на конце рукояти 18, в результате чего рукоять с ковшом выдвигаются, осуществляя напор. Торможение напорного механизма обеспе­чивается ленточным тормозом 9. Для возврата (втягивания) рукояти с ковшом включают двуконусную фрикционную муфту 6 с одновре­менным выключением ленточных муфты 8 и тормо­за 9, в результате чего получает вращение звездочка 27, жестко соединяемая при копании с валом III кулачковой муфтой 28.

От звездочки 27 передается движение в обрат­ном направлении блоку звездочек 10 и напорному барабану 12. На последний будет навиваться возвратный канат 14, втягивающий рукоять с ковшом. Для подъема стрелы соединяют с главной трансмиссией стрелоподъемный бара­бан 29 последовательным включением двух муфт – кулачковой 28 (смещением вправо), жестко закрепляющей барабан 29 на промежу­точном валу III, и конусной фрикционной 6. На барабан навивается канат стрелоподъемного полиспаста. Подъем стрелы прекращается выклю­чением муфты 6 и включением ленточного тормоза 34, удерживающего стрелу от свободного опускания. Надежное удержание поднятой стрелы в процессе работы экскаватора обеспечивается храповым остановом 31, смонтированным на стрелоподъемном барабане. Опускание стрелы осуществляется в режиме работы двигателя машины при выключенной муфте 28. Скорость опускания стрелы ограничивается обгонной муфтой 26 на валу IV, связанной со стрелоподъемным барабаном цепной передачей 30. Меха­низмы поворотного и ходового устройства экскаватора приводятся в действие от вертикаль­ного вала VI реверсивного механизма с кониче­скими шестернями 33 и 35 и двумя двуконусными фрикционными муфтами 32. При включении одной из муфт осуществляется реверсирование вала VI и соответственно изменение направления враще­ния платформы или передвижения машины. От вала VI вращение передается валу VII и ше­стерням 42 и 44, свободно вращающимся на вертикальных поворотном VIII и ходовом IX валах.

Поворот платформы с рабочим оборудованием осуществляется при включении одной из муфт реверса – кулачковой муфты 39, жестко соединя­ющей шестерню 42 с валом VIII, и обкатывании шестерни 43 внутри зубчатого венца 45, жестко прикрепленного к ходовой раме. Торможение поворотной платформы и фиксирование ее в заданном положении обеспечиваются ленточным тормозом 38.

Движение ходовому механизму экскаватора сообщается при включении одной из муфт реверса и кулачковой муфты 40 (муфта 39 при этом автоматически выключается), жестко соеди­няющей шестерню 44 с валом IX. От вала IX вращение передается через пару конических шестерен 46 горизонтальному ходовому валу X, состоящему из трех частей, соединяемых между собой двумя кулачковыми муфтами 48. При одновременном включении муфт приводятся в движение через цепные передачи 49 обе ведущие звездочки 50 гусениц 51, обеспечивая прямолиней­ное движение экскаватора. Для поворота экскаватора отключают от трансмиссии одну из звездочек 50 выключением соответствующей муфты 48. При этом машина поворачивается относительно отключенной гусеницы. Торможение гусениц осуществляется ленточными тормозами 47, сблокированными с муфтами 48. Неподвижность ходового устройства при работе экскаватора обеспечивается двусторонним управ­ляемым стопором.

Скорость поворота платформы и передвижения машины изменяют попеременным введением в зацепление с зубчатыми колесами 37 и 41 блок-шестерни 36. Меньшую скорость поворота используют при работе с грейфером, драглайном и крановым оборудованием, большую — с прямой и обратной лопатой. Смену различных видов рабочего оборудования производят непосред­ственно на строительной площадке. При замене оборудования прямой лопаты на блок звездочек 10 главной лебедки устанавливают состоящий из двух половинок барабан 52. При крановом оборудовании на барабане 23 закрепляют подъемный канат 22. При оборудовании драглай­на на барабане 52 закрепляют подъемный 22, а на барабане 23 — тяговый 53 канаты. При грей­ферном оборудовании на барабане 22 закрепляют подъемный канат 23, а на барабане 52 замыкаю­щий канат 54.

Управление всеми основными механизмами экскаватора — пневматическое.

Вспомогательные механизмы (кулачковые муф­ты включения валов поворотного и ходового механизмов, переключения скоростей, включения лебедки подъема стрелы и главной муфты), включаемые реже, имеют рычажное управление.

Выпуск строительных экскаваторов с одномо­торным приводом постоянно сокращается, и они в перспективе будут полностью заменены более совершенными и производительными гидравличе­скими машинами.

Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом представляют собой многомоторные полно- и неполноповоротные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический объ­емный привод. Параметры гидравлических экска­ваторов регламентированы ГОСТ 22894-77* «Экскаваторы одноковшовые универсальные гидравлические. Технические условия». По срав­нению с механическими гидравлические экскава­торы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее количество основных и вспомогательных движений рабочего оборудо­вания, что значительно расширяет их технологи­ческие возможности и обеспечивает высокий уровень механизации земляных работ, особенно в стесненных условиях. В настоящее время более 80 % выпускаемых одноковшовых строительных экскаваторов являются гидравличе­скими.

Гидравлический привод позволяет: значительно упростить кинематику трансмиссии и рабочего оборудования; расширить номенклатуру сменного рабочего оборудования; уменьшить габариты машины; рационально совмещать рабочие опера­ции; максимально использовать мощность силовой установки; повысить мобильность и уни­версальность машин и улучшить качество выполняемых работ, сообщать сменным рабочим органам движения, позволяющие выполнять земляные работы в труднодоступных местах; обеспечивать плавность движения и точную ориентацию рабочего органа; реализовать боль­шие (в 1,5...2 раза) усилия копания; повысить производительность машин в среднем на 30...35 %; улучшить условия труда машиниста.

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием, для удержания и приведения в действие которого используют жесткие связи – гидравлические цилиндры. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования являются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического — выдвижение – втягивание телескопической стрелы.

Гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием серийно выпускаются 2...6-й размерных групп и, за исключением экскаваторов 2-й размерной груп­пы, выполнены полноповоротными.

Неполноповоротные гидравлические универсальные экскаваторы монтируются на базе серийных пневмоколесных тракторов класса 1,4. Они представляют собой мобильные малогабаритные землеройные машины с экскаваторным и бульдозерным оборудованием для выполнения земляных (в грунтах I…III категорий) и погрузочных работ небольших объемов на рассредото­ченных объектах. Наиболее эффективно такие экскаваторы применяются в стесненных условиях.

Базовой моделью неполноповоротных экскаваторов является экскаватор ЭО-2621В, имеющий ряд модификаций. Так, например, экскаватор ЭО-2621В-2 отличается отЭО-2621В увеличенной глубиной копания, усовершенствованным управ­лением и большим количеством сменных видов рабочего оборудования (22 вида).

Основным рабочим органом ненолноповоротных экскаваторов служит унифицированный ковш 2 (рис. 23) прямой и обратной лопат вместимостью 0,28 м3, входящий вместе со стрелой 5, рукоятью 3 и гидроцилиндрами 4, 6, 7 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша в комплект экскаваторного оборудования машины. Это оборудование монтируется на поворотной ко­лонне, установленной на усиленной раме 10 базо­вого трактора 8. Поворот колонны с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси в плане на 180° обеспечивается цепным поворотным механизмом, состоящим из двух попеременно работающих гидроцилиндров, втулочно-роликовой цепи и звездочки, жестко закрепленной на валу поворотной колонны. Экскаватор ЭО-2621В-3 – имеет реечный механизм поворота.

Рис. 23. Пневмоколесный неполноповоротный гидравлический экскаватор ЭО-2621В-2

Устойчивость экскаватора при работе обеспечи­вается двумя выносными опорами 1, управляемы­ми гидроцилиндрами. Спереди трактора навешен неповоротный бульдозерный отвал 9, управляе­мый гидроцилиндром. Неполноповоротные экска­ваторы оснащаются также узким и специальным ковшами вместимостью 0,15 м3 для рытья узких траншей, погрузочным ковшом вместимостью 0,5 м3, крановой подвеской грузоподъемностью 0,5 т, жестким грейфером вместимостью 0,25 м3, однозубым рыхлителем, гидравлическим моло­том, грузовыми вилами, буровым оборудованием, захватом для укладки бордюрных камней, обратной лопатой со смещенной осью копания для рытья траншей вблизи зданий и сооружений и т. п.. Смена рабочего оборудования производится машинистом непосредственно на объекте.