Основные виды одноковшовых экскаваторов и их сменное рабочее оборудование, применяемых для разработки грунта

Министерство образования  РБ

Учреждение образования

«Республиканский институт профессионального образования»

 

 

 

 

 

 

 

учебная дисциплина

«Строительные машины и оборудование»

 

 

 

Вариант 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учащегося Киселя О.В. группы 215-11

Шифр 1017

 

Адрес учащегося                                    .

Телефон                       .

 

 

 

 

 

 

 

 

Минс 2012г.

 

Содержание

 

 

1 Основные виды соединительных муфт, применяемых в строительных машинах. Примеры их применения

Устройства, предназначенные для  соединения валов между собой и передающие крутящие моменты от одного вала к другому называются муфтами.

Муфты, осуществляющие постоянные соединения, носят название постоянных (неуправляемых), а те, что позволяют в процессе работы машины разъединять соединяемые детали — сцепных (управляемых).

Применение постоянных муфт определяется технологическими требованиями изготовления машины, а сцепных — ее кинематикой.

Постоянные  муфты могут быть глухими, предназначенными для соединения строго соосных валов, и компенсирующими — ими соединяются валы, имеющие некоторую подвижность или несоосность. Наиболее распространенными глухими муфтами являются втулочные и поперечно-свертные.

Наиболее просты втулочные муфты (рисунок 1, а). Крутящий момент от ведущего вала 1 на втулку 2 и от нее ведомому валу 4 передается  с  помощью  шпонок  3  или  штифтов,   а  сама муфта в осевом направлении фиксируется установочными винтами 5. Недостаток таких муфт заключается в необходимости большого осевого смещения валов при монтаже и демонтаже.

 

Рисунок 1 – Муфты: а – втулочная; б – упругая втулочно-пальцевая; в – плавающая муфта;

г – шарнирная; 1 – ведущий вал; 2 – втулка; 3 – шпонки; 4 – ведомый вал; 5 – установочный винт; 6, 10 – левая полумуфта; 7 – палец; 8 — резиновая втулка; 9, 12 – правые полумуфты;

13 – левая вилка; 14 – крестовина; 15 – правая вилка

 

К наиболее распространенным компенсирующим муфтам относятся упругая втулочно-пальцевая и плавающая, или крестовая.

Втулочно-пальцевая муфта (рисунок 1, б), поперечно-свертная, состоит из двух полумуфт-фланцев 6 и 9, укрепленных на ведущем и ведомом валах. В одной из полумуфт закреплены пальцы 7 с надетыми на них резиновыми втулками. Эти втулки входят в цилиндрические отверстия второй полумуфты. Таким образом, крутящий момент от одной полумуфты к другой передается через упругий элемент — резиновые втулки, позволяющие компенсировать незначительную неточность в установке валов. Втулочно-пальцевые муфты широко применяются для соединения вала электродвигателя с валом передачи.

Плавающая муфта (рисунок 1, в) состоит из двух полумуфт 10 и 12, закрепленных на ведущем и ведомом валах. Между полумуфтами устанавливается диск 11 с крестообразно расположенными на его торцах двумя выступами, которые входят в соответствующие пазы полумуфт. Если смещение валов незначительно, то перемещение диска выступами по пазам полумуфт при их вращении компенсирует эту несоосность. Такие плавающие муфты позволяют передавать значительные крутящие моменты и широко используются для соединения, например, барабанов лебедок с редукторами их приводов.

Широкое применение, особенно в приводах колесных машин, нашли так называемые шарнирные муфты (рисунок 1, г). Они применяются для постоянного соединения валов, работающих под углом один к другому, позволяя изменять этот угол при передаче крутящего момента. Такая муфта состоит из двух вилок 13 и 15, соединенных между собой крестовиной.

Сцепные муфты. Применяемые в строительно-дорожных машинах сцепные муфты по способу передачи крутящего момента могут быть кулачковыми, зубчатыми, фрикционными и гидравлическими.

Кулачковые муфты обеспечивают постоянную жесткую связь ведущего и ведомого вала, но не допускают их включения на ходу под нагрузкой и при значительной разнице в угловых скоростях между ними.

Разновидностью кулачковой является зубчатая муфта, в которой передача крутящего момента производится с помощью большого количества кулачков-зубьев, выполненных на одной полумуфте в виде внутреннего зацепления, а на второй — в виде внешнего с равным первой муфте числом зубьев.  Такие муфты применяются в коробках передач автомобилей, тракторов и других самодвижущихся машин. Боковые поверхности зубьев в этом случае выполняются обычно, как и в зубчатых колесах, по эвольвентному профилю, удобному с технологической точки зрения.

Наибольшее применение в качестве сцепных получили фрикционные муфты, в которых крутящий момент передается за счет сил трения. В зависимости от формы поверхностей трения различают следующие фрикционные муфты: дисковые, конусные, ленточные и пневмокамерные. Схематически устройство этих муфт показано на рисунке 2, на котором стрелками указано движение ведомой муфты.

 

Рисунок 2 – Схемы фрикционных муфт: а – дисковая; б – конусная; в – цилиндрическая;

1 – ведущая полумуфта; 2 – ведомая полумуфта

 

Крутящий момент, передаваемый муфтой, зависит от силы трения, развиваемой  между трущимися поверхностями, и плеча среднего радиуса, на котором  приложена эта сила. В свою очередь, сила трения определяется нормальным давлением и коэффициентом трения. Для получения максимальных значений силы трения в большинстве случаев трущиеся поверхности муфт покрываются специальными фрикционными материалами — композиционными пластмассами, заполнителем в которых является асбест.

Чтобы уменьшить  габариты муфт при необходимости передавать значительные крутящие моменты, применяются муфты с несколькими поверхностями трения (многодисковые, двухконусные и т.д.).

В зависимости  от назначения усилие прижатия поверхностей трения в муфте может быть постоянным, если выключение муфты производится лишь на короткие промежутки времени, или периодическим, если муфта включается на короткие промежутки времени. Для создания постоянного усилия применяются предварительно затянутые пружины. Выключаться и включаться периодически работающая муфта может рычажной системой с воздействием   на   нее   мускульной   силы   человека   или,    что   теперь является основным, с помощью гидравлической или пневматической систем управления. В некоторых машинах с электрическим приводом включение или выключение муфт производится электромагнитными устройствами.

На быстроходных валах, у которых проскальзывание  поверхностей трения муфты при включении больше, чем у тихоходных, обычно применяются дисковые муфты с несколькими поверхностями трения. Устройство одной из таких муфт с двумя поверхностями трения (они широко применяются для соединения вала  двигателя  внутреннего   сгорания  с  трансмиссией   машины) схематически показано на рисунке 3.

 

Рисунок 3 – Конструкция фрикционных муфт: а – с двумя поверхностями трения; б – ленточная; I – с наружной лентой; II – то же, с внутренней; 1 – маховик; 2 – ведомый диск; 3 – прижимной диск; 4 – кожух; 5 – пружина; 6 – рычаг; 7 – подшипник выжимной; 8 – ведомый вал;

9 – выжимная вилка; 10 – фрикционные накладки; 11 – ведомый барабан; 12 – лента с фрикционной накладкой; 13 – рычаг вала включения муфты; 14 – ведущий диск; 15 – ведомый шкив; 16 – крестовина ведущего вала; 17 – гидроцилиндр; 18 – трубопровод

 

В этой муфте ведомый диск 2 связан шлицами с валом 8 и прижимается диском 3 к маховику 1, посаженному на ведущий вал (вал двигателя). Усилие прижатия развивают пружины 5, предварительно сжатые между прижимным диском 3 и кожухом 4. Выключается муфта при перемещении прижимного диска вправо рычагами 6 после нажатия на них выжимного подшипника 7, которое выполняется вилкой 9 при повороте ее против часовой стрелки. Крутящий момент на ведомый диск 2 передается по двум поверхностям трения через фрикционные накладки 10 как со стороны маховика 1, так и со стороны прижимного диска 3.

В многодисковых  фрикционных муфтах ведомых дисков несколько и каждый из них зажимается между соответствующими ведущими дисками. Это позволяет передавать большие крутящие моменты.

Широко используются в строительных машинах фрикционные муфты с цилиндрическими поверхностями трения и передачей момента при помощи гибкой ленты. Это так называемые ленточные муфты (рисунок 3, б) [1].

 

2 Основные виды одноковшовых экскаваторов и их сменное рабочее оборудование, применяемых для разработки грунта

2.1 Классификация экскаваторов

Одноковшовые  строительные экскаваторы являются наиболее распространенным видом землеройных машин. Они служат для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Разрабатывают они грунты I – IV групп и разрыхленные мерзлые или скальные грунты. Кроме того, экскаваторы применяют на сваебойных, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работах, используя различные виды сменного рабочего оборудования. По назначению одноковшовые экскаваторы подразделяют на универсальные и специальные.

Универсальные экскаваторы оснащены несколькими видами рабочего оборудования, а специальные оснащены только одним видом такого оборудования.

Универсальные экскаваторы классифицируются по числу установленных двигателей, типу привода, возможности вращения поворотной части, конструкций ходового устройства, типу подвески и видам рабочего оборудования.

По числу  установленных двигателей экскаваторы бывают одно- и многомоторными (рисунок 4, а).

 

Рисунок 4 – Типы привода (а) и передач (б) экскаваторов

 

Одномоторными называют экскаваторы, у которых все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал, а многомоторными — у которых рабочие механизмы приводятся несколькими независимо работающими двигателями. В многомоторном экскаваторе с индивидуально-групповым приводом используют как индивидуальный, так и групповой привод.

Классификация передач экскаваторов показана на рисунке 4, б.

В механической трансмиссии движение от силовой установки передается с помощью зубчатых, цепных, клиноременных и канатных передач.

В объемном гидроприводе энергия от силовой установки  передается с помощью жидкости. Объемные гидропередачи в экскаваторах применяют как без добавления, так и с добавлением к ним механических передач.

В гидродинамической передаче используют гидромуфты или гидротрансформаторы.

В электродинамической передаче вместо гидромуфт или гидротрансформаторов устанавливают электромуфты.

В смешанных передачах применяют два или три типа различных передач. На большинстве экскаваторов получили распространение смешанные электромеханические или гидромеханические передачи.

По типу привода различают экскаваторы с механическим, гидромеханическим, гидравлическим, электрическим и смешанным приводами (рисунок4, а).

Для экскаваторов с механическим приводом характерно применение только механических передач. Если в механическую трансмиссию экскаватора включают гидродинамическую передачу (преимущественно гидротрансформатор), то такой тип привода называют гидродинамическим.

В объемном гидроприводе первичным потребителем энергии  являются насосы, нагнетающие жидкость под давлением по гидросети к гидродвигателям, от которых приводятся в движение рабочее оборудование и механизмы экскаватора.

При электрическом приводе передача энергии от силовой установки к механизмам машины производится как электрическим, так и механическим способами.

В смешанных приводах используют 2 или 3 типа различных передач. На большинстве экскаваторов получили распространение смешанные электромеханические или гидромеханические приводы. Механическая трансмиссия в настоящее время применяется все реже. Гораздо чаще применяют гидравлический или электрический привод.

По возможности  вращения поворотной части (платформы) экскаваторы бывают полноповоротными и неполноповоротными, когда угол вращения ограничен.

По типу ходового устройства (рисунок 5) экскаваторы подразделяются на:

• гусеничные,
• пневмоколесные,
• на специальном шасси,
• на базе самоходной машины (например, трактора).

Гусеничные ходовые устройства бывают с минимально допустимой площадью опорной поверхности гусениц (для работы на грунтах с высокой несущей способностью) и с увеличенной поверхностью гусениц (для работы на грунтах с низкой несущей способностью).

Пневмоколесным называют экскаватор на колесном ходовом устройстве.

К экскаваторам на специальном шасси относят машины на колесном ходовом устройстве автомобильного типа.

Экскаватор на базе самоходной машины имеет ходовое устройство на базе трактора или автомобиля. В этом случае экскаватор называют также навесным.

 

Рисунок 5 – Классификация экскаваторов по типу ходового устройства: а — гусеничный с обычной гусеницей; б — гусеничный с увеличенной поверхностью гусениц; в — пневмоколесный; г — на специальном шасси; д — на базе самоходной машины

 

По типу подвески рабочего оборудования (рисунок 6) различают экскаваторы с гибкими элементами (преимущественно канатами) для удержания и приведения в действие рабочего оборудования (гибкая подвеска) и с жесткими элементами —преимущественно гидравлическими цилиндрами (жесткая подвеска).

 

Рисунок 6 – Класификация экскаваторов по типу подвески рабочего оборудования: а — с гибкой подвеской; б — с жесткой подвеской

2.2 Сменное рабочее оборудование экскаваторов

Классификация экскаваторов по видам рабочего оборудования представлена на рисунке 7.

 

Рисунок 7 – Основные виды и исполнения рабочего оборудования: 1 — прямая лопата; 2 — маятниковая прямая лопата; 3 — напорная прямая лопата; 4 — прямая лопата со створчатым ковшом; 5 — обратная лопата; 6 — боковая обратная лопата; 7 — погрузочное оборудование;  
8 — планировочное оборудование; 9 — землеройно-планировочное оборудование с телескопической стрелой; 10 — землеройно-планировочное оборудование со смещаемой осью копания;  
11 — драглайн; 12 — боковой драглайн; 13 — канатный грейфер; 14 — жесткий грейфер;  
15 — крановое оборудование; 16 — копер