Книги по строительству и ремонту

Строительные машины и их эксплуатация

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

На поворотной платформе экскаватора размещены большинство основных механизмов, силовой привод, двуногая стойка или надстройка для крепления сменного рабочего оборудования, а также кабина и вспомогательное оборудование, в том числе системы управления механизмами. Платформа может быть сварной, литой и комбинированной конструкции,  обладающей  достаточной  жесткостью.

Нагрузка от поворотной платформы, воспринимающая усилия рабочего оборудования, передается на нижнюю ходовую часть экскаватора через опорно-поворотное устройство, которое может быть многороликовым,  малороликовым  или  шариковым.

Вращающий момент двигателя силовой установки, расположенной на поворотной платформе, передается валу главной муфты — муфты фрикционного типа, гидромуфты или гидротрансформатора. Вал главной муфты любого из перечисленных типов должен передавать движение валу главной трансмиссии экскаватора, от которой могут быть приведены в действие все механизмы экскаватора. Передача от вала муфты к валу трансмиссии может быть выполнена различными способами. В экскаваторах малой мощности применены клиноременная передача и конический редуктор. В большинстве экскаваторов средней мощности использована цепная передача, а отдельные машины этой группы и универсальные экскаваторы большой мощности имеют редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами.

Отдельные механизмы кинематической цепи экскаватора включаются в работу с помощью кулачковых, фрикционных, ленточных, колодочных и пневмокамерных муфт. Ленточные тормоза останавливают или замедляют вращение отдельных механизмов экскаватора.

Главная лебедка экскаватора, предназначенная для осуществления движений рабочего органа, состоит из двух независимо управляемых барабанов, которые по мере надобности могут либо подключаться к главной трансмиссии экскаватора, либо отключаться от нее и затормаживаться.

При размещении этих барабанов на одном валу создается одноваль-ная лебедка, при расположении же их на двух параллельных валах — двухвальная лебедка. Барабаны лебедок экскаватора включаются фрикционными муфтами, аостанавливаются тормозами.

В универсальных экскаваторах общестроительного назначения с приводом всех его механизмов от одного двигателя главная лебедка чаще выполняется  одновальной  двухбарабанной.

В экскаваторах с индивидуальным приводом (главным образом в экскаваторах с ковшом большой емкости) главная лебедка выполняется в виде двух однобарабанных лебедок.

В зависимости от вида сменного рабочего оборудования экскаватора изменяются назначение и характер использования главной лебедки и ее барабанов

Стрелоподъемная лебедка экскаватора при работе обратной лопатой используется для удерживания передней стойки, а функции стрелоподъемной лебедки выполняет второй барабан главной лебедки.

На валу /жестко закреплены зубчатое колесо 2,. две крестовины 3 и свободно на шарикоподшипниках расположены два фрикционных барабана 4. Каждый барабан состоит из удлиненной ступицы и фрикционного шкива с двумя обработанными цилиндрическими поверхностями: внутренней — для ленты фрикционной муфты включения и наружной — для тормозной ленты //. На ступице левого барабана находятся две звездочки 5 привода напорного механизма. На правом фрикционном барабане крепится разъемный из двух половин барабан 6, на который навивается канат подъема  ковша.

В неподвижном положении фрикционные барабаны 4 вместе с закрепленными звездочками 5 и барабаном 6 удерживаются тормозной лентой //. Оба ленточных тормоза закреплены на поворотной платформе экскаватора.

На крестовинах 3 смонтированы фрикционные муфты внутреннего типа и механизмы управления ими. Лента 12 фрикционной муфты неподвижным концом прикреплена к крестовине, а подвижным концом прибмбщй раздвижной тяги 13=--к короткому плечу рычага 14. На длинное плечо рычага 14 воздействует шток пневмокамеры 15 при пневматическом управлении или шток гидроцилйндра при гидравлическом управлении экскаватора.

Рабочая жидкость к цилиндрам муфт включения или воздух к пневмо-камерам подается через отверстия в торцах вала 1 и вращающееся соединение 8.

При включении левой муфты начинает вращаться барабан с звездочками 5 привода напорного механизма. При включении правой муфты вращается барабан 6 или 9.

При работе экскаватора с рабочим оборудованием — обратной лопатой, грейфером, драглайном — к левому фрикционному барабану крепится разъемный барабан 10, на котором за-пасовывается канат подъема стрелы обратной лопаты, ковша драглайна или замыкания челюстей грейфера.

На правом конце вала / установлена противообгонная муфта 7, связанная цепной передачей со звездочкой, укрепленной на барабане стрелоподъемной лебедки.

Стрелоподъемная лебедка. Лебедка служит для изменения угла наклона стрелы. По конструкции привода лебедка может быть с цилиндрическими зубчатыми колесами или с червячной передачей.

При применении лебедки с червячным приводом подъем и опускание стрелы выполняют на режиме двигателя экскаватора. Стрелоподъемная лебедка с цилиндрическими зубчатыми колесами позволяет опускать стрелу под действием собственного веса ослаблением натяжения тормоза.

Стрелоподъемная лебедка может работать независимо от механизма поворота платформы экскаватора, что дает возможность совмещать операции по: изменению вылета стрелы и повороту платформы.

Конструкция стрелоподъемной  лебедки экскаватора  показана  начатое колесо 4, а к другому — корпус двухконусной муфты 12. Пневмо-цилиндр 2 вместе с прикрепленными к нему фрикционными колодками 3 может перемещаться на шлицах вдоль вала: влево под действием пружины 13 и вправо под давлением сжатого воздуха, подаваемого в пространство между торцом цилиндра и поршнем /. Поршень 1 жестко укреплен на,торце вала. При включении рычага на пульте управления

сжатый вбздух направляется в пространство между, поршнем и цилин

дром, смещая последний вправо до полного сцепления муфты и, ..следо

вательно, сцепления вала 5 с зубчатым колесом 4. При сцеплении ку

лачковой муфты 7 со звездочкой 6 включается механизм возврата ру

кояти при работе с прямой лопатой или же обратное вращение барабана

лебедки подъема стрелы при оснащении экскаватора оборудованием об

ратной  лопаты.

При сцеплении кулачковой муфты 7 с барабаном 8 последний будет вращаться и, наматывая на себя канат полиспаста', поднимет стрелу. В поднятом положении стрела удерживается ленточным тормозом и собачкой 14 храпового стопора. Натяжение тормозной ленты 15 обеспечивается пружиной  16.

Механизмы реверса. Двигатели внутреннего сгорания не позволяют изменять направление вращения коленчатого вала, поэтому на одномоторных экскаваторах направление вращения поворотной платформы и направление движения экскаватора могут изменяться с помощью механизмов  реверса.

Наибольшее распространение получил механизм реверса, состоящий из трех конических шестерен (203). На торцах горизонтального вала 6 механизма установлены гидроцилиндры или пневмокамеры, вращающиеся вместе с валом. Давление масла в цилиндре (или воздуха в пневмокамерах) воздействует на шток 9, установленный в осевом сверлении вала 6. На конце штока 9 имеется вилка, упирающаяся в чеку 3, находящуюся в прорезях вала в. Концы чеки, выступающие за пределы вала, нажимают на торцы ступицы шкива 2 или шкива 8 и перемещают его, сжимая возвратную пружину 5 и прижимая шкив к фрикционным колодкам 4.

Таким образом приводится во вращение одна или другая коническая шестерня 7, находящиеся в постоянном зацеплении с горизонтальной конической шестерней 10, закрепленной на шлицах вертикального 2

Напорные механизмы. При копании грунта прямой лопатой необходимо одновременно выполнять подъем ковша и поступательное движение рукояти с ковшом к забою. Выдвижение рукояти с ковшом в сторону забоя или возвращение ее осуществляется напорным механизмом ( 204).

Напорные механизмы одноковшовых универсальных экскаваторов общестроительного назначения различают по следующим признакам:

а)         по способу передачи движения рукояти — на канатный и зубча

то-реечный   (кремальерный);

б)         по принципу действия — на независимый, зависимый и комбини

рованный.

Напорный механизм, в котором величина усилия напора может быть изменена независимо от величины натяжения подъемного каната, называется  независимым.

Если же величина напорного усилия зависит от величины натяжения подъемного каната, то механизм напора называется зависимым. В этом случае машинист экскаватора может только уменьшить величину напорного усилия. При объединении двух схем величина усилия напора зависит от величины натяжения каната, однако при включении независимой части механизма она может быть увеличена. Такая схема_напор-ного  механизма  называется  комбинированной.

При зависимом зубчато-реечном напорном механизме (204^я) ' напорное движение рукояти возможно только при навивании подъемного каната 5 на подъемный барабан 1, сидящий на валу 3, главной лебедки и одновременном отпускании тормоза возвратного барабана 2. Натяжение подъемного каната 5 приводит во вращение напорный вал 10 с кремальерными шестернями, передающими усилия на рейку рукояти 8. Если машинист не притормозит вовремя возвратный барабан, ковш под влиянием излишнего напора может глубоко врезаться в грунт, что вызовет перегрузку и даже остановку двигателя. В этом заключается основной недостаток зависимого напорного механизма.

Другим его недостатком является способность врезаться в твердый грунт с поверхности в начале цикла, когда еще невелико усилие з подъемном  канате  и,  следовательно,  мало  усилие  напора.

При независимом канатном напорном механизме (204, ;) выдвижение и возврат рукояти 8 производится независимо от работы подъемного барабана главной лебедки. Напор рукояти происходит при. навивании ветвей напорного каната 13 на напорный барабан 14, получающий вращение от цепи 15 блока звездочек //, При изменении направления вращения напорного барабана на него навивается возвратный канат 4, перемещающий рукоять в сторону экскаватора. Такое устройство обеспечивает большее удобство в управлении рабочими движениями экскаватора и дает возможность ковшу врезаться в поверхность твердого грунта в начале цикла. К недостаткам независимого напорного механизма относится неравномерность загрузки двигателя и механизмов, "а" также дополнительный расход мощности на противодействие усилию, стремящемуся перемещать рукоять в процессе копания.

При комбинированном напорном механизме (204, в, г) конец подъемного каната не закрепляется на стреле, как при независимом напоре (точка А на 204,6), а пропускается к дополнительному барабану 9 на напорном валу, где создается дополнительный крутящий момент, используемый для выдвижения рукояти. Для направления напорного и подъемного канатов служат блоки 6,7 и 12.

При комбинированном напорном механизме обеспечивается более плавная нагрузка двигателя и механизмов, а также более легкое управ^ ление ковшом при копакии. Комбинированный напорный механизм позволяет увеличить напорное усилие и дает возможность установить на экскаваторе ковш большей емкости, чем при независимом напорном механизме.

Экскаваторы с ковшами емкостью до 0,4 м3 могут не иметь напорного механизма. В этом случае напорное движение ковша обеспечивается одновременным опусканием стрелы и подъемом рукояти.

Прямая лопата (205)- Этот вид рабочего оборудования состоит из следующих основных узлов: ковша <?, рукояти 4, стрелы 5, седлового подшипника 2, связывающего стрелу с рукоятью, и стальных канатов — стре-лоподъемного 1, обеспечивающего удержание стрелы под определенным углом к горизонту и при необходимости изменяющего   его,   и   подъемного каната 6, с помощью которого поднимается или опускается ковш. Подъемный канат 6 через головные блоки стрелы 7 направляется на барабан подъемной лебедки, установленной на поворотной платформе. Ковш жестко закреплен на рукояти. Рукоять имеет возможность поворачиваться в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершать возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.

Во время работы угол наклона стрелы не изменяется. Стрела устанавливается в нужное положение в начале работы в данном забое. Обычное положение стрелы —под углом 45—60° к горизонтальной плоскости. Сказанное не относится к экскаваторам с небольшой емкостью ковша: 0,15; 0,25; 0,35 ж3,: у которых рукоять соединена со стрелой постоянным шарниром и во время работы угол наклона стрелы изменяется. Ковш прямой лопаты универсального экскаватора общего назначения имеет два исполнения: стандартный ковш с зубьями на режущей кромке (206) и ковш полукруглой формы со сплошной выступающей  вперед режущей частью   (207).

Конструкция ковшей может быть литой, сварной и комбинированной.

Стандартный ковш прямой лопаты (см. 206) состоит из корпуса 1, днища 3, свободно подвешенного к корпусу на шарнире 17, сменных зубьев 14 и блочной обоймы 12. Верхняя часть передней стенки представляет собой режущую кромку с четырьмя гнездами для крепления зубьев. Боковые и задние стенки ковша усилены накладками 13 коробчатого сечения. Запорный механизм днища состоит из щеколды 15, скобы 2 и  цепи  16.

Ковш соединяется с рукоятью 10 осью, расположенной в проушине 4, и распорками 5. Перестановка крепления распорки ~5 в отверстиях 11 рукояти позволяет изменять угол резания (угол наклона передней стенки  ковша).

Для ограничения хода рукояти относительно стрелы предусмотрены упоры 7 я 9. Уравнительный блок 8 служит для направления напорного каната, а кронштейн с натяжным винтом 6 — для крепления каната возврата  рукояти.

Обратная лопата. Рабочее оборудование обратной лопаты (208) состоит из ковша /, закрепленного на рукояти 2, которая шарнирно соединена с головной  частью  стрелы 3.

В передней части поворотной платформы устанавливается дополнительная стойка 4 с блоками, направляющими подъемный канат 5 на барабан лебедки, установленной на поворотной платформе. Через подъемный блок перевернутого (по сравнению с прямой лопатой) ковша пропущен канат 6, являющийся в данном случае тяговым. Перевернутая рукоять 3 прямой лопаты установлена так, что может совершать качательное движение в вертикальной плоскости относительно оси шарнира 7 на головке стрелы 3.

Перед началом копания натягивают верхний (подъемный) канат 5, одновременно свивая с барабана нижний (тяговый) канат, отводят ковш от экскаватора и опускают его на грунт. Далее, натягивая тяговый канат, сообщают ковшу движение к экскаватору.

Для экскаватора небольшой емкости оборудование обратной лопаты является основным. Ковши обратной, так же как и прямой, лопаты имеют два исполнения: стандартное с зубьями и полукруглое со сплошной режущей кромкой.

Драглайн. Третий вид сменного рабочего оборудования — драглайн (209) применяется, как правило, при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Это оборудование состоит из ковша 1, для работы которым экскаватор оснащается решетчатой стрелой 2. Через головной блок 3 стрелы переброшен подъемный канат 4, идущий на барабан 5 подъемной лебедки экскаватора. Стрела под заданным углом к горизонтальной плоскости удерживается стрелоподъемным полиспастом, состоящим из подвесной траверсы- 6 с подвижными блокамиг системы неподвижных блоков 7 и каната 8, идущего на стрелоподъемную лебедку 9. Траверса 6 и головка стрелы связаны канатными тягами 10. . Ковш драглайна для резания и набора грунта должен перемещаться по забою в сторону экскаватора, что осуществляется с помощью тягового каната //, пропускаемого через наводку 12 на второй барабан лебедки экскаватора.

При работе с оборудованием драглайна, отпуская одновременно канаты 4 и 11 с барабанов лебедки, ковш 1 забрасывают на дно забоя (положение /). Подтягивая ковш канатом 11, его наполняют грунтом (положение //). Несколько отпуская тяговый    канат 11, заполненный

ковш поднимают подъемным канатом 4 к головке стрелы и одновременно платформу экскаватора поворачивают в сторону разгрузки (положение ///). Подведя ковш к месту разгрузки, отпускают тяговый канат 11, и ковш освобождается от грунта (положение IV).

Если экскаватор работает в отвал, то разгрузка осуществляется на ходу.

Чтобы придать ковшу устойчивое положение при наполнении грунтом и при подъеме, его оснащают подъемными 13 и тяговыми 14 цепями и разгрузочным канатом 15.

Для правильного наматывания на барабан тягового каната и предотвращения соприкосновения каната с платформой и стрелой применяется специальное устройство, направляющее канат, — наводка. Вертикальные и наклонные блоки и вертикальные длинные ролики обеспечивают правильность навивки витков тягового каната при различном положении ковша относительно платформы экскаватора.

Грейфер (210) — четвертый вид сменного рабочего оборудования экскаватора — позволяет вести разработку легких грунтов или выполнять перевалочные работы с сыпучими материалами как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора. Грейферы бывают одноканат-ными и двухканатными. Для земляных работ обычно применяется двух-канатный грейфер (см. § 19).

При работе с грейфером экскаватор оснащается решетчатой стрелой.