2. Основы конструкции транспортно-технологических машин

1. Общее устройство транспортно-технологических машин

Транспортно-технологические машины (ТТМ), используемыя в нефтегазодобыче, базируются на шасси автомобилей и тракторов.

Основными частями ТТМ являются двигатель, шасси, навесное оборудование. Транспортно-технологические машины, базирующиеся на тракторной технике, как на колесном, так и на гусеничном ходу, состоят из двигателя, трансмиссии, ходовой части, механизмов управления и навесного оборудования.

Двигатель предназначен для преобразования какого–либо вида энергии в механическую работу.

Шасси представляет собой комплекс агрегатов и механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, передвижения автомобиля и управления им. Шасси объединяет трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления.

В трансмиссию входят следующие механизмы: сцепление, коробка передач, дополнительная коробка (раздаточная коробка или делитель), карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.

В свою очередь ходовая часть автомобилей и колесных тракторов состоит из остова, подвески передних и задних мостов, колес. К механизмам управления относят тормозную систему и рулевое управление.

В трансмиссию трактора входят сцепление, промежуточные соединения, коробка передач, дополнительная коробка, главная (центральная) передача и конечные (бортовые) передачи. Ходовая часть гусеничного трактора состоит из остова и гусеничного движителя. Последний включает в себя гусеницу с ведущими и направляющими колесами, подвеску, опорные и направляющие катки. Управление движением гусеничной машины производится механизмом поворота, основной частью которого являются муфты поворота (бортовые фрикционы).

Навесное оборудование ТТМ, используемых в нефтегазодобыче, предназначено для выполнения различных работ, связанных с освоением, ремонтом и обслуживанием нефтяных и газовых скважин.

2. Существующие кинематические схемы трансмиссий ттм. Основные схемы привода навесного оборудования

Трансмиссия транспортно-технологической машины – это ряд взаимодействующих между собой агрегатов и механизмов, передающих крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. При передаче крутящего момента он изменяется, как по величине, так и по направлению, одновременно распределяясь между ведущими колесами автомобиля. По характеру связи между двигателем и ведущими колесами, а также по способу преобразования крутящего момента трансмиссии делятся на механические, комбинированные (гидромеханические), электрические и гидрообъемные.

Механическая трансмиссия, применяемая на большинстве грузовых и легковых автомобилей, состоит из сцепления, коробки передач, карданной и главной передач, дифференциала и двух полуосей (рис. 2.1, а). Трансмиссии автомобилей с двумя и более ведущими мостами оборудуют раздаточной коробкой и дополнительными карданными валами, а каждая пара ведущих колес имеет свою главную передачу, полуоси и дифференциал (рис. 2.1 Б, В). Вышеописанные схемы трансмиссий часто называют мостовыми, так как крутящий момент подводится к каждому ведущему мосту, а затем распределяется между правым и левым ведущими колесами данного моста.

Рис. 2.1. Схемы механических трансмиссий автомобилей:

1 – сцепление; 2 – коробка передач; 3 – карданная передача; 4 – главная передача; 5 – дифференциал; 6 – полуось; 7 – раздаточная коробка; 8 – бортовой редуктор;

9 – двигатель

В отдельных конструкциях полноприводных автомобилей с колесной формулой 66, 88 или 1010 применяют механическую бортовую трансмиссию. В такой трансмиссии крутящий момент от двигателя через сцепление и коробку передач передается к раздаточной коробке, в которой крутящий момент делится поровну между правым и левым бортами (колесами каждой стороны). От раздаточной коробки крутящий момент подводится к бортовым редукторам, а от последних – к колесам. При этом у каждого колеса устанавливается своя главная передача (рис. 2.1, г).

Бортовая трансмиссия по устройству значительно сложнее, поэтому ее применение ограничено.

Комбинированную (гидромеханическую) трансмиссию применяют на ряде моделей автомобилей и автобусов. В комбинированную трансмиссию входит гидротрансформатор и механическая коробка передач. Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления. Крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач с автоматическим или полуавтоматическим управлением. Такую трансмиссию часто называют гидромеханической передачей.

Электрическую трансмиссию применяют на карьерных автомобилях-самосвалах (БелАЗ-549, -75191, -75211) грузоподъемностью 75 … 170 т. Электрическая трансмиссия состоит из генератора постоянного тока, приводимого в действие V-образными дизельными двигателями с турбонаддувом мощностью 770–1690 кВт и тяговых электродвигателей ведущих колес. Электрическая трансмиссия обеспечивает преобразование механической энергии ДВС в электрическую, которая от генератора передается тяговым электродвигателям, расположенным совместно с редукторами в ведущих колесах автомобиля. Электродвигатели в сборе с ведущими колесами обычно называют электромотор-колесами. Электротрансмиссия упрощает конструкцию привода к ведущим колесам, однако ее применение ограничено из-за большой металлоемкости и несколько меньшего КПД по сравнению с механическими и гидромеханическими трансмиссиями автомобилей особо большой грузоподъемности.

Гидрообъёмная трансмиссия обеспечивает преобразование механической энергии в напор циркулирующей жидкости. В такой трансмиссии гидронасос, приводимый в действие от двигателя внутреннего сгорания, соединен трубопроводами с гидродвигателями. Напор жидкости, создаваемый гидронасосом, преобразуется в крутящий момент на валах гидродвигателей, соединенных с ведущими колесами автомобиля. Недостатками гидрообъемной трансмиссии по сравнению с механической являются большие габаритные размеры и масса, меньший КПД, высокая стоимость. Поэтому такая трансмиссия не находит широкого применения.

Среди схем привода навесного оборудования распространены три основных варианта.

1. Привод навесного оборудования от двигателя базового шасси.

Данная схема предусматривает привод навесного оборудования через коробку (КОМ) или вал (ВОМ) отбора мощности, приводимые во вращение непосредственно от двигателя машины, а также от основной коробки передач или раздаточной коробки.

2. Привод навесного оборудования от дополнительного источника энергии.

В этом случае навесное оборудование приводится в действие самостоятельным источником энергии, которым может быть дополнительный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), либо электродвигатель, подключаемый к внешней сети, или другая транспортно-технологическая машина.

3. Комбинированный привод навесного оборудования– ряд функций, выполняемых навесным оборудованием, обеспечивается энергией от дополнительного источника, а оставшаяся часть питается энергией от двигателя базового шасси.