отношение называют коэффициентом преобразования момента (усилия) 
. Таким образом, для любой трансмиссии справедливо выражение
Системы управления МЗР
Система управления машинами состоит из приборов и устройств, позволяющих контролировать работу элементов привода и воздействовать на него изменением величины и направления скоростей, моментов и усилий в соответствии с технологическими процессом.
Системы управления современными МЗР должны обеспечивать надежную работу, быстроту приведения в действие рабочих органов, плавность их включения и выключения, безопасность работы, легкость и удобство работы оператора. Для облегчения управления машиной в системе управления нужно иметь минимальное число органов (рукоятей, педалей, кнопок). Положение органов управления должна давать оператору представление о направлении движения рабочих органов.
В зависимости от конструктивного исполнения системы управления разделяют на механические рычажные, гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электропневматические и др).
Любая из систем управления состоит из следующих основных частей: пульта управления с размещенными на нем органами управления (рукоятками, педалями, кнопками и приборами); системы передач (тяг, рычагов, распределителей, золотников, трубопроводов и т.д.); исполнительных органов, включающих и выключающих двигатели, тормоза и другие устройства.
Основными параметрами систем управления являются: усилие, развиваемое на исполнительном органе, скорость движения рабочего звена исполнительного органа, число и продолжительность включений в час, быстрота срабатывания и КПД.
Рассмотрим гидравлическую систему непосредственного действия (рис. 3.15). Усилия машиниста с органа управления передаются рабочей жидкостью, которая при нажатии на педаль 7 из напорного цилиндра 5 по гидролинии 4 вытесняется в рабочий цилиндр 3 и перемещает его поршень. Последний связан с рычагом 9 исполнительного механизма 1 (тормозом или муфтой). Утечки жидкости пополняются из бачка 6. Система возвращается в исходное положение пружинами 2 и 8.
219
Рис. 3.15. Принципиальная схема гидравлической системы управления непосредственного действия:
1 – исполнительный механизм (тормоз или муфта); 2, 8 – пружины; 3 – рабочий цилиндр; 4 – гидролиния; 5 – напорный цилиндр; 6 – бачок; 7 – педаль
Ходовое оборудование МЗР
Ходовое оборудование ЗМ состоит из ходового устройства и механизма передвижения. Ходовые устройства(движители) предназначены для передачи нагрузок от машин на опорную поверхность. Они передвигают машины и изменяют направление их движения. Механизмы передвижения предназначены для привода ходовых устройств при рабочем и транспортном положении.
Общие требования к ходовому оборудованию машин для земляных работ заключаются в обеспечении достаточной силы тяги, необходимой скорости передвижения, возможно малой массы, создании давления на основание не более допустимого, обеспечении равномерности передвижения машины одновременно с выполнением технологических операций (для машин непрерывного действия), устойчивости машины при всех возможных ее положениях, непревышении допустимых динамических нагрузок при передвижениях, достаточной прочности и надежности, удобстве эксплуатации.
В зависимости от условий работы и назначения МЗР в них применяют следующие виды ходового оборудования: гусеничное, пневмоколесное, шагающее, рельсовое, плавучее и комбинированное (например, шагающерельсовое). Наиболее распространено гусеничное и пневмоколесное ходовое оборудование. Шагающее ходовое оборудование чаще применяется для разработки грунтов и полезных ископаемых в карьерах экскаваторамидраглайнами, а также для гидромеханизации земляных работ (шагающие гидромониторы и землесосные установки). Комбинированное ходовое оборудование используют для многоковшовых экскаваторов.
III. Гусеничное ходовое оборудование (рис. 3.16)
220
Рис. 3.16. Схема гусеничного механизма:
1 – приводное колесо; 2 – рама; 3 – гусеница; 4 – натяжное колесо; 5 – опорный каток; Р – нагрузка от машины; М – крутящий момент приводного
колеса; R – реакция основания.
Основой гусеничного ходового оборудования служит механизм, состоящий ив замкнутой цепи (гусеницы), натянутой между звездочкой и натяжным колесом, и катков, передающих нагрузку от машины через ветвь цепи на грунт.
По конструкции гусеницы делят на многоопорные и малоопорные (рис. 3.17), а по приспособленности к неровностям поверхности передвижения – на жесткие и гибкие.
Рис. 3.17. Типы гусениц:
а – многоопорная; б – малоопорная; А – шаг опорных катков; q – распределенная нагрузка
Многоопорные гусеницы (рис. 3.17, а) применяют чаще всего для экскаваторов, работающих на грунтах слабых и средней крепости. Они имеют сравнительно большое число катков небольшого диаметра, оси которых крепят к гусеничной раме, а число звеньев гусеничной цепи, опирающейся на грунт, лишь незначительно превышает число катков. Поэтому гусеничная цепь не прогибается между катками. Это способствует равномерному распределению давления на грунт, но затрудняет преодоление препятствий при передвижении.
Малоопорные гусеницы (рис. 3.17, б) отличаются малым числом опорных катков большого диаметра и определенной неравномерностью распределения давления на основание по их длине. Однако они лучше преодолевают препятствия и лучше приспосабливаются к неровностям основания, поэтому их применяют для экскаваторов, работающих на скальных и других крепких грунтах.
221
Приспособляемость опорной поверхности гусеницы к местным неровностям основания может быть повышена соединением по два или по три опорных катка малого диаметра в балансирные тележки (рис. 3.18). Такие гусеницы называются многоопорными гибкими.
Рис. 3.18. Гибкая многоопорная гусеница 1 – каретка; 2 – балансир; – угол наклона нижней ветви гусеничной цепи
для работы на слабых грунтах
Ходовое |
Достоинства |
Недостатки |
||
оборудование |
||||
|
|
|
||
Гусеничное |
Универсальность; |
высокая |
Большая масса (с нижней рамой – до 40– |
|
|
проходимость; |
возможность |
60% массы машины); необходимость |
|
|
преодоления больших уклонов (до |
большого тягового усилия (до 30–40% |
||
|
23°); хорошая |
устойчивость; |
силы тяжести машины); сложность |
|
|
малое давление на основание |
конструкции и быстрый износ деталей |
||
II. Пневмоколесное оборудование
Широкое применение пневмоколесного ходового оборудования в МЗР объясняется: 1) объединением в нем функций движителя, преобразующего вращательное движение ведущих колес в поступательное движение машины; 2) поддерживающего устройства, передающего нагрузку от машины на основание; 3) упругого элемента, гасящего или уменьшающего ее колебания во время работы или перемещения.
Пневмоколесное ходовое оборудование состоит из колес с пневматическими шинами, устанавливаемых на мосты и оси. Пневматическая шина это резинотканевая оболочка на ободе колеса машины с заключенным в ней сжатым воздухом. Шина состоит из покрышки с протектором (массивным резиновым слоем с выступами для лучшего сцепления с грунтом), каркаса для укрепления покрышки на ободе колеса, а также камеры для удержания воздуха. В машинах для земляных работ применяют в большинстве случаев пневматические шины низкого давления (баллоны), в которых давление воздуха
0,12–0,25 МПа.
Различают камерные и бескамерные пневмошины. В последних воздух накачивается в пространство между покрышкой и герметическим ободом колеса. Срок службы бескамерных пневмошин на 20% больше.
Все более широко применяются шины с грунтозацепами, улучшающими сцепление с грунтом. Широкий профиль и низкое давление воздуха в них способствуют уменьшению давления на грунт, что . повышает тяговые качества машины на грунтах с низкой несущей способностью.
222
В зависимости от механических свойств пневматической шины и грунта в массиве, по поверхности которого она перекатывается, различают три характерных случая их взаимодействия (рис. 3.19): деформируется только грунтовой массив (а); деформируется только пневматическая шина (б), деформируется как шина, так и грунтовой массив под шиной (в).
Рис. 3.19. Схемы взаимодействия грунта с основанием колеса на пневматических шинах:
а – весьма жесткое колесо (деформируется только массив); б – весьма податливое (деформируется только колесо); в – одновременная деформация грунта и колеса
Первый случай взаимодействия соответствует условиям, при которых жесткость колеса во много раз превышает жесткость грунта в массиве. Во втором случае жесткость грунта в массиве намного больше жесткости пневматической шины. В третьем, наиболее общем случае взаимодействия, жесткости грунта и шины соизмеримы.
Основные требования к шинам заключаются в их работоспособности при заданных нагрузках и дальности пробега, достаточном сцеплении с грунтом, самоочищаемости от налипшего грунта, надежности и прочности в разных условиях эксплуатации. Сцепные качества шин и их способность самоочищаться от налипшего грунта в большой степени зависят от рисунка протектора.
Ходовое |
Достоинства |
Недостатки |
|
оборудование |
|||
|
|
||
Пневмоколесн |
Высокая скорость передвижения (до 60 |
Быстрый износ пневмошин при высокой |
|
ое |
км/ч); относительно небольшая масса; |
их стоимости, достигающей 20–40 % |
|
|
высокая маневренность; малое |
стоимости машины; относительно |
|
|
сопротивление передвижению; простота |
высокое давление на основание; |
|
|
конструкции; универсальность; удобство |
ограниченность нагрузки на колесо |
|
|
эксплуатации |
|
III. Шагающее оборудование
Шагающее оборудование состоит из механизма шагания с соответствующим приводом, опорных башмаков и опорной базы. Передвижение машины осуществляется в результате попеременного опирания башмаками или базой с соответствующим вынесением башмаков и переносом базы в направлении перемещения (рис. 3.20).
223
Рис. 3.20. Последовательные положения базы 1 и башмаков 2 во время шагания:
– исходное положение (машина опирается базой, башмаки приподняты и подаются вперед по ходу машины); 
– опирание базой, башмаки выносятся вперед; 
– опирание башмаками, база поднимается; 
– опирание башмаками, база переносится вперед;
– опирание базой, башмаки поднимаются.
По типу привода различают гидравлическое и механическое шагающее ходовое оборудование; среди механических его видов различают эксцентриковое, кривошипно-шарнирное и кривошипно-ползунковое. Рассмотрим рычажно-гидравлический шагающий механизм (рис. 3.21). Этот механизм состоит из двух подъемных 2 и двух вспомогательных 3 гидроцилиндров, двух опорных башмаков 4, шарнирно подвешенных к гидроцилиндрам с обеих сторон машины (экскаватора) посредством траверс 1, двух гидромеханических захватов, гидравлической установки и вспомогательных узлов. В положении I поршни полностью втянуты внутрь цилиндров, а опорные башмаки занимают предельное верхнее положение и не препятствуют вращению поворотной части экскаватора. Чтобы поршни цилиндров и опорные башмаки не опускались в результате утечки жидкости из нижних полостей цилиндров, используются гидромеханические захваты.
Рис. 3.21. рычажно-гидравлический:
1 – траверса; 2 – подъемный цилиндр; 3 – вспомогательный цилиндр; 4 – опорной башмак; 5 – литая рама; 6 – палец кривошипа; 7 – эксцентрик; 8 – крестовина; 9 – квадратный хвостовик
224