Особенности устройства и действия передаточных механизмов.

Назначение передаточных механизмов одноковшовых экскаваторов – передача движения и энергии от двигателя (или двигателей) к исполнительным механизмам.

Резание и захват грунта обычно является результатом сложения двух или трех рабочих движений ковша – подъемного, напорного и поворотного при прямой лопате, тягового, подъемного и поворотного при обратной лопате, тягового и подъемного в драглайне. Кроме того, для разработки грунта необходимо вращать поворотную часть экскаватора, перемещать его со стоянки на стоянку, поднимать и опускать стрелу, открывать днище ковша (при прямой лопате).

Каждый исполнительный механизм однодвигательных машин имеет самостоятельную связь с двигателем, и поэтому должен независимо подключаться к постоянно работающему двигателю. Независимость рабочих движений многодвигательных машин обеспечивается двигателями каждого исполнительного механизма.

В зависимости от степени использования исполнительные механизмы одноковшовых экскаваторов делят на главные, непосредственно участвующие в копании грунта, и вспомогательные.

Для главного исполнительного механизма экскаватора с гибкой подвеской ковша характерны механические трансмиссии (рис. 5.17.).

В схеме механизмов экскаватора с прямой лопатой вращение от непрерывно работающего двигателя Д при помощи фрикционной муфты Е через цепную передачу 1-2 и зубчатые передачи 3-4-5 передается валу главной лебедки ІV. Для подъема ковша включается фрикционная муфта А₁. При этом подъемный барабан ПБ, вращаясь с валом ІV, наматывает подъемный канат 14, огибающий головные блоки 12 стрелы и блок 13 ковша. В необходимом положении ковш фиксируется тормозом Б₁, а опускается под действием силы тяжести после ослабления ленты тормоза.

Рис.5.17.Кинематическая схема экскаватора Э-652Б:

1 – вал двигателя; II – вал реверса; III – вал реверса главной лебедки; IV – вал главной лебедки; V – ось напорного барабана; VI - вертикальный вал реверса; VII – промежуточный вал; VIII – вал механизма поворота; IX – вертикальный вал механизма передвижения; X – горизонтальный вал механизма передвижения; XI - вал ведущих звездочек гусеничного хода; 1, 2 – звездочки цепной передачи, соединяющей валы I и II; 3, 4, 5 – зубчатая передача от вала II через вал III валу IV; 6 – звездочки возвратного движения рукояти; 7, 8 – звездочки цепной передачи, соединяющей вал главной лебедки IV с напорным валом V; 9 – канат возврата рукояти; 10 – блоки на напорном валу; 11 – напорные канаты; 12 – блоки головы стрелы; 13 – блок ковша; 14 – подъемный канат; 15, 16 – звездочки цепной передачи от муфты предельного момента стреловому барабану; 17, 18 – коническая передача реверсивного механизма; 19, 20, 21, 22 – зубчатые колеса двухскоростной коробки передач; 23 – зубчатое колесо механизма поворота; 24 – то же, передвижения; 25 – ведущая шестерня механизма поворота; 26 – зубчатый венец; 27, 29 – коническая зубчатая передача; 28, 30 – звездочки цепной передачи механизма передачи; 31 – ведущее колесо гусениц.

Напорное движение происходит при включении фрикционной муфты А₂. В этом случае вращение вала ІV главной лебедки через цепную передачу 7-8 передается напорному барабану НБ. Положение рукояти фиксируется тормозом Б₂. Возвратное движение рукояти достигается включением муфты В, соединяющей зубчатое колесо 4 с валом ІІІ реверса главной лебедки. Его вращение при включенной двусторонней кулачковой муфты передается звездочкой 6 через цепные передачи напорному барабану НБ. Реверсирование напорного барабана происходит вследствие того, что валы ІІІ и ІV вращаются в разные стороны.

Механизмы подъема и напора универсальных экскаваторов используют для приведения в действие и других видов рабочего оборудования (обратной лопаты, драглайна, грейфера, крана) путем соответствующей запасовки канатов.

Напорные механизмы в экскаваторах выполняются по различным схемам зависимого, независимого и комбинированного напора (рис. 5.18). По способу передачи движения на рукоять их подразделяют на зубчато–реечные (кремальерные) и канатные. В зубчато–реечных механизмах передача движения рукояти осуществляется шестерней, закрепленной на валу седлового подшипника. Шестерня находится в зацеплении с зубчатой рейкой (кремальерой), приваренной или прикрепленной болтами к рукояти.

При зависимом напоре (рис. 5.18 а) напорное движение осуществляется в результате натяжения подъемного каната 4 при оттормаживании возвратного барабана 2. Подъемный канат, закрепленный одним концом на барабане механизма напора 6, сматывается с барабана и поворачивает его, а вместе с ним шестерни, находящиеся в зацеплении с зубчатыми рейками. Для возврата рукояти включают муфту возвратного барабана. Зависимый напор обеспечивает плавное изменение толщины стружки, что сглаживает нагрузки на двигатель. Однако зависимый напор не дает возможности регулировать усилие напора в зависимости от изменяющихся внешних сопротивлений

Рис. 5.18 Схему напорных механизмов: а – зависимый; б - независимый; в, г – комбинированный; 1 – подъемный барабан; 2 – возвратный барабан; 3 – возвратный канат; 4 – канат подъема ковша; 5 – головной блок; 6 – барабан механизма напора; 7 – напорный вал; 8 – блок ковша; 9 – зубчатые рейки; 10 – шестерни; 11 – звездочки механизма напора; 12 – уравнительный блок; 13 – рукоять; 14 – напорный канат; 15 – дополнительный барабан; 16 – напорный барабан; 17 – напорная цепь.

При независимом напоре (рис. 5.18 б) движения подъема и напора не зависят одно от другого. Достоинством независимого напора является возможность реализации высокого напорного усилия при любом рабочем усилии подъема, независимость скорости напора от скорости подъема, четкость ощущения машинистом реализуемого усилия напора. Однако недостатком такой схемы является то, что скорость напора имеет постоянное значение. А так как эту скорость следует менять в зависимости от положения ковша, то операторы, как правило, включают напорный механизм на короткие периоды времени и поэтому стружка получается ступенчатой.

Комбинированный напорный механизм представляет собой сочетание зависимого и независимого напорных механизмов, обеспечивая высокие скорости зависимого напора и высокие усилия независимого.

Для экскаваторов с ковшом вместимостью до 0,4 м³ иногда применяют безнапорную схему. В этом случае рукоять укрепляется в стреле шарнирно, а напор создается с помощью веса стрелы и рукояти при подъеме и опускании стрелы с помощью лебедки подъема. Такая схема позволяет применять ковши и рукояти, унифицированные для прямой и обратной лопат.

Механизм открывания днища ковша прямой лопаты экскаватора ЭО-411В показан на (рис. 5.19). В процессе работы, когда ковш для начала копания опускается к подошве забоя, в результате резкой остановки его днище под действием сил инерции захлопывается. При этом засов 13, перемещаясь в направляющей скобе 12, своим скошенным концом входит в отверстие петли 3 (рис. 5.19 узел І). Для лучшего запирания днища на засов через шток 15 постоянно действует пружина 16, размещенная в коробке 7. В процессе работы задняя кромка петли засова изнашивается, что приводит к самопроизвольному открыванию днища. С целью увеличения срока службы петли в ней устанавливается сменная закаленная планка 7. Открывается днище при разгрузке ковша канатом 4, один конец которого закрепляется на рычаге 5, а второй на напорном барабане 1, чем обеспечивается постоянное соответствие длины каната величине хода рукояти из седлового подшипника. В любом положении ковша канат 4 всегда должен быть слегка натянутым.

При включении пневмокамеры 3 верхний конец рычага 2 резко перемещается назад. Канат натягивается и, действуя через рычаг 5 и цепь 6, рычагом 10 выдергивает засов 13 из петли. Дальнейшее открывание днища происходит под действием собственной силы тяжести и массы грунта, находящегося в ковше.

Механизм поворота. Конструктивные и кинематические особенности механизма поворота зависят от типа привода машины (одно – или многодвигательный), а также от вида трансмиссии (механическая или гидравлическая). Наиболее проста кинематическая схема механизма поворота многодвигательных экскаваторов. Верхний вертикальный вал их поворотного механизма приводится в движение отдельным двигателем с передачей вращения через редуктор.

Механизм поворота однодвигательных машин с механической трансмиссией более сложный из-за необходимости механически реверсировать движение. Например, в однодвигательном экскаваторе Э-652Б (рис. 5.17) на валу ІІ реверса закреплены конические шестерни 7 с фрикционными полумуфтами Г₁ и Г₂. Вторые полумуфты посажены на вал ІІ на скользящих шпонках. Шестерни 17 зацеплены с коническим зубчатым колесом 18. Такое расположение шестерен и зубчатого колеса позволяет получить разностороннее вращение вала VІ реверса при одностороннем вращении вала ІІ. В нижней части вала VІ на скользящей шпонке посажен блок шестерен 20 и 21. В крайнем нижнем положении шестерня 21 зацепляется с колесом 22, передающим движение колесу 23, свободно сидящему на вертикальном валу VІІІ. Колесо 23 соединяется с валом VІІІ кулачковой муфтой. Шестерня поворота 25 зацепляется с венцом 26.

Рис. 5.19 Механизм открывания днища ковша: а – схема механизма; б – конструкция запора днища.

Для поворота экскаватора включается кулачковая муфта на валу VІІІ, а затем фрикционные муфты Г₁ и Г₂ (специальная система управления предусматривает неодновременное включение этих муфт). При этом шестерня 25, обегая венец 26, вращает поворотную платформу. Платформа останавливается ленточным тормозом Д.

Кинематическая схема этого экскаватора рассчитана на две скорости вращения платформы. Большая скорость развивается при описанном положении блока шестерен 20-21. Если переместить этот блок вверх и ввести в зацепление колеса 20 и 19, скорость вращения уменьшится. Большая скорость вращения обычно устанавливается при экскаваторном оборудовании, меньшая – при крановом.

Механизмы привода ходового оборудования: сравнительно простое устройство имеет передаточный механизм многодвигательных машин, у которых вращение от двигателя к ведущим звездочкам гусениц передается при помощи зубчатых передач. Привод может быть общим (одновременно на две гусеницы) или раздельным (у каждой гусеницы – отдельный двигатель).

Механизм ходового оборудования однодвигательных машин должен находится за механизмом реверса для изменения направления движения.

Во время перемещения экскаватора выключаются все его механизмы, кроме ходового. Поэтому для сообщения движения ходовому оборудованию можно использовать трансмиссию механизма поворота.

Включение ходового механизма экскаватора Э-652Б (рис. 5.17) осуществляется через зубчатое колесо 23, находящееся в зацеплении с колесом 24, свободно сидящим на валу ІX. Включается вал кулачковой муфтой. Свободная посадка колес 23 и 24 на своих валах позволяет включать поворотный и ходовой механизмы при помощи кулачковых муфт. Чтобы избежать одновременного включения муфт, они соединены коромыслом. Поэтому, например, при включении кулачковой муфты ходового механизма кулачковая муфта поворота выключается.

На нижнем конце вала ІX наглухо посажена коническая шестерня 27, находящаяся в зацеплении с коническим колесом 29, сидящим на горизонтальном валу, который состоит из трех частей - центральной и двух полуосей. Полуоси соединены с центральной частью вала кулачковыми муфтами. На концах полуосей наглухо закреплены звездочки 28, соединенные цепью со звездочками 30 на валу ІX ведущих звездочек 31.

Для передвижения экскаватора включаются фрикционные муфты реверса Г₁ или Г₂ с предварительным включением кулачковых муфт на валу Х. Во время движения экскаватор поворачивается в результате размыкания одной из кулачковых муфт на валу Х. Стопорение осуществляется упором Ж.

Механизмы подъема и опускания стрелы. Для надежного удерживания стрелы в необходимом положении стрелоподъемный механизм часто выполняется на базе червячной передачи. Бесчервячные механизмы имеют боле высокий КПД, но и требуют дополнительных устройств для удержания стрелы и опускания ее в режиме двигателя.

Примером может служить кинематическая схема стрелоподъемного механизма экскаватора Э-652Б с лебедкой, свободно сидящей на валу ІІІ (рис. 5.17). Для подъема стрелы переключается двухсторонняя кулачковая муфта и включается фрикционная муфта В после этого барабан начинает вращаться в сторону подъема стрелы. Удерживается стрела храповым устройством у правого борта барабана. Здесь же находится ленточный тормоз Е для опускания стрелы. Для предотвращения падения стрелы барабан соединен цепной передачей 15-16 с валом главной лебедки. Звездочка 15 соединена с валом через обгонную муфту 3. Эта муфта устроена так, что звездочка 15 свободно вращается относительно вала ІV при разном направлении их вращения. При вращении звездочки 15 в одну сторону с валом ІV, что происходит при опускании стрелы, возможны два случая соотношения частот вращения.

Если частота вращения звездочки 15 меньше частоты вращения вала (стрела опускается на тормозе), обгонная муфта не включается. Как только частота вращения звездочки 15 превышает частоту вращения вала (тормоз Е отпущен больше, чем требуется для получения необходимой скорости опускания стрелы), обгонная муфта заклинивает звездочку 15 на валу ІV, и она вращается с частотой вала. Для расклинивания обгонной муфты и звездочки 15 необходимо прекратить опускание стрелы включением тормоза Е и храпового устройства. Механизм подъема и опускания стрелы многодвигательных экскаваторов приводится в действие отдельным двигателем.

Дата добавления: 2015-07-20