Тема 4 Приводы строительных машин

Источником механической энергии, необходимой для работы машины, служит силовая установка. Строительные машины по признаку обеспечение их делят на две группы:

- с автономной силовой установкой;

- работающие от внешнего источника энергии.

В автономной силовой установке приводом служит  электродвигатель переменного или постоянного тока. Обычно в электроприводах используют асинхронные электродвигатели  трехфазного тока частотой 60Гц с короткозамкнутым ротором. Их применяют в машинах и механизмах с длительно – непрерывным режимом работы (конвейеры, питатели). Для привода машин с поворотно-кратковременным режимом работы (строительных кранов, карьерных экскаваторов) применяют асинхронные электродвигатели с большой перегрузочной способностью – короткозамкнутые и с контактными кольцами.

Для привода ручных электромашин применяют встроенные асинхронные коллекторные электродвигатели однофазного и трехфазного тока, мощностью 0,6кВт. Для управления электроприводом строительных машин применяют различную пускорегулирующую и защитную аппаратуру (пакетные включатели с переключателями, автоматические выключатели, тепловые реле).

Преимущества электропривода – высокий КПД (до98%), постоянная готовность к работе независимо от температуры окружающего воздуха, высокая надежность, простота сопряжения с другими агрегатами, легкий пуск, реверсирование и остановка. Удельная мощность (на единицу массы) электродвигателей от 0.027…до 0.095кВт/кг (на порядок ниже, чем у двигателей внутреннего сгорания).

В качестве привода самоходных машин применяют приводы от внешнего источника энергии – от двигателей внутреннего сгорания (дизельный и карбюраторный двигатели). Достоинствами их являются: независимость от внешнего источника энергии, постоянная готовность к работе, и небольшая масса, приходящаяся на единицу мощности.

К недостаткам двигателей внутреннего сгорания относятся: невозможность реверсирования (изменение направления вращения вала) и значительного изменения величины крутящего момента без применения сложных дополнительных механизмов реверса, сравнительно малый срок службы, недопускание перегрузок, т. к. двигатели внутреннего сгорания не могут создавать вращающий момент больше номинального.

Рекомендуемые материалы

           Карбюраторными двигателями оснащают в основном строительные машины, монтируемые на базе грузовых автомобилей.

            Дизели применяют чаще, чем карбюраторные двигатели, т. к. они более экономичны, КПД их выше: 0,3…0,4 (против 0,2...0,3 у карбюраторных) расход топлива на 40% ниже, чем у карбюраторных двигателей.

В двигателях внутреннего сгорания тепловая энергия топлива преобразуется в пределах 18- -37% в механическую энергию. В состав двигателя внутреннего сгорания входят: шатунно-кривошипный механизм, распределительный механизм, система питания, система смазки, система охлаждения.

Гидравлический привод в строительных машинах применяют для приведения в действие механизмов машины и их рабочих органов, для включения и выключения отдельных механизмов.

Гидравлический привод состоит из приводящего двигателя – энергоустановки (дизеля электродвигателя) и гидравлической передачи – устройства, преобразующего движение двигателей в движение рабочего органа машины.

Преимущества гидропривода:

1 возможность создания больших передаточных отношений между скоростями энергетической установки и исполнительными органами машины;

2 удобство управления;

3 простота кинематических устройств для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот;

4 возможность легкого привода энергии от насоса к любому исполнительному органу машины;

5 возможность широкой стандартизации и унификации сборочных единиц электропривода;

6 небольшая масса и габариты электропривода.

Недостатки: надежность работы зависит от чистоты масла, его сорта, состояния фильтров, плотности соединений трубопроводов, уплотнений вращающихся соединений.

Пневматический привод – применяют для приведения в движение рабочего органа в ручных пневмомашинах (перфораторах, отбойных молотках), в пневмотолкателях системы управления машин, тормозных устройствах, в смесительных машинах и др.

Пневмопривод состоит из компрессорной установки, системы воздуховодов и пневматических двигателей, пневмоцилиндров и пневмокамер.

Достоинства: дешевизна, простота конструкций, экологическая чистота.

Недостатки: громоздкость, небольшой КПД.

Ручной привод – применяется в ограниченных случаях в основном в устройствах управления машиной и для привода небольших грузоподъемных машин (ручных лебедок, домкратов и

т. д.)

Комбинированный привод – привод, основанный на объединении в рамках одной машины различных типов приводов. Например: дизель – электрический привод.    

Энергия от двигателя передается к устройству – потребителю. Механизм, передающий энергию двигателя к удаленному от него устройству – потребителю называется силовой трансмиссией.

В зависимости от способа передачи энергии классификация трансмиссий дана на рисунке 5

                                              Рисунок 5– Силовые трансмиссии

Общий КПД машины оценивается отношением мощности, развиваемой выходным элементом трансмиссии, к мощности, подаваемой на ее входной элемент.

                                                     η = Nвых / Nвх ,                                                                       (19)

где    η – КПД;

          Nвых – мощность на выходном элементе трансмиссии;

Лекция "Травмы рогов" также может быть Вам полезна.

           Nвх – мощность, подаваемая на входной элемент трансмиссии.

Кроме передачи энергии от двигателя к движителю машины силовые трансмиссии снабжают энергией и рабочее оборудование машины. Рабочее оборудование состоит  из рабочего органа и деталей и узлов, обеспечивающих его ориентацию в пространстве. Оно создается с учетом функционального назначения и конструктивных особенностей базового шасси и включает в себя агрегаты, узлы и механизмы, обеспечивающие эффективную работу машины. Рабочий орган взаимодействует со средой, для обработки которой создана машина, а соединительные и крепежные элементы обеспечивают его конструктивную связь с шасси.

По результату взаимодействию с обрабатываемым материалом рабочие органы делят на пять групп (рисунок 6)

 Рисунок 6 –Рабочие органы строительных машин