Корзина
21 отзыв
+380503449977
+380675522877
ООО Гидро-Максимум
Корзина

Конструкция экскаваторов с гидравлическим приводом. Устройство прямой и обратной лопат экскаватора.

Конструкция экскаваторов с гидравлическим приводом. Устройство прямой и обратной лопат экскаватора.

Гидравлические экскаваторы обладают конструктивными, технологическими и экономическими преимуществами по сравнению с экскаваторами с механическим приводом. Конструктивные и технологические преимущества определяются главным образом применением гидравлического объемного привода для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам машины. Гидравлический привод позволяет:

реализовать большие передаточные числа от ведущего звена источника энергии к рабочим механизмам и органам машины без применения громоздких и сложных по кинематике устройств;

простым способом преобразовать вращательное движение в поступательное, упростив кинематику рабочего оборудования за счет исключения канатных передач, а также значительно расширить номенклатуру рабочего оборудования (телескопическое оборудование, лопата с двухчелюстным ковшом, напорный грейфер, рыхлитель, планировщик, разнообразные захваты, крановое оборудование для монтажных работ и др.); расположить рабочие механизмы независимо от силовой установки, что обусловливает возможность их наилучшей компоновки;

соединить с помощью поворотных соединений и гибких рукавов высокого давления элементы гидропривода, расположенные на взаимно перемещающихся частях машины;

достаточно простыми средствами выполнять удобное и независимое бесступенчатое регулирование в широком диапазоне скоростей рабочих движений, совмещаемых по времени, что улучшает технологические возможности машины (в частности, позволяет заменять ручной труд на земляных работах) и повышает эффективность использования мощности двигателя; этому также способствуют жесткая двусторонняя фиксация исполнительных механизмов в любом положении и возможность без дополнительных устройств реверсировать направление движения исполнительного механизма при любой системе гидропривода;

применить автоматическое и полуавтоматическое управление, использование которого улучшает условия труда машиниста и повышает качество выполняемых работ; унифицировать и нормализовать конструкцию узлов и элементов гидропривода для машин разных типоразмеров, ограничив их номенклатуру;

исключить из силовых передач фрикционные муфты и тормоза, используемые при механической трансмиссии и подверженные интенсивному износу, а также существенно уменьшить число мест смазывания, что сокращает затраты времени на техническое обслуживание машин.

При гидравлическом приводе улучшаются и расширяются технологические возможности экскаваторов с различными видами рабочего оборудования. Например, при использовании обратной лопаты увеличивается заполнение ковша при копании на значительной глубине за счет реализации больших усилий копания (так как сопротивление грунта копанию воспринимается через стрелоподъемные цилиндры весом всего экскаватора), что повышает производительность машины. Создается возможность копания только посредством поворота ковша при неподвижной (относительно стрелы) рукояти, что позволяет выполнять работы, например в условиях города, в непосредственной близости от подземных коммуникаций, где требования к безопасности ведения работ часто вынуждают использовать ручной труд.

При использовании погрузчика обеспечиваются близкая к горизонтальной траектория движения режущего контура ковша и большее его заполнение за счет силового поворота ковша на себя в конце горизонтального перемещения.

При использовании грейфера обеспечивается эффективное копание достаточно плотных грунтов благодаря возможности воспринимать массой всего экскаватора реакцию грунта при копании, а также возможность использования его для отрывки ям, приямков, колодцев, а также для перегрузки длинномерных штучных грузов (например, бревен), различно ориентированных в плане по отношению к экскаватору.

Расширение и улучшение технологических возможностей экскаваторов с гидроприводом не ограничивается приведенными примерами.

Экономические преимущества экскаваторов с гидравлическим приводом вытекают из конструктивных и технологических. Так, расширение номенклатуры сменного рабочего оборудования и его специфическая кинематика, а также независимое регулирование скоростей совмещаемых рабочих движений позволяют механизировать работы, которые ранее выполняли вручную. Это дает возможность не только существенно снизить стоимость и ускорить производство таких работ, но и высвободить большое число рабочих.

Нормализация конструкции и унификация узлов гидропривода создает реальные возможности для организации производства гидравлических экскаваторов на базе специализированного изготовления унифицированных узлов и выпуска необходимых народному хозяйству типоразмеров экскаваторов.

Кроме того, значительно уменьшается номенклатура запасных частей для парка эксплуатируемых экскаваторов и создается возможность применения агрегатного метода ремонта машин, а следовательно, уменьшаются их простои в ремонте и увеличивается время полезного использования.

Улучшение условий труда за счет автоматизации управления дает возможность повысить производительность экскаваторов, а автоматизация их привода ведет к экономии энергетических ресурсов вследствие повышения общего КПД машин.

Сокращение времени, 1.еобходимого для технического обслуживания машины, позволяет повысить коэффициент ее использования в течение смены и для наиболее распространенных типоразмеров экскаваторов уменьшить число обслуживающего персонала. Перечисленные факторы обусловливают при, надлежащей организации изготовления и эксплуатации экскаваторов с гидравлическим приводом повышение темпа строительных и других работ и снижение стоимости разработки грунта.

 

Обратная лопата гидравлических экскаваторов (ЭО-3322А и ЭО-4121)

На гидравлических экскаваторах обратная лопата — один из основных видов сменного рабочего оборудования. По конструктивной схеме обратную лопату выпускают нескольких разновидностей, но основными ее узлами всегда являются: стрела, состоящая на экскаваторах ЭО-3322А и ЭО-4121 из основной 3 (рис. 82, а) и удлиняющей 4 частей, рукоять 7, ковш 9 и гидроцилиндры 11, 5 и 6 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша.

82 Обратная лопата (а) и схемы расположения гидроцилиндров ее рабочего оборурудования (б) для привода стрелы (I—III), рукояти (IV) и ковша (V и VI):

I — поворотная рама,
2— кабина машиниста,
3 и 4 — нижняя основная и верхняя удлиняющая части стрелы,
5 и 6 — гидроцилиндры рукояти и ковша,
7 — рукоять,
8 — рычаг ковша,
9 — ковш,
10 — тяга,
II —гидроцилиндр стрелы,
12 — стрела;
а—в — положения, в которых можно устанавливать тягу 10

 

Основную часть 3 стрелы, как правило, используют при установке различных видов сменного рабочего оборудования, например обратной и прямой лопат, грейфера, погрузчика. Удлиняющую часть 4 стрелы при переходе с одного вида оборудования на другой можно либо сохранять, например при переоборудовании обратной лопаты на грейфер, либо демонтировать.

Наряду с составной стрелой на некоторых моделях экскаваторов применяют и неразъемную стрелу. Такая стрела Г-образной формы применена на экскаваторах Э-5015А.

Стрела обратной лопаты — прочная, пустотелая, сваренная из легированного металлопроката конструкция. Пяту стрелы шарнирно укрепляют в проушинах поворотной рамы 7, к которой присоединены также и гидроцилиндры 11 подъема стрелы. Штоки гидроцилиндров 11 шарнирно соединены со стрелой, при выдвижении штоков изменяется угол наклона стрелы по отношению к поворотной платформе.

Рукоять 7 подвешена на стреле и может поворачиваться по часовой стрелке или против нее при выдвижении или втягивании штока гидроцилиндра 5. Ковш 9 закреплен на рукояти 7 в одной точке, поэтому также может свободно поворачиваться с помощью гидроцилиндра 6.

Основная 3 и удлиняющая 4 части стрелы соединены между собой пальцем. Чтобы во время работы не было поворота одной части стрелы по отношению к другой, между ними дополнительно устанавливают тягу 10.

Расположение гидроцилиндров рабочего оборудования бывает различным (рис. 82, б). Для привода стрелы 12 обычно применяют три схемы расположения гидроцилиндра 11: под стрелой впереди ее пяты (рис. 82, I), этот вариант наиболее распространен на полноповоротных экскаваторах; над стрелой (рис. 82, II), что характерно для навесных неполноповоротных экскаваторов; за пятой стрелы, обычно горизонтально (рис. 82, III).

Для привода рукояти 7 гидроцилиндр 5 располагают над стрелой (рис. 82, IV). Для привода ковша 9 гидроцилиндр 6 размещают над рукоятью, причем шток гидроцилиндра 6 крепят или непосредственно к проушинам на ковше 9 (рис. 82, V), или через дополнительные тяги (рис. 82, VI). Для подъема стрелы 12 часто устанавливают два гидроцилиндра 11. Такое конструктивное решение используют иногда и для поворота рукояти, например на навесных экскаваторах.

Обратной лопатой работают следующим образом (рис. 83). Втягивая шток гидроцилиндра рукояти, поворачивают ее по часовой стрелке. Стрела с рукоятью и вынесенным вперед ковшом опускается вниз как под действием веса рабочего оборудования, так и под давлением жидкости, подаваемой в гидроцилиндр стрелы. Операцию копания осуществляют поворотом ковша и поворотом рукояти (положение I).

Величину стружки в процессе копания регулируют с помощью гидроцилиндра путем подъема или опускания стрелы. После того как наполненный грунтом ковш будет подтянут к стреле или повернут по отношению к рукояти настолько, чтобы грунт не высыпался, рабочее оборудование поднимают из забоя с помощью гидроцилиндра стрелы (положение II), а затем вместе с платформой поворачивают к месту разгрузки.

Чтобы разгрузить ковш, поворачивают рукоять и ковш по часовой стрелке, используя для этого гидроцилиндры 2 и 4 (положение III). Затем производят обратный поворот платформы к забою и рабочий цикл повторяют.

Для повышения производительности машины совмещают подъем рабочего оборудования и поворот платформы к месту разгрузки, а также опускание стрелы с обратным поворотом к забою.

Главный несущий элемент основной части стрелы экскаватора ЭО-3322А — полая балка 1 (рис. 84) коробчатого сечения. Короб 6 закрыт сверху листом 7. В наиболее нагруженных сечениях балка 1 дополнительно усилена боковыми листами 8. С помощью проушины 2 и пальцев основная часть стрелы соединена с удлиняющей частью.

К кронштейну 3 крепят тягу, которая соединяет основную и удлиняющую части стрелы. К боковым листам 8 и к коробу 6 приварена труба 9, с помощью которой соединяют стрелу со штоками гидроцилиндров. Кронштейн 4 при оборудовании экскаваторов обратной лопатой не используют. Он необходим для крепления гидроцилиндра рукояти при установке рабочего оборудования погрузчика. Нижний конец стрелы — пяту 5 с помощью

пальцев шарнирно укрепляют в проушинах рамы поворотной платформы. На этих пальцах стрела поворачивается при изменении угла ее наклона. На экскаваторе ЭО-3322А поднимают и опускают стрелу обратной лопаты с помощью двух гидроцилиндров. Рукоять обратной лопаты (рис. 85) экскаваторов Э-5015А представляет собой полую балку 2 переменного сечения, сваренную из листового легированного металлопроката. Наиболее прочно сечение В—-В в месте крепления рукояти к стреле. К верхней части балки крепят пальцем 5 шток гидроцилиндра рукояти. Палец 5 закреплен неподвижно и не вращается.

Гидроцилиндр ковша крепят в проушинах 1 пальцем 6. Шток этого гидроцилиндра присоединен к тягам 3 и 4, одна из которых соединена с нижней частью балки рукояти, а вторая с ковшом. Для смазывания трущихся поверхностей пальцев и втулок устанавливают масленки 8.

В конкретных условиях обратную лопату оборудуют сменными ковшами различной емкости и формы. Ковш обратной лопаты в большинстве случаев выполняют сварным. Он состоит из корпуса без открывающегося днища. Число зубьев, устанавливаемых на передней стенке, зависит от ширины ковша и вида работ, для которых предназначен ковш.

Ковш для рытья траншей часто снабжают дополнительными зубьями, укрепленными на боковых стенках. Назначение этих зубьев — подрезать стенки траншей во избежание заклинивания в них корпуса. Кроме того, боковые зубья позволяют при необходимости расширять отрытую траншею. Зубья устанавливают в гнезда различной конструкции и крепят болтами или шплинтами.

На режущую кромку ковша наносят слой твердой наплавки для уменьшения ее износа.

На отдельных моделях (например, у экскаватора ЭО-4121) ковш представляет собой комбинированную конструкцию из литых и сварных деталей. Литой изготовляют переднюю стенку или только ее верхнюю часть — козырек со специальными гнездами для крепления зубьев.

Ковш (рис. 86) обратной лопаты экскаватора ЭО-3322А состоит из задней стенки 8, двух боковых стенок 4, передней стенки с козырьком 2 и зубьев 1 и 3. Все детали корпуса ковша соединены между собой сваркой. Задняя стенка 8 скруглена, чтобы избежать трения о грунт при повороте ковша. Зубья 1 заканчиваются суживающимся хвостовиком, который входит в гнездо козырька 2. От выпадения из гнезда зуб удерживается клином 9. При такой конструкции замена изношенного зуба не вызывает затруднений.

Боковые зубья 3 крепят к корпусу ковша заклепками. Обычно зубья изготовляют литыми из высокомарганцовистой стали, хорошо противостоящей истиранию, штампованными (с закалкой) или из низкоуглеродистой стали с износостойкой наплавкой. С помощью проушины 6 ковш соединяют с рукоятью, а проушиной 7 — с рычагом, приводимым в действие гидроцилиндром поворота ковша.

83 Схема работы обратной лопаты:

1 — ковш,
2— гидроцилиндр ковша,
3 — рукоять,
4 — гидроцилиндр рукояти,
5 и 6 — удлиняющая и основная части стрелы;
I — III — положения ковша

84 Основная часть стрелы экскаватора ЭО-3322А:

1 — балка,
2—проушина для крепления удлиняющей части стрелы,
3 и 4 — кронштейны для крепления тяги и гидроцилиндра рукояти погрузчика,
5 — пята,
6 — короб,
7 и 8 — верхний и боковой листы,
9 — труба для крепления штоков гидроцилиндров стрелы

85 Рукоять обратной лопаты экскаватора Э-5015А:

1 — проушина,
2 — балка рукояти
3 и 4 — тяги,
5—7 — пальцы,
8 — масленка

86
Ковш обратной лопаты экскаватора ЭО-3322А:
1 — зубья ковша на режущей кромке, 2 — козырек, 3 — боковой зуб, 4 и 8 — боковая и задняя стенки, 5 — боковой лист, 6 и 7 — проушины, 9 — клин, 10 — заклепка, 11 — режущая кромка

 

Прямая лопата гидравлических экскаваторов (ЭО-3322А и ЭО-4121)



Прямая лопата гидравлических экскаваторов находит широкое применение в особенности на экскаваторах 4-й размерной группы и на машинах большей .мощности. Конструктивная схема прямой лопаты экскаватора ЭО-4121 показана на рис. 87. Основными узлами являются стрела 7, рукоять 2, ковш 5 и гидроцилиндры 9 и 8 подъема стрелы и поворота рукояти. Ковш может быть присоединен к рукояти жестко тягой 3, тогда для открывания днища ковша устанавливают специальный гидроцилиндр 1. Для повышения эффективности работы ковш можно крепить к рукояти шарнирно, в этом случае его поворачивают относительно рукояти с помощью отдельного гидроцилиндра 10 (рис. 87, б). На экскаваторе ЭО-4121 устанавливают как неповоротный, так и поворотный ковши. Поворотный ковш значительно расширяет их область применения. При этом используют специальную рукоять 2. Ковш 5 присоединяют к рукояти 2 шарнирно, так что он может изменять свое положение с помощью гидроцилиндра 10, который шарнирно крепят к проушинам рукояти, а шток гидроцилиндра также шарнирно присоединяют к ковшу. Прямой лопатой с поворотным ковшом можно не только разрабатывать и грузить грунт, но напланировать забой. В процессе копания такой лопатой участвуют гидроцилиндры 8—10. Стрелу прямой лопаты устанавливают так же, как и стрелу обратной лопаты. На большинстве экскаваторов стрелу обратной лопаты полностью или частично используют и для прямой лопаты. Рукоять подвешивают к стреле шарнирно и могут поворачивать по часовой или против часовой стрелки с помощью гидроцилиндра 8, устанавливаемого под стрелой.

Прямой лопатой работают следующим образом. Втягивая шток гидроцилиндра 8 рукояти, поворачивают ее по часовой стрелке и, опуская одновременно стрелу, устанавливают ковш в первоначальное положение для копания. Чтобы заполнить ковш, переводят рукоять из положения I в положение II, выдвигая шток гидроцилиндра рукояти. Заглубление ковша и регулирование толщины стружки грунта производят гидроцилиндрами 9 стрелы, опуская или поднимая ее по отношению к поворотной платформе на нужную высоту. После того как ковш наполнится грунтом или породой, поднимают стрелу и выводят ковш из забоя. Затем, поворачивая платформу вместе с-рабочим оборудованием, перемещают грунт к месту разгрузки. В случае необходимости при этом одновременно поднимают ковш на большую высоту. С этой целью используют как гидроцилиндр 9 стрелы, так и гидроцилиндр 8 рукояти.

Для разгрузки ковша либо открывают его днище, втягивая шток гидроцилиндра 7, либо поворачивают ковш отдельным пидроцилиндром 10. Потом поворачивают ковш к забою и рабочий цикл повторяют. Операции обратного поворота и опускания ковша в исходное положение для копания обычно совмещают с целью сокращения длительности рабочего цикла машины и повышения ее производительности.

По конструкции стрела и рукоять прямой лопаты (рис. 88) в основном аналогичны таким же узлам обратной лопаты. Стрела представляет собой сварную конструкцию. В нижней части стрелы приварены две пяты 7, которыми она соединена шарнирно с поворотной платформой. Нижний кронштейн 7 стрелы с двумя отверстиями предназначен для установки гидроцилиндра рукояти. Верхняя часть стрелы может шарнирно соединяться с рукоятью.

Балка стрелы выполнена в виде короба 10, закрытого сверху листами 8 и 9. Для придания необходимой жесткости через определенные промежутки по длине балки установлены диафрагмы 3, которые с одной стороны приварены к коробу 10, а с другой — к уголкам 4, установленным поперек сечения. Стрела соединена с рукоятью пальцем с помощью проушины 5.

Рукоять также представляет собой сварную металлоконструкцию типа полой балки с приваренными к ней кронштейнами. Для соединения со стрелой на рукояти предусмотрены две проушины. В случае установки рукояти так, как показано на рис. 87, о, копание будет производиться с минимальным радиусом. Если соединить рукоять со стрелой через вторую проушину, то радиус копания будет увеличен на 0,5 м. К середине рукояти приварен кронштейн с тремя отверстиями, предназначенными для изменения точки крепления штока гидроцилиндра рукояти, что в свою очередь приводит к изменению высоты копания и выгрузки грунта.

Неповоротный ковш (рис. 89, а) прямой лопаты экскаватора ЭО-4121 предназначен для тяжелых работ и представляет собой комбинированную конструкцию из литых и сварных деталей. Ковш состоит из корпуса 7, днища 2 и сменных зубьев 5. Передняя стенка корпуса ковша — литая. Задние и боковые стенки сверху и снизу усилены поясами. К задней стенке приварены проушины для крепления с помощью осей 6 и 7, тяги 3 и петель днища 2. Зубья 5 заканчиваются сужающимся хвостовиком, который входит в гнездо козырька передней стенки. От выпадения из гнезда зуб удерживается шплинтом. Во время замены изношенного зуба шплинт удаляют.

Рычаг 10 (рис. 89, б) механизма открывания днища этого ковша одним концом установлен шарнирно на оси 12 вращения днища ковша, другим соединен с цепью 9. Гидроцилиндр 11 проушиной корпуса цилиндра соединен шарнирно с рукоятью, а проушиной штока — с рычагом 10. При открывании днища ковша шток гидроцилиндра 77 втягивается и через

рычаг 10 и цепь 9 выдергивает защелку 8. Открывается днище под действием тяжести грунта, закрывается принудительно при движении штока 15 в результате действия упора 13 рычага на упор 14 днища.

87 Прямая лопата экскаватора ЭО-4121 с неповоротным (а) и поворотным (б) ковшом:
1 — стрела, 2 — рукоять, 3 — тяга, 4 — зуб ковша, 5 — ковш, 6 — петля днища ковша, 7—10 — гидроцилиндры; I—II — положения ковша при копании

88 Стрела прямой лопаты экскаватора ЭО-4121:
1 — пята, 2 и 3 — диафрагмы, 4 — уголок, 5 — проушина, 6 и 7 — верхний и нижний кронштейны, 8 и 9 — листы, 10 — короб

89 Неповоротный ковш прямой лопаты (а) и механизм открывания его днища (6): 1 — корпус, 2 — днище, 3 — тяга, 4 — рукоять, 5 — зуб, 6 — ось крепления рукояти, 7 — ось петель днища, 8 — пружинная защелка, 9 — цепь, 10 — рычаг, 11 — гидроцилиндр, 12 — ось, 13 — упор рычага, 14 — упор днища, 15 — шток защелки

Предыдущие статьи