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

При добыче формованных брикетов в обоих добывающих ком­

топлива) из диспергированной и вакуумированной торфяной массы, применению вентиляционной сушки торфяных кусков влажностью 60% позволяют осуществить добычу и производство высококаче­ ственного мелкокускового топлива комплексным агрегатом.

не только существующий производственный парк машин, но и по­ казывает направление, в котором происходит дальнейшее разви­ тие механизации торфяного производства.

Первая ступень механизации по операциям успешно заверше­ на, и не менее успешно развивается переход посредством совме­ щения отдельных операций в комбинированных машинах к осу­ ществлению высшей формы-комплексной механизации, к созданию комплексных агрегатов, машин, выполняющих все операции опре­ деленного технологического процесса в его непрерывности.

Раздел первый

ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ТОРФЯНЫХ МАШИН

Глава II

ХОДОВЫЕ УСТРОЙСТВА

§ 6. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОДОВЫХ УСТРОЙСТВ

Ходовое устройство является основанием, на котором монти­ руется рама машины с ее рабочими и передаточными механизма­ ми. Ходовая часть, воспринимая вес машины, а в экскавирующих машинах и дополнительные усилия при экскавации и перемеще­ нии груза, должна в то же время обеспечить машине передвиже­ ние, маневренность и проходимость по легко сминаемой торфя­ ной залежи.

Торфяные машины относятся к машинам, эксплуатируемым в условиях трудной проходимости. Очень часто им приходится рабо­ тать в условиях не только повышенной влажности торфяной зале­ жи, но и при наличии мочажин, кочек и других факторов, сни­ жающих проходимость машин. Поэтому к ходовым устройствам торфяных машин предъявляются особенно высокие требования по сравнению с машинами, передвигающимися по твердому мине­ ральному грунту.

В настоящее время в торфяных машинах применяются гусенич­ ные и колесные ходовые устройства. Выбор того или иного ходо­

способностью торфяной залежи и весом машины. В зависимости от требований к проходимости различных торфяных машин можно рекомендовать следующие виды ходовых устройств;

для машин, требующих малые удельные давления и произво­ дящих работы по осушению и подготовке поверхности месторож­

Увеличение опорной поверхности, как подтверждает опыт тор­ фяного машиностроения, следует осуществлять за счет удлинения

вес гусеничного движителя в торфяных машинах. Высокую про­ ходимость в сложных условиях неосушенной верховой залежи (влажность от 91,4 до 95%) показала машина КХЮ-0 на арочных шинах 1500x840 мм. Машина предназначена для предварительно­ го осушения, удельное давление на залежь 0,08—0,12 кгс/см2.

Для машин, выполняющих все технологические работы по до­ быче и производству торфяного топлива и торфяных удобрений и работающих на осушенной залежи, но с обязательным соблюде­ нием требований о сохранности ее поверхностного слоя, рекомен­ дуются гусеничные ходовые устройства облегченного типа, пневма­ тические многоколесные устройства, для легких прицепов — метал­ лические опорные колеса.

Основные достоинства гусеничных движителей — лучшая реа­ лизация тяговых свойств машины; наличие развитой опорной по­ верхности, позволяющей получить небольшие удельные давления на залежь (0,1—0,3 кгс/см2), обеспеченность достаточно’полного сцепления с грунтом и приспособляемость к неровностям, боль­ шая маневренность — возможность крутых поворотов вокруг центра машины или одной из гусениц.

К недостаткам гусеничных ходовых устройств следует отнести: сравнительно невысокий к. п. д., вследствие чего расход энергии на передвижение у гусеничных движителей больше, чем у колес­

ны),более высокая стоимость и наличие быстроизнашивающихся деталей.

Колесный ход, как металлический, так и с пневматическими шинами, обладает простотой конструкции, легкостью по весу и дешевизной изготовления. Применение металлических колес в ус­ ловиях торфяной залежи ограничивается легкими машинами: валкователями, ворошилками, фрезерами и т. д. Применение ко­ лесного хода с пневматическими шинами низкого давления не ог­ раничивается малым весом машин. Например, вес машины КПО-О с различными рабочими органами колеблется от 17,5 до 21 т.

Пневматические шины обладают меньшим сопротивлением пе­ рекатыванию, высокими амортизирующими свойствами и обеспе­ чивают меньшие удельные давления, чем жесткие колеса тех же размеров. Таким образом, колесные ходовые устройства позво­ ляют снизить вес машины, увеличить ее грузоподъемность или уве­ личить рабочую скорость, что обеспечивает повышение производи­ тельности машины.

§ 7. ГУСЕНИЧНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Конструкция движителя и его элементов (табл. 1)

В торфяных машинах применяются только двухгусеничные хо­ довые устройства, т. е. по одному гусеничному движителю с каж­ дой стороны машины. Наибольшее распространение имеет много-

опорный гусеничный ход с жесткой подвеской, схематично пред­ ставленный на рис. 2, а. П од м н о г о о п о р н о й г у с е н и ц е й подразумевается гусеница, в которой отношение числа опорных звеньев цепи к числу ходовых катков меньше двух, в малоопор­ ной гусенице это отношение больше двух.

Рис. 2. Гусеничное ходовое устройство (о) и схема зацеплений ведущего колеса с гусеницей (б — гребневое; в — зубчатое)

Основные элементы гусеничного движителя: гусеничная рама, гусеничная цепь, ведущее колесо (звездочка), направляющее ко­ лесо (ленивец) с механизмом натяжения гусеничной цепи, опор­ ные ходовые и поддерживающие катки и натяжное устройство.

По концам горизонтально расположенной гусеничной рамы 1 устанавливают ведущую звездочку 3 и направляющее колесо 4.

Снизу рама опирается на ходовые катки, 5, которые передви­ гаются по рельсовому пути гусеничной цепи 2. Гусеничную цепь надевают на ведущее и направляющее колеса и натягивают на­ тяжным устройством 7. Верхняя холостая ветвь цепи опирается на поддерживающие катки 6. Передвижение машины на гусеницах осуществляется следующим образом. От двигателя посредством

механизмов трансмиссии крутящий момент передается ведущему колесу гусеничного движителя. Ведущее колесо, находящееся в зацеплении с гусеничной цепью, приводит ее в движение, застав­ ляя ходовые катки, а вместе с ними и всю машину перемещаться по рельсовому пути цепи. В гусеничных ходовых устройствах раз­ личают следующие основные размеры: L — продольная база — расстояние между осями ведущего и направляющего колес; В — поперечная база или колея — расстояние между продольными ося­ ми обеих гусениц, b — ширина гусеничной ленты.

Отношение — определяет поворотливость (маневренность)

машины; чем больше это отношение, тем меньше требуется уси­ лия при осуществлении поворота. Обычно это отношение прини­ мается ^0,5 .

Гусеничная рама изготавливается сварной конструкции из профильного проката и листовой стали. Гусеничную раму рассчи­ тывают на изгиб, принимая нагрузку в центре рамы равной поло­ вине веса машины, а опоры— в местах установки поперечных ба­ лок рамы машины.

Гусеничная цепь представляет собой бесконечную цепь шар­ нирно связанных между собой траков (звеньев). В торфяных гусе­ ничных движителях траки имеют большие размеры — до 1500 мм

ивыполняются либо литыми (сталь ЛГ-13 и др.), либо составны­ ми из литого цепного звена и шпалы из листовой стали. В маши­ нах с большим весом и ограниченным удельным давлением при­ меняются двухрельсовые траки. Последние должны быть легкими

ипрочными. Конструктивная форма их должна обеспечить хоро­ шее сцепление с грунтом, но в то же время они не должны разру­ шать поверхность торфяного поля и иметь малую сопротивляе­

мость при поворотах машины.

В гусеничных цепях рассчитывают палец и звено. Трак про« веряют на прочность как балку с равномерно распределенной на­ грузкой, равной максимальному давлению, а опоры помещают в точках контакта катков с траками.

Ушки траков рассчитывают на разрыв в сечении, проходящем через ось ушка и лежащем в плоскости, перпендикулярной линии действия силы натяжения цепи. >

Пальцы изготовляются из малоуглеродистых сталей с после­ дующей цементацией и закалкой их поверхности. Пальцы ооычно свободно располагаются в проушинах, поэтому их рассчитывают как балку с равномерно распределенной нагрузкой, считая сво­ бодными опоры в точках перегиба упругой линии. Приближенно можно рассчитывать палец по частям как балку на двух опорах, которые принимаются в зазорах между ушками.

Ведущее колесо входит в зацепление с гусеничной цепью и слу­ жит для перематывания ее и сообщения гусенице тягового усилия. Ведущее колесо может быть расположено как в передней (по хо­ ду), так и в задней части машины. При заднем расположении ве­

дущего колеса условия работы гусеничной цепи будут лучше. В этом случае меньший участок цепи испытывает напряжения, выз­ ванные тяговым усилием, необходимым для движения машины, что позволяет увеличить срок службы гусеничной цепи. •

Для улучшения ходовых качеств гусеничной машины ведущее и направляющее колеса несколько приподнимаются над поверх­ ностью залежи, при этом легче преодолеваются препятствия, а колеса и их оси разгружаются от ударных нагрузок и поперечных сил, возникающих при повороте машины.

В торфяных гусеничных движителях углы сбегания а и набега­ ния ß цепи обычно не превышают 3—5°, а длина проекции наклон­

центровом расстоянии) уменьшается опорная поверхность, лучше преодолеваются препятствия, но увеличивается сила сопротивле­ ния движению.

Большое значение для гусеничного хода имеют вид и характер зацепления ведущего колеса с гусеничной цепью. В торфяных ма­ шинах применяются два вида зацепления ведущего колеса с гусе­

ми, имеющимися на гусеничной цепи и служащими одновременно направляющими для опорных катков. Обод ведущего колеса сна­ ружи обычно гладкий, без зубьев. Линия зацепления располагает­ ся ближе к оси звездочки, чем линия осей шарниров гусеничной цепи. При з у б ч а т о м з а ц е п л е н и и зубья ведущего колеса входят в специальные отверстия, имеющиеся в гусеничной цепи. Эти отверстия образуются либо у шарниров цепи, либо в теле тра­ ков. Линия зацепления при зубчатом зацеплении обычно совпа­ дает с линией осей шарниров или располагается несколько выше ее.

В торфяных машинах предпочтение отдается гребневому (ку­ лачковому) зацеплению ввиду его способности самоочищаться от торфа. Для уменьшения износа зубьев ведущего колеса их число делают нечетным и не равным числу звеньев цепи, проходящих через ведущее колесо за один его оборот. Цепь при этом входит

взацепление с ведущим колесом через один зуб.

Впроцессе эксплуатации ввиду износа шарниров происходит изменение шага гусеничной цепи. Поэтому для сохранения пра­ вильности зацепления шаг зубьев ведущего колеса делают не­

сколько больше (1—5%) шага гусеничной цепи, т. е. принимают

редается одним зубом. Зуб колеса рассчитывают на изгиб и на смятие. Допускаемое напряжение на изгиб принимают [ал] = = 4000-1-5000 кгс/см2, на смятие [т] = 5000н-10 000 кгс/см2.

В качестве расчетной действующей силы берут силу тяги по сцеплению гусениц с грунтом, а также учитывают инерционные силы, возникающие вследствие неравномерности движения гусе­ ничной цепи.

Направляющее колесо и устройство для натяжения цепи. Направляющее колесо служит для направления движения гу­ сеничной цепи и ее натяжения. В зависимости от типа зацепления и конструкции цепи обод направляющего колеса может быть глад­ ким или с зубьями, как у ведущего колеса. В машинах более лег­ кого типа с однорельсовой конструкцией траков применяют оди­

которая может перемещаться вдоль гусеничной балки при натя­ жении цепи. Необходимость в натяжении цепи возникает при удлинении ее, вследствие износа шарниров пли при замене пов­ режденных траков, а также при монтаже и демонтаже гусениц.

Натяжение гусеничной цепи осуществляется различными на­ тяжными устройствами. В торфяных машинах обычно применяют винтовые натяжные устройства. Ход направляющего колеса вдоль цепи должен быть не менее 0,5 tlb что позволяет удалить или до­ бавить один трак. Величина натяжения гусеничной цепи должна обеспечивать нормальную работу гусеничного ходового устрой­ ства. При слабом натяжении появляется вибрация цепи и проис­ ходит ее спадание. Сильное натяжение цепи приводит к большим потерям мощности и значительному износу шарниров.

Величина предварительного натяжения может быть определена по заданному провесу холостой ветви между поддерживающими катками. Проф. Медведев. рекомендует принимать величину про­ веса

(ІІ.2>

где I — расстояние между поддерживающими катками.

Большие значения f принимают при работе на рыхлых грун­ тах и скорости не более 10—12 км/ч. Сила предварительного на­

ту его оси, как наиболее опасного в конструктивном отношении ме­ ста. Усилие, действующее на ось направляющего колеса, опреде­ ляется силой натяжения и направлением нижней и верхней вет­ вей гусеничной цепи. Обычно эту силу принимают равной двойной силе тяги, определяемой по условию сцепления гусениц с грунтом.

Опорные катки служат для перекатывания корпуса машины, опирающегося иа эти катки, по рельсовому пути гусеничных цепей и сдвигания цепи в поперечном направлении при поворотах маши­ ны. Конструктивно опорные катки, как и направляющее колесо,, могут быть одинарные или двойные в зависимости от веса маши­ ны.

При гребневом зацеплении, т. е. при наличии на траках на­ правляющих гребней, опорные катки выполняют гладкими безреборд, при отсутствии направляющих гребней опорные катки снабжают ребордами. Для уменьшения сопротивления движениюдиаметр опорных катков должен быть по возможности большим,, но это приводит к увеличению расстояния между осями катков, что, в свою очередь, нарушает равномерность распределения на­ грузки на грунт.

Обычно диаметр опорных катков принимают в зависимости от ша­ га цепи: DK— (1-f-1,5) tn, максимум 1,8 tn.

Шаг опорных катков (расстояние между их осями для торфя­ ных машин с многоопорными гусеницами) принимают менее двух шагов цепи, т. е. lK^ 2 t u.

Размеры шага опорных катков и шага гусеничной цепи не дол­ жны быть кратными, в противном случае все опорные катки одно­ временно будут проходить шарниры цепи, что вызовет значитель­ ные колебания машины и удары большой силы.

Расчет опорных катков сводится к определению ширины обода катка и его диаметра при нагрузках, возникающих во время по­ ворота машины. Нагрузку иа один каток принимают:

при жестком креплении катков

(II-4}

при балансирной подвеске

(II-5)

где GM— вес машины.

Поддерживающие катки предназначены для поддержания верх­ ней (холостой) ветви гусеничной цепи. Конструктивная форма их очень часто напоминает форму опорных катков. Нагрузка на под­ держивающие катки небольшая и определяется весом звеньев гу­ сеничной цепи, приходящимся на эти катки. Поддерживающие катки обычно не рассчитывают, а выбирают из конструктивных соображений. Диаметр поддерживающих катков определяется из условия, что момент трения цепи на ободе катка должен быть больше момента трения на его оси.

Подвеска гусеничных торфяных машин

При движении по неровной поверхности корпус гусеничной ма­ шины испытывает толчки и сотрясения, вредно влияющие на ра­ боту механизмов машины и целостность отдельных ее узлов. Сте­