Файл: Родин И.И. Проектирование одноковшовых строительных экскаваторов учеб. пособие.pdf

ходи.мо .выбирать стали с большой вязкостью и износоустой­ чивостью против абразивного истирания, например сталь Г13Л.

Рукояти желательно применять однобалочные. Они легче двухбалочных, не подвержены крутящему моменту и более упруги. В качестве заготовок для рукояти используются тру­ бы, благодаря чему улучшается прочность и весовые харак­ теристики рукоятей.

При выборе материала для изготовления стрел и рукоя­ тей, помимо обычных углеродистых сталей, применяются низ­ колегированные стали, например сталь 10ХСНД. В послед­ нем случае уменьшается вес конструкций и увеличивается по­ датливость ее элементов. Все это при работе значительно снижает нагрузки на отдельные узлы.

Большое снижение веса рабочего оборудования может быть прежде всего достигнуто изготовлением стрел драглай­ на и крана из алюминиевых сплавов. Такие стрелы целесооб­ разно проектировать уже сейчас, при существующих ценах на .прокат из алюминиевых сплавов и технологии сварки. Сле­ дует помнить, что эти цены непрерывно уменьшаются я тех­ нология сварки совершенствуется. Осторожно надо подходить к использовалию так называемого унифицированного рабо­ чего оборудования, которое, обычно оправдывая себя в экс­ каваторах малой емкости, может оказаться неудобным и не­ целесообразным для крупных машин.

Металлоконструкции экскаваторов целесообразнее проек­ тировать сварными, особенно если используется прокат спе­ циального профиля. Однако при сложной конфигурации де­ тали и требовании повышенной жесткости нужно ориентиро­ ваться на литье. Основным типом современных металлокон­ струкций экскаваторов следует считать комбинированные (сварнолитые).

Кинематическая схема экскаватора в зависимости от его назначения может иметь несколько решений, и при ее выборе надо обращать особое внимание на легкость проведения ре­ монтов в полевых условиях. Лучшей схемой будет та, кото­ рая при прочих равных условиях позволяет производить за­ мену узлов отдельных механизмов без разборки смежных с ними.

В практике отечественного экскаіваторостроения для одно­ моторных экскаваторов в большинстве случаев редуктор по­ воротного и ходового механизмов располагают под подъем­ ной лебедкой или реверсивным механизмом. С точки зрения

18

компактности — (решение правильное, но оно усложняет ре­ монтные работы и контроль за работой редуктора, так как каждый ремонт вызывает необходимость демонтажа лебед­ ки и рабочего оборудования. Более правильно расположение редуктора перед подъемной лебедкой, для чего требуется лебедку сместить назад, к двигателю. Это позволит перерас­ пределить вес узлов на платформе и уменьшить вес противо­ веса.

Каждая кинематическая схема должна удовлетворять сле­ дующим основным требованиям [10, 15, 22]:

1. Независимость всех рабочих движений, т. е. каждый 'механизм должен иметь свою муфту включения.

2.Включение и выключение фрикционных муфт рабочих движений на ходу.

3.Включение и выключение вспомогательных механизмов

кулачиовыми муфта ми.'

4.Обязательный реверс .и торможение движений поворо­ та, хода, напора, подъема стрелы и ковша.

5.Стопорение гусеничной ленты от перекатывания по ней катков при работе машины.

6.Подвеска ковша на двойном полиспасте.

7.Независимый реверс поворота должен обеспечивать плавность, чувствительность, быстроту включений и включать­

ся одним рычагом. Во избежание одновременного включения обеих муфт среднее положение необходимо предусматривать с достаточным ходом. Торможение поворота должно осущест­ вляться включением муфты противоположного направления движения и специальным тормозам.

8. Реверс хода следует производить после прекращения всех рабочих движений. Кулачковая муфта включения хода должна блокироваться с кулачковой муфтой реверса поворо­ та. Для уменьшения износа втулок опорных катков следует предусмотреть тормоз, исключающий перемещение катков по гусеничной ленте во время экскавации. Тормоз в виде стопора или иного устройства блокируют с кулачковой муфтой.

9. Реверс напора должен обеспечивать увеличение в 1,5—2 раза скорость возврата рукояти, плавность и чувстви­ тельность движений. Торможение напора должно быть неза­ висимым и осуществляться от ножной педали.

10. Реверс подъема для всех видов рабочего оборудова­ ния," за исключением грейфера и крана, следует осуществлять под действием силы тяжести рабочего оборудования с при­ менением тормоза подъемного барабана. При работе грей­

19

фером и краном муфта включения реверса воздействует не­ посредственно на барабан подъемной лебедки. Спуск груза при работе краном должен производиться только на режиме двигателя.

Гидравлический привод. На экскаваторах в качестве пе­ редач применяется объемный гидропривод. По сравнению с другими 'видами передач он обладает рядам существенных преимуществ:

а) 'бесступенчатым регулирован нем скоростей в широком диапазоне (1 :1000);

б) самосмазываемостью механизмов передач; в) возможностью просто и надежно развивать большие

усилия и крутящие моменты при помощи малогабаритных объемных двигателей;

іг) независимым расположением узлов и простотой их конструкции;

д) блочностью узлов и хорошей ремонтоспособностью; е) легкостью стандартизации и унификацией элементов

передач; ж) автоматическим предохранением механизмов гидро­

передач и приводимых ею рабочих органов от перегрузок. Каждый гидропривод состоит из одного или нескольких

объемных насосов, гидрараспред-елителя золотникового типа,, исполнительных двигателей — цилиндров или гидромотоіров, трубопровода и предохранительных устройств. Основными типами объемных насосов могут быть аксиально-поршневые,, радиалыно-поршневые (лопастные) и шестеренные. Из них следует отдать предпочтение аксиально-поршневым. Объем­ ный коэффициент .полезного действия их выше, чем у шесте­ ренных и радиально-поршневых, особенно ' в зимнее время, когда повышается вязкость жидкости и вследствие этого уве­ личивается сопротивление в трубопроводах, насосах.

Жидкость должна обладать следующими эксплуатацион­ ными качествами:

а) высокими антикоррозийными свойствами в отношении стали, бронзы, чугуна и т. д.;

б) высокой прочностью масляной пленки при больших значениях удельного давления;

в) противопенсной стойкостью, исключающей образование- воздушно-масляной суспензии;

г) термической и гидролитической стабильностью. Для гидропривода рекомендуется применять масла:

— в летнее время 'в умеренном климате — индустриальное-

20

ИС-20 и ИС-30. Последней марке масла следует отдать пред­ почтение;

— в южных районах страны, ,дде имеется повышенный наг­

но в качестве всесезонного сорта жидкости для гидростати­ ческого и гидродинамического привода строительных и до­ рожных машин.

В качестве зимнего и летнего масла в умеренном клима­ те применяют гидравлическое масло марок МГ-20 и МГ-30.

Рабочее давление в системе гидропривода следует приме­

соких (с преобладающей температурой свыше 35°С), необхо­

шины.

Для машин, работающих в Средней Азии

—чрезмерный нагрев деталей узлов и воздуха в кабине машиниста затрудняет управление машиной;

—перегрев обмотки электродвигателей на экскаваторах вызывает падение мощности электродвигателя и увеличивает

продолжительность рабочего цикла;

— неудовлетворительная работа систем водяного или воз­ душного охлаждения дизельных и карбюраторных двигате­ лей;

—нарушение работоспособности сальниковых уплотне­ ний в системе гидропривода;

—снижение кинематической вязкости смазки и масла в системе' гидропривода;

—засорение механизмов привода тонкодисперсной пы­ лью при разработке лессовидных грунтов;

—преждевременный выход из строя поршневой группы двигателей внутреннего сгорания вследствие повышенного количества пылевидных абразивных частиц в воздухе;

—большая жесткость воды, используемой для охлажде­ ния двигателей внутреннего сгорания.

Поэтому при проектировании следует предусматривать: 1. Изолированную от рабочих механизмов кабину управ-

21

ления и создание в ней благоприятного микроклимата и кондиционарованното воздуха.

2.Улучшенную систему воздухоочистки у двигателей внутреннего сгорания.

3.Умягчение воды, охлаждающей блок цилиндров двига­

теля внутреннего сгорания, и ее охлаждение.

4.Электродвигатели с повышенной тепловой изоляцией и улучшенным воздушным охлаждением.

5.Централизованную смазку передаточных и рабочих ме­ ханизмов.

6.Централизованную заправку топливом и смазкой дви­

гателей внутреннего сгорания.

При проектировании машин для районов среднего и се­ верного Урала, Западной и Восточной Сибири, Дальнего Вос­ тока и Крайнего Севера следует помнить:

—затрудняются условия запуска дизельных и карбюра­ торных двигателей;

—■повышается кинематическая вязкость масла и наруша­ ется эксплуатация двигателей с гидравлической системой уп­ равления;

—снижается коэффициент полезного действия двигате­ лей и механизмов гидропривода;

—повышается абразивность и механическая прочность мерзлых грунтов и уменьшается износостойкость механизмов.

Поэтому необходимо принимать; 1. Расчетную температуру воздуха, при которой работает

экскаватор, — 60° С;

—влажность воздуха — от 80 до 100%;

—промерзание грунта — 2,5 м и более;

—скорость ветра — до 30 м/сек.

2.Изолированную от рабочих механизмов утепленную ка­ бину, кондиционирование воздуха и нагревательные приборы.

3.Увеличенные внутренние размеры кабины, обеспечива­ ющие свободную работу машиниста в зимней одежде.

4.Обогрев смотровых стекол и хороший обзор места ра­ боты и погрузки.

5.Раздельное включение каждого агрегата и надежную блокировку.

6.Быстросъемные ограждения механизмов, подлежащих частому осмотру.

22

ГЛАВА III

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ

§ 1. Правила конструирования [7, 9, 16, 20]

При конструировании рекомендуется придерживаться сле­ дующих правил:

—конструкцию подчинять общей задаче увеличения эко­ номической эффективности за счет долговечности;

—конструировать экскаваторы с расчетом на безремонт­

ную эксплуатацию, заменяя капитальный и восстановитель­ ный ремонты периодической заменой отдельных узлов;

—избегать выполнение трущихся поверхностей непо­ средственно на корпусных деталях;

—конструировать узлы экскаватора в виде независимых агрегатов, устанавливаемых на машину в собранном виде;

—придавать деталям высокую прочность способами, не требующими увеличения веса (за счет придания деталям наилучших форм, устранения концентраций напряжений, введения усталостно-упрочняющей обработки и применения материалов повышенной прочности);

—узлы и механизмы, работающие с циклическими и ди­ намическими нагрузками, конструировать с упругими элемен­ тами, смягчающими толчки и колебания нагрузок;

—предупреждать возможность перенапряжения деталей

экскаватора в результате неумелого и неаккуратного обра­ щения с машиной, вводить ів конструкцию блокирующие и предохранительные устройства в виде муфт предельного мо­ мента;

—. машины конструировать удобными к обслуживанию, сокращать объемы обслуживания, ежесменные регулировки механизмов;

— устранять периодическую точечную смазку, заменяя

24