Диагностика гидросистемы экскаваторов. Неисправности гидросистемы

Как остановить экскаватор?

Определить причины неисправности гидросистемы можно, используя логический метод их нахождения

Если возникшая неисправность привела к потере функций машины, или (и) негативно сказывается на безопасности ее эксплуатации, или наносит вред окружающей среде (например, обрыв рукава высокого давления), то машину следует немедленно остановить.

Для обеспечения безопасности при остановке машины необходимо провести следующие мероприятия:

опустить все подвешенные рабочие органы машины или зафиксировать их механическим способом;
сбросить давление во всей гидросистеме;
разрядить все гидроаккумуляторы;
снять давление с преобразователей давления;
выключить электрическую управляющую систему;
отключить электрическое питание.

При этом следует учесть, что рабочие жидкости, используемые в гидроприводах, являются малосжимаемыми по сравнению с газом и при снижении давления расширяются незначительно. Однако в тех местах гидросистемы, где может находиться сжатый газ (из-за недостаточной деаэрации или при подключенном гидроаккумуляторе), уменьшать давление следует очень осторожно.

Диагностика гидросистемы экскаватора: с чего начать

Если проблемы с гидравлической системой проявили себя во время работы техники, необходимо как можно быстрее остановить ее, опустить вниз и механически зафиксировать навесное оборудование, выключить все системы питания, снизить давление. Только после этого можно приступать к проверке гидравлики экскаватора.

Читайте также: Обзор пресс подборщика рулонного ПРФ 145: регулировка, принцип работы и где выгоднее купить

Условно, все повреждения, с которыми может столкнуться техника в процессе ее эксплуатации, можно разбить на 2 категории:

Поломки, не вызывающие до определенного момента времени выход техники из строя. В частности, гидросистема будет продолжать работать и при утечках масла, и при повышении его температуры, и при других функциональных неполадках. Но так будет не всегда. Гидравлика все равно полностью выйдет из строя.
Неисправности, которые влияют на функциональность техники. В результате поломок может снизиться производительность экскаватора или его навесное оборудование полностью перестанет работать.

Как подойти к диагностике гидросистемы?

Неисправности гидравлической системы можно разделить на два вида:

неисправности, не влияющие (безусловно, до определенного времени) на функционирование машины, — функциональная неполадка в гидросистеме (например, повышение утечки, температуры и т.п.);
неисправности, влияющие на функционирование машины, — функциональная неполадка в машине (например, снижение производительности).

Поиск разных видов неисправностей выполняется по разным алгоритмам.

Возможны случаи, когда одна и та же неисправность (например, насоса) может привести к функциональной неполадке и в машине (снизив производительность), и в гидросистеме (повысив уровень шума).

Читайте

Изучаем спецмашины изнутри. Гидрораспределители направляющие

Опыт показал, что поиск неисправностей предпочтительно начинать с основных проблем и прорабатывать тестовые процедуры, учитывая такие признаки, как повышение температуры, шума, утечки и т.п., в качестве «путеводных нитей». При этом решающее значение имеет здравый смысл, так как определенные симптомы могут непосредственно указать на проблемную область. Струя масла, вытекающая из-под уплотнения гидроцилиндра, указывает, где находится проблемная область.

Одна и та же неисправность может привести к неполадке как в машине, так и в гидросистеме

Однако некоторые симптомы являются не столь очевидными. Если в каком-либо узле имеет место утечка потока при переходе от высокого давления к низкому, то в нем происходит локальное выделение тепла, что не всегда удается сразу же обнаружить.

С чего бы вы ни начинали поиск, на определенные вопросы необходимо получить ответ до того, как начнете действовать. Если имеется сообщение о какой-либо проблеме, то необходимо собрать как можно больше фактической информации. Возможно, эта проблема уже имела место и зафиксирована в эксплуатационных документах. В этом случае можно сэкономить много времени. Следует проверить, не проводились ли в системе незадолго до возникновения неисправности какие-либо работы по техническому обслуживанию или настройке. Следует определить точную природу неисправности: возникла она внезапно или развивалась постепенно, в течение продолжительного времени, на работу каких частей машины она влияет.

Если в каком-либо узле имеет место утечка потока, то в нем происходит локальное выделение тепла

Описание гидравлического экскаватора

Подобная конструкция специально создана для гидравлических экскаваторов, которые широко применяют в следующих сферах:

В горной промышленности, когда надо провести добычу полезных ископаемых, поднять грунт из ям и канав, погрузить его. Обычно в паре с гидравлическим экскаватором применяют автомобильный, конвейерный и железнодорожный транспорт, в него грузят горные или земляные породы.
При проведении земляных работ, направленных на добычу горных пород.
При разрыхлении грунтов, которые замерзли. Даже если земля промерзла до -40ºС, гидравлическая система экскаватора отлично справится с грунтом, при работах по добыче пород или рытью карьеров.

Гидравлические экскаваторы начали активно применяться с 1950-х гг. Машины умели поворачиваться вполоборота, были оборудованы обратной лопатой в качестве навесного оборудования. Позже стали выпускать полноповоротные экскаваторы, которые работали на гидравлике. Техника неоднократно доказывала свою функциональность, поэтому ее стали выпускать различные фирмы, например, Hyundai, Mitsubishi, Suzuki, Hitachi, Komatsu, Terex (Orenstein & Koppel), Liebherr, Caterpillar, Volvo CE, New Holland, Doosan (Daewoo), Ковровский, Тверской (Калининский) и Воронежский экскаваторные заводы.

Рассмотрим навесное оборудование для гидравлического экскаватора.

Для того чтобы техника успешно выполняла поставленные перед ней задачи, необходимо, чтобы функциональной была платформа экскаватора.

Гидравлическая схема экскаватора основывается на работе гидро- или электродвигателей (значительно реже), которые помогают передавать сигнал на системы вращения, вызывающие движение внутренней гидравлики и платформы. Исходным источником энергии для гидропривода выступают электрические двигатели или современные дизельные установки. Устройство гидравлических экскаваторов позволяет применять самое различное навесное оборудование.

Читайте также: Обучение на машиниста автомобильного крана (крановщика) в Москве

Производятся машины, которые имеют прямые и обратные ковши. Они могут быть оборудованы фронтально опрокидывающимися или челюстными ковшами. Последние позволяют значительно сократить время работы экскаватора на участке.

Как определить простейшие неисправности гидросистемы?

Определить неисправности можно двумя способами:

с помощью органов чувств;
с помощью приборов и инструментов.

Простейшие неисправности гидравлической системы можно определить с помощью органов чувств — увидев, ощутив, услышав, — причем очень быстро. На практике многие проблемы решаются именно таким способом, без применения каких-либо инструментов.

Подтекание рабочей жидкости	В местах соединений элементов	— Слабая затяжка резьбовых соединений — Разрушение уплотнительных элементов (манжет, колец)
Вспенивание рабочей жидкости	В масляном баке	— Подсос воздуха во всасывающей гидролинии — Низкий уровень рабочей жидкости в баке
Недостаточная скорость выполнения операций	Рабочие органы машины	— Большие утечки рабочей жидкости — Недостаточная подача насоса
Недостаточное усилие при выполнении операций	Рабочие органы машины	— Большие утечки рабочей жидкости в системе — Неправильная настройка предохранительного клапана

Шум при работе насоса	Насос	— Кавитация во всасывающем трубопроводе — Несоосность валов насоса и приводной установки — Износ приводных редукторов и муфт
Шум и стук при работе клапанных аппаратов	Клапан	— Засорен клапан — Сломана пружина — Разрегулирован клапанный узел

Нагрев рабочей жидкости до температуры более 60 °С	На трубопроводах	— Низкий уровень рабочей жидкости в баке — Засорены фильтры — Засорен сапун
Нагрев насоса	На корпусе насоса и прилегающих к нему узлах	— Низкая подача и, как следствие, недостаточная скорость выполнения рабочих операций
Нагрев гидроцилиндров и гидромоторов	На корпусе гидроцилиндра, гидромотора и прилегающих к ним трубопроводах на расстоянии 10-20 см	— Неисправен гидроцилиндр (износ уплотнений, повреждение поршня) — Неисправен гидромотор (износ поршней и распределителя, выход из строя подшипников)
Нагрев гидрораспределителей	На корпусе гидрораспределителя и прилегающих к нему трубопроводах слива рабочей жидкости	— Неисправен гидрораспределитель (износ золотников, неисправность клапанов)

Если с помощью органов чувств не удалось выявить неисправность, то необходимо использовать приборы: манометры, расходомеры и т.п.

Диагностика гидросистемы при функциональной неполадке в экскаваторе

Шаг 1. Неправильная работа привода может иметь следующие причины:

скорость исполнительного механизма не соответствует заданной;
подача рабочей жидкости исполнительного механизма не соответствует заданной;
отсутствие движения исполнительного механизма;
движение в неправильном направлении или неконтролируемое движение исполнительного механизма;
неправильная последовательность включения исполнительных механизмов;
«ползучий» режим, очень медленная работа исполнительного механизма.

Шаг 2. По гидравлической схеме определяют марку каждого компонента системы и его функцию

Шаг 3. Составляют списки узлов, которые возможно, являются причиной нарушения функционирования машины. Например, недостаточная скорость исполнительного механизма привода может быть следствием недостаточного расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр, или ее давления. Следовательно, надо составить список всех узлов, которые влияют на эти параметры.

Шаг 4. На основании определенного опыта диагностирования определяют приоритетный порядок проверки узлов.

Шаг 5. Каждый узел, содержащийся в списке, подвергают предварительной проверке в соответствии с очередностью. Проверка проводится по таким параметрам, как правильная установка, настройка, восприятие сигнала и т.д., с целью выявления ненормальных признаков (как, например, повышенные температура, шум, вибрация и т.п.)

Шаг 6. Если в результате предварительной проверки узел, имеющий неисправность, не найден, то проводят более интенсивную проверку каждого узла с применением дополнительных инструментов, без снятия узла с машины.

Шаг 7. Проверка с использованием дополнительных приборов должна помочь найти неисправный узел, после чего можно решить, следует его ремонтировать или заменить.

Шаг 8. Перед повторным запуском машины необходимо проанализировать причины и последствия неисправности. Если неполадка вызвана загрязнением или повышением температуры гидравлической жидкости, то она может повториться. Соответственно, надо провести дальнейшие мероприятия по устранению неисправности. Если сломался насос, то его обломки могли попасть в систему. До подключения нового насоса гидроситему следует тщательно промыть.

*Подумайте над тем, что могло привести к повреждению, а также о дальнейших последствиях этого повреждения.

Читайте также: Шестиколесные вездеходы 6х6 с мощными двигателями для использования в любое время года

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

Источник

Как подойти к поиску более сложных неисправностей гидросистемы?

Перед тем как начинать поиск неисправностей, нужно четко знать, какие параметры гидравлической системы необходимо измерить, чтобы получить информацию о месте нахождения неисправности, и с помощью каких специальных инструментов, приборов и оборудования это сделать.

Измеряемые параметры

Для нормального функционирования машины на ее рабочий орган должна быть передана определенная сила (крутящий момент) с определенной скоростью и в определенном направлении. Соответствие этих параметров заданным и должен обеспечить гидропривод, преобразующий гидравлическую энергию потока жидкости в механическую энергию выходного звена. Правильная работа рабочего органа зависит от параметров потока — расхода, давления и направления.

Читайте

Качество опрессовки рукавов высокого давления

Следовательно, для проверки работы гидравлической системы необходимо проверить один или несколько из этих параметров. Для принятия решения о том, какие параметры надо проверить, необходимо получить полную информацию о неисправности.

Часто сообщение о неисправности в машине состоит из довольно неточной информации, например: «недостаточная мощность». Мощность зависит как от усилия на выходном звене, так и от его скорости, т.е. от двух параметров. В этом случае для принятия решения о том, какой параметр нужно проверить, следует задать более целенаправленные вопросы: привод работает слишком медленно или он не развивает требуемого усилия или крутящего момента?

Часто сообщение о неисправности в машине состоит из довольно неточной информации

После определения сути неисправности (недостаточная скорость или сила, неправильное направление движения рабочего органа) можно определить, отклонение какого параметра потока (расхода, давления, направления) от требуемого значения привело к этой неисправности.

Смотрите

Все объявления о продаже гидрооборудования

Хотя процедура поиска неисправности основана на контроле расхода, давления и направления потока, имеются и другие параметры системы, которые можно измерить как с целью локализации неисправного узла, так и для определения причин его неисправности:

давление на входе в насос (вакуумметрическое) — для выяснения неисправностей во всасывающих линиях;
температура — обычно более высокая температура одного из узлов системы (по сравнению с температурой остальных) является верным признаком того, что имеет место утечка;
шум — при систематических и рутинных проверках шум является хорошим индикатором состояния насоса;
уровень загрязнения — при неоднократном появлении отказов гидросистемы следует проверить загрязненность рабочей жидкости для определения причин неисправности.

В гидравлической системе давление обычно измеряется манометром или вакуумметром

Навесное оборудование гидроэкскаваторов

Гидросистемой в движение могут приводиться такие виды навесного оборудования, как:

ковш обратной или прямой лопаты;
грейфер;
зуб, предназначенный для рыхления грунта;
кран;
механизм для выполнения захватных работ.

Для различных моделей гидроэкскаватора продаются ковши, имеющие разную емкость и ширину, которые будут подходить для выполнения тех или иных видов работ. Для гусеничных моделей выпускаются ковши емкостью 1,5 и 2,8 м³, а для пневмоколесных — 0,65 и 0, 8 м³.

Любое погрузочное оборудование работает на кинематической схеме, которая позволяет передвигать ковш прямолинейно во время внедрения в грунт.

Дополнительно на гидроэкскаваторы навешивается крановая подвеска, обладающая функцией грузозахвата. Инструменты подобного типа служат для таких работ, как:

погрузочно-разгрузочные;
рыхлительные;
дробление мерзлых грунтов;
вскрытие дорожного покрытия;
бурение скважин;
планирование отвалов;
перенос камней.

Тот или иной тип оборудования, поставленного на гидравлический агрегат, применяется при строительстве различных объектов. Распространение получили универсальные гидроэкскаваторы, работающие на полноповоротной платформе.

Агрегаты передвигаются на гусеницах и способны переносить большие нагрузки. Универсальные машины можно быстро переоборудовать, провести самостоятельную регулировку системы и узлов, навесить ковш нужного объема.

Например, часто надо заменять прямые лопаты с челюстным ковшом (емкость варьируется от 8 до 14 м³) на обратные лопаты. В этом случае принцип работы гидравлического экскаватора состоит в том, чтобы работать с удлиненной рукоятью и стрелой. Гидросхема также позволяет выполнять работы на большой глубине.

Навесное оборудование по типам выполняемых работ можно поделить на несколько групп:

Читайте также: Экскаватор-погрузчик Caterpillar 428: описание, характеристики и модификации

Прямая лопата подходит для того, чтобы проводить разработку земли в забое.
Обратная лопата нужна для того, чтобы рыть выемки, которые находятся ниже уровня стоянки агрегата.
Обратная лопата может выполнять работы и возле стен или других подобных конструкций. Например, с ее помощью вырываются траншеи, чьи оси не совпадают с продольной осью экскаватора.
Грейфер используют для проведения погрузочно-разгрузочных работ, рытья скважин и котлованов большой глубины. Устанавливаются регулируемые грейферы. При необходимости проводится диагностика оборудования и внутренних систем. Такая диагностика позволяет настроить нужное давление на грунт, чтобы ковш легко врезался в почву.
Челюстной ковш помогает зачерпывать породу, копать, выгружать землю.
Погрузчик применяется в том случае, когда возникает необходимость провести погрузку мелкокусковых и сыпучих материалов выше уровня стоянки экскаватора. Применяется погрузчик и для высыпания пород в автосамосвалы, выгрузки грунтов, в том числе и слежавшихся.

Таким образом, в нужный момент оператор может самостоятельно провести смену навесного оборудования и отрегулировать детали гидравлической системы, цилиндров, применяемых инструментов. Если при настройке ковша и стрелы возникнут проблемы, необходимо вызвать специалистов по навесному устройству.

Специальные приборы, инструменты и оборудование для диагностики гидросистемы

В гидравлической системе давление обычно измеряется манометром или вакуумметром, а расход — расходомером. Кроме этого, для специалиста по диагностике могут быть полезны и другие приборы и инструменты:

преобразователь давления и самописец — если точность измерения давления должна быть выше точности, которую обеспечивает манометр, а также если необходимо измерить давление при переходном процессе или при действии реактивных возмущений со стороны внешней нагрузки (преобразователь давления выдает переменное напряжение, зависящее от приложенного давления);
градуированный сосуд и секундомер — при измерении очень малых расходов, например утечек, с их помощью можно получить большую точность, чем при измерении расходомером;
температурный датчик или термометр — для измерения температуры в гидравлическом баке можно установить температурный датчик (часто его совмещают с индикатором уровня рабочей жидкости), причем рекомендуется пользоваться датчиком, выдающим сигнал тревоги, как только температура рабочей жидкости становится слишком низкой или слишком высокой;
термопара — для измерения локальной температуры в системе;
измеритель шума — повышенный шум также является явным признаком неисправности системы, в особенности для насоса. При помощи измерителя шума всегда можно сравнить уровень шума «подозреваемого» насоса с уровнем шума нового насоса;
счетчик частиц — позволяет с высокой степенью достоверности определить уровень загрязненности рабочей жидкости.

Поломки и ремонт гидросистемы.

К сожалению, человечество еще не смогло придумать механизмы, которые никогда бы не изнашивались. Даже самые простые настенные часы могут сломаться в любой момент. А когда речь идет о таких сложных системах, как гидравлическая система в спецтехнике, нет сомнения, что рано или поздно какой-либо ее элемент придет в негодность. Экскаватор-погрузчик выполняет свою работу в не самых легких условиях, на его износ влияет огромное количество факторов. И износиться может любая деталь. Поэтому при неполадках с гидравликой не спешите сразу менять гидронасос, есть вероятность, что проблема кроется в сальниках или шлангах. Сначала всегда нужно провести диагностику, чтобы не потратить деньги на ветер.

Важно своевременно и точечно обнаружить проблему и решить ее, пока та не привела к еще большим бедам и поломкам.

Типовая гидравлическая схема одноковшовых экскаваторов

Типовой гидравлической схемой для экскаваторов с жесткой подвеской рабочего органа является двухпоточная система с двухсекционным насосом, производительность которого регулируется по суммарному давлению, а суммирование протоков обоих насосов осуществляется внутри золотников (см. рис. 5.1).

Рисунок 5.1 – Гидравлическая схема экскаватора

Вал 24 сдвоенного насоса 19 получает вращение от приводного двигателя через встроенный редуктор 20. Поворотные корпуса 25 сдвоенного насоса установлены на подшипниках, связаны траверсой 26 регулятора мощности и синхронно поворачиваются вокруг оси качания на 26°, чем достигается изменение их производительности. Регулятор мощности представляет собой золотник 27, который, с одной стороны, воспринимает усилие пружины 28, а с другой — давление на выходе из секций насоса. При малых, давлениях насосы развивают максимальную производительность. С увеличением давления золотник 27, сжимая пружину, поворачивает поворотные корпуса, при этом снижается производительность насосов, а мощность остается постоянной.

От секций насоса (А

и Б) жидкость (масло) поступает в гидрораспределительные блоки 18 и 15 с проточной разгрузкой насоса. В нейтральном положении золотников напорная гидролиния соединена со сливной специальным проточным каналом, который перекрывается при включении любого из золотников блока. Применение такой схемы позволяет плавно включать механизмы и устранить повышенное давление во время включения золотников.

Насосы и их привод защищены от перегрузок предохранительными клапанами первичной защиты 1 и 16. Клапаны настраиваются на максимальное давление, и если оно в системе превышает это значение, то они открываются и жидкость перепускается в сливную магистраль, откуда через радиатор 31 и фильтр 29 — в бак. Если все золотники гидрораспределительного блока 18 находятся в нейтральном положении, то поток от секции А насоса 19 объединяется с потоком от секции Б и идет в гидрораспределительный блок 15. При включении любого из золотников блока 18 потоки от секций А и Б разъединяются, причем слив из гидрораспределитетеля 18 направляется в бак, а распределительный блок 15 питается только потоком от секции Б насоса. Таким образом, если работают цилиндры 12, цилиндры ковша 13 или гидромотор механизма передвижения 10,то используется суммарная производительность насосной установки. Работа цилиндра рукояти 7 или гидромотора механизма поворота 3 обеспечивается всегда только секцией А насосной установки.

Золотники ЗР2 блока 18 и ЗР4 блока 15 служат для привода гусеничного хода; подключение гидромоторов передвижения 10 и 5 аналогично подключению гидромотора поворота стрелы с элементами защиты 9 и 6. Золотник ЗРЗ блока 18 управляет гидроцилиндром рукояти 7. Соединение каналов а с а1 и б с б1 дает движение цилиндра в одну сторону; а с б1 и а с б — в другую.

В системе установлены клапаны вторичной защиты 8. Они защищают систему от реактивных (пассивных) перегрузок, которые могут возникнуть в запертом гидроцилиндре (золотник в нейтральном запертом положении, как показано на рис. 5.1). При срабатывании клапанов жидкость перебрасывается из магистрали повышенного давления в магистраль пониженного давления. Кроме того, через канал в магистраль соединяется со сливом, в результате чего осуществляется подпитка или удаление излишка жидкости. Подпитка происходит при передаче жидкости из штоковой полости в поршневую или при дренажных утечках, слив — во время перемещения жидкости из поршневой полости в штоковую.

Золотник ЗРЗ секции насоса А независимо от секции насоса Б

гидрораспределительного блока 18 дает возможность совмещать движение гидроцилиндра рукояти 7 с движением гидроцилиндра стрелы 12 или гидроцилиндра ковша 13 при независимом управлении каждым из совмещаемых движений. Кроме того, включением золотника ЗР7 блока 15 имеется возможность при нейтральном положении золотников ЗР4, ЗР5 и ЗР6 подать жидкость от обеих: секций насоса в цилиндр 7 поворота рукояти. Регулирование скоростей совмещаемых и несовмещаемых движений осуществляется различной степенью перекрытия каналов соответствующими золотниками.

Золотники ЗР2 блока 18 и ЗР4 блока 15 управляют соответственно гидромоторами левой 10 и правой 5 гусениц, золотники ЗР5 и ЗР6 блока 15 управляют соответственно цилиндрами подъема стрелы 12 и поворота ковша 13. Подключение цилиндра 13 аналогично цилиндру 7. В системе привода цилиндра 13 не имеется клапанов вторичной защиты. Гидроцилиндр 12 поворота стрелы, кроме блока вторичной защиты 6, работающего аналогично блоку вторичной защиты 8 цилиндра 7 поворота рукояти, имеет в магистрали соединяющие поршневые полости цилиндров — регулируемый дроссель 11 и обратный клапан 14. Гидродвигатель 3 имеет вторичную защиту 4. При подаче жидкости в поршневые полости во время подъема стрелы жидкость без препятствий проходит через обратный клапан 14. При опускании стрелы без использования насосной установки жидкость идет через дроссель 11, что ограничивает скорость опускания, предупреждает разрыв потока, уменьшает динамические нагрузки.

Слив от блока распределителей 18 и 15 поступает в бак через двухпозиционный золотник 30, который позволяет направлять рабочую жидкость в фильтры 29, установленные параллельно, или через радиатор 31, или минуя его. Для контроля настройки предохранительных клапанов устанавливается манометр 23, который может поочередно подключаться к напорным линиям секций А и Б насоса 19. Давление в сливной магистрали контролируется манометром 17, а температура рабочей жидкости — датчиком 21 с указателем 22.

5.2. Унификация и универсализация гидравлических экскаваторов

Унификация гидравлических экскаваторов может осуществляться с учетом следующих положений с учетом анализа опыта разработки размерных групп и типовых рядов отечественных и зарубежных машин. Возможно составление рационального ряда экскаваторов массой 5 — 300 т с ковшами вместимостью 0,05 — 20 м3, мощностью 20 — 700 кВт.

Блочная конструкция гидравлических экскаваторов в несколько раз сокращает сроки и трудоемкость монтажа больших типоразмеров гидравлических экскаваторов на месте работ и при их ремонте, а также открывает почти неограниченные возможности унификации.

Масса машины, приходящаяся на 1 м3 стандартного ковша, колеблется от 19 до 25 т, больше — для меньшего типоразмера.

Универсальность машин достигается количеством сменных элементов рабочих органов (инструмента), ковшей, рукоятей, наголовников грейферов, стрел, сменного ходового и силового оборудования.

В среднем на каждой из 12 базовых моделей применяется по 20 ковшей, 4 — 5 стрел, 7 — 8 рукоятей, а на 7 моделях малой мощности — по 2 — 3 наголовника грейферов и на 8 моделях малой и средней мощности — по 6 — 7 различных инструментов. По таким узлам, как двигатели внутреннего сгорания, электрические и гидравлические двигатели, гидроаппаратура, узлы управления, рычаги, шарниры и другие элементы рабочего оборудования, унификация проводится для машин нескольких типоразмеров. По некоторым узлам унификация охватывает значительную часть всего ряда унифицированных машин. Например, количество типоразмеров насосов, гидроцилиндров, колес, типоразмерностей цилиндров двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей, гидро- и пневмодвигателей, кабин машиниста, капотам, колесам, по всему ряду машин ограничивается всего 4 — 5 конструкциями их основных элементов, обеспечивающих прогрессивность основных параметров.

Таким образом, заводами изготовляются унифицированные ряды гидравлических экскаваторов, которые при наличии 10 — 12 базовых унифицированных моделей имеют свыше 80 модификаций унифицированных машин различного назначения и даже разных кинематических схем и компоновок конструкции.

Большое количество элементов рабочего оборудования отличается не только изменением размеров, но и особенностями конструкции, приспособленными для выполнения определенных видов работ. Эти особенности обеспечивают повышение производительности и улучшение эксплуатации машин.

Так изготовляются телескопические стрелы, рукояти и наголовники разной длины, каждая из которых приспособлена к работе с ковшам или рабочим органом определенной вместимости.

Особое внимание направлено на создание экскаваторов малых типоразмеров массой 1,1 — 1,5 т, с ковшами 0,5 — 0,03 м3 с большим количеством сменного навесного, полуприцепного и прицепного оборудования. Они предназначены для сокращения объемов ручного труда.

В результате унификации количество различных деталей, необходимых для выпуска 60 моделей машин, сокращено по сравнению с количеством общей номенклатуры деталей при индивидуальном производстве в 6 — 7 раз.

Устройство и схемы экскаватора и рабочего оборудования.

Одноковшовый экскаватор состоит из следующих основных частей:

Ø ходового устройства ;

Ø поворотной части рабочего оборудования .

Ходовое устройство воспринимает и передает на основание (грунт) нагрузки от массы машины и нагрузки, возникающие при работе, а также обеспечивает передвижение экскаватора. Поворотная часть состоит из поворотной платформы с механизмами и силовым оборудованием и рабочего оборудования. Поворотная платформа опирается через специальное роликовое опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости. Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на ходовые устройства различных типов. Рабочим оборудованием называется комплекс узлов экскаватора, содержащий рабочий орган с помощью, которого копают грунт, поднимают груз, захватывают сыпучие и кусковые материалы и обеспечивающий его действие в зоне работы экскаватора.

Экскаваторы с гидравлическим приводом.Гидравлические экскаваторы обладают конструктивными, технологическими и экономическими преимуществами. Они определяются главным образом применением гидравлического объемного привода для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам машины.

Прямую лопату гидравлических экскаваторов широко применяют на экскаваторах 4-й размерной группы, а также машинах большей мощности.

Основные рабочие оборудование экскаватора с гидравлическим приводом:

3. Ковш — предназначен для копания, удерживания при перемещении и разгрузки грунта или другого материала.

4. Гидроцилиндры для подъема стрелы и поворота рукояти.

Рис. 3. Гидравлический полноповоротный гусеничный экскаватор с прямой лопатой.

1-силовая установка; 2- бак гидросистемы; 3- капот; 4- кабина; 5- стрела; 7, 9, 11- гидроцилиндры; 8- рукоять; 10- ковш; 12- ходовая тележка; 14- роликовый опорно- поворотный круг; 15- механизм поворота платформы; 16- противовес.

Читайте также: Продажа экскаваторов-планировщиков УДС-114, УДС-214 для всех регионов РФ

Прямая лопата имеет жесткую связь с ковшом и предназначена для копания грунта перед собой или немого выше уровня расположения экскаватора. Ковш прямой лопаты прикреплен к рукояти, которая в свою очередь закреплена шарнирами на стреле. Стрела шарнирно закреплена на поворотной платформе.

На экскаваторах устанавливают как поворотный (рис. 4, б), так и неповоротный ковши (рис.4, а). Поворотным ковшом можно не только разрабатывать и грузить грунт, но планировать забой. Неповоротный ковш (рис. 5) предназначен для тяжелых работ и представляет собой комбинированную конструкцию из литых и сварных деталей.

Рис. 4. Прямая лопата экскаваторов с неповоротным (а) и поворотным (б) ковшом:

1- стрела, 2- рукоять, 3,11- тяги, 4- зуб ковша, 5- ковш, 6- петля днища ковша, 7…10- гидроцилиндры, 12- рычаг, 13- кронштейн, 14- проушина;

I…II- положение ковша при копании.

Рис. 5. Неповоротный ковш прямой лопаты экскаваторов:

1- корпус, 2- засов, 3- шток засова, 4- днище, 5- цепь, 6- рычаг, 7- ось петель днища, 8- гидроцилиндры, 9- тяга, 10- рукоять, 11- ось крепления рукояти, 12 — зуб.

Экскаваторы механическим приводом.Экскаваторы механическим приводом по целому ряду уступают конструктивных, технологических и экономических показателей уступают гидравлическим экскаваторам. Механический привод для передачи движения от двигателя к рабочим механизмам и органам требует применения разветвленной системы устройств, состоящих из большого количества механических элементов. Отдельные механизмы и элементы передач (муфты, тормоза, цепи, канаты и др.) требуют частых регулировок или замены быстро изнашиваемых деталей.

Прямая лопата состоит из следующих основных узлов:

Прямые лопаты бывают:

ü маятниковые (рис.6, а) (рукоять шарнирно подвешивают на стреле),

ü с механизмом напора (рис.6,б)

Рукоять соединяют со стрелой подшипником 14, который дает возможность рукояти не только поворачиваться в вертикальной плоскости относительно стрелы, но и совершать возвратно- поступательные движения вдоль оси рукояти).

Рис.6. Общий вид экскаваторов, оборудованных прямой лопатой:

а — маятниковой конструкции, б – с механизмом напора, в – положения ковша при копании;

1 — двуногая стойка, 2 — передняя стойка, 3 — стрелоподъёмный канат, 4 — стрела, 5 — рукоять, 6 — канат подъёма ковша, 7 — ковш, 8 — механизм открывания днища ковша, 9 — блок ковша, 10 — ходовая тележка, 11 – головные блоки подъёма ковша, 12 — головные блоки подъёма стрелы, 13 – седловые блоки, 14 – седловый подшипник, 15 – напорный канат, 16 – уравнительный блок напорного каната, 17 – барабан подъёма ковша, 18 – барабан подъёма стрелы.

Стрелы прямых лопат представляют собой прочные пустотелые сваренные из металлопроката конструкции. Стрелы бывают:

Рис.7 Стрелы прямых лопат:

а – однобалочная, б – двухбалочная;

1 – пята, 2 – клин коуша, 3 – коуш, 4 – балки, 5 и 7 – амортизаторы, 6, 8 и 17 – втулки, 9 – блоки подъёма ковша, 10 – стрелоподъёмные блоки, 11 и 12 – болты, 13 – крышка, 14 – указатель поворота стрелы, 15 – скоба, 16 – брус амортизатора.

Рукояти прямых лопат бывают:

Рис. 8 Однобалочная рукоять с ковшом прямой лопаты.

Как устроен экскаватор

Общее устройство землеройного экскаватора включает в себя:

ходовую часть;
двигатель;
гидравлическую систему;
трансмиссию;
кабину с органами управления;
платформу с поворотным устройством;
рабочую стрелу.

На поворотной платформе смонтирован двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Мотор имеет систему жидкостного охлаждения. Привод вентиляторов охлаждения автоматический, но имеется клавиша принудительного включения. Для увеличения мощности и снижения расхода топлива применяется установка турбокомпрессоров. Двигатель приводит в действие рабочие механизмы экскаватора посредством гидравлической или электрической трансмиссии. Механические трансмиссии применяются на устаревшей технике.

Поворотная часть смонтирована на шасси через погон, обеспечивающий поворот на 360°. На платформе размещена кабина оператора, гидравлическая и электрическая системы, стрела с механизмами привода и управления. Экскаваторная стрела может оснащаться ковшами различной конструкции или канавокопателем, который сокращает время, необходимое для создания траншей. Возможна установка гидравлических молотов или другого оборудования, необходимого при ведении землеройных работ.

На экскаваторах с механическим приводом применяются лебедки, которые непосредственно управляют движением стрелы. На машинах встречаются лебедки с 1 или 2 валами. 1-вальным считается узел, у которого подъемный и тяговый барабаны установлены на единый вал. Если барабаны лебедки разнесены по валам, то она называется 2-вальной. Подобные механизмы устанавливаются на больших экскаваторах.

Привод лебедок выполняется валами через редуктор или цепью, осуществляется от главного вала трансмиссии. Для включения применяются многодисковые фрикционные муфты, для остановки — ленточные тормоза. Трос укладывается на барабан в один или несколько слоев в зависимости от длины.

Конструкция мини-экскаватора не отличается от принципов, заложенных в полноразмерной технике. Разница заключается в упрощении конструкции гидравлики и применении малогабаритного дизельного двигателя. Рабочее место оператора расположено в закрытой кабине, оборудованной системами вентиляции и обогрева.

Устройство экскаватора погрузчика отличается от вышеописанного механизма. Рабочий ковш расположен на шарнирной стреле в передней части стандартного колесного трактора. Погрузочное оборудование имеет гидравлический привод, управление которым осуществляется из кабины оператора.

Трактор построен по классической схеме — двигатель и коробка передач являются частью несущей конструкции. Спереди установлен подрамник, служащий для опоры двигателя и переднего моста. На задней части машины устанавливается экскаваторная стрела или иное землеройное оборудование, оснащенное гидравлическим приводом. Стрела может поворачиваться на фиксированный угол. При рытье котлованов и траншей техника перемещается своим ходом.