Волков Строительные машины. Среднее профессиональное образование

• Название: Среднее профессиональное образование
• Анкор: Волков Строительные машины.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 5.2 Mb.
• Имя файла: Волков Строительные машины.doc
• Тип: Документы; #205
• страница: 7 из 37

Колодочный тормоз (рис. 4.36, а) состоит из станины 1, двух шарнирно закрепленных на ней стоек 5 и б с колодками 2 и 7, рабочие поверхности которых футерованы фрикционной лентой, тяги с хомутом 5 и размыкающего устройства (с короткоходовым электромагнитом 8 или, в других конструкциях, электрогидрав­лическим толкателем). Без внешнего воздействия пружиной 4, установленной между тягой и хомутом, колодки оказываются при­жатыми к тормозному шкиву. В случае электромагнитов при про­пускании электрического тока через катушку 10, якорь 9, притя­гиваясь к сердечнику 11, выталкивает тягу 5 из охватывающего ее хомута, вследствие чего стойки 3 и 6 вместе с колодками расхо­дятся, и шкив оказывается расторможенным. Равномерность раз­вала стоек Зи 6регулируют винтом 12. Тормоза, работающие по такой схеме (замыкание тормоза без внешнего воздействия), на­зываются нормально замкнутыми или нормально закрытыми в от­личие от нормально разомкнутых или нормально открытых тормо­зов, в которых тормозное действие происходит вследствие внеш­него воздействия.

Ленточный тормоз (рис. 4.36, б) представляет собой огиба­ющую тормозной шкив стальную ленту 13 с фрикционной на­кладкой, одним концом 19 прикрепленную к станине 20, а вто­рым концом 16 через тягу 8— к тормозному рычагу 17 с педалью 15. При натяжении ленты 13 и прижатии ее к тормозному шкиву происходит торможение последнего. Тормозная система возвра­щается в исходное состояние с помощью пружины. Ленточные тормоза изготавливают также с электромагнитным приводом, а также с гидравлическими и пневматическими толкателями.

Дисковый тормоз (рис. 4.36, в) состоит из нескольких дисков 24 с фрикционными накладками 23 с каждой стороны, враща­ющихся вместе с валом, на который они посажены, с возмож­ностью осевого перемещения, и дисков 21 с возможностью осе-




вого перемещения по направляющим 24, жестко закрепленным в неподвижной части тормоза. В нормальном состоянии (без внеш­него воздействия) диски 21 и 22 прижаты друг к другу пружи­ной 26, регулируемой винтом 28 (тормоз замкнут). Его размыка­ют включением электромагнитов 29, установленным на непод­вижном корпусном диске 25. Тормоз закрыт кожухом 27. Для раз­мыкания тормоза применяют также гидравлические или пнев­матические толкатели, воздействующие на диски 21 через сис­тему рычагов.

4.11. Редукторы

В качестве отдельных узлов механических передач в конструк­циях строительных машин широко применяют смонтированные в едином корпусе закрытые зубчатые или червячные передачи, пред­назначенные для понижения угловой скорости ведомого вала по сравнению с ведущим валом и называемые редукторами. Подоб­ные устройства, повышающие угловую скорость, называют уско­рителями или мультипликаторами. По типу передач различают ре­дукторы с цилиндрическими (рис. 4.37, а, б и г), коническими и

г-н—IP-

I *Q\
I X I -Г7-1


ZJ

3F

5
■XI х / i| ^ |

I 111

ixiи/1

Еш

4==iT
I хt xT-l I I X < | f

x I /<1

I X I X ^ I

1 X 1 >	гг71
-Ill 1	1

Рис. 4.37. Кинематические схемы наиболее распространенных редукторов 84






смешанными коническо-цилиндрическими (рис. 4.37, д) зубчаты­ми парами, а также с червячными передачами (рис. 4.37, е).

По числу ступеней передач различают редукторы одноступенча­тые (рис. 4.37, а и в) и многоступенчатые, чаще — двух- (рис. 4.37, в и д) и трехступенчатые (рис. 4.37, 6 иг). Одноступенчатые цилин­дрические редукторы обеспечивают передачу вращательного дви-

жения с передаточным числом до 8... 10, а конические — с пере­даточным числом до 5...6. Наибольшее распространение имеют двухступенчатые цилиндрические редукторы (передаточные числа и = 8...50) и одноступенчатые червячные редукторы.

Редукторы могут быть специальными и универсальными. Первые проектируют применительно к конкретной модели машины, вто­рые, выпускаемые серийно, могут быть установлены на любой машине. Серийные редукторы выбирают по каталогам заводов- изготовителей в соответствии с передаваемой мощностью, часто­той вращения ведущего вала, передаточным числом, межосевым расстоянием (между осями ведущего и ведомого валов), а также другими характеристиками, учитывающими режимы нагружения. На рис. 4.38 показана конструктивная схема двухступенчатого ци­линдрического редуктора.

Корпус редуктора обычно изготавливают из чугунного литья. Он состоит из основания 3 и крышки 2, скрепленных между собой бол­тами. Основание закрепляется болтами на раме машины. Валы 4— 6, расположенные горизонтально, опираются на подшипники, тип ко­торых определяется характером воспринимаемой нагрузки (радиаль­ной и осевой). Зубчатые колеса жестко соединены с валами с помо­щью шпонок, шлицов или напрессовки. При диаметральных раз­мерах, соизмеримых с валами, шестерни выполняют заодно с ва­лом (вал-шестерня). Также заодно с валом нарезают червяки.

Редукторные передачи работают в масле, которое заливают в корпус через смотровой люк 1 до такого уровня, чтобы в масло погружались зубья ведомых колес. Применяют также подачу смаз­ки в зону зацепления по трубопроводам от специальных насосов. Уровень масла проверяют щупом или маслоуказателем. При вра­щении колес масло разбрызгивается и попадает в зону их зацеп­ления, а также в подшипниковые узлы. Для предотвращения вы­текания масла через зазоры между валами и крышками в после­дних устанавливают уплотнения в виде резиновых манжет, реже — войлочные. Для стравливания избыточного давления внутри кор­пуса при нагревании масла в смотровом люке предусмотрен об­ратный клапан (сапун). Отработавшее масло сливают через отвер­стие в днище корпуса, закрываемое пробкой.

В последние годы в строительных машинах все чаще применя­ют редукторы с планетарными передачами (см. рис. 4.13), облада­ющие малыми габаритными размерами и массой и высоким КПД по сравнению с другими типами зубчатых редукторов.

4.12. Системы управления

Управление машиной заключается в контроле за фактическим состоянием объекта управления (двигательной установки, рабочего оборудования или рабочих органов, тормозов, а в мобильных маши­

нах — также их ходовых устройств) и формировании на этой основе -управляющих воздействий для обеспечения требуемого состояния или режима работы объекта управления, а также в их реализации. Системы управления классифицируют по следующим признакам:

по назначению (управление тормозами, муфтами, двигателя­ми, положением рабочего органа, движителями и т.п.);

по способу передачи энергии (механические, электрические, гид- , равлические, пневматические и комбинированные);

по степени автоматизации (неавтоматизированные, полуавто­матические и автоматические). Неавтоматизированные системы иначе называют арготическими. В эрготических системах всем про­цессом работы машины управляет человек-оператор (машинист), а в автоматических системах управление происходит без вмеша­тельства человека, за которым остаются только функции наблю­дения за работой машины и перевод управления на себя в экстре­мальных ситуациях.

В эрготической системе оператор непосредственно воздейству­ет на органы управления (кнопки, тумблеры, рукоятки, рычаги и педали), с помощью которых через системы рычагов формируют­ся команды управления: включить, выключить; увеличить или уменьшить скорость движения; поднять или опустить; повернуть вправо или влево; переместить вперед или назад и т. п. Команды передаются непосредственно или с усилением исполнительным органам, воздействующим на объект управления.

Эрготические системы управления делятся на системы прямо­го действия и с элементами автоматики. Простейшими системами прямого действия являются рычажно-механические системы управ­ления, в которых машинист управляет, например, муфтами, тор­мозами, положением колес непосредственно с помощью рук и ног. В качестве примера на рис. 4.39 приведена схема рычажно- механической рулевой системы управления хо­довыми колесами мобильной машины. При по­вороте рулевого колеса 1 вправо или влево при­водимый червяком 2 зубчатый сектор 3 с ры­чагом 5, поворачиваясь относительно шарни­ра 4, через тягу 6, поворотные цапфы 8 и 9 и тягу 7, поворачивает управляемые колеса 10. Эта схема обладает высокой надежностью, не требует дополнительного источника энергии Для передачи воздействия управляемому объек- _; ту, позволяет машинисту быстро адаптировать­ся к процессу управления, но может бьггь ис­пользована только в легких машинах.




10 9 8

Рис. 4.39. Рычажно- механическая систе­ма управления ходо­выми колесами мо­бильной машины
В рычажно-гидравлической системе управле- «ия, например, ленточным тормозом (рис. 4.40) Усилием от ноги машиниста через педаль 7пе-

z

П

3



/

9
ремещается поршень гидро­цилиндра 5, который вытал­кивает находящуюся в гид­роцилиндре рабочую жид­кость по трубопроводу 4 в рабочий гидроцилиндр 3. Че­рез поршень и шток после­днего приводится рычаг 9, одно плечо которого связа­но со сбегающим концом ленты 1 тормоза, вследствие чего лента затягивается на шкиве. Для возврата систе­мы в исходное положение служат пружины 2 и 8. Утеч-

Рис. 4.40. Рычажно-гидравлическая сис- ^ки рабочей жидкости через тема управления ленточным тормозом неплотности в гидроцилинд-

pax восполняются из бачка 6.

Такая система позволяет получить достаточное для торможения уси­лие на тормозной ленте при незначительном усилии на педали.

В системах управления машинами средней и большой мощно­сти, когда управляющие усилия становятся значительными, при­меняют специальные пневматические, гидравлические и элект­рические усилители, питаемые энергией силовой установки ма­шины. На рис. 4.41 представлена принципиальная схема системы с пневмоусилителями для поочередного управления ленточным тор­мозом и муфтой (на рис. 4.41 не показана). В этой системе воздух нагнетается компрессором 1 в ресивер 3, откуда он, в зависимо­сти от положения золотника трехходового крана 4, поступает либо в пневмоцилиндр 5, управляющий через рычаг 7 муфтой, либо в пневмокамеру 8, управляющую через рычаг 9 тормозной лентой 11.

7 3



10

[CD



Рис. 4.41. Система управления с пневматическим усилителем


—Y

Рис. 4.42. Система управления отвалом бульдозера с гидравлическим

усилителем

В пневмокамере функцию поршня выполняет резиновая диаф­рагма. Для возврата системы в исходное положение служат пру­жины 6 и 10. Рабочее давление воздуха в таких системах состав­ляет обычно 0,7...0,8 МПа, избыток давления регулируется пре­дохранительным клапаном 2. Система обеспечивает плавность уп­равления, а наличие, в ней ресивера снижает пульсацию давле­ния воздуха, нагнетаемого компрессором.

В качестве примера системы управления с гидравлическим усили­телем на рис. 4.42 представлена система управления положением отвала бульдозера. Управление сводится к переводу рукоятки 6 золотника гидрораспределителя 5 в одно из положений: среднее, верхнее или нижнее. При нижнем положении рукоятки золотник соединяет напорную 4 и сливную 12 магистрали соответственно с гидролиниями 7 и 10. Рабочая жидкость, поступающая из бака 2 по всасывающей гидролинии 1 к гидронасосу 3, подается по гид­ролиниям 4 и 7 в поршневые полости гидроцилиндров 8, вытал­кивая поршни и опуская отвал 9. Выталкиваемая из штоковых по­лостей рабочая жидкость по трубопроводам 10 и 12 сливается в бак. При переводе рукоятки б в верхнее положение напорная гид­ролиния соединяется с трубопроводом 10, а сливная — с гидро­линией 7, в результате чего происходит подъем отвала. При сред­нем (нейтральном) положении золотника и напорная, и сливная линии оказываются запертыми. При работающем насосе рабочая Жидкость перепускается через предохранительный клапан 11 из напорной магистрали в сливную. Отвал оказывается фиксирован­ным в определенном положении.

Системы управления с элек­трическими, электронными и электромагнитными усилителя­ми используют обычно для уп­равления машинами с дизель- электрической или электричес­кой силовыми установками.

В эрготических системах мо­гут быть также использованы встроенные автономные систе­мы автоматического управле­ния, обеспечивающие пропор­циональное усиление сигнала управления и называемые так­же следящими. На рис. 4.43 пред­ставлена упрощенная схема сле­дящей системы, в которой шток поршня 1 гидроцилиндра 3 со­единен с исполнительным органом, непосредственно связанным с объектом управления. При переводе рычага управления 5 влево золотник 4 через тягу 6 и рычаг 2 переместится вправо, соединив поршневую полость гидроцилиндра с напорной линией гидроси­стемы, вследствие чего поршень 7 переместится влево и восста­новит рычаг 2 и золотник 4 в их исходных положениях. При этом большему перемещению рычага управления 5 соответствует боль­шее перемещение поршня 1.

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое трансмиссия, передача? Приведите примеры. Какими параметрами характеризуется передача? Как они связаны между собой?
   
2. 
   Что такое передаточное отношение, как его определяют при одина­ковых формах движения на входном и выходном звеньях передачи?
   
3. 
   Что такое коэффициент полезного действия, какие сопротивления движению он учитывает?
   
4. 
   Как определяют передаточное отношение и коэффициент полезно­го действия для трансмиссии, составленной из последовательно соеди­ненных передач?
   
5. 
   Чем определяется сопротивление на ведомом звене трансмиссии? Какому условию должны удовлетворять активное усилие или момент на ведущем звене трансмиссии для возможности ее функционирования? Приведите пример.
   
6. 
   Перечислите виды механических передач. Какие из них относятся к передачам движения трением? зацеплением? Какие передачи имеют в своем составе гибкие связи?
   

7. 
   
   Слив Напор 4
   
   Рис. 4.43. Принципиальная схема сле­дящей системы управления
   Опишите устройство и принцип работы фрикционной передачи. Что такое упругое проскальзывание, на какие параметры передачи оно вли­яет? Как определяют передаточное отношение фрикционной передачи, коэффициент полезного действия передачи? При каком условии обеспе­
   

чивается функционирование фрикционной передачи? Как определяют передаточное отношение конической фрикционной передачи?

8. 
   Для чего в фрикционных передачах применяют клинчатые катки? Что такое приведенный коэффициент трения?
   
9. 
   Для чего применяют вариаторы? Как определяют передаточное от­ношение вариатора?
   
10. 
    Опишите устройство и принцип работы ременной передачи. Что такое угол обхвата? Какой функциональной зависимостью связаны между собой усилия в набегающей и сбегающей ветвях ременной передачи?
    

. Как определяют передаточное отношение ременной передачи? Чем от­личается упругое скольжение от буксования? Какие виды ремней при­меняют в ременных передачах? Каковы области их применения? Какими преимуществами и недостатками обладают клиновые ремни (в т. ч. мно­горядные) по сравнению с плоскими? Каково оптимальное значение , межосевого расстояния для плоскоременной передачи? Каковы мини­мальное и максимальное значения межосевого расстояния для клиноре- менной передачи? Для чего и какими способами осуществляют натяже­ние ременной передачи? Что такое приведенный коэффициент трения в клинорсменной передаче? Какими преимуществами и недостатками об- • ладают ременные передачи?

11. 
    Опишите устройство и принцип работы зубчатой передачи. Как называют сопрягаемые колеса зубчатой передачи? Перечислите виды зубчатых колес и охарактеризуйте их устройство и области применения. Что такое передача внутреннего зацепления, чем она отличается от пе­редачи внешнего зацепления? Какими основными факторами предопре­делено преимущественное применение зубчатых передач в трансмиссиях строительных машин?
    
12. 
    Как определяется межосевое расстояние в цилиндрической зубча- ^ той передаче, в конической передаче?
    
13. 
    Что такое делительная окружность, основная окружность, окруж­ность вершин зубьев и окружность впадин? Что такое шаг и модуль зубь­ев? Как определяют диаметры делительных окружностей зацепляющих­ся колес в цилиндрической зубчатой паре? Чем ограничено число зубьев меньшего колеса? Как определяют межосевое расстояние цилиндричес-
    

' кой зубчатой пары через модуль и числа зубьев колес? Что такое линия зацепления, полюс зацепления и угол зацепления? Каковы его значе­ния для стандартных колес?

14. 
    За счет чего косозубые передачи работают более плавно по сравне­нию с прямозубыми? Что такое окружной и нормальный шаг, окружной и нормальный модуль? Как они связаны между собой? Каковы преиму­щества и недостатки шевронных зубчатых колес по сравнению с косозу- быми?
    
15. 
    Какими параметрами характеризуется коническое зубчатое коле­со? Как определяют передаточное число цилиндрической и конической зубчатых передач?
    
16. 
    Опишите устройство и принцип работы червячной передачи. Как определяют диаметр делительного цилиндра червяка? Назовите виды Червяков. Чем они характеризуются? Каковы их преимущества и недо­статки? Опишите устройство червячного колеса. Какими параметрами °но характеризуется? Как определяют межосевое расстояние червячной
    

передачи? Что такое угол подъема винтовой линии червяка, как он вли­яет на работу передачи? Что такое многозаходный червяк, как определя­ют число заходов, чем отличается многозаходный червяк от однозаход- ного конструктивно и функционально? Что такое самотормозящийся червяк? Как определяют передаточное число червячной передачи? Ка­кими достоинствами и недостатками обладают червячные передачи?

17. 
    Опишите устройство и принцип работы цепной передачи. Какие типы приводных цепей применяют в цепных передачах? Каковы особен­ности их работы и области применения? Каким главным параметром характеризуются приводные цепи? Чем ограничено минимальное число зубьев звездочек? Как определяют диаметр делительной окружности звез­дочки? Каковы минимальные, максимальные и оптимальные значения межосевых расстояний в цепных передачах? Чем обусловлено непосто­янство линейной скорости движения цепи? Как определяют передаточ­ное число цепной передачи? Дайте сравнительную оценку цепных и ре­менных передач.
    
18. 
    Для чего предназначены валы и оси? Чем они различаются? Как соединены с валами и осями посаженные на них колеса, шкивы и т.п.? Перечислите конструктивные формы валов. Приведите примеры их при­менения. Что такое цапфа? Перечислите виды цапф в зависимости от их назначения.
    
19. 
    Для чего служат подшипники? Что такое подпятник? Перечислите типы подшипников по способу передачи нагрузок. Каковы их функцио­нальные и конструктивные различия?
    
20. 
    Опишите устройство и принцип работы.подшипника скольжения. Из каких материалов изготавливают антифрикционные вкладыши? Для чего нужно смазывать подшипники? Какие виды смазок применяют для этого? Опишите смазочные устройства. Перечислите виды подпятников скольжения.
    
21. 
    Как устроен подшипник качения? Приведите классификацию под­шипников качения. Чем объясняется большая нагрузочная способность роликовых подшипников по сравнению с шариковыми? В каких случаях применяют игольчатые подшипники, игольчатые подшипники без внут­ренних колец? Каковы их достоинства и недостатки? Что такое самоус­танавливающийся подшипник? Дайте сравнительную оценку подшип­ников качения и скольжения.
    
22. 
    Для чего в трансмиссиях машин применяют муфты? Приведите их классификацию. Какие виды нерасцепляющихся муфт применяют в транс­миссиях строительных машин? Опишите устройство каждого вида, их достоинства и недостатки и особенности, определяющие области их при­менения.
    
23. 
    Для чего служат сцепные муфты? Перечислите основные типы сцепных муфт. Перечислите типы фрикционных муфт. Как устроены дис­ковые, конические и пневмокамерные муфты. Опишите принцип их дей­ствия. Как устроены кулачковые и зубчатые муфты сцепления? Перечис­лите виды самоуправляемых сцепных муфт.
    
24. 
    Для чего в строительных машинах применяют тормоза? Каковы их основные типы? Как устроены и как работают колодочные, ленточные и дисковые тормоза? Какие тормоза называют нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми?
    

25. Для чего применяют редукторы? Перечислите виды наиболее рас­пространенных схем редукторов. Чем отличаются специальные редукто­ры от универсальных? Опишите устройство цилиндрического редуктора. ! Как соединены зубчатые колеса с валами? Что такое вал-шестерня? Для 'чего в корпус редуктора заливают масло? Как проверяют его уровень? .'Каким способом предотвращают вытекание масла через зазоры между Овалами и крышками? Для чего предназначен обратный клапан в корпусе (^редуктора? Как сливают отработавшее масло?

^ 26. В чем заключается сущность управления машиной? Приведите классификацию систем управления строительными машинами. Изло- !.хите структуру управления в арготической системе. Приведите приме­ры устройства и принципа работы рычажно-механических, рычажно- ^идравлических систем управления, систем с пневмо- и гидроусилите­лями. В каких случаях для управления машинами используют системы с >.;электрическими, электронным и электромагнитными усилителями? Для чего применяют следящие системы управления? Изложите принцип их (Действия.

Глава 5. ГИДРО- И ПНЕВМОПРИВОДЫ

5.1. Гидравлические приводы

Гидравлический привод представляет собой совокупность сило­вой установки (ДВС или электродвигателя), механической или иной передачи, гидропередачи, систем управления и вспомогательных устройств. Механическая передача служит для преобразования час­тоты вращения вала первичного двигателя в требуемую частоту вра­щения насоса — первого звена гидропередачи. Если номинальные частоты вращения насоса и первичного двигателя совпадают, то необходимость в механической передаче отпадает. Силовая часть гидравлического привода, преобразующая механическую энергию двигателя в энергию движения рабочей жидкости (минерального масла на нефтяной основе) и обратно, в движение исполнитель­ных механизмов машины, называется гидропередачей. В зависимости от способа передачи энергии рабочей жидкости различают гидро­объемный (гидростатический) и гидродинамический привод.

Гидрообъемный привод. В простейшем случае гидрообъемный привод (см. рис. 4.42) включает масляный бак 2 с фильтрами для очистки отработавшей жидкости от примесей, насос 3, гидрорас­пределитель 5, гидроцилиндры 8, предохранительный клапан 11 и систему гидролиний. Прямое и обратное движение поршней гидроцилиндров в этой системе обеспечивается за счет поступле­ния под высоким давлением в их поршневые или штоковые поло­сти определенного объема рабочей жидкости (отсюда название гидрообъемный) при небольших скоростях рабочих движений (от­сюда название гидростатический привод). По такой же схеме вы­полнены гидравлические приводы с исполнительными органами вращательного действия (гидромоторами). Гидроцилиндры и гид­ромоторы обобщенно называют также гидродвигателями. В более сложных схемах гидропривода, кроме того, устанавливают также другие регулирующие аппараты. В процессе движения по гидроли­ниям и каналам направляющих и регулирующих аппаратов рабо­чая жидкость нагревается. Поэтому в гидравлических системах с большим числом включений для нормальной работы системы на сливной гидролинии устанавливают калориферы — устройства для охлаждения рабочей жидкости.

В гидрообъемных передачах происходит двойное преобразова­ние энергии: первый раз механическая энергия первичного дви­

гателя преобразуется насосом в энергию движения рабочей жид­кости, во второй последняя пре­образуется гидродвигателем в ме­ханическую энергию движения рабочего органа или исполнитель­ного механизма.

В гидравлических приводах стро­ительных машин применяют шес­теренные, пластинчатые, аксиаль­но-поршневые и радиально-порш- невые насосы.