2. Силовые установки и приводные устройства

1. Силовое оборудование

В качестве силовых установок применяют электрические двигатели постоянного или переменного тока, двигатели внутрен­него сгорания (дизели), пневматические приводы, комбинирован­ные приводы (дизельэлектричёские, дизельпневматические, ди­зель- или электрогидравлические).

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 могут иметь разную степень неравномерности.

Характер изменения нагрузок определяет режим работы машины и ее привода и влияет на выбор последнего.

Привод может быть одномоторным при установке на маши­не одного двигателя и многомоторным — при установке несколь­ких двигателей. Как правило многомоторные приводы 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) или же каждый или хотя бы один двигатель приводит в движение два или более механизмов (групповой привод).

При одномоторном и групповом приводах отбор мощности отдельными механизмами производится с помощью управляемых фрикционных, электромагнитных или гидравлических муфт. При индивидуальном приводе двигатели обычно соединяются с меха­низмами неуправляемыми упругими муфтами.

Одномоторный привод может быть выполнен установкой двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя. Многомо­торный привод выполняется с любыми типами двигателей, кроме двигателей внутреннего сгорания. Последние устанавливаются, когда необходимо длительно развивать мощность, изменяющуюся примерно в 2 раза, либо при отсутствии одного двигателя необхо­димой мощности. В последнем случае два двигателя работают на один механизм.

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. Это приводит к их утяжелению, случайному распределению мощности, перегрузкам отдельных механизмов и двигателя, применению большого количества управляемых муфт и затрудняет выполнение конструкции из блоков, т.е. из отдель­ных легко заменяемых узлов.

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.

Чтобы одномоторный привод работал на постоянном режиме и динамические нагрузки от механизмов не передавались на дви­гатель, устанавливают гидромуфты, электромагнитные муфты или гидротрансформаторы.

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.

В установках с комбинированным приводом двигатель внут­реннего сгорания приводит в движение электрический или гид­равлический преобразователь. Такие приводы эффективно рабо­тают, когда имеются расхождения между режимом работы, обеспечиваемым двигателем, и требованиями, вытекающими из режима работы рабочего органа.

В комбинированных приводах в качестве вторичного приво­да можно использовать электродвигатели переменного или посто­янного тока. Последние наиболее целесообразны для строитель­ных машин с тяжелым режимом работы.

П

Рис.2.2. Ротационный компрессор: 1 — ротор; 2 — лопатки; 3 — корпус

невматические 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.

Рис.2.1. Поршневой двухступенчатый компрессор:

1 — двигатель внутреннего сгорания; 2 — коленчатый вал компрессора; 3 — поршень первой ступени;

4 — поршень второй ступени; 5 — ресивер

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 м³/с.