Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Строительная техника и оборудование 4

Публикация:
   Силовое оборудование и трансмиссии строительных машин

Читать далее:




Силовое оборудование и трансмиссии строительных машин

Все строительные машины, в том числе ручные, по силовому оборудованию разделяются на работающие от собственной силовой установки и на использующие подведенную энергию. К первым относятся машины, снабженные теплосиловыми установками, в основном двигателями внутреннего сгорания, ко вторым— машины с электрическим, пневматическим или гидравлическим приводами. В исключительных случаях приходится иметь дело с машинами, которые могут работать как от собственной установки, так и от подведенной энергии.

Применяется следующее силовое оборудование:
— двигатели внутреннего сгорания — дизельный, применяемый для любых мощностей; и, очень редко, карбюраторный, применяемый обычно при использовании в качестве базовой машины автомобилей малой мощности или для ручных машин, где очень важна масса, а мощность не превосходит 5—6 л. е.;
— электрическое оборудование постоянного или переменного тока, любой мощности, напряжением до 500 В при мощности до 200 кВт и до 35 тыс. В при очень большой мощности;
— гидравлическое (как правило, дизель-гидравлическое) оборудование— машины с объемным гидроприводом, насосами и гидромоторами с рабочим давлением жидкости до 350—400 ат при мощности до 1000 л. е.;
— пневматическое оборудование — машины, приводимые в действие сжатым воздухом, с рабочим давлением 8—15 ат при мощности до 200 л. е.;
— комбинированное оборудование — дизель-электрическое, дизель-пневматическое,, дизель-гидравлическое мощностью, соответствующей указанным выше пределам для рабочих двигателей.

Если машина имеет несколько механизмов, то по количеству рабочих двигателей различают одномоторный и многомоторный приводы. При одномоторном приводе в случае наличия нескольких механизмов, требующих независимого управления и регулирования на ходу, включение их производится обычно фрикционными-муфтами, реже — электромагнитными муфтами скольжения. Если включение должно производиться во время остановки механизма или при очень медленном его движении и не требует регулировки скорости, применяются и кулачковым муфты. Многомоторный привод может быть индивидуальным и смешанным или групповым. В первом-случае каждый механизм приводится отдельным двигателем или несколькими одинаковыми двигателями. Во втором случае один или одни механизмы приводятся одним двигателем, а другой или другие имеют индивидуальные двигатели. В этом случае в механизмах с .групповым приводом муфты сохраняются.

Одномоторный привод имеет меньшую массу и габариты, дешевле многомоторного по стоимости, но дороже в эксплуатации вследствие большей стоимости техобслуживания и ремонта. Его ремонтопригодность ниже вследствие затрудненности разбивки машины на ремонтные агрегаты. Уменьшается при нем и возможность блочного конструирования машины. При одномоторном приводе затруднено и ограничение нагрузки на отдельные механизмы пределами, вытекающими из условия работ. Предохранительные муфты не являются в большинстве своих конструкций средствами, могущими точно ограничить передаваемый момент. Это приводит к необходимости некоторого утяжеления конструкции и снижению надежности при работе в тяжелых условиях.

Рис. 1. Внешние характеристики различных приводов

Рис. 2. Внешние характеристики:
а, б и в — двигателей постоянного тока в системе Т-ГД при различых положениях контроллеров 1—4 (а — характеристика средней мягкости; б — мягкая; в—жесткая); г — привода с гидромуфтой или электромагнитной муфтой; д — привода с гидропреобразователем; Р — мощность; А1м—крутящий момент при наполнении v=100%; Л1Г—крутящий момент гидропреобразователя; т] — к. п. д. гидропреобразоЬателя; а — точка номинального момента гндропреобразователя; б — точка момента гидропреобразователя при vmax

Раньше считалось, что одномоторный привод по своим качествам уступает многомоторному электрическому, пневматическому и гидравлическому вследствие его жестких внешних характеристик, увеличивающих динамические нагрузки, износ и аварийность машин, особенно в тяжелых условиях эксплуатации. Применение гидромуфт и гидропреобразователей, а также электромагнитных муфт скольжения в значительной мере смягчило эти недостатки.

Многомоторный привод обеспечивает ограничение нагрузки каждого механизма в зависимости от условий работ, возможность блочного конструирования, лучшую ремонтопригодность, условия для стандартизации и унификации узлов и использования стандартных узлов и деталей. Однако такой привод имеет значительную массу, габариты и стоимость, а комбинированный еще и большую сложность вследствие использования нескольких видов энергии.

Применение гидромуфт, электромагнитных муфт и гидропреобразователей по сути дела почти снимает вопрос о преимуществах внешних характеристик различных типов силового оборудования и на первое место ставит экономическую эффективность и надежность, удобство управления и обслуживания. Однако для машин малой мощности, для которых гидропреобразователи вряд ли целесообразны, а тем более для простых машин, где маловероятно применение других указанных выше устройств, следует уделить внимание вопросу внешних характеристик различных типов силового оборудования.

Для сопоставления выбраны кривые номинального крутящего момента Мк=/(п), придающие сопоставимые свойства машинам, на которых они установлены. Поскольку одинаковые значения Мк разных типов оборудования не будут соответствовать этому условию, то за 100% Мк выбрано его номинальное значение (при номинальной частоте вращения) при схеме Г-Д с индивидуальными генераторами для каждого рабочего двигателя. В этом случае номинальный крутящий момент при той же скорости для других видов привода выбран в соответствии с установившейся практикой при замене одного силового оборудования другим.

Согласно этому номинальный крутящий момент Мк и мощность максимальный момент Л1ктах, частота вращения при максимальном моменте п, при номинальном моменте п„ и при холостом ходе (20% от Мк) приведены в табл. 22, а кривые характеристик — на рис. 94 и 95. Анализируя данные таблицы и рисунки, можно видеть, что кривые внешних характеристик разделяются по своему характеру на три основные группы:
1) всережимные, т. е. изменяющиеся по частоте вращения от оси ординат (п=0) до оси абсцисс (n=nmax) — кривые и несколько условно кривые II, III, IX и X;
2) имеющие пересечение только с осью абсцисс, а стало быть имеющие значение п=птах — кривые VII и несколько условно* кривая IV, пригодные для работы в пределах от “ = “тах до п= (45-=-80) % Птах;
3) ограниченные возможностью работы на очень узких участках, охватывающих пределы от 60% п до 100% п (кривые V и VI).

Это еще раз говорит о том, что без гидромуфты или без гидропреобразователя двигатели внутреннего сгорания имеют весьма ограниченную возможность приспособления к различным режимам. У остальных вйдов силового оборудования приспособляемость выше, чем показано на рис. 94, где изображены только предельные кривые, соответствующие работе на максимальной (номинальной) мощности. При регулировании управлением возможна работа всережимных оборудований на всей ограниченной кривыми площади диаграммы M=f(n) — рис. 94 и 95.

По характеру внешних характеристик различные передачи разделяются также на такие, у которых крутящие моменты на: выходном и входном валах примерно равны или (при наличии редуктора) пропорциональны независимо от изменения скорости (частоты вращения) и формы характеристики, и на такие, у которых формы характеристик могут быть различными в зависимости от нагрузки. Первые называются прозрачными. К ним относятся механические передачи с двигателями внутреннего сгорания, электрические передачи переменного тока (кривая VII на рис. 94), передачи с гидромуфтами и электромагнитными муфтами. Ко вторым, которые называются непрозрачными, относятся электрические передачи постоянного тока с системой Г — Д и комбинированные передачи с гидропреобразователями, дизель-электрические и дизель-пневматические.

Следует отметить, что окончательный выбор двигателей и генераторов электропривода производится проверкой на нагрев с учетом нагрузочной диаграммы. Выбор парового двигателя и двигателей внутреннего сгорания производится также по нагрузочным диаграммам, причем перегрузки свыше номинальной мощности даже при установке гидромуфты, электромагнитной муфты или гидропреобразователя не допускаются. При их отсутствии и переменной напряженной нагрузке установленная мощность быстроходного дизеля не должна превышать его номинальной мощности и составляет при режимах 1—6 (см. выше) не более 90—55% ее величины (1—90%; 2—85%; 3—75%; 4—65% и 5— 55%)- Для карбюраторного двигателя значения установленной мощности должны снижаться еще на 5—6%.

Для электромагнитной муфты или гидропреобразователя следует учитывать их к. п. д., составляющие при номинальной нагрузке соответственно 0,86—0,92 и 0,82—0,86, причем они быстро падают при изменении нагрузки.

Электродвигатели переменного тока следует устанавливать для работы в пределах Мк, что соответствует значению, в 2— 2,2 раза меньшему Мктах, при котором двигатель «опрокидывается».

При комбинированном и сложном оборудовании следует учитывать к. п. д. всех промежуточных звеньев. Так, при выборе системы Г-Д необходимо учитывать к. п. д. мотор-генераторного агрегата (0,85—0,86).

Рис. 3. Внешняя характеристика дизеля ЯМ3-238:

При оценке эксплуатационных качеств силового оборудования следует иметь в виду, что удобство управления не находится в прямой связи с видом силового оборудования, поскольку возможно применение любых сервомоторов. Что касается обслуживания, то наибольшие удобства представляет электрическое оборудование. Расход рабочей силы при обслуживании электрических машин меньше в 2,5 раза, чем при паровом, и меньше в 1,2 раза, чем при дизельном двигателе. Что касается надежности и экономической эффективности, то лучшими показателями отличается одномоторное дизельное оборудование, на втором месте стоит электрическое, на третьем — комбинированные типы оборудования. Следует также отметить высокие требования, которые предъявляет комбинированное оборудование к обслуживающему персоналу.

Таким образом, можно установить следующее.

Электрический одномоторный привод переменного тока целесообразен для всех простых машин, особенно небольшой мощности, где имеется достаточно электроэнергии, а также как сменный вид оборудования, заменяющий дизельный привод в условиях, где его применение нежелательно и где не требуется независимости машины от источника энергии.

Электрический привод по системе Г-Д постоянного тока целесообразен во всех случаях при большой мощности машин (рекуперация энергии) и очень тяжелых условиях работ, где имеется источник энергии достаточной мощности и не требуется независимости машины от ее источника. Такой привод позволяет исключить громоздкие и дорогие трансмиссии, работа машины в этом случае почти не зависит от атмосферных и метеорологических условий и низкие температуры даже увеличивают эффективность работы силового оборудования. Кроме.того, создаются особо выгодные условия для автоматизации работы машины, дистанционного управления и т. п. и имеется постоянная готовность к работе, не требующая почти никакой подготовки после ее перерыва.

Основной недостаток.этого привода -— наличие связи его с питающей сетью, значительная масса, габариты и стоимость.

Привод от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с механической, гидромеханической1 и (очень редко) с гидравлической трансмиссиями применяется там, где нежелательна связь с внешним источником энергии; привод обладает высокой готовностью к работе, экономичностью, малыми массой и габаритами. Его недостатком является наличие сложных трансмиссий при нескольких рабочих механизмах, необходимость принятия специальных мер при работе в условиях низких температур, невозможность непосредственного реверсирования. Механическая трансмиссия обычно эффективна при мощности до 120—170 л. е., при мощности от 170 до 750 л. с. эффективнее ДВС с гидромеханической трансмиссией, а при еще более высокой мощности — применение комбинированных (обычно дизель-электрического) приводов. Естественно, что при большой мощности легче обеспечить экономичность наиболее сложного вида привода.

Рис. 4. Удельные приведенные затраты при использовании дизельного с механической передачей (М), дизельного с гидропреобразователем (ГМ) и комбинированного (дизель-электрического ДЭ) приводов в зависимости от мощности

Комбинированный привод обычно применяется при необходимости использования автономного привода мощностью выше 750 л. с. Для колесных машин привод ходовой части в этом случае выполняется мотор-колесами от генератора постоянного или переменного тока. Более постоянный к. п. д. дизель-электричес-кой установки оказывается выше, чем средний к. п. д. дизель-тидравлической передачи, который в тяжелых режимах более резко падает. Поэтому дизель-гидравлический привод с гидромоторами без механических передач применяется относительно редко. Там, где он может обеспечить особые преимущества машины, он нашел применение (для экскаваторов).

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Строительная техника и оборудование 4

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

 



Остались вопросы по теме:
"Силовое оборудование и трансмиссии строительных машин"
— воспользуйтесь поиском.

Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства