Строительные машины и оборудование, справочник






Системы управления землеройных машин


Категория:
   Землеройно-транспортные машины


Системы управления землеройных машин

Системы управления современных землеройно-транспортных машин должны давать возможность эксплуатировать силовую установку на оптимальных режимах.

Системы управления и автоматики предохраняют машину от аварий и поломок в случае грубых ошибок машиниста или непредвиденных условий работы.

Управление силовой установкой и машиной в целом требует регулирования нескольких параметров, очень часто связанных между собой.



Чтобы уменьшить число рукоятей, органы управления отдельными механизмами объединяют.

Такие агрегаты представляют собой центральные посты управления и включают ряд механизмов управления, кинематически связанных между собой. Несмотря на большие достоинства автоматики в системах связи и блокировки управления отдельными параметрами, следует помнить, что автоматам свойственны такие недостатки, как инертность, некоторая нечувствительность и неустойчивость.

Независимо от вида управления к стенду управления и к кабине машиниста предъявляются особые требования. Существенное значение имеет посадка машиниста, возможность регулировать положение сидения относительно рукоятей рычагов и педалей в соответствии с ростом машиниста, комфортабельность сидения и кабины в целом, величина углов обозрения, взаимное расположение рычагов и педалей, величина хода рукоятей управления и усилий для их перемещения, а также направление хода рычагов. Большое значение имеет также очистка стекол кабины от пыли, снега и льда, обогрев кабины, вентиляция и охлаждение, герметизация в целях защиты от температурных изменений и3шума и применение кондиционирования воздуха.

Рукояти рычагов или кнопки управления должны быть расположены так, чтобы наиболее часто включаемые рукояти были расположены ближе к правой руке машиниста. Рукояти вспомогательных рычагов должны быть расположены так, чтобы не мешать переносу руки от одной рукояти к другой.

Направление движения рукояти по возможности должно совпадать с управляемым ею движением механизма машины. Если ход рукояти перпендикулярен движению исполнительного механизма, то обычно движение «на себя» соответствует подъему или повороту вправо исполнительного органа и наоборот.

Чаще всего движение рычагов и педалей производится в продольной вертикальной плоскости (боковые движения больше утомляют машиниста). Применяются также рычаги с двумя степенями свободы, управляющие двумя движениями, что позволяет сократить число рычагов.

Движения, не требующие плавности включения, управляются кнопками или собачками, устанавливаемыми на основной рукояти того движения, которое непосредственно связано с включением кнопки или собачки.

Почти на всех землеройно-транспортных машинах имеются приводы управления ходовой частью, узлами трансмиссии, рабочим оборудованием и другими элементами машины. Различают приводы непосредственного действия и приводы управления с усилителями (сервоприводы).

Приводы непосредственного действия

В таких приводах управление производится только под действием усилия, которое может приложить машинист к рычагам или педалям, включающим тот или иной механизм.

На некоторых машинах, например бульдозерах, при тяжелых условиях работы приходится делать за один цикл до 14 включений, т. е. за 1 ч до 600 включений. При обычной работе бульдозера малой мощности число включений в 1 ч достигает 1000.

Приводы непосредственного действия делаются такими, чтобы усилие на рычагах не превышало 40 н при ходе не более 0,25 м, а поворот рукоятей — не менее 35°, усилие на педалях не более 80 н при ходе не более 0,20 м и угле поворота, не превышающем 60°.

Если усилие на рычагах не превышает 15 н и ход меньше 0,12 м, машинист не может регулировать плавность включения. При малых усилиях необходимо устанавливать кнопочное управление автоматическим регулированием включения и выключения или автоматическое программное управление также с автоматическим изменением силы включения.

Приводы управления непосредственного действия могут быть механическими и гидравлическими.

Ход педали Sn определяется как разность между общим ходом педали и ее холостым ходом, величина которого зависит от зазоров в отдельных звеньях привода управления и может достигать 5% от общего хода. В существующих конструкциях машин iM = 254-40.

На рис. 43, с показана схема механического управления непосредственного действия, на рис. 43, б — гидравлического.

Давление в напорном цилиндре Б (рис. 43, б) создается педалью А, которая приводит во вращение кулачок, нажимающий на шток поршня. Жидкость из цилиндра Б по трубопроводу поступает в цилиндр В и перемещает рычаг Г, с помощью которого осуществляется натяжение тормозной ленты, а следовательно, и торможение.

Чтобы поддерживать торможение при такой системе управления, необходимо все время ногу держать на педали. Как только отпадает необходимость в торможении, нагрузка на педаль А снимается и под действием пружины Д поршень цилиндра В выжимает масло обратно в цилиндр Б.

Такая система называется замкнутой. Работает она только при отсутствии потерь масла, которые могут возникнуть из-за изношенности манжет, течи в трубопроводах и т. д., так как в результате потерь появляются большие мертвые хода.

Чтобы пополнять масло в системе, цилиндр Б соединен с резервуаром Е. Отверстие, соединяющее трубопровод резервуара с цилиндром, закрывается при незначительном перемещении педали Л.

Рассмотренная система управления является комбинированной, состоящей из механической и гидравлической передач.

Если управление напорным цилиндром осуществляется через штурвал, то такая система управления позволяет держать включенным механизм длительное время, даже при значительных усилиях, необходимых для включения. Примером такого привода может служить управление поворотом передних колес экскаватора Э-302. В этом механизме масло из первого цилиндра выжимается вращением рулевого колеса, которое машинист может удерживать в требуемом положении нужное время, не прикладывая больших усилий.

Приводы с усилителями (сервоприводы)

В сервоприводах используется посторонний источник энергии (электрический, гидравлический, пневматический или механический). Роль машиниста обычно сводится только к включению системы управления.

Системы управления с усилителями гидравлического действия

В рассматриваемой схеме обычно устанавливается предохранительный клапан 8, который ограничивает величину давления в системе.

Если давление превышает расчетное, то масло из линии нагнетания через редукционный клапан возвращается в линию всасывания.

В существующих системах управления применяются насосы, которые могут развивать давление от 3000 до 30 000 кн/м2 (30— 300 кГ/смг). Особенность таких систем та, что они не могут перемещать шток гидроцилиндра по заданному закону. Рабочей. рукояти, которая управляет золотником, не передаются усилия, возникающие в силовой части системы управления. Следовательно, машинист не чувствует и не может оценить, какие усилия возникают в механизме, который подвергается регулированию.

В такой системе при подаче масла через золотниковое устройство в цилиндр сервомотора начинается пер-мещение штока сервомотора, преодолевающего рабочее сопротивление. Рычаг, управляющий золотником, соединен со штоком штангами так, что при перемещении штока в одном направлении золотник перемещается в обратном направлении, перекрывая отверстие подачи масла в цилиндр сервомотора, которое было открыто машинистом.

Рис. 44. Принципиальная схема следящей системы

Рис. 45. Схема рулевого управления со следящей гидравлической системой

Следовательно, золотник все время «следит» за движением сервопоршня. Такая система называется следящей. Система рычагов, связывающая шток сервопоршня с осью золотника, называется обратной связью.

Пример применения следящей системы для управления рулевым механизмом показан на рис. 45.

При вращении штурвала золотник, перемещаясь, открывает отверстие подачи масла в цилиндр, в результате чего поршень начинает двигаться вместе со штоком, на конце которого закреплена рейка. При своем движении рейка повора

чивает зубчатый сектор, в свою очередь, поворачивающий рулевую сошку, соединенную с продольной рулевой тягой. Одновременно при повороте сектора штурвал возвращается в исходное положение, в результате чего прекращается доступ масла в цилиндр. Следовательно, чтобы перемещать ось рулевой тяги, необходимо все время вращать штурвал, что делает чувствительным этот механизм.

Система управления с усилителями пневматического действия

Для управления многими механизмами строительных машин применяются пневматические системы управления (рис. 46). В таких системах компрессор приводится в действие от коробки отбора мощности и подает воздух в ресивер. На пути к ресиверу устанавливается редукционный клапан и влагомаслоотдели-тель. Из ресивера воздух через распределитель подается к пнев-мосервомотору. В описываемой схеме он представляет собой камеру с диафрагмой, которая передает усилие на управляемую часть механизма.

Рис. 46. Принципиальная схема пневматического управления:
1 — компрессор, 2 — предохранительный клапан, 3 — масловлагоотделитель, 4 — манометр, 5 — ресивер, 6 — распределитель, 7 — пневматический цилиндр, S — камера с диафрагмой

Пневматические системы управления отличаются высокой плавностью включения, простотой регулировки, надежностью Действия; утечки воздуха не отражаются на качестве работы системы.

Обычно эти системы работают на давлении 600—700 кн/м2, в то время как в гидравлических системах рабочие давления достигают иногда 30 000 кн/м2, вследствие чего исполнительные органы в пневматических системах имеют значительные габаритные размеры, что является их недостатком.

Рис. 47. Схема пневматического управления с помощью пневмокамерной муфты:
1 — патрубок подачи сжатого воздуха, 2 —клапанная коробка, 3 — клапан быстрого оттормаживания, 4 — камера с диафрагмой, 5 — шток, передающий усилие тормозной системы лебедки, 6 — пневмокамерная мубта

11. Начертите кривые мягкой и жесткой характеристик.
12. Напишите зависимости для определения коэффициента запаса крутящего момента и коэффициента приспособляемости.
13. Что такое перегрузочная способность двигателя и как она определяется?
14. Начертите зависимости мощности, крутящего момента и расхода горючего от числа оборотов двигателя.
15. Что такое трансмиссия и какие существуют типы трансмиссий.
16. Напишите зависимость для определения мощности объемного гидропривода.
17. Напишите зависимости для определения передаточного отношения и к. п. д. гидротрансформатора.
18. Перечислите движители землеройно-транспортных машин.
19. Что такое сила тяги по двигателю и сила тяги по сцеплению?
20. Напишите зависимости для определения силы тяги по сцеплению и по двигателю.
21. Какие Вы знаете системы управления?
22. Начертите схему управления непосредственного действия, а также с гидравлическими и пневматическими усилителями.
23. Начертите схему управления со следящей системой.

Широкое применение получили системы пневматического управления, где в качестве пневмомотора применены пневмока-мерные муфты (рис. 47).

Читать далее:

Категория: - Землеройно-транспортные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины