Учебное пособие 800462

ним ходом на транспортной скорости. На исходной позиции, перед началом нового рабочего цикла, его разворачивают в сторону направления разработки грунта.

Рис. 1.4. Операции рабочего цикла бульдозера:

а – начало копания; б – копание; в – транспортирование грунта; г, д, – варианты разгрузки; е, ж – возвращение бульдозера на исходную

позицию передним и задним ходом

Рис. 1.5. Схема движения бульдозера при послойной разработке грунта

11

Эксплуатационная производительность бульдозера при послойном резании и перемещении грунта определяется по формуле (1.11), м3/ч

где VП – объем призмы волочения, м3;

К В – коэффициент использования рабочего времени бульдозера

( К В = 0,85 ¸ 0,9 );

КУ – коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на про-

изводительность бульдозера;

tЦ – продолжительность рабочего цикла, с, Объем призмы волочения равен, м3

где ВО , НО – ширина и высота отвала бульдозера, м;

e – коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировании (для несвязных грунтов e = 0,06 K0,07 , для связных e = 0,025K0,032 на

каждые 10 м перемещения);

К Р – коэффициент разрыхления грунта при копании, К Р =1,08 K1,32 ;

a – угол естественного откоса перемещаемого грунта, a = 30 ¸ 40o . Время рабочего цикла, с

где LP – длина пути зарезания грунта, м ( LP » 3BO ); LП – длина пути перемещения грунта, м;

LX – длина пути холостого хода бульдозера, м ( LX = LP + LП );

– средняя скорость движения бульдозера соответственно при копании, перемещении и холостом ходу, км/ч (при LX до 50 м –

задним ходом, свыше – передним);

tP – время разворота бульдозера ( tP =10 K12 c ) ; tП – время переключения передач ( tП = 4 K6 с ) ;

tO – время подъема-опускания отвала ( tO = 2 K 4 c ).

12

В тяговом режиме при копании грунта скорость движения бульдозера VДР на 20 ... 30 % ниже рабочей скорости VPI = VДП .

1.4. Варианты заданий для расчета производительности строительных машин

Задания для расчета производительности ленточного конвейера приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Задания для расчета производительности ленточного конвейера

13

1.5.2. В соответствии с исходными данными табл. 1.2 и 1.3 требуется определить эксплуатационную производительность бульдозера по формуле (1.11) при послойном резании и перемещении грунта на расстояние LТР = 20;

40; 60 и 80 м, построить график зависимости производительности от дальности перемещения и сделать вывод. В табл. 1.2 приняты следующие обозначения:

Б – номер модели бульдозера из табл. П.1.1

У – величина наклона поверхности b , ((–) – уклон, (+) – подъем)

Таблица 1.2

Задания для расчета производительности бульдозера

15

Таблица 1.3

Значения коэффициента учета уклона местности КУ

Контрольные вопросы

1.Дайте определение производительности строительных машин.

2.Какие виды производительности, вы знаете?

3.Как соотносятся между собой теоретическая, техническая и эксплуатационная производительности?

4. Назначение и области применения ленточных конвейеров.

5. Конструкция ленточного конвейера.

6. Как зависит производительность ленточного конвейера от дальности транспортирования материала?

7. Назначение и области применения бульдозеров.

8. Из каких операций состоит рабочий цикл бульдозера?

9.Как зависит производительность бульдозера от дальности перемещения грунта?

10.Какова рациональная дальность перемещения грунта бульдозером?

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАШИН И ГИДРОПРИВОДОВ

2.1.Принцип работы и устройство основных гидравлических машин

Кгидравлическим машинам относятся устройства, предназначенные для создания или использования потока жидкой среды как носителя энергии.

Вэто понятие часто включают и гидропередачи (гидроприводы). Гидроприводы являются совокупностью насосов и гидродвигателей, соединенных между собой определенным образом в рамках системы, служащей для передачи и преобразования энергии с помощью жидкой среды.

Все гидромашины, а также гидропередачи по принципу действия делят-

ся на два вида: динамические и объемные.

16

Насос представляет собой машину для создания потока жидкой среды. В динамическом насосе жидкая среда перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса. Для объемного насоса характерным является то, что жидкая среда в нем перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

Гидродвигатель служит для преобразования энергии потока жидкости в энергию выходного звена.

Гидрообъемные приводы используются, в основном, для приведения в движение рабочих органов строительных машин и ходового оборудования малогабаритных технологических машин.

Гидродинамические приводы используются в трансмиссиях для приведения в движение колесного или гусеничного ходового оборудования строительных машин средней и большой мощности.

Рассмотрим устройство и работу гидрообьемной трансмиссии, схема которой показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Гидравлическая схема гидрообъемного привода: 1 – насос; 2 – обратный клапан; 3 – напорная магистраль;

4 – гидрораспределитель; 5 – гидроцилиндр (гидродвигатель); 6 – сливная магистраль; 7 – предохранительный клапан; 8 – фильтр; 9 – бак

Работает данный гидропривод следующим образом.

Рабочая жидкость всасывается из бака 9 насосом 1 и подается через обратный клапан 2 по напорной магистрали 3 в золотник 4 и далее в одну из полостей силового гидроцилиндра 5. Из противоположной полости гидроцилиндра рабочая жидкость через фильтр 8 по сливной магистрали 6 сливается

17

в бак. Для предохранения гидросистемы от перегрузок на напорной линии устанавливают предохранительный клапан 7, сбрасывающий при превышении давления, на которое он отрегулирован, избыток рабочей жидкости в бак.

В гидроприводах строительных машин широко распространены шестеренные, аксиально-поршневые и лопастные насосы и гидромоторы. Как правило, гидромашины являются обращаемыми, т.е. могут работать как в режиме насоса, так и в режиме мотора.

Рассмотрим устройство и принцип работы основных гидромашин.

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы выполняют с внешним и внутренним зацеплением. Они могут иметь одну или несколько секций. Рассмотрим устройство односекционного насоса типа НШ с внешним зацеплением, представленного на рис. 2.2

Рис. 2.2. Схема односекционного шестеренного насоса с внешним зацеплением

При вращении шестерен 1 и 2 навстречу друг другу в направлении, указанном стрелками, рабочая жидкость поступает во всасывающую полость

18

корпуса 3 насоса. Из всасывающей полости жидкость, заключенная во впадинах между зубьями шестерен, переносится в камеру нагнетания и выдавливается из этих впадин зубьями сопряженной шестерни в напорную магистраль.

Число зубьев шестерни составляет от 6 до 12. Односекционные насосы развивают рабочее давление до 14 МПа (140 кгс/см2), многосекционные – более 14 МПа.

Шестеренные насосы просты по конструкции, малогабаритны и имеют невысокую стоимость.

Основные недостатки – малый КПД (0,7 ... 0,85) и небольшой срок службы при работе с высоким давлением.

Производительность (подача) шестеренных насосов равна, см3/мин,

где Z – число зубьев ведущей шестерни; m – модуль зацепления шестерен, см;

n – частота вращения ведущей шестерни, мин-1; b – ширина шестерни, см;

h0 – объемный КПД насоса.

Аксиально-поршневые насосы

Устройство аксиально-поршневого насоса показано на схеме рис. 2.3.

Рис. 2.3. Принципиальная схема аксиально-поршневого насоса

19

Принцип действия аксиально-поршневого насоса состоит в следую-

щем.

От вращаемого основным двигателем вала насоса приводится во вращение относительно оси I – I наклонная шайба 4 и связанные с ней шарнирно шатуны 3 и корпус 1 с поршнями 2. Вследствие наклона шайбы к оси насоса ее вращение вызывает одновременно возвратно-поступательное движение поршней в корпусе. При этом за одну половину оборота шайбы каждый поршень совершает полный ход в одном направлении, а за вторую половину оборота – в обратном направлении. С помощью распределительного диска 5 при ходе поршня влево полость цилиндра сообщается с линией нагнетания гидросистемы, а при обратном ходе – с линией всасывания.

Подача такого насоса зависит от угла наклона шайбы g (g ~ 30°). В регулируемых насосах угол g изменяется с помощью специальной системы управления, поддерживающей постоянной мощность, отдаваемую насосом.

Подача поршневых насосов равна, см3/мин.

где Дб – диаметр окружности по центрам цилиндров, см;

i – число цилиндров;

d – диаметр цилиндров, см;

n – частота вращения вала насоса, мин-1.

Аксиально-поршневые насосы работают при давлении до 20 ... 30 МПа, подача до 750 л/мин, частота вращения n = 1000 ... 3000 мин-1, КПД насосов

– 0,85 ... 0,9.

Лопастные насосы

Устройство лопастного насоса приведено на схеме рис. 2.4.

Лопастной насос состоит из корпуса 1, ведущего вала и расположенного на нем эксцентрично относительно корпуса ротора 2, в пазах которого перемещаются пластины 3.

При вращении ротора между пластинами (лопастями), которые прижимаются к ротору пружинами, образуются камеры, переносящие жидкость из полости всасывания В в полость нагнетания Н, где жидкость выдавливается из пространства между пластинами, ротором и корпусом. В результате выноса жидкости из полости в ней образуется вакуум, засасывающий жидкость из бака. При этом, чем больше эксцентриситет ротора «е», тем больше подаваемый объем жидкости.

20