6.2. Одноковшовые экскаваторы
6. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ТИПОВЫХ ГИДРОПРИВОДОВ
Одноковшовые экскаваторы представляют собой самоходную машину на пневмоколесном или гусеничном ходу с поворотным в горизонтальной плоскости рабочим оборудованием ковшового типа, предназначенного для копания и разгрузки набранного грунта в транспортные средства или отвал. При выполнении рабочих операций машина стоит на месте.
Одноковшовые экскаваторы могут быть неполноповоротными и полноповоротными. Оба типа экскаваторов оснащаются большим числом сменного рабочего оборудования и различными видами рабочих органов.
Навесные одноковшовые экскаваторы на базе тракторов предназначены для выполнения земляных и погрузочно-разгрузочных работ на мелких объектах строительства и в сельском хозяйстве.
С помощью гидропривода осуществляется движение стрелы, рукояти, ковша и поворот рабочего оборудования, установка выносных опор и подъем-опускание бульдозерного отвала, который устанавливается на этой же машине.
Принципиальная гидросхема гидропривода навесного одноковшового экскаватора приведена на рис. 6.2. Насосы 1 и 2 по раздельным гидролиниям нагнетают рабочую жидкость из гидробака 17 в четырехзолотниковый гидрораспределитель 4.
От насоса большей производительности 2 через первые три золотника гидрораспределителя 4 рабочая жидкость подводится к гидроцилиндрам ковша 5, рукояти 6 и стрелы 7. От насоса 1 рабочая жидкость подводится к третьему и четвертому золотникам гидрораспределителя 4, которые управляют гидроцилиндрами стрелы 7 и поворота 11.
Конструкция гидрораспределителя 4 позволяет при включении одного третьего золотника подавать в гидроцилиндр 7 стрелы поток от обоих насосов, а при одновременном включении двух золотников обеспечивает независимые движения с приводом от разных насосов следующих исполнительных органов: ковша и поворота, рукояти и поворота, стрелы и поворота, ковша и стрелы, рукояти и стрелы.
Рис. 6.2. Принципиальная гидравлическая схема одноковшового
навесного экскаватора
Ускоренное движение стрелы и указанные совмещения движений исполнительных органов сокращают рабочий цикл экскаватора и увеличивают его производительность.
Для предохранения насосов и всей гидросистемы от перегрузок в гидрораспределителе 4 установлены предохранительные клапаны.
Между поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра стрелы 7 установлен блок перепускных клапанов 8, который позволяет перепускать рабочую жидкость из поршневой полости в штоковую и на слив при чрезмерных нагрузках на гидроцилиндре стрелы. Такие нагрузки могут возникнуть при движении рукояти и ковша.
Блок перепускных клапанов 9 перепускает рабочую жидкость из одной гидролинии гидроцилиндров поворота в другую и предохраняет их от динамических нагрузок в момент разгона и торможения поворота экскавационного оборудования. Кроме этого в поршневых полостях гидроцилиндров поворота 11 предусмотрены демпфирующие устройства, снижающие скорость перемещения в конце хода штоков гидроцилиндров.
В гидроцилиндрах поворота рабочими являются поршневые полости, а штоковые полости соединены между собой. Для исключения рассогласования работы гидроцилиндров поворота из-за перетечек рабочей жидкости из штоковых полостей в поршневые осуществляется подпитка этих поршневых полостей через обратный клапан 10 от гидролинии привода гидроцилиндра рукояти 6 при его работе.
При нейтральном положении третьего и четвертого золотников гидрораспределителя 4 поток рабочей жидкости от насоса 1 через гидрораспределитель 4 поступает в трехзолотниковый гидрораспределитель 14, который управляет движениями гидроцилиндров отвала бульдозера 12 и выносных опор 13.
Для контроля за работой гидросистемы на напорной гидролинии насосов 1 и 2 установлены манометры 3.
На сливной гидролинии гидросистемы установлен фильтр 16 со встроенным переливным клапаном. О степени загрязнения фильтра, повышении его сопротивления и необходимости очистки или замены фильтра можно судить по показаниям манометра 15. Контроль за температурой рабочей жидкости в гидробаке 17 экскаватора осуществляется с помощью датчика давления 18.
Принципиальные гидравлические схемы экскаваторов приведены на рис. 6.3, рис. 6.5, навесного универсального манипулятора ЛВ-184 – на рис. 6.4.
Рис. 6.3. Гидравлическая схема экскаватора ЭО-2621В:
1 – гидробак; 2 – гидрораспределитель гидросистемы трактора;
3, 4 – шестеренные насосы; 5 – предохранительные клапаны;
6 – гидроцилиндры поворота; 7 – обратный клапан;
8 – гидроцилиндр бульдозера; 9 – гидроцилиндр ковша;
10 – гидроцилиндр левого опорного башмака; 11 – разгрузочный клапан;
12 – гидроцилиндр стрелы; 13 – дроссель с обратным клапаном;
14 – гидроцилиндры рукояти; 15 – гидроцилиндр правого опорного башмака;
16, 17 – гидрораспределители
Рис. 6.4. Гидравлическая схема манипулятора ЛВ-184:
1 – фильтры; 2 – насос; 3 – делитель потока; 4, 11 – распределитель;
5 – блок клапанов; 6 – гидроцилиндр опорно-поворотного устройства для ЛВ-184;
7 – гидроцилиндр рабочего органа; 8 – гидроцилиндр рукояти;
9 – механизм поворота; 10 – гидроцилиндр стрелы
Пример принципиальной гидравлической схемы одноковшового универсального экскаватора приведен на рис. 6.5.
В гидросистеме установлен сдвоенный регулируемый насос 2 с встроенным регулятором мощности. Регулятор автоматически изменяет производительность насоса в зависимости от давления в гидросистеме, т.е. от внешней нагрузки. Так, с увеличением внешней нагрузки скорость рабочих органов уменьшается, а с уменьшением внешней нагрузки увеличивается. При этом развиваемая насосом мощность будет постоянной.
От первой секции насоса рабочая жидкость поступает в трехзолотниковый секционный гидрораспределитель 4, который управляет движением гидроцилиндра выносных опор 7, гидромотора поворота платформы 8 и гидромотора хода 9. В напорную секцию распределителя встроен предохранительный клапан. Поршневая полость гидроцилиндра 7 при нейтральном положении золотника запирается гидрозамком 6, что исключает опускание машины при копании из-за утечек рабочей жидкости на слив через зазоры в золотниковой паре распределителя. К секциям распределителя, управляющих гидромоторами 8 и 9, прифланцованы блоки клапанов 5, включающие два переливных и два обратных клапана. Переливные клапаны обеспечивают плавность в начале и конце движения за счет перепуска части рабочей жидкости из напорной полости гидромотора в сливную. Через обратные клапаны осуществляется подпитка гидромоторов из сливной полости гидросистемы.
От второй секции насоса 2 рабочая жидкость поступает в четырехзолотниковый секционный гидрораспределитель 13, который управляет движением второго гидромотора хода 9, гидроцилиндров стрелы 10, ковша 11 и рукояти 12. При нейтральном положении всех золотников гидрораспределителя 4 рабочая жидкость от первой секции насоса 2 проходит через этот распределитель и поступает в гидрораспределитель 13. Таким образом, скорости движения рабочих органов, управляемых гидрораспределителем 13, соответствуют суммарной производительности обеих секций насоса 2.
В напорной секции гидрораспределителя 13 установлен предохранительный клапан. Между третьей и четвертой золотниковыми секциями гидрораспределителя 13 установлена дополнительная промежуточная секция, обеспечивающая при одновременном включении последовательное соединение и совмещение движений рукояти и ковша, рукояти и стрелы. Кроме этого, питание каждого распределителя от своей секции насоса обеспечивает совмещение движений рукояти, стрелы и ковша с поворотом платформы.
Рис.6.5. Принципиальная гидравлическая схема универсального
одноковшового экскаватора
Представленная схема обеспечивает одновременное совмещение до трех движений рабочих органов экскаватора: рукояти, стрелы и поворота ковша или поворота платформы. Указанные совмещения движений обеспечивают минимальный цикл и максимальную производительность машины.
К золотниковым секциям гидрораспределителя 13, управляющего движением хода, стрелы и рукояти, прифланцованы блоки клапанов 5. Они не только обеспечивают плавность в начале и конце движений, но и позволяют перепускать рабочую жидкость из одной полости в другую при чрезмерных внешних нагрузках. Такие нагрузки могут, например, возникать в запертых гидроцилиндрах стрелы и рукояти при движении ковша.
Регулирование скоростей движений всех исполнительных органов осуществляется дросселированием потока в каналах гидрораспределителей при перемещении их золотников.
На сливной гидролинии гидросистемы установлен маслоохладитель 16 и двухпозиционный гидрораспределитель 15, позволяющий при низкой температуре рабочей жидкости направлять рабочую жидкость в бак 1, минуя маслоохладитель. Контроль за температурой рабочей жидкости осуществляется по термометру 20. На сливной же гидролинии установлен фильтр 18 с переливным клапаном. О степени засорения фильтра и необходимости его замены или очистки можно судить по показаниям манометра 17.
Рабочая жидкость в гидросистему заправляется от вспомогательного насоса 14 через фильтр тонкой очистки 19. Контроль за давлением на напорных гидролиниях насоса 2 осуществляется манометрами 3.
Рис. 6.6. Общий вид экскаватора ЭО-2621В:
1 – топливный бак; 2 – трактор; 3 – бак для рабочей жидкости; 4 – сиденье машиниста;
5 – гидроцилиндр стрелы; 6 – гидроцилиндр рукояти; 7 – стрела;
8 – рукоять; 9 – гидроцилиндр ковша; 10 – ковш; 11 – опорный башмак;
12 – поворотная колонка; 13 – гидрораспределитель; 14 – гидронасос;
15 – гидроцилиндр поворота колонки; 16 – обвязочная рама;
17 – соединительные трубопроводы; 18 – гидроцилиндр бульдозера; 19 – бульдозер
Рис. 6.7. Общий вид экскаватора ЭО-3322:
1 – выносная опора; 2 – силовая установка; 3 – гидробак;
4 – поворотная платформа; 5 – опорно-поворотное устройство; 6 – топливный бак;
7 – кабина с пультом упраления; 8 – базовая часть стрелы;
9 – головная часть стрелы; 10, 12, 15 – гидроцилиндры;
11 – рукоять; 13 – ковш обратной лопаты; 14 – бульдозерный отвал
Рис. 6.8. Общий вид манипулятора ЛВ-184:
1 – опорно-поворотное устройство; 2 – стрела; 3 – коромысло; 4 – шатун;
5 – рукоять с удлинителем (для типа МК); 6 – рукоять (для типа МШ); 7 – рабочий орган;
8 – кронштейн; 9 – механизм поворота; 10 – гидроцилиндр рукояти;
11 – гидроцилиндр стрелы; 12 – гидрооборудование
Рис. 6.9. Общий вид автомобильного крана КС-5571