Строительные машины и основы автоматизации

ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Ходовое оборудование предназначено для передачи на опорную поверхность (грунт, дорожное покрытие, рельсы) веса машины и внешних нагрузок, действующих на нее при работе, передвижения ма­шины на рабочих (при выполнении рабочего процесса) и транспорт­ных скоростях, а также стопорения машины при работе. Ходовое оборудование включает гусеничное, пневмоколесное, гусенично-ко - лесное или рельсовое ходовое устройство и механизмы для его приво­да. Каждое ходовое устройство состоит из движителя и подвески. Движитель находится в постоянном контакте (сцеплении) с опорной поверхностью и обеспечивает поступательное движение машины. Подвеска соединяет движитель с опорной рамой машины и выполня­ется жесткой у тихоходных машин, полужесткой и упругой — у быст­роходных. Самоходные строительные машины монтируют на базе серийных грузовых автомобилей, колесных и гусеничных тракторов, пневмоколесных тягачей и специальных гусеничных и пневмоколес - ных шасси с приводом от общей трансмиссии машины или от индиви­дуальных электрических и гидравлических двигателей. Специальные шасси современных строительных машин унифицированы.

Пневмоколесное ходовое оборудование обеспечивает машинам ма­невренность, мобильность, высокие скорости (до 60...70 км/ч) и плав­ность передвижения. Пневмоколесный движитель состоит из ведомых и ведущих (приводных) колес, вращательное движение которых преобра­зуется в поступательное движение машины. У большинства строитель­ных машин все колеса — ведущие. Количество колес зависит от допускаемой на каждое колесо нагрузки, условий и режимов работы машины, требуемых скоростей ее движения. Ходовые устройства строительных машин имеют обычно от 4 до 8 одинаковых взаимозаме­няемых колес. Основным элементом каждого пневмоколеса является накачанная воздухом упругая резиновая шина, смонтированная на о бо­де. Шины могут быть камерными и бескамерными. В камерных шинах (рис. 1.39, а) воздух накачивается в камеру 3, в бескамерных (рис. 1.39 б) — между герметично соединенными покрышкой 2 и ободом 4.

Взаимодействующий с дорогой протектор 1 шин может иметь мелкий рисунок для дорог с твердым покрытием и крупный — для грунтовых дорог (рис. 1.39, в). Для повышения проходимости машин, работающих и передвигающихся по грунтам с пониженной несущей способностью, применяют шины с большой опорной поверхностью — широкопро­фильные и арочные (рис. 1.39, г). Такие шины имеют высокие грунтоза - цепы, их удельное давление на грунт не превышает 0,05...0,14 МПа. Многие машины оборудуют устройствами для регулирования давле­ния в шинах из кабины машиниста (каждой в отдельности или всех вме­сте) в зависимости от условий работы и передвижения машины. С уменьшением давления в шинах до 0,05...0,08 МПа увеличивается площадь контакта их с грунтом и соответственно уменьшается удель­ное давление на грунт и повышается проходимость машины; наряду с этим растут сопротивление движению машины и интенсивность износа шин. При движении в хороших дорожных условиях давление в шинах повышают до 0,5...0,7 МПа.

На пневмоколеса опираются приводные (ведущие) и непривод­ные мосты, соединяемые с рамой машины жесткой, балансирной или упругой подвеской. Общее количество мостов обычно не пре­вышает трех. Наиболее нагруженные мосты имеют сдвоенные пнев­моколеса. Направление движения машины меняется путем поворота управляемых колес, поворотом мостов с колесами в плане, обеспе­чением различной скорости движения правых и левых колес и т. п. Привод ведущих колес может быть общим от механической транс­миссии машины, от самостоятельного ходового электродвигателя или низкомоментного гидромотора через систему передач и валов, а также индивидуальным от приводных ступичных блоков, встроен­ных в ступицу каждого колеса (мотор-колеса) и включающих элек­тродвигатель или гидромотор, планетарный редуктор и тормоз. Скорость машины с мотор-колесами можно плавно регулировать в широком диапазоне в зависимости от дорожных условий и дейст­вующих на нее нагрузок. Каждое мотор-колесо может быть пово­ротным, за счет чего улучшается маневренность машины. Для раз­грузки ходовых устройств строительных экскаваторов, стреловых самоходных кранов, бурильных и других машин при работе приме­няют выносные опоры-аутригеры. Масса пневмоколесных ходовых устройств составляет 10... 12% общей массы машины.

Гусеничное ходовое оборудование характеризуется хоро­шим сцеплением с грунтом, высокой тяговой способностью, боль­шой опорной поверхностью, низким удельным давлением на грунт (0,04...0,1 МПа), определяющими в комплексе его высокую прохо­димость, и применяется в машинах, передвигающихся в условиях плохих дорог и бездорожья. Недостатки гусеничного оборудова­ния — тихоходность (не более 10...12 км/ч), сравнительно большая масса (30...40% от массы машины), сложность конструкции. Гусе­ничные машины обычно обслуживают объекты с большими объема­ми работ. Для транспортирования их с одного объекта на другой применяют пневмоколесные прицепы-тяжеловозы (трайлеры). В го­родском строительстве используют машины с двухгусеничным хо­довым оборудованием. Гусеничный движитель (рис. 1.40, а) состоит из гусеничной ленты (цепи 2 в виде шарнирно соединенных между собой звеньев (пластин, траков), огибающей приводное 1 и направ­ляющее (натяжное) 9 колеса. Последние установлены на концах ра­мы 7. Нагрузки от машины передаются на нижнюю ветвь гусенич­ной ленты через движущиеся по ней опорные катки 6. Холостую верхнюю ветвь гусеницы поддерживают и предохраняют от прови­сания ролики 3. Натяжение гусеничной ленты регулируют винто­вым натяжным устройством 8, перемещающим натяжное колесо 9. Для машин, работающих и передвигающихся на слабых, переувлаж­ненных и заболоченных грунтах, применяют уширенно-удлиненные движители с увеличенной опорной поверхностью гусениц и удель­ным давлением на грунт 0,02...0,03 МПа.

По приспособляемости к неровностям опорной поверхности различают мягкие и полужесткие движители. У жестких движите­лей опорные катки соединяются непосредственно с рамой (см. рис. 1.40, а), у мягких — через пружины и рессоры. При полужесткой подвеске жесткие движители крепятся к раме машины шарнирно од­ним концом и через упругие элементы — другим. Скорость движения машин с жесткой подвеской 5...8 км/ч. Рамы жестких движителей строительных экскаваторов, стреловых самоходных кранов, погруз-

чиков и других машин жестко соединены между собой поперечными балками, на которые опирается ходовая рама 5, несущая опорно-по­воротный круг 4 и воспринимающая вес и внешние нагрузки маши­ны. Привод ведущего колеса каждой гусеницы может быть общим (рис. 1.40, б, в) от электродвигателя или двигателя внутреннего сгора­ния через систему передач, а также раздельным (индивидуальным) — от электродвигателя (рис. 1.40, г) или низкомоментного гидромотора через редуктор. Автоматические и управляемые тормоза привода гу­сениц обеспечивают торможение, остановку и маневрирование ма­шины. Движение по кривой достигается притормаживанием одной из гусениц, а разворот — движением гусениц в противоположные еп> роны или полным торможением одной из гусениц.

Рельсовое ходовое оборудование имеет башенные, козло­вые, мостовые и специальные стреловые самоходные краны, элск - тротали — тельферы, сваебойные .установки и др. (рис. 1.41). Оно характеризуется простотой конструкции, небольшими сопротивле­ниями передвижению, а также малыми маневренностью и скоро­стью передвижения. Основными элементами рельсового ходового устройства являются размещаемые на рельсах стальные колеса с гладким ободом с одной или двумя ребордами. Привод ведущих ко­лес может быть общим от электродвигателя или двигателя внутрен­него сгорания через систему валов и передач и индивидуального электродвигателя через редуктор. Приводы оборудуют управляемы­ми и автоматическими тормозами. Одно или несколько колес с об-

щей рамой, двигателем, редуктором и тормозом образуют привод­ную ходовую тележку. Количество колес в тележке определяется действующей нагрузкой. Приводные и неприводные (без привода) ходовые тележки кранов шарнирно соединяются с опорной рамой и оборудуются противоугонными клещевыми захватами.

Многие строительные машины (стреловые краны, строительные экскаваторы, погрузчики и др.) имеют поворотное в плане рабочее оборудование, установленное, как правило, на поворотной платфор­ме. Платформа опирается на раму ходового устройства через о п о р - н о-п оворотный круг (ОПК) и поворачивается в плане пово­ротным механизмом. Широко применяются унифицированные роли­ковые ОПК. Их составными частями являются (рис. 1.42, а): наружные подвижные кольца 2 и 3, скрепленные болтами, ролики 1, используе­мые в качестве тел качения, и внутреннее неподвижное кольцо 5 с зуб­чатым венцом 6. Кольца 2 и 3 жестко крепятся к поворотной платформе, а кольцо 5 — к раме ходового устройства. Расположенные между кольцами ролики имеют взаимно перпендикулярные оси (рис. 1.42, б) и наклонены к вертикали под углом 30 или 60°, в результате че­го половина их, катящаяся по дорожкам В, воспринимает опорные на­грузки, а другая половина, катящаяся по дорожкам Г, — отрывные, удерживая поворотную платформу от опрокидывания.

Роликовые ОПК выпускают одно - и двухрядными, с внутренним и наружным зубчатым венцом. В постоянном зацеплении с зуб­чатым венцом ОПК находится ведущая (обегающая) шестерня по­воротного механизма, которая обегает венец, поворачивая плат­форму. Поворотный механизм располагается на поворотной платформе. У машин с электрическим, гидравлическим и комбини­рованным приводом поворотный механизм включает зубчатый или червячный редуктор с обегающей шестерней на выходном валу, ин­дивидуальный приводной электродвигатель или низкомоментный гидромотор и тормозное устройство. При использовании высоко - моментного гидромотора редуктор отсутствует, а обегающая шес­терня крепится непосредственно на валу гидромотора. У машин с механическим приводом поворотный механизм (редуктор с обегаю­щей шестерней и тормозом) приводится в действие от общей транс­миссии машины. Тормоза поворотных механизмов могут быть управляемыми и автоматическими.