Особенность кремальерного, напорного механизма заключается в применении шестерен, расположенных на валу седлового подшипника и находящихся в постоянном зацеплении с приваренными к Рукояти зубчатыми рейками (кремальерами).

Рис. 58. Независимый кремальерный напорный механизм:
1 — кремальерная рейка, 2 — стрела, 3 — кремальерная шестерня, 4 — левый кронштейн, 5 — звездочка, 6 — задний концевой упор, 7 — балки рукояти, 8 — сменный вкладыш, 9 — подшипник, 10 — правый кронштейн, 14 — напорный вал, 12 — подшипник напорного вала

Рис. 59. Канатный напорный механизм:
1 — балка стрелы, 2 — сменный вкладыш, 3 — седло, 4 — вал седлового подшипника, 5 —пресс-масленка, 6 — бронзовая втулка, 7 — хомут седла, 8 — блоки

На рис. 58 показана конструкция независимого кремальерного напорного механизма. Напорный вал закреплен на подшипниках в стреле и является осью, вокруг которой на подшипниках качаются Г-образные кронштейны седлового подшипника. На валу, также закреплены на шлицах приводная звездочка и две кремальерные шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении с кремальерными рейками , приваренными к балкам рукояти ковша. Постоянное зацепление и реек создается тем, что балки рукояти скользят сменным вкладышам, укрепленным болтами на кронштейнах и препятствующим выходу рукояти из зацепления. При небольшом износе вкладышей между ними и кронштейнами ставят прокладки, которые уменьшают образовавшийся в зацеплении зазор, а при большом износе вкладыши 8 заменяют новыми.

На экскаваторе Э-1251А, Э-1252А вместо подшипников качения устанавливают бронзовые втулки, так как подшипники качения быстро выходят из строя вследствие случайных ударов задними и передними упорами по кремальерным шестерням. Бронзовые втулки лучше противостоят ударам.

Канатный напорный механизм показан на рис. 59. Вал седлового подшипника установлен на двух бронзовых втулках, закрепленных в балках стрелы. Седло жестко связано с валом хомутами и вместе с ним качается относительно стрелы бо втулках. К внутренней части квадратных проемов седла прикреплены восемь сменных вкладышей, с четырех сторон охватывающих рукоять ковша. Под вкладыши по мере их износа подкла-дывают шайбы, уменьшающие зазор между поверхностью рукояти и вкладышами.

На залу между хомутами седла установлены на подшипниках качения три блока.

Схема, при которой величина усилия напора зависит от натяжения каната подъема ковша, а машинист может лишь уменьшить напор, называется зависимой. Схема напорного механизма, при которой усилие напора может быть увеличено или уменьшено машинистом независимо от величины натяжения подъемного каната, называется независимой. При комбинированной схеме напорного механизма, объединяющей первые две, величина усилия напора зависит от натяжения каната, но при включении независимой части механизма может быть по желанию машиниста увеличена.

На рис. 60, а показана схема зависимого кремальерного напорного механизма. Канат подъема ковша сходит с барабана , установленного на валу главной лебедки, проходит через один из головных блоков стрелы, огибает блок ковша, затем второй головной блок и навивается на дополнительный барабан, жестко укрепленный на напорном валу. При включении фрикциона подъемного барабана канат начинает перемещаться в направлении, показанном пунктирными стрелками, и, натягиваясь, стремится повернуть дополнительный барабан вместе с валом и кремальерными шестернями по часовой стрелке, выдвигая таким образом рукоять. Чем сильнее натянут подъемный канат, тем большее усилие будет поворачивать барабан и тем больше будет усилие напора, то есть усилие напора зависит от натяжения подъемного каната.

Машинист может уменьшить усилие напора и скорость выдвижения рукояти при помощи тормоза возвратного барабана, расположенного на валу главной лебедки. Притормаживая барабан можно возвратным канатом, связывающим барабаны, Удерживать от проворачивания дополнительный барабан. Так Уменьшают усилие напора.

Рис. 60. Схемы напорных механизмов:
а — зависимый кремальерный, б — независимый канатный, в — комбинированный канатный, г — комбинированный кремальерный; 1 — подъемный барабан, 2 — возвратный барабан, 3 — вал главной лебедки, 4— возвратный канат, 5 — канат подъема ковша, 6 — головные блоки, 7‘— блок ковша, 8 — рукоять ковша, 9 — дополнительный барабан, 10 — напорный вал, 11 — звездочка напорного механизма, 12 — уравнительный блок, 13 — напорный канат, 14 — напорный барабан, 15 — напорная цепь

Наибольшая сила напора зависит только от натяжения каната увеличить ее машинист не может. Чтобы создать достаточную илу напора, необходимую для заглубления ковша в твердый грунт и полного выдвижения рукояти с груженым ковшом при максимальном подъеме рукояти, барабан делают большого диаметра (увеличивают плечо, на котором ветвь каната действует на барабан). При копании грунта после врезания ковша это приносит вред, так как сила напора слишком велика и приходится притормаживать барабан со значительным усилием. Следовательно, усложняется управление. Если машинист не успевает вовремя и с достаточной силой притормозить возвратный барабан, ковш под влиянием излишнего напора слишком сильно врезается в грунт, что может вызвать перегрузку и даже останов двигателя. Это основной недостаток зависимой схемы напора.

Второй недостаток заключается в том, что возвратный барабан при выдвижении рукояти ковша во время копания вращается, хотя тормоз затянут с достаточно большой силой. Из-за ненужного трения в тормозе теряется значительная часть мощности двигателя и изнашиваются тормоза.

Третий недостаток — невозможность врезания в очень твердый грунт с поверхности. До тех пор, пока зубья поднимаемого канатом ковша не встретят достаточно крепкого упора, натяжение каната 5 будет малым, а значит, и усилие напора не достигнет необходимой величины.

Рукоять 8 возвращают включением фрикциона возвратного барабана. Канат, барабан и рукоять движутся по направлениям, показанным сплошными стрелками.

На рис. 60, б показана схема независимого канатного напорного механизма. Подъемный канат навит одним концом на подъемный барабан. Другой конец каната крепят в точке А к стреле. При подъеме ковша не возникает никакого усилия, которое заставило бы рукоять выдвигаться. Наоборот, так как участок каната, заключенный между блоком ковша и головными блоками, располагается при копании под углом не более 45—60° к рукояти, то при натяжении каната рукоять не только поворачивается против часовой стрелки (подъем ковша), но и стремится вдвинуться. Величина этого усилия, направленного на возврат рукояти, очень большая. Например, у экскаватора Э-652А при копании она может быть более 5 т. Если нет необходимости выдвигать рукоять, то она удерживается тормозом звездочки (тормоз напора), воспринимающим усилие возврата, передающееся через уравнительный блок, напорный канат, напорный барабан и напорную цепь.

Рукоять выдвигают включением фрикциона звездочки, при вращении которой по часовой стрелке движение через цепь, барабан, канат (оба конца которого закреплены на барабане) и блок передается на рукоять.

Величина усилия напора будет зависеть только от того, с какой силой затянут фрикцион, независимо от натяжения подъемных канатов.

При вращении барабана по часовой стрелке возвратный канат отпускается настолько, насколько подтягивается напорный канат. Укрепленный на заднем конце рукояти уравнительный блок, огибаемый напорным канатом, обеспечивает одинаковое натяжение силой обеих ветвей этого каната.

При выдвижении рукояти усилие в напорном канате, создаваемое фрикционом звездочки, должно преодолеть не только сопротивление врезанию ковша в грунт («отпор» грунта), но и ту силу, с которой подъемный канат стремится выдвинуть рукейть. Следовательно, напорный фрикцион должен включаться с большой силой, причем потребляется значительная мощность. Поэтому на экскаваторах с независимым напором при одновременном подъеме и напоре, необходимых при копании, резко увеличивается нагрузка двигателя. Машинист во избежание останова двигателя включает-напорный механизм периодически, рывками подавая рукоять вперед и выключая напор тогда, когда-вал двигателя снижает обороты. Неравномерность нагрузок отрицательно сказывается на работе механизмов и двигателя.

Можно достичь равномерной работы и срезания плавной труж-ки путем включения фрикциона напора с постепенной «пробуксов-кой» во время копания. Так работать может тэлько опытный машинист. Однако на трение фрикциона‘идет значительная мощность, что вызывает сильный нагрев фрикциона и износ накладок, а также уменьшает оставшуюся часть мощности двигателя, которая может быть использована для полезной работы — копания грунта.

Основными недостатками независимого напора являются неравномерность нагрузки механизмов и двигателя экскаватора, а также увеличение нагрузки двигателя, что вызывается необходимостью преодолевать с помощью напорного механизма усилие, противодействующее выдвижению рукояти и создаваемое натяжением подъемного каната.

Преимущество этой схемы напора в большем, чем при зависимом напоре, удобстве управления ковшом при копании, а также возможности создания усилия напора, необходимого для врезания ковша в поверхность твердого грунта.

На рис. 60, в показана схема комбинированного канатного напорного механизма, установленного на экскаваторе Э-652А. Принцип действия этого механизма отличается от принципа действия независимого канатного напора тем, что один конец подъемного каната, закрепленный при независимом напоре на стреле в точке А, при комбинированном напоре навивается и крепится на барабане, приваренном к барабану.

Цель такой запасовки подъемного каната заключается в том, чтобы уравновесить усилие на блоке ковша, препятствующее выведению рукояти. При натяжении подъемного каната натягивают на тот конец его, который закреплен на дополнительном барабане. Барабаны стремятся повернуться по часовой стрелке, причем натягивается также напорный канат . Этот канат накинут на уравнительный блок усилие напора, нейтрализующее действие ветвей каната, сходящих с блока ковша. При увеличении усилия на блоке увеличивается и окружное усилие на барабане. Диаметр дополнительного барабана подбирают таким, чтобы не только уравновесить рукоять, но и создать некоторый’ излишек напорного усилия, необходимый для преодоления «отпора» грунта при копании.

Эта часть напорного механизма является зависимой, так как усилие напора создается за «и-ет натяжения подъемного каната. Однако диаметр дополнительного барабана комбинированного напорного механизма примерно в два раза меньше, чем при зависимом напоре, так как при комбинированной схеме нужно только удерживать ковш от выглубления во время копания, когда канат уже натянут с достаточной силой. Для врезания в твердый грунт с поверхности, а также для выдвижения максимально поднятой рукояти с груженым ковшом используют независимую часть механизма — фрикцион звездочки, включаемый при этом с небольшим усилием и передающий дополнительное усилие напора на рукоять аналогично независимому напорному механизму.

В подавляющем большинстве случаев при копании грунта не приходится пользоваться фрикционом звездочки, то есть при копании не создается дополнительных нагрузок на двигатель, возникающих у экскаватора с независимым напорным механизмом при включении фрикциона напора. Это определяет более плавную работу и меньшую нагрузку двигателя при комбинированном напорном механизме. Преимуществом комбинированной схемы напора является также более легкое управление ковшом при копании, так как при правильной разработке забоя уравновешенную рукоять не нужно с большой силой удерживать от выдвижения тормозом (в отличие от зависимой схемы) или выдвигать, включая фрикцион напора (в отличие от независимой схемы).

Напорное движение осуществляется автоматически за счет некоторого излишка напорного усилия в канатах, прижимающего зубья ковша к стенке забоя. При копании ковш опирается на стенку забоя наружной плоскостью зубьев, на которой скользит, как на лыже. Вследствие этого зубья изнашиваются по всей длине наружной плоскости и остаются заостренными. Если же прекратить выдвижение рукояти и только поднимать ковш, как это часто приходится делать при работе по независимой схеме, то острия зубьев быстро изнашиваются и затупляются. Поэтому при работе прямой лопатой с комбинированным напором нужно стараться во время копания как можно меньше пользоваться тормозом напорного механизма, включая его лишь перед самым выходом зубьев ковша из верхней части забоя.

Рис. 61. Характер износа зубьев ковша прямой лопаты:
а — при копании с непрерывным выдвижением рукояти, б—при копании с заторможенным напорным механизмом

Рис. 62. Комбинированный кремальерный напорный механизм:
1 — кремальерна» рейка, 2 — подшипник, 3 — подшипник напорного вала, 4 — звездочка. 5 — стрела, 6 — дополнительный барабан, 7 — кремальерная шестерня, 8 — задний концевой упор, 9 — балки рукояти, 10 — левый кронштейн, И — сменный вкладыш, 12 — правый кронштейн, 13 — напорный вал

При таком методе работы зубья сохраняются заостренными за счет опоры наружной плоскости зубьев на сте-нку забоя. Это повышает также устойчивость экскаватора. Если напор прекращен, а подъем продолжается, то зубья отрываются от стенки забоя и устойчивость машины может нарушиться.

На рис. 61 показан характер износа зубьев ковша при копании с непрерывным выдвижением рукояти и при заторможенном напорном механизме.

При комбинированной схеме напорного механизма рекомендуется разрабатывать забой таким образом, чтобы стенка его была не вертикальной, ; пологой, что дает возможность» копать с непрерывным выдвижением- рукояти.

Комбинированную схему напора можно применять и при кремальерном напорном- механизме (см. рис. 60, г). Этот напорный механизм отличается от независимого кремальерного наличием дополнительного барабана, жестко закрепленного на напорном валу. На барабане запасован второй конец подъемного каната, который при независимом напоре крепят на стреле. При натяжении подъемного каната усилие передается через барабан, вал и кремальерные шестерни на приваренные к рукояти кремальерные ‘рейки. Так осуществляется напор с использованием зависимой части схемы.