книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие

Тогда действительная скорость поршня

(IV.9)

Значение действительного расхода и скорости может быть опре­ делено через объемный к. п. д. силового гидроцилиндра

/t/ д

Т1об = Т =

При использовании металлических поршневых колец ті'0б =

=0,95-^0,98; если используются манжеты из маслостойкой резины

идругих уплотнительных материалов, то г|'0б~1, так как утечка практически отсутствует.

Обычно скорость перемещения поршня принимается в зависи­ мости от назначения гидроцилиндра, однако она редко превы­ шает 5 м/мин. В то же время скорость потока жидкости в нагне­ тательных трубопроводах гидросистем большинства машин прини­ мается 3—5 м/с, а во всасывающих трубопроводах 1,5—2 м/с.

Время одного двойного хода поршня

сопротивлений, обусловленных уплотнениями и противодавлением жидкости, вытекающей из противоположной полости гидроци­ линдра, т. е.

Р — давление рабочей жидкости на активную площадь порш­ ня, кгс/см2;

S — активная площадь поршня, см2; Руш— сопротивление уплотнения штока, кгс;

Рул— сопротивление уплотнения поршня, кгс; Рп— противодавление вытекающей жидкости.

Сопротивление уплотнения штока, вызванное трением в ман­

где ц— коэффициент трения манжет о шток; сІш— уплотняемый диаметр штока, см;

/— длина уплотнения, см.

Сопротивление уплотнения поршня, вызванное трением ман­ жет поршня о внутреннюю поверхность цилиндра, может быть определено по формуле, аналогичной формуле (IV. 12), где уплот­ няемый диаметр будет равен диаметру цилиндра Dt[.

При использовании металлических поршневых колец сопро­ тивление

где Цч.с— коэффициент трения чугунных поршневых колец о сталь; z — число поршневых колец;

к — удельное давление кольца на стенки цилиндра; b— ширима поршневого кольца, см.

Сопротивление, создаваемое противодавлением жидкости, вы­ текающей из противоположной полости гидроцнлпндра, будет опре­ деляться величиной давления рабочей жидкости и активной пло­ щадью поршня в этой полости, т. е.

/>n = Pc(D2„ - 4 ) - j - , (IV. 14}

где Рс,— давление жидкости в полости слива, равное сопротивле­ нию магистрали слива;

Д, — диаметр поршня, см; dm— диаметр штока, см.

При решении обратной задачи, т. е. при определении давления,

Давление рабочей жидкости в гидросистемах является ста­ бильной величиной и определяется в зависимости от размера гпдроцилмндров, развиваемого ими усилия и экономических сооб­ ражений.

Опыт эксплуатации и исследования показал, что с увеличе­ нием давления увеличиваются потери на трение в уплотнениях, что, в свою очередь, приводит к ухудшению общего к. п. д. гидро­ системы. Из соображений стоимости обработки гидроцнлиндров и их веса оптимальное значение давления рабочей жидкости нахо­ дится в пределах 250—300 кгс/см2. В гидросистемах торфяных машин рабочее давление колеблется от 60 до 100 кгс/см2.

§18. ЭЛЕМЕНТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОСИСТЕМОЙ

Кэлементам регулирования и управления гидросистемами от­ носятся: обратные, предохранительные и редукционные клапаны, дроссели, гидрораспределители и т. д.

Обратные клапаны (рис. 29) предназначены для пропускания потока жидкости только в одном направлении.

Предохранительные клапаны (рис. 30) предназначены для поддержания в гидросистеме постоянного давления. Последнее необходимо для предохранения гидросистемы от перегрузок. Пре­ дохранительные клапаны регулируются на определенное давление- и в случае превышения его открываются, позволяя жидкости пере­ текать в силовую магистраль. Как только давление упадет до уста­ новленной нормы, клапан закрывается.

Редукционные клапаны (рис. 31) применяются для снижения давления рабочей жидкости по сравнению с давлением, развивае­ мым насосом, и сохранения определенной величины этого давления. В большинстве случаев редукционные клапаны применяются в гид­ росистемах, в которых от одного насоса питается несколькогидроцилиндров с разным давлением рабочей жидкости.

Дроссели. Для регулирования расхода жидкости на определен­ ных участках гидросистемы устанавливаются дроссели, представ­ ляющие собой гидравлические сопротивления, имеющие опре­ деленную величину проходного сечения. Дроссели применяются также для регулирования скорости перемещения рабочих органов. Геометрические размеры проходного сечения дросселя могут иметь, как постоянные значения, так и изменяемые в процессе работы.

Гидрораспределители. Для осуществления реверсирования и изменения скорости движения рабочих элементов гидропривода,, а также остановки и пуска их в движение в гидроприводах при­ меняются различного рода парораспределители, которые осу­ ществляют изменение направления потока рабочей жидкости в системе.

По принципу действия различают два основных типа гидрораспределителей: крановые (пробковые) и золотниковые. Крано­ вые распределители обычно применяются при малых расходах жидкости и представляют собой корпус, внутри которого установ­ лена пробка цилиндрической или конической формы. Как в пробке, так и в корпусе распределителя имеются отверстия, которые выполняют различной формы, размеров и направлений. При соот­ ветствующем расположении пробки происходит совпадение тех или иных отверстий ее с отверстиями в корпусе распределителя, и жидкость получает возможность двигаться в нужном направле­ нии. При больших давлениях применяют распределители с цилин­ дрической пробкой, так как в кранах с конической пробкой воз­ никают силы, выталкивающие пробку из корпуса.

Рис. 32. Схема работы золот­ никового распределителя:

і — золотник; 2 — гндроцнлішдр

Наибольшее распространение получили гидрораспределители золотникового типа. Золотниковый распределитель (рис. 32) пред­ ставляет собой корпус, внутри которого перемещается плунжер Плунжер при перемещении поочередно перекрывает и открывает отверстия, имеющиеся внутри корпуса распределителя. В резуль­ тате этого происходит изменение направления движения жид­ кости. Плунжер может занимать различные фиксированные положения в корпусе. В двухпозициоиных золотниковых устройст­ вах плунжер может занимать два крайних положения, а в трехпозиционно.ч — крайние и среднее.

§ 19. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОСИСТЕМЫ

Рабочая жидкость гидросистемы содержится в баках специаль­ ной конструкции, к которым присоединяются всасывающая и слив­ ная линии системы.

Баки изготавливаются как сварные из листовой стали, так и литые из серого чугуна. Внутри бака имеются вертикальные перегородки, которые ограничивают циркуляцию масла между сливным и всасывающим трубопроводами и удлиняют путь движе­ ния масла, что улучшает охлаждение и отстаивание масла. Для удаления масла из бака в нижней части каждого отсека имеются резьбовые пробки.

Объем бака определяется из условия вместимости в него всей жидкости гидросистемы и возможного температурного изменения

объема жидкости. Кроме того, предусматривается запас масла, необходимый для пополнения возможной утечки, которая с увели­ чением давления возрастает. С учетом всех объемов гидросистемы, возможной утечки масла, а также необходимости охлаждения его, объем масла, находящегося в баке, принимается равным трех­ минутной производительности насоса. Для нестационарных машин

масла в баке должно оставаться свободное воздушное простран­ ство, составляющее 10—15% от общего объема.

Масло заливают через специальное отверстие в крышке бака, заливная горловина которого снабжена сетчатым фильтром и плот­ но закрывается. Для поддержания в баке атмосферного давления в крышке предусмотрен сапун, через отверстия и фильтр которого внутренняя полость бака сообщается с атмосферой. В некоторых гидросистемах применяют герметичные баки.

Для предохранения масла от засорения посторонними приме­ сями в баке на напорной линии гидросистемы установлен масля­ ный фильтр. Установка масляного фильтра на всасывающей линии создала бы дополнительное сопротивление всасыванию. Если объем бака не достаточен для охлаждения, рабочей жидкости ниже 55° С, то в баке предусматривают водяные холодильники в виде радиа­ тора. Холодильник включается в систему последовательно со слив­ ной магистралью или подключается непосредственно к баку (параллельно с ним). При монтаже гидросистемы необходимо, что­ бы высота установки насоса над уровнем масла в баке не превы­ шала 700 мм.

Все элементы гидросистемы — насос, бак, распределительная и регулирующая аппаратура, а также исполнительные органы со­ единяются между собой с помощью жестких трубопроводов и гиб­ ких шлангов, по которым перемещается рабочая жидкость. Гибкие шланги позволяют подводить рабочую жидкость к движущимся рабочим элементам гидросистемы. Типы труб и материалы, из ко­ торых они изготовлены, определяются назначением их, величиной давления, способом изготовления и монтажа. При Р=10 кгс/см2

стальные бесшовные трубы (ГОСТ 8734—58). В условиях стеснен­ ного монтажа и давлений, не превышающих 70 кгс/см2 применяют медные трубы (ГОСТ 617—53).

Гибкие шланги изготовляют из резиновых трубок, армирован­ ных хлопчатобумажной (ГОСТ 10362—63) или стальной оплеткой (ГОСТ 6286—60). Хлопчатобумажная оплетка применяется при давлениях меньше 50 кгс/см2. Недостаток резиновых шлангов — малый срок службы (3—6 месяцев).

Раздел второй

МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ РЫТЬЯ И РЕМОНТА ОСУШИТЕЛЕЙ ТОРФЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Г л а в а V

МАШИНЫ ДЛЯ РЫТЬЯ И РЕМОНТА ОСУШИТЕЛЕЙ ПРОВОДЯЩЕЙ СЕТИ

§20. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОРФЯНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Особенность торфяных месторождений в их естественном со­ стоянии— высокая влажность (89—95%). Торфяное месторожде­ ние частично или полностью бывает затоплено, и лишь в отдель­ ных случаях уровень грунтовых вод стоит близко к земной поверх­

щади, понижение уровня грунтовых вод и снижение влажности торфяной залежи, особенно верхних ее слоев; уплотнение торфяной залежи и повышение ее несущей способности; увеличение выхода воздушно-сухого торфа из единицы объема залежи; использование площадей после выемки торфа под сельское хозяйство.

Отвод воды в водоприемники осуществляется естественным стоком. При отсутствии возможности обеспечить естественный сток воды из осушительной сети применяется искусственная откачка.

Торфяную залежь осушают системой каналов, состоящей из проводящей и регулирующей сети. Назначение проводящей сети — отвод воды из регулирующей сети в водоприемники с площади, занимаемой торфяной залежью. Проводящая сеть состоит из кол­ лекторных, карьерных, валовых и магистральных каналов. К регу­ лирующей сети на рабочих полях относятся: картовые канавы и закрытый дренаж. Весь комплекс мероприятий по осушению за­ лежи позволяет понизить ее влажность до 82% на низинной залежи и до 85% на верховой, в верхних слоях — соответственно до 75

и79%.

Вслабых сильно увлажненных грунтах и неосушенной торфя­ ной залежи работы по регулированию водоприемников, строитель­

ству магистральных, валовых, коллекторных, карьерных каналов и картовых канав и другие земляные работы выполняют торфя­ ными экскаваторами, имеющими малое удельное давление на залежь.

В настоящее время для производства этих работ серийно вы­ пускаются экскаваторы ТЭ-ЗМ и Э-304Б.

Торфяные экскаваторы указанных моделей представляют собой самоходные одноковшовые полноповоротные машины на уширен- но-удлпненных гусеничных ходах с малым удельным давлением на грунт 0,16—0,18 кгс/см2. По общему назначению всех механизмов каждый из экскаваторов разделяется на три основные части: гусеничный ход, поворотную платформу и сменное рабочее обору­ дование.

Гусеничный ход экскаватора состоит из двух гусениц много­ опорного типа с жесткой подвеской опорных катков к гусенич­ ным балкам и нижнего ходового механизма. На верхней части рамы установлена шариковая опора, на которой монтируется по­ воротная платформа. На платформе расположены передаточные механизмы и силовая установка. К сменному оборудованию экс­ каватора относятся: обратная и прямая лопаты, драглайн.

О б р а т н а я л о п а т а (рис. 33, о) применяется для разра­ ботки забоев, расположенных ниже пути перемещения экскаватора; ковш заполняется при движении снизу вверх к машине (на себя). Работы ведутся с выбросом грунта в отвал. Устройство валовых, коллекторных, карьерных каналов и картовых канав производится экскаваторами, оборудованными обратной лопатой.

1 Обратная лопата состоит из стрелы, рукоятки, ковша, блоков рукоятки, промежуточных блоков, блоков ковша и ограждений блоков.

Для образования откосов при рытье картовых канав приме­ няется обратная лопата с профильным ковшом. Ковш профильный, имеет специальную форму передних режущих стенок. Для канав небольшого поперечного сечения, как например картовых, рекомен­ дуется применять ковш специального профиля. В тех случаях, когда удельное давление гусеничного хода экскаватора не обес­ печивает его проходимости по массиву, работы производятся с на­ стила, состоящего из щитов.

П р я м о й л о п а т о й (рис. 33,6) производят разработку за­ боев, расположенных выше пути передвижения экскаваторов при движении ковша снизу вверх от машины (от себя). Экскаваторы, оборудованные этой лопатой, применяются при разработке котло­ ванов, балластных карьеров и погрузке грунта в транспортные машины и вагоны.

Прямая лопата включает в себя следующие механизмы: стрелу, блоки головки стрелы прямой лопаты, рукоять, ось рукоятки, ковш, блок ковша, механизм открывания днища ковша, проме­ жуточный блок. Стрела и рукоять, блоки промежуточные, блоки рукоятки, блок ковша и ось рукоятки используются у обратной

лопаты. Ковш прямоугольный с зубьями представляет собой цельносварную конструкцию из листовой стали и деталей из сталь­ ного литья. Днище крепится на корпусе ковша шарнирно. При опускании ковша в забой днище закрывается.

Экскаваторы с к о в ш о м д р а г л а й н (рис. 33, в) применяются для разработки забоев, расположенных ниже пути перемещения машины, при разработке широких и глубоких выемок, регулиро-

Рис. 33. Сменное оборудование экскаватора:

а — обратная лопата; б — прямая лопата; в — драглайн

вании рек с черпанием грунта из-под воды, ремонте магистраль­ ных и других каналов в легких грунтах.

Драглайн имеет следующие узлы и механизмы: стрелу, блоки стрелы, направляющую обойму, разгрузочный блок, подвеску ков­ ша и ковш. Ковш прямоугольный с зубьями подвешивается на специальной подвеске в трех точках. Подъем и опускание его осуществляются тросом.

При работе с понтонов в зависимости от размеров каналов, ширины и глубины рек-водоприемников могут быть использованы и другие экскаваторы.

§ 21. ТОРФЯНОЙ ЭКСКАВАТОР ТЭ-ЗМ

Общая схема устройства

На основании опыта работы экскаваторов ТЭ-2М и ТЭ-3 за­ вод Ивторфмаш создал новый тип экскаватора ТЭ-ЗМ. (рис. 34).

Гусеничный ход экскаватора (рис. 35) состоит из двух гусениц многоопорного типа с жесткой подвеской опорных и поддержи­ вающих катков к гусеничным балкам и нижнего ходового меха­ низма. Гусеницы включаются и выключаются кулачковыми муф­ тами. Предусмотрена возможность раздельного включения и

выключения гусениц. Траки гусениц представляют собой сварные конструкции из листового и штампованного проката. Ведущий вал гусеницы опирается на ползуны, установленные в направляю­ щих вырезах гусеничной балки. Вал с ведущими цепными звездоч­ ками имеет возможность перемещаться в направляющих с по­ мощью натяжного винта для регулирования приводной цепи, передающей движение ведущему валу. Ведомый вал с ленивцами находится также в направляющих вырезах гусеничной балки. Изменением положения ведомого вала натяжными винтами регу­ лируется натяжение гусеничной ленты.