Одноковшовый экскаватор

 – КПД трехступенчатого  редуктора.

Находим КПД трансмиссии:

.

 

Производительность  экскаватора

 

Расчетом определяют теоретическую (конструктивную) производительность экскаватора при непрерывной его работе при следующих расчетных условиях: режим копания – поворотом рукояти, заполнение ковша грунтом при , поворот на выгрузку и возврат в забой с угловым перемещением 90° в каждом направлении, разгрузка в отвал, все вспомогательные перемещения совмещаются с основными.

Продолжительность рабочего цикла определяется суммой:

, где

 – продолжительность копания,  с;

 – продолжительность поворота  платформы на выгрузку грунта, с;

 – продолжительность поворота  платформы обратно в забой,  с;

 – продолжительность опускания  рабочего оборудования от уровня  стоянки экскаватора на исходную позицию следующего рабочего цикла, с.

Определяем теоретическую  производительность экскаватора:

, где

 – вместимость ковша;

 – продолжительность рабочего  цикла (справочная величина, см. технические характеристики машины).

Определяем техническую  производительность:

 

, где

 – число рабочих циклов за 1 мин;

 – коэффициент наполнения  ковша;

 –коэффициент разрыхления  грунта.

Коэффициенты взяты  из справочной литературы (см. список литературы, п. 4).

Определяем эксплуатационную производительность:

, где

 – коэффициент использования  машины в течение смены.

Гидросистема управления навесным оборудованием.

 

Рабочая жидкость из гидробака (рис. 3) насосом 47 (секциями А и В) подается к гидрораспределителям 9 и 35.

При нейтральном положении золотников гидрораспределителей напорные магистрали соединены со сливом, а полости гидроцилиндров заперты. В этом случае насос 47 работает на слив.

От секции А насоса рабочая жидкость поступает в  трехсекционный гидрораспределитель 9. Золотник секции 8 управляет левым гидромотором 17 механизма передвижения, золотник секции 7 – гидромотором 17 механизма поворота платформы. Золотник 6 управляет гидроцилиндром рукояти 26 обратной лопаты.

От секции насоса В  рабочая жидкость поступает в  четырехсекционный гидрораспределитель 35. Золотник 30 управляет гидроцилиндрами 24 стрелы.

 

Золотник 32 управляет  гидроцилиндром рукояти 26 обратной лопаты. Золотник 34 управляет гидромотором 17 механизма передвижения правой гусеницы.

Для совмещения двух рабочих операций – подъема с поворотом рукояти или ковша (по последовательной схеме) между рабочими секциями с золотниками 30 и 32 установлена промежуточная секция 31. При совмещении указанных операций рабочая жидкость, сливающаяся из штоковых полостей гидроцилиндров стрелы 24, поступает в гидроцилиндр рукояти 26 или гидроцилиндр ковша 25.

 

 

Рис. 3. Схема гидравлическая принципиальная.

 

Если золотники гидрораспределителя 9 не включены, потоки рабочей жидкости, поступающей от обеих секций насоса 47, объединяются за обратным клапаном 5 и подаются в гидрораспределитель 35. При этом рабочие движения осуществляются с удвоенной скоростью.

Предохранительные клапаны 10 напорных секций гидрораспределителей, отрегулированные на давление 25 МПа (250 кгс·см²), предотвращают перегрузку насоса 47.

Перепускные клапаны 11, установленные  на рабочих секциях с золотниками 7, 8 и 34, управляющие ходом и поворотом  платформы, разгружают гидромоторы от пиковых давлений при торможении или разгоне. Клапаны механизма передвижения настроены на давление 25 МПа (250 кгс·см²), а клапаны механизма поворота – на 16 МПа (160 кгс·см²) и запломбированы.

Предохранительные клапаны 29 разгружают полости гидроцилиндров, трубопроводы и гидрораспределители от чрезмерных реактивных давлений, возникающих при копании: один клапан предохраняет штоковую полость гидроцилиндров 24 при оборудовании обратная лопата; другой – поршневую полость гидроцилиндра рукояти 26 при оборудовании обратная лопата.

Обратные клапаны 13 предназначены  для восполнения утечек рабочей жидкости из полостей гидроцилиндров при срабатывании предохранительных клапанов 29, а также из полостей гидромоторов 17 при срабатывании перепускных клапанов 11.

Обратные клапаны 13 установлены  на трубопроводах, соединяющих рабочие  секции гидрораспределителей с соответствующими полостями гидроцилиндров и гидромоторов, и шлангами соединены со сливной линией.

Обратный клапан 5 исключает  возможность движения рабочей жидкости от секции В насоса к гидрораспределителю 9. Рабочая жидкость из гидрораспределителей поступает в сливную гидролинию. В сливной линии установлены фильтры 41 для очистки рабочей жидкости и калорифер 43 для охлаждения рабочей жидкости потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Клапан 42, установленный  в гидросистеме параллельно калориферу 43 перед фильтрами 41, предотвращает значительное повышение давления в сливной магистрали, возникающее от сопротивления калорифера при низкой температуре рабочей жидкости.

Для управления тормозами  механизма передвижения и механизма  поворота, а также откачки рабочей жидкости  из гидросистемы при ремонтах и техническом обслуживании экскаватора, служит вспомогательная гидросистема, для питания которой использован шестеренчатый насос 1, установленный на двигателе.

Краны гидрораспределителей 12 служат для включения гидроразмыкателей 16 тормозов хода и поворота.

Гидроклапан 2 предназначен для предохранения насоса 1 от перегрузки.

Для механизированной заправки гидросистемы рабочей жидкостью  служит шестеренный насос 38, установленный на двигателе.

При заправке рабочая жидкость очищается фильтром 37.

Контроль состояния  гидросистемы и настройка предохранительной  аппаратуры осуществляются по показаниям манометров 4, 36 и 44, включаемых реле 3 и 46.

 

Гидроцилиндр

 

Гидроцилиндры предназначены  для осуществления рабочих движений стрелы, рукояти, ковша. Все гидроцилиндры, за исключением гидроцилиндра открывания днища ковша прямой лопаты (или поворота грейфера), унифицированы и отличаются один от другого ходом поршня. На экскаватор можно устанавливать гидроцилиндры двух типов, имеющих разную конструкцию, но взаимозаменяемых.

Гидроцилиндр (рис. 4) представляет собой цилиндр 11 с приваренной  задней проушиной 1, в которую установлены шарнирный подшипник 2, пружинные кольца 3 и защитные манжеты 24. В цилиндр 11 вставлен шток 10 с поршнем 9, манжетой 7, защитными кольцами 8, уплотнительным резиновым кольцом 22, кольцом 6 с направляющей пластмассовой втулкой 5 и гайкой 4. Гайка 4 застопорена винтом 23, который в свою очередь, застопорен от отвинчивания в трех точках.

В передней части цилиндра установлена гильза 13 с уплотнительным резиновым кольцом 12. В заточку гильзы 13 установлена штоковая манжета 15 с защитным кольцом. Гильза 13 поджата гайкой 14, на внутренней поверхности которой установлен в гнезде грязесъемник 19. В гильзу 13 и гайку 14 впрессованы бронзовые направляющие втулки. Гайка 14 застопорена от отвинчивания винтом 16, под торец которого установлена пластмассовая шайба 17. В шток 10 ввернута передняя проушина 18, которая застопорена от отвинчивания штифтом 20.

Рис. 4. Гидроцилиндр

 

Шарнирные подшипники 2 передней и задней проушин смазываются  через масленки 21.

 

Таблица 1. Возможные неисправности  гидроцилиндров и методы их устранения

Неисправность	Вероятная причина	Метод устранения
Течь рабочей жидкости по штоку	Вышло из стоя уплотнение штока. Повреждена поверхность штока.	Проверить поверхность  штока, при обнаружении забоин, царапин и неисправностей – устранить. Уплотнение заменить.
Перетечка рабочей жидкости по наружной поверхности поршня	Вышло из строя манжетное уплотнение	Заменить манжетное  уплотнение с защитным кольцом
Перетечка рабочей жидкости по внутренней поверхности поршня	Вышло из строя резиновое уплотнительное кольцо 24	Заменить уплотнительное кольцо

 

Расчет гидроцилиндра  стрелы.

 

Определяем толщину  стенки гидроцилиндра:

, где

 – внутренний диаметр цилиндра;

 – допускаемое напряжение  на растяжение, для стали;

 – максимальное давление  в гидроцилиндре;

 – условное давление;

 – коэффициент поперечной  деформации (для стали).

.

К определенной по формулам толщине стенки цилиндра прибавляется припуск на обработку материала. Припуск принимаем 1 мм.

Определяем площадь  поршня в поршневой полости и  в штоковой полости соответственно:

;

, где

 – диаметр штока.

Определяем усилие, развиваемое  штоком гидроцилиндра при его  выдвижении и втягивании соответственно:

;

, где

 – коэффициент, учитывающий  потери на трение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техника безопасности

 

Для безопасного ведения  работ всех видов обслуживающий  персонал должен строго соблюдать правила техники безопасности при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте экскаватора. Нарушение этих правил может привести к несчастным случаям, связанным с получением различных травм (ушибов, ранений, ожогов кислотой, от действия электрического тока и т. д.) и потерей трудоспособности.

Лица, не имеющие соответствующей  квалификации и не прошедшие инструктажа по технике безопасности, к работе на экскаваторе не допускаются. Обслуживающий персонал должен работать в специальной одежде, соответствующей климатическим условиям. На машине должна быть аптечка для оказания первой медицинской помощи.

 

Техника безопасности при  эксплуатации.

 

1. Перед началом земляных  работ должна быть получена  справка об отсутствии подземных коммуникаций. Наличие таких коммуникаций должно быть отмечено знаками.

2. В вечернее и ночное  время фронт работы экскаватора  в забое, место разгрузки грунта и подъездные пути должны быть хорошо освещены.

3. В населенной местности  забои и участки работы экскаватора  следует ограждать и устанавливать щиты с предупредительными надписями. В ночное время ограждения должны быть освещены.

4. Обслуживающий персонал  должен получать каждый раз  точные указания о порядке выполнения нового задания, а также о соблюдении необходимых мер предосторожности.

5. Перед пуском дизеля  машинист экскаватора обязан  внимательно осмотреть машину  и убедиться в полной ее  исправности. Работа на неисправном  экскаваторе ни в коем случае не разрешается. О всех неисправностях машины или ненормальных условиях эксплуатации, которые могут привести к аварии, машинист обязан немедленно довести до сведения администрации предприятия.

6. При пуске дизеля  рычаги управления должны быть  установлены в нейтральное положение.

7. На экскаваторе нужно  соблюдать чистоту, весь необходимый инвентарь и инструмент следует хранить в предназначенном для этой цели месте. Находящиеся на поворотной платформе посторонние предметы могут вызвать аварию.

 

Техника безопасности при  работе.

 

1. Перед началом работы  машинист должен подать сигнал предупреждения.

2. Во время работы  экскаватора пребывание на нем  посторонних лиц не разрешается,  так же как и нахождение  кого бы то ни было в радиусе  его действия. Опасной является зона, представляющая круг, описанный из центра вращения поворотной платформы максимальным радиусом копания, увеличенным в 1,21,5 раза (большее значение для обратной лопаты).

Категорически запрещается:

а) сходить с экскаватора  на ходу;

б) смазывать, ремонтировать, регулировать, осматривать механизмы  экскаватора при работающем дизеле;

в) обслуживать гидросистему экскаватора с неопущенным на землю оборудованием и без снятия давления в гидросистеме;