Одноковшовые строительные экскаваторы. Страница 1

Беркман И.Л.
Одноковшовые строительные экскаваторы
Москва, 1958
В книге дана классификация одноковшовых строительных экскаваторов и изложено их устройство. В ней приведены приемы работы на экскаваторах, сведения по обслуживанию и ремонту их и вопросы организации экскаваторных работ.
Кроме того, в книге приведены правила техники безопасности при работе на экскаваторах и при обслуживании их.
Книга предназначается для учащихся технических и ремесленных училищ, подготовляющих машинистов универсальных экскаваторов, и может быть использована для повышения квалификации персонала, занятого на эксплуатации и ремонте экскаваторов.
Главы I—IV написаны инж. И. Л. Беркманом, главы V—VII, § 60, 62 и глава X — канд. техн. наук А. В. Ранне-вым, § 56, 57. 58. 59, 61 и глава IX — инж. А. К. Рейш, которым также выполнены иллюстрации экскаваторов в аксонометрической проекции.
Отзывы и замечания по книге просим присылать по адресу: Москва, Центр, Хохловский пер., 7, Трудрезервиздат.
Развитие народного хозяйства нашей страны неразрывно связано с его индустриализацией. Индустриализация предполагает широкую механизацию всех тяжелых и трудоемких процессов. Строительство различных промышленных и гражданских сооружений и работы по добыче строительных материалов связаны с производством большого количества земляных работ, выполняемых в основном одноковшовыми экскаваторами.
Широкое распространение универсальных экскаваторов объясняется тем, что они легко могут быть приспособлены для разнообразных работ в строительстве за счет применения различного сменного рабочего оборудования и использования для привода как двигателей внутреннего сгорания, так и электрических.
До Великой Октябрьской социалистической революции экска-ваторостроение в России практически не развивалось. Так, с 1901 г., когда были построены первые экскаваторы (паровые, на рельсовом ходу), и до 1917 г. в России было выпущено всего 36 экскаваторов.
В СССР развитие экскаваторостроения началось в конце 20-х годов. К 1940 г. было выпущено уже несколько тысяч экскаваторов различных типоразмеров. В 1933—1937 гг. на строительстве канала им. Москвы экскаваторами было выполнено 47,6 млн. мг земляных работ.
Еще более быстрыми темпами экскаваторостроение развивалось в четвертой и пятой пятилетках. Выпуск экскаваторов только в 1955 г. составил 5250 шт. (против 274 в 1940 г.). На строительстве Волго-Донского судоходного канала им. В. И. Ленина экскаваторами было выполнено 54,8 млн. мл земляных работ.
XX съезд КПСС в своих решениях по шестому пятилетнему плану поставил задачу увеличения производительности труда в строительстве не менее чем на 52% на основе дальнейшей индустриализации строительства и завершения в основном комплексной механизации строительных работ. В соответствии с этими задачами в 1956—1960 гг. предусматривается еще более значительное развитие строительного и дорожного машиностроения, в частности увеличение выпуска экскаваторов примерно в три раза и в том числе значительное увеличение парка универсальных одноковшовых экскаваторов с ковшами емкостью 0,5 и 0,25 ж3.
Задачи, поставленные ЦК КПСС и Советом Министров СССР в постановлении от 2 августа 1957 г. «О развитии жилищного строительства в СССР», обязывают строительные организации еще более быстрыми темпами развивать механизацию строительных работ, быстрее переходить к комплексной механизации в строительстве, правильнее и производительнее использовать машины и механизмы, чтобы скорее обеспечить трудящихся Советского Союза новыми квартирами.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
КОНСТРУКЦИЯ одноковшовых ЭКСКАВА ТОРОВ
Глава I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСКАВАТОРОВ
Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для выемки и перемещения грунта. Все экскаваторы могут быть разделены на две большие группы: непрерывного действия — многоковшовые и периодического (циклического) действия — одноковшовые. Принципиальное отличие машин, относящихся к каждой из этих групп, заключается в следующем: экскаваторы непрерывного действия обе операции—копание грунта и его перемещение — производят одновременно; экскаваторы периодического действия выполняют эти операции последовательно, прерывая копание на время перемещения грунта. Таким образом, собственно рабочее время машины, в течение которого Производится копание, больше у экскаваторов непрерывного действия, поэтому производительность их выше, чем экскаваторов периодического действия. Несмотря на это, большее распространение получили одноковшовые экскаваторы. Причиной этого является их универсальность, т. е. возможность применения на разнообразных работах и в любых, самых тяжелых, в том числе скальных, грунтах, тогда как многоковшовые экскаваторы используются в основном на специализированных работах и в грунтах однородных, не имеющих каменных включений.
Как одноковшовые, так и многоковшовые экскаваторы бывают сухопутными и плавучими.
Сухопутные экскаваторы могут иметь различное ходовое оборудование: гусеничное, рельсовое, пневмоколесное и шагающее (шагающее оборудование применяется только в одноковшовых экскаваторах).
Силовое оборудование экскаваторов также может быть различным. Механизмы экскаватора могут приводиться в движение двигателями: дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими. Подавляющее большинство современных экскаваторов оборудовано дизелями и электрическими двигателями как наиболее экономичными, реже применяются карбюраторные двигатели; паровые машины остались лишь на экскаваторах, построенных не позже 30-х годов. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, для экскаваторов, работающих на строительстве новых железных и шоссейных дорог и там, где машину нужно сравнительно часто перевозить с места на место, используются дизели. На экскаваторах, постоянно работающих в одном и том же месте, например в карьерах по добыче камня и других строительных материалов, на угольных разрезах и т. п., выгодно применять электродвигатели, так как электричество является наиболее дешевым видом энергии, а кроме того, упрощается обслуживание и отпадает необходимость в постоянном снабжении машины топливом. Поэтому на небольших экскаваторах (с ковшами емкостью до 1,5—2 м1) обычно устанавливают дизели, а на экскаваторах большой мощности — электрические двигатели.
Если все механизмы экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называется одномоторным. Если в экскаваторе каждый механизм (или некоторые из механизмов) приводятся в движение отдельным, индивидуальным, двигателем (обычно электрическим), такой привод называется многомоторным.
Одномоторные одноковшовые экскаваторы строят в СССР с ковшами емкостью до 2—2,5 м3, за рубежом — до 4—4,5 м3. Многомоторные экскаваторы обычно строят с ковшами емкостью свыше 1,5—2 м31.
Для передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используются различные виды привода:
механический, когда движение передается при помощи валов, шестерен, червячных пар, цепных передач и т. п.; этот способ является наиболее распространенным;
гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос (один или несколько), маслопроводы и гидромоторы (или гидроцилиндры); в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение; этот способ основывается на несжимаемости жидкости;
гидродинамический, где для передачи энергии используются турбомуфты или турботрансформаторы; этот привод применяется обычно в сочетании с механическим для достижения плавной работы механизмов и автоматического регулирования скорости движения в зависимости от величины нагрузки (с увеличением нагрузки скорость движения рабочих механизмов уменьшается и наоборот) ;
электрический, применяемый на мнвгомоторных экскаваторах, в сочетании с механическим; этот привод дает возможность машинисту по желанию регулировать скорость движения механизмов экскаватора, обеспечивает плавное автоматическое изменение скоростей в зависимости от нагрузок, а также совмещение необходимых рабочих движений;
комбинированный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического.
Механический привод является наиболее распространенным, поэтому его наличие на экскаваторе никак не оговаривается в названии машины, а указывается обычно только тип двигателя, например, дизельный одноковшовый экскаватор с ковшом емкостью 0,5 mz. Если же применяется привод другого вида, то это указывается в названии экскаватора, например дизель-электрический экскаватор, т. е. экскаватор с дизельным силовым оборудованием и электрическим приводом.
Все сказанное в равной степени относится как к экскаваторам периодического действия (одноковшовым), так и к экскаваторам непрерывного действия (многоковшовым).
Таким образом, экскаваторы делятся:
а)    на плавучие и сухопутные;
б)    по типу силового оборудования (с дизелем, карбюраторным, электрическим или паровым двигателем);
в)    по количеству двигателей (одномоторные, многомоторные) ;
г)    по виду привода (механический, гидравлический объемный, гидродинамический, электрический, комбинированный);
д)    по типу ходового оборудования сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и др.).
' Кроме перечисленных признаков классификации, каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками — размерами, мощностью, назначением и др.
Ниже рассматриваются лишь сухопутные экскаваторы периодического действия (одноковшовые).
§ 2. ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОДНОКОВШОВЫХ
ЭКСКАВАТОРОВ
Современный одноковшовый экскаватор (рис. 1) состоит из следующих основных частей: ходового оборудования /, поворотной платформы 2 с механизмами и силовым оборудованием, рабочего оборудования 3.
Ходовое оборудование экскаватора может быть:
гусеничное (стандартное или специальное для работы в болотистых местах), пневмоколесное, автомобильное (специальное или используемое от грузовой автомашины) ', рельсовое, шагающее. Наиболее распространенным является гусеничное оборудование, обеспечивающее хорошую проходимость экскаватора. В последнее время значительно возрос выпуск малых моделей экскаваторов на пневмоколесном ходу, так как они обладают большой подвижностью и могут быть быстро транспортированы с одного объекта работ на другой собственным ходом или на прицепе к автомобилю, в то время как для перевозки гусеничного экскаватора необходим прицеп-тяжеловоз.
Рис. 1. Схема одноковшового экскаватора:
1 — ходовое оборудование; 2 — поворотная платформа; 3 — рабочее оборудование
Рельсовое ходовое оборудование в современных экскаваторах не применяется и осталось лишь на машинах, построенных более двадцати лет назад, или на экскаваторах, работающих в качестве железнодорожных кранов.
Преимущество шагающего ходового оборудования заключается в большой опорном поверхности, через которую передается на грунт вес машины. Это обеспечивает малое удельное давление на грунт (в 2—3 раза меньше, чем у гусеничных машин) и дает возможность использовать мощные экскаваторы для работы на слабых грунтах.
1 Различие между экскаватором на пневмоколесном или автомобильном ходу заключается в следующем: пневмоколесный экскаватор имеет только один двигатель, установленный на поворотной платформе, от которого движение передается как на рабочие механизмы, так и на ходовое оборудование. У экскаватора на автомобильном ходу обычно имеется два двигателя: один из них установлен на поворотной платформе и приводит в движение рабочие механизмы, второй расположен на раме ходового оборудования и используется только для передвижения экскаватора.
Поворотная платформа опирается через ролики опорно-поворотного устройства на раму ходового оборудования, относительно которого платформа мвжет поворачиваться в горизонтальной плоскости. Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на различное ходовое оборудование. В зависимости от угла поворота платформы экскаваторы называются
Рнс. 2. Дизельный полноповоротный экскаватор Э-258 на пневмоколесном ходу с ковшом емкостью 0,25 м3
полноповоротными или неполноповоротными. Подавляющее большинство современных экскаваторов выпускается полноповоротными, т. е. их поворотная часть может вращаться на 360°. У машин этого типа (рис. 2) на поворотной платформе устанавливают дви-
Рнс. 3 Неполноповоротный экскаватор Э-153 на базе трактора «Беларусь» с гидравлическим приводом и ковшом емкостью 0,15 м3
гатель и основные рабочие механизмы, а также крепят рабочее оборудование.
Неполноповоротными строят теперь только самые малые модели экскаваторов, выпускаемые обычно на базе тракторов или автомобилей (рис. 3).
Рабочим оборудованием называется та часть экскаватора, с помощью которой выполняются копание грунта, подъем грузов, зачерпывание и перегрузка сыпучих материалов и пр. Рабочее оборудование крепится в передней части поворотной платформы экскаватора (или на поворотной колонне у не-полно-поворотных машин). В зависимости от способа крепления

Рис. 4. Сменное рабочее оборудование: а — с жесткой подвеской рабочего органа; б —с гибкой подвеской рабочего органа: / — прямая лопата; 2 — обратная лопата; 3— струг; 4— кран; 5 — грейфер; 6 — драглайн

б)
рабочего органа (ковша, крюка, грейфера) различают рабочее оборудование с жесткой или гибкой подвеской рабочего органа (рис. 4). В зависимости от выполняемых работ применяется различное рабочее оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн, кран, грейфер, струг, копер для забивки свай, трамбующая плита, скребок, засыпатель, корчеватель. Прямой лопатой, драглайном и краном снабжаются в настоящее время строительные универсальные экскаваторы с ковшами емкостью от 0,25 до 2 м3, машины с ковшами емкостью до 0,8 м3 снабжаются, помимо этого, грейфером, а экскаваторы с ковшами емкостью до 0,65 м3 — обратной лопатой. Остальные шесть видов оборудования применяются теперь сравнительно редко, так как с успехом могут быть заменены бо-10 лее дешевыми и производительными машинами, приспособленными специально для выполнения тех же работ. В шестой пятилетке начался выпуск некоторых новых видов сменного рабочего оборудования, расширяющих область применения экскаваторов. Так, например, экскаваторы с ковшами емкостью 0,25—0,65 ж3 снабжают дизель-молотом с клином для рыхления мерзлого грунта. К экскаваторам с ковшами емкостью 0,8 и 1,25 м3 изготовляют сменное оборудование башенного крана, что позволяет использовать их на монтажных работах при строительстве зданий из сборных конструкций. Изготовляется также сменное рабочее оборудование гльгбозах-ватчика, с помощью которого можно перемещать большие куски скальных пород, образовавшиеся после взрывов при карьерных работах. Таким образом, количество применяемых видов сменного рабочего оборудования не остается постоянным, а может изменяться со временем: одни виды оборудования вытесняются новыми, более производительными специализированными машинами, другие виды возникают вновь, так как с развитием строительной индустрии появляются новые работы, для выполнения которых они требуются. Одноковшовые экскаваторы делятся по своему назначению на три группы: строительные, с ковшами емкостью до 2 м3, предназначенные для выполнения разнообразных земляных, погрузо-разгру-зочных и монтажных работ в строительстве; карьерные, с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений, а также скальных пород; вскрышные, с ковшами емкостью свыше 6 мъ, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши), покрывающих пласты полезных ископаемых (угля, руды и др.). Вскрышные экскаваторы обычно отличаются удлиненным рабочим оборудованием, что дает возможность отваливать грунт на большое расстояние от места выработки. К этой группе машин относятся также и мощные шагающие экскаваторы — драглайны, используемые на горных работах для перекидки верхних слоев пород в выработанное пространство, а также на больших гидротехнических строительствах. Одноковшовые экскаваторы следует различать по степени их универсальности, т. е. возможности использования с различными видами рабочего оборудования. Универсальными экскаваторами называются машины, имеющие не менее четырех видов сменного рабочего оборудования. Строительные экскаваторы с ковшами емкостью до 2 м3 обычно выпускаются универсальными, причем замена одного вида рабочего оборудования другим может быть легко произведена бригадой, обслуживающей экскаватор. Полууниверсальными называются экскаваторы, которые имеют два-три вида рабочего оборудования. Такими выпускаются машины с ковшами емкостью не более 4—6 м3. Специальными называются экскаваторы, имеющие только один вид рабочего оборудования. К ним обычно относятся машины с ковшами емкостью свыше 6 м3. К строительным универсальным экскаваторам относятся машины с ковшами емкостью до 2 ж3, конструкция и эксплуатация которых описаны ниже. Перечень и технические характеристики выпускаемых отечественной промышленностью одноковшовых строительных экскаваторов приведены в части II данной книги. § 3. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА Разработка грунта производится ковшом (рис. 5), перемещающим срезанный грунт к месту разгрузки в отвал или в транспорт. Одновременное срезание грунта и заполнение им ковша называется копанием. Срезаемая часть грунта называется стружкой. г Рис. 5. Копание грунта ковшом экскаватора: / — корпус ковша; 2 — режущая часть (зубья); 3 — стружка; 4 —призма волочения; С — толщина стружки Рабочий процесс одноковшового экскаватора состоит из: а)    собственно работы машины (рабочих циклов), т. е. разработки и перемещения грунта; б)    перемещения экскаватора к забою (передвижек) после того, как с места стоянки экскаватора станет неудобно или невозможно продолжать дальнейшую разработку грунта; во время перемещения экскаватора копание не производится, т. е. это время является нерабочим и его следует по возможности сокращать. Рабочий цикл экскаватора состоит из следующих операций: 1)    копания грунта, т. е. срезания стружки грунта и заполнения ковша; 2)    перемещения заполненного грунтом ковша к месту разгрузки, для чего производится поворот платформы с рабочим оборудованием (у неполноповоротных машин — только рабочего оборудования) ; 3)    разгрузки грунта из ковша в отвал или в транспорт; 4)    обратного перемещения ковша (поворота платформы) к забою; 5)    опускания ковша для подготовки к следующей операции копания. Таким образом, копание прерывается для выполнения других четырех операций. Следовательно, чем меньше времени будет затрачено на эти операции, тем большее число раз будет произведено копание, тем выше будет производительность экскаватора. Поэтому опытные машинисты всегда совмещают четвертую и пятую операции, а при работе в отвал — вторую и третью, сокращая продолжительность рабочего цикла экскаватора. Глава II РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ § 4. КАНАТЫ Стальной канат (рис. 6) свит из прядей /, каждая из которых состоит из стальных проволок 2. Пряди навивают вокруг пенькового сердечника 3 или проволок из более мягком стали. Пропитываемый смазкой сердечник смазывает внутренние слои проволок при изгибе каната. Рис. 6. Конструкции стальных канатов: а—канат параллельной (односторонней) свивки; б — канат крестовой свивки; в — сечение каната нормальной структуры; г — сечение каната комбинированной структуры; I — пряди каната; 2 — проволоки; 3 — сердечник
Свивка канатов бывает: п а-раллельная (рис. 6, а) и крестовая (рис. 6, б). В канате крестовой свивки направление проволок в пряди противоположно направлению прядей в канате. При параллельной (односторонней) свивке каждая прядь и весь канат свиты в одном направлении. 1Канаты параллельной свивки меньше изнашиваются и более гибки, но легко раскручиваются, особенно при нагрузке. 'Канаты различаются также по структуре: если пряди свиты из проволок одного диаметра, такая структура называется (нормальной (рис. 6, е); если пряди канатов свиты из проволок разного диаметра, причем на поверхности расположены проволоки большего диаметра (рис. 6,г), структура называется комбинированной. Канаты комбинированной структуры более сложны в изготовлении, но достаточно гибки и более долговечны при работе, связанной с истиранием наружных слоев каната (например в условиях работы тягового каната драглайна). Рис. 7. Крепление концов канатов: а — клиновым зажимом; б — в конической втулке с заливкой; в — за плеткой: г — болтовыми зажимами; I, S—коуши; 2 — клии; 4 — болтовой зажим При замене износившихся канатов следует выбирать их в соответствии с указаниями в паспорте экскаватора. При этом также следует иметь в виду, что применение канатов большего диаметра может привести к уменьшению (а не к увеличению) срока службы его, так как при изгибе на имеющихся барабанах будут ломаться проволочки из-за слишком большой жесткости каната. Диаметр каната должен быть в 20 раз меньше диаметра барабана. В этом случае его долговечность будет достаточной. Существенное значение для безопасности работы экскаватора имеет надежность крепления конца каната, которое должно обеспечивать усилие большее, чем нагрузка, разрывающая канат. Недостаточно надежное крепление каната может привести к серьезной аварии и даже человеческим жертвам. Употребляемые на экскаваторах способы крепления концов канатов к пальцам и другим элементам показаны на рис. 7. Наиболее распространенный способ крепления каната с помощью клинового зажима изображен на рис. 7, а. В плоское сужающееся отверстие литого стального корпуса 1 пропускают канат таким образом, чтобы оба конца его выходили из узкой стороны отверстия. Затем в петлю, образуемую частью каната, выходящего из широкой стороны отверстия, закладывают стальной клин 2 и затягивают его канатом. При этом канат зажимается между внутренними поверхностями отверстия в коуше и клином, имеющим на боковых поверхностях канавки для плотного прилегания каната. Благодаря малому углу клина увеличение натяжения каната лишь увеличивает силу затяжки клина. Однако следует обращать внимание на то, чтобы продолжение оси рабочей (нагруженной) ветви каната проходило через центр отверстия в проушинах коуша. В противном случае канат будет перегибаться, что приведет к его обрыву. Достоинством клинового зажима является возможность легкого демонтажа. Для этого достаточно бородком, вставленным с узкой стороны, выбить клин. Недостаток этой конструкции заключается в трудности крепления канатов больших диаметров, которые трудно согнуть вследствие большой их жесткости. На рис. 7, б показана конструкция крепления в конической втулке, применяемая для канатов больших диаметров. Конец каната, продетый с узкой стороны в отверстие втулки, расплетают на отдельные проволоки, предварительно перевязав канат в месте выхода его из втулки. Затем*у каната вырезают пеньковый сердечник, концы расплетенных проволок загибают в виде крючков и образовавшуюся кисть затягивают внутрь втулки. После этого внутреннюю поверхность втулки и проволоки протравливают соляной кислотой и заливают втулку припоем или баббитом, а в особо ответственных случаях — свинцом или цинком. Таким способом обычно крепят канаты-стяжки большого диаметра, поддерживающие удлиненные стрелы драглайнов или кранов. Этот способ отличается надежностью, но имеет и недостатки: неразъемность соединения и сравнительную сложность выполнения. На рис. 7, в показано крепление каната при помощи заплетки его конца. Коуш 3, имеющий на наружной боковой поверхности канавку для каната, вставляют в петлю каната и жестко обтягивают им. Конец каната расплетают на пряди, пеньковый сердечник вырезают, а расплетенные пряди специальным инструментом заплетают во вторую ветвь каната. Заплетка должна доходить до самого коуша и иметь на всей длине плотную обмотку из мягкой проволоки. Длина заплетаемой части должна быть не менее 0,4 м для канатов диаметром до 12 мм и 0,7 м — для канатов диаметром свыше 12 мм. Крепление этого типа весьма надежно при хорошем выполнении, для чего требуется большой опыт, но в настоящее время почти не применяется из-за большой трудоемкости. Весьма широко применяется крепление каната болтовыми зажимами 4 (рис. 7, г), имеющими разнообразную конструкцию. Зажим состоит из двух половин, между которыми закладываются обе ветви каната, зажимаемые при стягивании болтами. Этот способ достаточно надежен при соответствующем числе зажимов, которое колеблется отЗ до 7 для канатов диаметром от 10 до 34 мм, и расстоянии между ними соответственно от 80 до 230 мм. Зажим болтами менее удобен, чем клиновой, так как требует большего времени на монтаж и демонтаж, а также большого усилия затяжки болтов. На рис. 8 показаны наиболее распространенные способы крепления конца каната клиньями в барабане лебедки. Крепление каната одним клином (рис. 8, а.) аналогично креплению клиновым зажимом, изображенным на рис. 7, а. Разница заключается лишь в том, что сужающееся плоское отверстие выполнено не в корпусе зажима, а в теле барабана. г Рис. 8. Крепление конца каната в барабане лебедки: а — одним клином; б — двумя клиньями; / — канат; 2 и 3 — клинья; 4 — ба- рабан Крепление каната двумя клиньями (рис. 8, б) отличается наличием двух клиновых отверстий. Конец каната / пропускают последовательно через оба отверстия, а затем забивают клинья 2 и 3, вставляемые с широкой стороны отверстий. При этом вначале забивается клин 2, расположенный ближе к концу каната, а затем, после натяжения каната — клин 3. Если установить сначала клин 3, то при забивании клина 2 участок каната между клиньями ослабеет и канат будет удерживаться только одним клином 3, т. е. надежность крепления уменьшится вдвое. Достоинством крепления двумя клиньями является возможность применения его при канатах сравнительно больших диаметров. Иногда применяется болтовое крепление конца каната к барабану. Оно аналогично болтовому зажиму с той лишь разницей, что одной из половинок зажима является тело барабана, к которому болтами притягивается планка, зажимающая канат. Уход за канатами заключается в нанесении на них специальной канатной мази, предохраняющей канат от ржавления и быстрого перетирания проволочек при изгибах каната под нагрузкой. Мазь наносят чистой деревянной лопаткой или жесткой щеткой. § 5. ПРЯМАЯ ЛОПАТА Оборудование прямой лопаты (рис. 9) предназначено для разработки забоя выше уровня стоянки экскаватора. Характерной особенностью этого оборудования является копание грунта движением ковша «от себя». Оборудование прямой лопаты состоит из следующих основных узлов: ковша 4, рукояти 5, стрелы 6, седлового подшипника 7. Ковш жестко закреплен на рукояти. Рукоять соединяется ео стрелой седловым подшипником, дающим возможность рукояти не только поворачиваться в вертикальной плоскости относительно стрелы, но и совершать возвратно-поступательное движение вдоль оси рукояти. I Рис. 9. Экскаватор с оборудованием прямой лопаты: 1 — стреловой канат: 2 — подъемный канат; 3 — головные блоки стрелы; 4— ковш; 5 — рукоять; 6—стрела; 7 — седловой подшипник; I—IV положения ковша Стрела подвешена на стреловом канате 1, причем в работе ее положение не изменяется. В зависимости от высоты разрабатываемого забоя стрела может быть перед началом работы поднята или опущена стрелоподъемной лебедкой, расположенной на поворотной платформе экскаватора. Стрела прямой лопаты при работе может быть установлена под углом от 45 до 60° к горизонтальной плоскости. Для копания грунта нужно поднять ковш (повернуть рукоять) из нижнего положения I в верхнее III и одновременно для регулирования толщины стружки, выдвигать рукоять вперед (осуществлять напор). Ковш поднимается подъемным канатом2, огибающим головные блоки 3 и закрепленным на барабане подъемной лебедки, установленной на поворотной платформе. Выдвижение рукояти (напор) производится напорным механизмом, обеспечивающим также обратное движение (возврат) рукояти. В универсальных строительных экскаваторах применяются ка- 2 -247    17 натные и шестеренно-реечные (кремальерные) напорные механизмы, описание которых дано в § 28. Ковш прямой лопаты универсального строительного экскаватора (рис. 10) обычно представляет собой комбинированную конструкцию из литых и сваренных из проката деталей. Он состоит из корпуса 1, откидного днища 3 с засовом 14 и сменных зубьев 13. Рис. 10. Ковш емкостью 0,5 ж3 экскаватора Э-505: 1 — корпус; 2—прилив; 3 — днище ковша: 4, 7, 10, И— пальцы; 5 — тяги; 6—-рукоять; 8 — брус; 9 — обойма; 12 — пояса; 13 — зубья ковша; 14—засов; 15-
- стакан
Стенки ковша соединены друг с другом сварными швами или заклепками. Передняя стенка обычно изготовляется литой. Иногда отливается только верхняя часть передней стенки — козырек, имеющая специальные гнезда для крепления зубьев. Зубья имеют сужающийся к концу хвостовик, входящий в гнездо козырька. От выпадения из гнезда зуб удерживается шплинтом. Для замены изношенного зуба достаточно удалить шплинт. Изготовляются 18
Вид по стрелке Л ,с зубья из высокомарганцовистой стали, хорошо противостоящей истиранию. Задняя стенка ковша имеет проушины для пальцев 4 и 10, соединяющих ковш с рукоятью и днище 3 с ковшом, а также для пальца 11, на котором шарнирно смонтирована обойма 9 блока подъема ковша. Задняя и боковые стенки ковша усилены специальными поясами 12. При эксплуатации необходимо периодически осматривать сварные швы поясов, так как чаше всего разрушение ковшей начинается на закруглениях, в местах перехода поясов с боковых на заднюю стенку ковша. Днище ковша может поворачиваться вокруг пальца 4* при вертикальном положении рукояти (ковш опущен) оно захлопывается, при поднятом ковше — открывается. В закрытом положении днище удерживается засовом 14, конец которого входит в отверстие прилива 2 передней стенки ковша. Засов днища всегда отжимается вперед пружиной, укрепленной в стакане 15 на днище ковша. Чтобы днище открылось, нужно поднять ковш и выдернуть засов из отверстия прилива 2. Прн этом днище откроется под влиянием собственного веса и находящегося в ковше грунта. Описание механизма открывания днища ковша, с помощью которого выдергивается засов 14, дано в § 29. Ковш крепится к рукояти 6 пальцами 10, 4 и 7 и двумя тягами 5. Палец 7 может быть установлен в любое из трех отверстий на рукояти для регулировки угла наклона ковша к рукояти. Прн работе на очень плотных грунтах палец 7 следует переставить на переднее отверстие. Заднее отверстие используется при работе на легких грунтах и в низких забоях высотой до 1,5—2 м. Закрепленный на рукояти деревянный брус 8 служит для предохранения головных блоков стрелы от поломок вследствие ударов ковшом при слишком большом его подъеме. Рукояти ковша применяются двух типов (рис. 11): однобалочные (внутреннего типа) и двухбалочные (внешнего типа). Тип рукояти определяется ее положением относительно стрелы: однобалочная рукоять проходит внутри стрелы, а двухбалочная — снаружи. Рукоять смонтирована в седле, шарнирно укрепленном на стреле и охватывающем рукоять. Таким образом, рукоять может совершать возвратно-поступательное движение в направляющих, образуемых седловым подшипником, а также поворачиваться вместе с ним в вертикальной плоскости на оси (или на валу), соединяющей седловой подшипник и стрелу. Конструкция рукояти обычно определяет и конструкцию напорного механизма. Так, в отечественных экскаваторах при однобалочной рукояти чаще всего применяется канатный напор, т. е. выдвижение и возврат рукояти осуществляется с помощью канатов, а при двухбалочной рукояти — кремальерный (шестереннореечный) напорный механизм (за исключением модели ОМ-202). На рис, 12 показана конструкция однобалочной рукояти, а на рис. 13—конструкция двухбалочной рукояти. Рис. 11. Экскаваторы: одяобалочной (внутреннего типа) рукоятью; б — с двухбалочной (внешнего типа) рукоятью
Рис. 12. Однобалочная рукоять: / — уравнительный блок: 2—верхний и иижний листы; 3— боковые накладки; 4 — швеллеры; 5 — уголки для крепления деревянного бруса; 6 -> отверстия для пальцев, крепящих ковш; 7— кронштейн; 8 — клиновой зажим для крепления возвратного каната; 9 — возвратный канат рг --------7--1 1 ■ ' —! — ^ - - . ЛОПП ' ^ ! \-—---г--—---1 Рис. 13. Двухбалочная рукоять: / — сварные пустотелые балки; 2 — зубчатая (кремальерная) рейка; 3—проушины для крепления ковша; 4—ребра, усиливающие хре-плеиие балок Балки рукоятей выполняются сварными, пустотелыми (для облегчения). Кремальерные рейки изготовляются штампованными или литыми из высокомарганцовистоп стали и состоят из нескольких секций. Секции реек укреплены на балках рукояти болтами или прерывистым сварным швом и по мере износа могут заменяться. В строительных универсальных экскаваторах все большее распространение получает однобалочная конструкция рукояти вследствие меньшего веса и возможности применения канатного напо- Рис. 14. Двухбалочная стрела прямой лопаты: I — головной блок подъема ковша; 2 — головной стрелоподъемный блок; 3 — амортизатор; 4— пята стрелы; 5— напорный вал; б — рукоять; 7 — вкладыш седлового подшипника; 8 — корпус седлового подшипника ра, более простого по конструкции и удобного в эксплуатации, чем кремальерный, так как заменить изношенный канат легче, чем приваренные секции кремальерных реек. Кроме того, канатный напор обеспечивает вследствие эластичности канатов работу без резких толчков, имеющих место при кремальерном напоре. Стрела прямой лопаты выполняется в виде весьма прочной, пустотелой, сваренной из проката конструкции. В зависимости от типа примененной рукояти конструкция стрелы бывает двухбалочной (при однобалочной рукояти), рис. 14, и однобалочной (при двухбалочной рукояти), рис. 15. В верхней головной части стрел смонтированы на подшипниках качения два головных блока 1 (рис. 14) большого диаметра, через которые проходит канат подъема ковша2, и на бронзовых втулках два блока 2 меньшего О Рис. 15. Однобалочная стрела прямой лопаты: 1 — головной блок подъема ковша; 2 — головной стрелоподъемный блок; 3 — амортиза* тор; 4—пята стрелы; 5 — напорный вал диаметра —для стрелоподъемного каната. Нижним концом—• пятой 4 — стрела шарнирно посредством пальцев укрепляется в проушинах рамы поворотной платформы. На этих пальцах стрела поворачивается при изменении угла наклона. В средней части стрелы расположен седловой подшипник 8, шарнирно соединенный с ней напорным валом 5, опирающимся на укрепленные в стреле бронзовые втулки. Однобалочная рукоять 6 опирается на подшипник через сменные чугунные вкладыши 7. Между седловьгм подшипником и пятой стрелы, на нижней стороне ее, имеется амортизатор 3, представляющий собой резиновый брус или набор резиновых полос, заключенных в П-образный кожух из листовой стали. Амортизатор предохраняет стрелу от разрушения при случайных ударах ковшом. Стрела прямой лопаты универсальных строительных экскаваторов подвешивается обычно на четырех ветвях каната по схеме, показанной на рис. 16. Ось sajtofffrb/x Рис 16. Схема аапасовки стрелового каната для стрелы прямой лопаты § 6. ОБРАТНАЯ ЛОПАТА Оборудование обратной лопаты (рис. 17) предназначено для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора — рытье небольших котлованов, траншей и т. п. В отличие от прямой лопаты копание грунта обратной лопатой осуществляется движением-ковша «на себя». Оборудование обратной лопаты состоит из ковша/, рукояти 6, стрелы 3 и дополнительной стойки 4. Ковш жестко закреплен на рукояти, шарнирно присоединенной к верхнему концу стрелы. Рукоять может поворачиваться по часовой стрелке или против нее при натяжении одного (тягового или подъемного) каната с одновременным ослаблением второго. Стрелой 3 обратной лопаты* обычно является стрела, используемая и при оборудовании прямой лопаты, конструкция которой описана выше. Но угол наклона стрелы обратной лопаты, шарнирно укрепленной в проушинах поворотной рамы, непрерывно изменяется в процессе работы: при заторможенном тяговом канате 2 подъем стрелы происходит при наматывании подъемного каната 5 на барабан лебедки, а опускание — при оттормаживании барабана. Подъемный канат поддер-24 живается блоками неподвижной дополнительной стойки 4, укрепленной также в проушинах поворотной рамы. Обратная лопата работает следующим образом: подтягиванием подъемного каната рукоять поворачивают против часовой стрелки, затем стрелу с рукоятью и вынесенным вперед ковшом-опускают вниз и зубья ковша под действием веса рабочего оборудования врезаются в грунт (положение I). Копание осуществ- Рис. 17. Схема оборудования обратной лопаты: 1-—ковш; 2 — тяговый канат; 3 — стрела; 4 — дополнительная стойка; 5 — подъемный канат; 6 — рукоять ляется подтягиванием ковша «к себе» тяговым канатом 2. Ирг? этом подъемный канат расторможен. После того как наполненный грунтом ковш подтянут к стреле, ее вместе с рукоятью и ковшом поднимают подъемным канатом из забоя (положение II), а затем вместе с платформой поворачивают к месту разгрузки. Для разгрузки ковша подъемный канат подтягивают еще больше, а тяговый канат отпускают, вследствие чего рукоять с ковшом поворачивается против часовой стрелки и грунт высыпается из опрокинутого ковша (положение III). Затем совершают обратный поворот к забою и цикл повторяют. Опытные машинисты обычно совмещают операции подъема стрелы и поворота к месту разгрузки, а также опускание стрелы с обратным поворотом к забою. Ков ш обратной лопаты (рис. ’18) обычно имеет комбинированную конструкцию: литой козырек и сварной корпус. Кроме сменных зубьев 1, расположенных так же, как и у ковша прямой лопаты, на режущей кромке козырька, ковш обратной лопаты имеет зубья 2, укрепленные на боковых его стенках. Назначение этих зубьев — подрезать боковые стенки траншеи во избежание заклинивания в них корпуса, так как это вызывает излишний расход энергии на преодоление трения ковша о стенки траншеи. Кроме того, боковые зубья позволяют при необходимости расширить отрытую траншею. Рис. 18. Ковш обратной лопаты: /—зубья; 2 — боковые зубья; 3, 4, 5 — пальцы; 6 — тяги Прежде ковши обратных лопат изготовлялись с откидывающимся днищем, для открывания которого использовался тот же механизм, что и у прямой лопаты. Практика показала нецелесообразность такой конструкции. Последние модели обратных лопат снабжаются ковшами с закругленным неподвижным днищем, и разгрузка их осуществляется описанным выше способом -1- поворотом рукояти. Ковш такой конструкции легче, и он лучше заполняется грунтом. Ковш крепится к рукояти так же, как и ковш прямой лопаты: при помощи пальцев 4, 5 и тяг 6. Для изменения установки ковша используются различные отверстия на рукояти, в которые вставляется палец 5: отверстием I рекомендуется пользоваться при работе с малой глубиной копания, особенно при плотных грунтах; отверстием II — при большой глубине копания. Рукоять представляет собой полую сварную балку. На переднем ее конце имеются отверстия для крепления ковша, на зад- нем — для установки блоков рукояти, через которые проходит подъемный канат. На рукояти имеются также проушины для крепления к стреле. Стрела обычно используется от оборудования прямой лопаты. Смонтированный на верхней стороне передней части стрелы специальный амортизатор предохраняет ее от ударов верхним концом рукояти при выбрасывании ковша вперед для разгрузки или резком опускании его на грунт. г 1 — портал; 2 — блоки подъемного каната Дополнительная стойка (рис. 19) предназначена для увеличения угла между подъемным канатом и стрелой, вследствие чего уменьшаются нагрузка и износ каната. Кроме того, без блоков па дополнительной стойке невозможно было бы опустить стрелу достаточно низко, так как подъемный канат перерезал бы переднюю часть поворотной рамы. Стойка выполняется в виде портала 1, шарнирно укрепленного в 'Проушинах поворотной рамы. В верхней части портала смонтированы блоки 2 подъемного каната. Верхний конец стойки подвешен тягами или канатами к двуногой стойке. При работе дополнительная стойка не изменяет своего положения. Обычная запасовка тягового 2 и подъемного 1 канатов обратной лопаты показана на рис. 20. Недостатком такой запасов™ является недостаточное усилие, прижимающее ковш к грунту, из-за чего уменьшается толщина срезаемой ковшом стружки грунта, а следовательно, ухудшается заполнение ковша и снижается производительность экскаватора. Во избежание этого в последнее время начали применять запасовку 3 тягового каната. Она отличается тем, что конец тягового каната, обычно закреплявшийся на стреле, крепится на поворотной раме экскаватора ниже пяты Рис. 20. Запасовка канатов обратной лопаты: i — подъемного каната; 2, 3— тягового каната стрелы. Таким образом, натяжение этой ветви тягового каната стремится повернуть стрелу по часовой стрелке и прижимает ковш к грунту. Практика показала, что это казалось бы незначительное усовершенствование, которое может быть введено на эксплуатирующихся машинах, существенным образом повышает производительность обратной лопаты, особенно в плотных грунтах. § 7. УНИФИЦИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ЛОПАТ Многие экскаваторы с ковшами емкостью 0,25—0,35 м3, в том числе модели Э-255, Э-257, Э-258, Э-352, имеют унифицированное рабочее оборудование прямой и обратной лопат, т. е. для прямой и обратной лопат используются совершенно одинаковые ковш, рукоять и стрела. Для переоборудования прямой лопаты в обратную не требуется дополнительных деталей, оно осуществляется лишь перестановкой рукояти. На рис. 21, а, б показаны прямая и обратная лопаты, смонтированные на экскаваторе Э-257 с унифицированным рабочим оборудованием. Отличительной особенностью этого экскаватора является отсутствие напорного механизма у прямой лопаты, рукоять 28 / которой шарнирно соединена со стрелой 3 при помощи пальца 2. Так как рукоять не имеет поступательного движения, то иапор ковша на грунт при копании осуществляют опусканием стрелы аналогично работе обратной лопаты. Переоборудование прямой лопаты в обратную производят следующим образом. Стрелу опускают на подставку, распасовывают канаты подъема стрелы и ковша, демонтируют головные блоки 5 подъема ковша и стреловые 4 и выбивают палец 2, соединяющий рукоять со стрелой. Рукоять с ковшом и блоком ковша переворачивают и крепят пальцем 2 и проушинами 7 к головной части стрелы. На верхнем конце рукояти устанавливают блоки 4, а блоки 5 монтируют на стреле. Подъемный канат запасовывают на блоки 4, а тяговый канат 6 — через блоки 5 и блок ковша. 5
Рис. 21. Схема переоборудования прямой лопаты в обратную при унифицированном рабочем оборудовании: а — прямая лопата; б — обратная лопата; 1 — рукоять; 2 — палец шарнира; 3 — стрела; 4 — блоки подъема стрелы; 5 — голодные блоки подъема ковша; б— тяговый канат; 7 — проушины
Достоинство унифицированного оборудования заключается в возможности монтировать, в зависимости от условий работ, прямую или обратную лопату из имеющихся на экскаваторе узлов. Это имеет значение прн эксплуатации подвижных машин малого размера, применяемых на рассредоточенных мелких объектах. На экскаваторах с ковшами емкостью свыше 0,25—0,35 м3 такое оборудование применять нецелесообразно, так как отсутствие напорного механизма значительно ухудшает работу прямой лопаты, особенно при работе в плотных грунтах. § 8. ДРАГЛАЙН Рабочее оборудование драглайна предназначено для работы ниже уровня стоянки экскаватора. Глубина копания, высота разгрузки ковша и расстояние, на которое может быть заброшен Рис. 22. Схема рабочего оборудования и запасовкн канатов драглайна: а — общая схема; б — запасовка стрелового каната при подвеске стрелы на шести ветвях; в — то же иа четырех ветвях; / — ковш; 2 — тяговый канат; 3—наводка тягового каната; 4— стреловой канат; 5 — подвижная траверса; 6 — канаты подвески стрелы; 7— подъемный канат; 8 — решетчатая стрела ковш (радиус копания) драглайна, значительно больше, чем у прямой и обратной лопат. Поэтому оборудование драглайна используется для рытья сравнительно больших котлованов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог. Оборудование драглайна (рис. 22, а) состоит из ковша /с упряжью, решетчатой стрелы 8, тягового 2, подъемного 7 и стрелового 4 канатов, канатов 6 подвески стрелы, наводки*3 тягового каната. Работа драглайном производится следующим образом. Кови опускают на дно котлована или траншеи, а затем подтаскивают к машине тяговым канатом; при этом ковш наполняется срезаемым грунтом. Затем груженый ковш поднимают к голове стрелы подъемным канатом при одновременном повороте платформы к месту разгрузки, где ковш опрокидывают и разгружают. После разгрузки производят обратный поворот к забою с одновременным опусканием ковша. Стрела сварная, решетчатой конструкции, что уменьшает ее вес и позволяет сделать значительно более длинной, чем стрелы прямой и обратной лопат. За счет удлинения стрелы увеличиваются радиус действия машины и высота выгрузки. Стрела состоит из двух соединенных болтами частей, нижняя из которых имеет уширение к пяте стрелы и шарнирно укреплена в проушинах поворотной платформы. Длина стрелы может быть увеличена за счет дополнительных вставок между верхней и нижней частями стрелы. При работе драглайном угол наклона стрелы не изменяется и устанавливается в пределах от 30 до 45°. Чтобы не заменять стрелового каната, длина которого рассчитана на стрелу прямой лопаты, для подвески удлиненной стрелы драглайна применяют дополнительные канаты 6, соединяющие ось головных блоков стрелы с подвижной траверсой 5. При этом в зависимости от длины стрелы стреловой канат запасовывают по одной из схем, показанных на рис. 22, б (6 ветвей) и рис. 22, в (4 ветви), в соответствии с указанием в паспорте экскаватора. У некоторых машин число ветвей каната в стреловом полиспасте может быть больше шеста; так, например, у экскаватора Э-2001 оно равно восьми. Ковш драглайна чаще всего выполняется комбинированной конструкции, с козырьком, отлитым из высокомарганцовистой стали. На рис. 23 показана подвеска (упряжь) ковша драглайна, шарнирно подвешенного к двум подъемным цепям 2, закрепляемым пальцами в проушинах 3, расположенных ближе к задней части ковша и приваренных к его боковым стенкам. Верхними концами подъемные цепи 2 укреплены на обойме опрокидного блока 1, к которой крепится также подъемный канат 11. Если ослабить тяговый канат 7, то ковш опрокинется зубьями вниз, повернувшись на пальцах проушин 3, и повиснет на подъемных цепях 2. Для свободного поворота ковша при опрокидывании подъемные цепи 2 раздвинуты распоркой 12. При одновременном натяжении подъемного и тягового канатов увеличивается расстояние между соединительным звеном 6 и опрокидным блоком 1, что сопровождается натяжением разгрузочного каната 10, закрепленного одним концом на звене 6, а вторым — на проушине 9 арки 8 ковша. Таким образом, при од- Следовательно, при подъеме к голове стрелы нагруженного ковша необходимо держать натянутым тяговый канат 7, что осуществляется его подтормажнванием. Четкость работы этой системы зависит от длины разгрузочного каната, которая должна быть строго определенной и подбираться так, чтобы при отрыве ковша от грунта вначале отделялись зубья, а затем уже задняя часть ковша. Копание ковшом драглайна осуществляется подтягиванием его тяговым канатом 7, передающим усилие на ковш через тяговые цепи 5, закрепленные петлями 4 в проушинах ковша. При этом разгрузочный канат 10 и подъемный канат И ослаблены. Тяговые цепи при натяжении стремятся приподнять заднюю часть ковша, повернув его вокруг врезавшихся в грунт зубьев, но этому препятствует вес ковша. Однако, если сопротивление копанию велико (работа в плотных грунтах), то ковш может опрокинуться. Чтобы предотвратить это, необходимо переставить петли 4, как показано на рисунке пунктиром. В этом положении плечо а уменьшится до г?! и для опрокидывания ковша потребуется большее на-■32 тяжение тягового каната, т. е. копание можно производить с большим усилием. Следовательно, при работе на легких грунтах петли 4 могут быть установлены в верхнем положении, а при работе в плотных грунтах — в нижнем. При разработке дна очень глубокого забоя петли 4 рекомендуется устанавливать в верхнее положение. новременном натяжении подъемного 11 и тягового 7 канатов разгрузочным канатом 10 поднимается передняя часть ковша. Прн ослаблении тягового каната разгрузочный канат 10 не может удержать передней части ковша, который опрокидывается, поворачиваясь на пальцах проушин 3. Так производится разгрузка ковша.
Рис. 23. Подвеска ковша драглайна: / — опрокидной блок; 2 — подъемные цепн; 3 — проушины; 4 — петли: 5 — тяговые цепн; 6 — соединительное звеио; 7 — тяговый каиат; 8 — арка ковша: 9— проушина; 10— разгрузочный канат; 11— подъемный канат; 12 — распорка
Рис. 24. Наводка тягового каната драглайна: 1, 4, 9 — оси; 2 — масленки; 3, 8 — блоки; 5 — ролики; 6 — корпус; 7 — шкворень Наводка тягового каната, показанная на рис. 24, служит для обеспечения правильного наматывания тягового каната на барабан лебедки и для предотвращения задевания каната за раму платформы и стрелу при работе драглайна. Литой корпус 6 наводки шарнирно крепится вертикальным шкворнем 7 в специальном отверстии прилива передней части поворотной рамы. В корпусе 6 установлены на осях 1 и 9 два наклонных 8 и два вертикальных S блока. На осях 4 смонтированы два вертикальных ролика 5, которые служат направляющими для тягового каната и 3—247    3 обеспечивают поворот всей наводки на шкворне 7 при боковом отклонении каната. Часто с целью облегчения и упрощения конструкции наводки ролики 5 заменяют вертикальными щеками со сменными чугунными накладками. Уход за наводкой тягового каната заключается в регулярной смазке осей блоков и роликов винтовым прессом через установленные на осях масленки 2. § 9. ГРЕЙФЕР Рабочее оборудование грейфера применяется для работы ниже и выше уровня стоянки экскаватора, используется для погрузочно-разгрузочных и перевалочных работ на сыпучих материалах, а также для некоторых видов земляных работ в мягких грунтах (рытье небольших по площади, но сравнительно глубоких котлованов, очистка прудов и каналов). Рис. 25. Экскаватор с рабочим оборудованием грейфера: 1 — грейфер; 2 — оттяжной канат; 3 — стрела; 4 — блоки оттяжного каната; 5 — оттяжное приспособление; 6 — замыкающий канат; 7 — поддерживающий канат; 8 — барабан замыкающего каната; 9 — барабаи поддерживающего каната; 10—верхняя головка; И — тяги; 12 — нижние блоки полиспаста замыкающего каната; 13—нижняя головка; 14 — челюсти Оборудование грейфера (рис. 25) состоит из стрелы 3, ковша (грейфера) 1, оттяжного приспособления 5 и канатов: замыкающего 6 и поддерживающего 7. Грейферы бывают одноканатными и двухканатными, т. е. подвешенными и управляющимися одним или двумя канатами. Одноканатный грейфер имеет ряд недостатков по сравнению с двухканатным, однако для управления последним необходимо наличие на машине двух независимо управляемых лебедок. На экскаваторах для управления грейфером могут быть использованы две лебедки, поэтому применяют, как правило, двухканатные грейферы. Работа грейфером производится следующим образом. При ослаблении замыкающего каната 6 грейфер удерживается поддерживающим канатом 7, укрепленным на верхней головке 10 грейфера; нижняя головка 13 под действием собственного веса опускается вместе со смонтированными на ней нижними блоками 12 полиспаста замыкающего каната и шарнирно укрепленными челюстями 14. При опускании нижней головки 13 челюсти 14 раскрываются, поворачиваясь относительно жестких тяг 11, шарнирно закрепленных нижними концами на челюстях 14, а верхними— на верхней головке 10 (положение I). В таком положении ковш опускают на грунт или другой захватываемый материал достаточно быстро, чтобы зубья челюстей врезались в материал. Затем ослабляют поддерживающий канат 7 и навивают на барабан 8 замыкающий канат 6. При этом стягиваются нижняя 13 и верхняя 10 головки грейфера, а челюсти замыкаются, врезаясь в грунт и захватывая его (положение II). После полного замыкания челюстей заполненный грунтом грейфер поднимают на замыкающем канате 6; одновременно включают барабан 9, чтобы выбирать поддерживающий канат 7 с такой же скоростью (положение III). После поворота платформы со стрелой к месту разгрузки барабан 9 поддерживающего каната затормаживают, а замыкающий канат 6 ослабляют, что приводит к опусканию нижней головки 13 с челюстями 14 и, таким образом, к разгрузке грейфера (положение IV). Разгрузка может быть осуществлена на любой высоте как указанным способом, так и затормаживанием барабана 8 при дальнейшем навивании на барабан 9 поддерживающего каната 7. После разгрузки грейфер снова поворачивают к месту разработки и цикл повторяют. Для предотвращения закручивания канатов 6 и 7 и значительного раскачивания грейфера при повороте платформы используют оттяжное приспособление, называемое успокоителем. Успокоитель действует на ковш грейфера постоянно натянутым канатиком 2, предотвращающим поворот грейфера в горизонтальной плоскости и ограничивающим его раскачивание. Постоянное, независимо от положения грейфера, натяжение канатика 2 обеспечивается весом перемещающегося по направляющим внутри стрелы груза 5, к которому крепится канатик 2, огибающий блоки 4. В некоторых экскаваторах-кранах для этой цели используют описываемый ниже механизм открывания днища ковша, на барабане которого крепится канатик 2. Для оборудования грейфера используется решетчатая стрела драглайна (см. § 8). Помимо двухчелюстного грейфера, имеются грейферы с большим количеством челюстей, число и форма которых зависят от вида перегружаемого материала. Однако принципиальная схема работы их не отличается от действия двухчелюстного грейфера, являющегося до настоящего времени наиболее распространенным. Недостатком подвешенного на канатах грейфера является невозможность разработки плотных грунтов, так как веса грейфера не хватает, чтобы врезаться в грунт. В связи с этим изготовляют грейферы трех типов: легкого, среднего и тяжелого, причем вес применяемого грейфера должен быть тем 'больше, чем плотнее грунт. Однако, чем тяжелее грейфер, тем меньше грунта он может поднять при данной устойчивости экскаватора-крана; следовательно, производительность оборудования при этом уменьшится. В последние годы появились выпускаемые некоторыми зарубежными фирмами жестко подвешенные грейферы, которые крепятся на рукояти обратной лопаты вместо ковша, а замыкание челюстей осуществляется гидравлическими цилиндрами, приводимыми в движение жидкостью, поступающей от насоса. Основным преимуществом жестко подвешенного грейфера является возможность создания необходимого нажатия на грунт при врезании, т. е. независимо от веса грейфера им можно успешно разрабатывать плотные грунты. § 10. КРАНОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Рабочее оборудование крана применяется для выполнения разнообразных погрузочно-разгрузочных и монтажных работ в строительстве, на транспорте, в складском хозяйстве и пр. Оборудование крана (рис. 26) состоит из решетчатой стрелы, крюковой обоймы 3, подвешенной на подъемном канате, и дополнительного противовеса 7, который для придания крану большей устойчивости при подъеме грузов крепится в задней части поворотной платформы. Стрела для крана используется та же, что и для оборудования драглайна, с такой же схемой ее подвески. Однако при крановых работах часто требуется более длинная стрела, для чего используются дополнительные вставки 5 между верхней 4 и нижней 6 секциями стрелы. Кроме того, в некоторых случаях на верхней части стрелы монтируется специальный наголовник 2, называемый гуськом, позволяющий увеличивать высоту подъема груза и подавать его на большее расстояние от стены строящегося здания, чем ,при стреле без гуська. Гусек 2 шарнирно крепится на оси головных блоков стрелы и удерживается в горизонтальном положении канатом 1, обычно заякоренным нижним концом в пяте стрелы и реже — на самой стреле. Устройство крюковой обоймы показано на рис. 27. Крюковая обойма подвешена на подъемном канате, огибающем блок 2. Груз или специальное захватное приспособление подвешивается к крю-Ку 5. Из рисунка видно, что крюк 5 может поворачиваться относительно обоймы в вертикальной плоскости на траверсе 4, закрепленной в щеках 1, а также в горизонтальной плоскости на под- Рис. 26. Экскаватор с крановым оборудованием: 1 — канат гуська; 2 — гусек; 3 — крюковая обойма; 4 — верхняя секция стрелы; 5 — дополнительная вставка; 6 — нижняя секция стрелы; 7 — противовес шипнике, на который опирается через гайку 3. Воз!Можность поворота крюка в двух плоскостях создает удобство при подвешивании груза. Рис. 27. Крюковая обойма: 1 — щека обоймы; 2 — блок; 3 — гайка крюка; 4 — траверса; 5 — крюк Грузоподъемность крана зависит от устойчивости экскаватора. Вес допускаемого груза уменьшается с увеличением вылета стрелы \ так как при этом увеличивается опрокидывающее кран действие груза. Поэтому на большинстве кранов имеется устанавли- 1 Вылетом стрелы называется расстояние по горизонтали от оси поворота платформы крана до крюка. ваемый на стреле или в кабине машиниста указатель грузоподъемности, показывающий допустимый вес груза в зависимости от того, под каким углом наклонена стрела. Однако в эксплуатации возможна работа с грузами неиз вестного веса. Кроме того, устойчивость крана зависит от некоторых факторов (например силы и направления ветра), не учитываемых указателями грузоподъемности. В связи с этим начинают применяться автоматические ограничители грузоподъемности, которые по достижении нагрузки, предельной по устойчивости крана, подают сигнал машинисту или останавливают механизмы крана. Рис. 28. Механизм ограничения подъема стрелы: / — ролнк; 2 —рычаг; 8 — вал; 4 — рычаг; 5 — рычаг включения главной муфты; 6 — стрела При работе крана на малых вылетах стрелы с большим углом подъема стрелы имеется опасность ее опрокидывания назад, на поворотную платформу. Для предотвращения этого применяются механизмы, ограничивающие угол подъема стрелы. Одна из конструкций такого механизма показана на рис. 28. Этот механизм действует следующим образом. При подъеме до предельного угла наклона стрела 6 верхним поясом нажимает на ролик 1, поворачивая рычаг 2 и вал 3; последний рычагом 4, жестко укрепленным на противоположном конце вала, отключает механизмы крана от двигателя и таким образом прекращает подъем стрелы.
Кроме того, с целью предотвращения запрокидывания на кабину высоко 'поднятой стрелы при обрыве грузового каната или резком оттормаживании грузового барабана на современных машинах устанавливаются специальные упоры. § И. СТРУГ, планировщик откосов Рабочее оборудование струга (рис. 29, а, б) используется для мелких планировочных работ, удаления старых дорожных покрытий и т. п. В настоящее время струг применяется сравнительно редко, так как почти полностью заменен машинами, специально предназначенными для работ, выполнявшихся ранее стругом. Поэтому оборудование струга, как правило, теперь не изготовляется экскаваторостроительными заводами, однако встречается еще в эксплуатации. Оборудование струга состоит из стрелы 3 с направляющими 4; каретки 1 ковша, движущейся по направляющим; ковша 2, укрепленного на каретке; дополнительной стойки 6; канатов: тягового 7, подъемного 9 и стрелового (удерживающего дополнительную стойку 6) . Рис. 30. Схема планировщика откосов: / — ковш; 2 — поворотная платформа экскаватора; 3 — дополнительная стойка; 4 — подъемный канат; 5 — тяговый канат; 6 — каретка; 7 — стрела; 8 — головной блок Грунт срезается при подтягивании ковша 2 с кареткой 1 от пяты (положение I) к голове стрелы (положение II) тяговым канатом 7, огибающим головные блоки 10. Затем стрелу поднимают канатом 9 и поворачивают к месту разгрузки. Разгрузка ковша производится отпиранием защелки 8, удерживающей днище ковша в закрытом положении. После разгрузки производится обратный поворот в забой и ковш под влиянием собственного веса при расторможенном тяговом барабане спускается по наклонной стреле к ее пяте. При резком затормаживании тягового бара- бана или упоре ковша в пружинный буфер 5 днище захлопывается. Затем стрела опускается и цикл повторяется. Рекомендуется не допускать ударов ковша о буфер. Оборудование планировщика откосов (рис. 30), применяемое в железнодорожном и гидротехническом строительствах, принципиально не отличается от струга. Оно лишь имеет решетчатую, более длинную стрелу и предназначено для отделки откосов, причем для чистовой отделки ковш струга заменяется скребком, закрепляющимся на каретке. § 12. КОПЕР Рабочее оборудование копра (рис. 31) предназначено для забивки свай. Оно состоит из решетчатой стрелы 2 (стандартной), Рис. 31. Рабочее оборудование копра: 1 — телескопическая распорка; 2—стрела; 3 — канат подъема бабы; 4 — подвесной канат; 5 — крюк; 6 — баба; 7 — направляющая рама; 8 — свая шарнирно подвешенной к голове стрелы, направляющей рамы 7, телескопической распорки 1, бабы 6, обоймы с крюком 5 и канатов: подъема бабы 3, подъема крюка, стрелового и подвесного 4. Телескопическая распорка 1 шарнирно закреплена в проушинах поворотной платформы и на направляющей раме 7, которая в зависимости от длины распорки может устанавливаться в вертикальное или наклонное положение, смотря по тому, вертикально или наклонно нужно забить сваю. Сваю 8 устанавливают в направляющей раме 7 крюком 5. Затем крюк снимают и забивают сваю бабой 6, которую многократно поднимают канатом 3 и сбрасывают. Направление движения бабы фиксируется направляющими рамы 7, по которым перемещаются ролики или пальцы бабы. Следует отметить, что для наиболее эффективной работы копра необходимо устанавливать бабу весом не менее 75% веса сваи (не выходя при этом за пределы устойчивости машины). § 13. БАШЕННЫЙ КРАН В последнее время отечественными заводами разработано новое рабочее оборудование для экскаваторов — башенный кран (рис. 32), предназначенный для частичной замены применяемых в строительстве башенных кранов на рельсовом ходу. Преимущество башенного крана на гусеничном ходу перед обычными заключается в том, что для его применения не требуется укладки рельсового пути; монтаж и демонтаж оборудования производится лебедками, имеющимися на экскаваторе; упрощается транспортировка крана, а зона работы его не ограничивается уложенным рельсовым путем. Оборудование башенного крана состоит из вертикальной башни 4, стрелы 1, стяжек 5, основного 2 и дополнительного 3 крюков, канатов 9 подвески стрелы, стрелоподъемного полиспаста, образуемого канатом 7 и траверсами 6 и 8 с блоками, канатов подъема крюков 2 я 3. Башня 4 нижним концом шарнирно установлена в проушинах поворотной платформы и удерживается в вертикальном положении двумя винтовыми стяжками 5, концы которых шарнирно укреплены на башне 4 и на двуногой стойке экскаватора. Стрела 1 крепится двумя пальцами к верхнему концу башни 4. Два каната 9 подвески стрелы, закрепленные верхними концами на стреле, а нижними на подвижной траверсе 8, удерживают стрелу. Изменение вылета стрелы осуществляется стрелоподъемным полиспастом, подтягивающим подвижную траверсу 8 к неподвижной 6 или увеличивающим расстояние между ними. Запасовка стрелового каната 7 аналогична крановому оборудованию при длинных стрелах. Подъем башни 4 в вертикальное положение осуществляется при монтаже оборудования следующим образом. Башня 4 и стрела 1 монтируются на земле (на подкладках) в горизонтальном положении. Нижний конец башни 4 крепится в проушинах поворотной платформы, а стрела 1 устанавливается в положение, при котором ее длинный конец расположен вдоль башни. Для предотвращения поворота стрелы основной крюк 2 закрепляется на конструкции башни. Затем стрелоподъемным полиспастом башня со ‘стрелой поднимается почти до вертикального положения, подъем прекращается и монтируются винтовые стяжки 5, при помощи которых башня доводится до вертикального положения. После этого крюк 2 отцепляется от башни 4 и стрела поднимается в нужное положение. Демонтаж оборудования производится в обратном порядке. Преимуществом оборудования башенного крана перед обычным краном с гуськом заключается в том, что благодаря вертикальной башне кран может подойти вплотную к стене строящегося здания и, следовательно, при той же устойчивости машина может подать груз на большее расстояние от стены. Рис. 32. Экскаватор со сменным рабочим оборудованием башенного крана: 1 — стрела; 2 — основной крюк; 3 — дополнительный крюк; 4 — башня; 5 — стяжки; 6 — неподвижная траверса с блоками; 7 — стрелоподъемный канат; 8 — подвижная траверса с блоками; 9 — канаты подвески стрелы
§ 14. ДИЗЕЛЬ-МОЛОТ С КЛИНОМ (РЫХЛИТЕЛЬ) Дизель-молотс клином предназначен для эффективной механизации земляных работ в зимнее время. Специальное оборудование для этой цели необходимо, потому что мерзлый грунт прочнее талого почти в 100 раз и больше (в зависимости от температуры грунта), поэтому его нельзя разрабатывать ковшом экскаватора без предварительного рыхления или другого способа снижения его прочности. Применявшиеся до последнего времени способы подготовки мерзлого грунта (оттаивание кострами, электропрогревом, паром, горячей водой, дробление взрывом, ручным пневмоинструментом, оборудованием «клин-баба» и «шар-баба» к одноковшовым экскаваторам) для последующей разработки ковшом экскаватора имеют серьезные недостатки. Так, например, широко используемое в эксплуатации оборудование к экскаватору «клин-баба» (литая болванка весом 2,5—3,5 т с нижним концом в форме двухстороннего клина) вызывает очень высокий износ канатов и значительное сотрясение грунта; оно небезопасно для окружающих из-за разлетающихся при ударе осколков мерзлого грунта; кроме того, применение этого оборудования весьма отрицательно сказывается на прочности самого экскаватора вследствие резких толчков, передаваемых на конструкцию канатом подвески «клин-бабы». Оборудование дизель-молота с клином, показанное на рис. 33, монтируют на стреле прямой лопаты. Оно имеет следующее устройство. В голове стрелы на оси крепят стандартное седло 1 с блоками. В седловом подшипнике перемещается вертикальная балка 3. Подъем и опускание балки 3 осуществляется канатом 11. На нижней части балки 3 между верхним и нижним упорами перемещается хомут 4, закрепленный в-литом стальном клине 6. На нижнем конце клина 6 надета сменная коронка 5. Нижняя неподвижная часть дизель-молота опирается на верхний конец клина 6. Из нее выходят направляющие штанги 8, по которым перемещается падающая часть (цилиндр) 7 дизель-молота. Дизель-молот с направляющими штангами 8, клином 6 и хомутом 4 может перемещаться по балке 3 на 150—200 мм. Работает дизель-молот следующим образом. Острие коронки 5 устанавливают в нужное место на поверхность грунта. Кошка 9 опускается на цилиндр 7, захватывает его собачкой, а затем канатом 10 поднимается вместе с цилиндром в верхнее положение. Затем цилиндр сбрасывают; скользя по направляющим, он падает на поршень, причем энергия падения цилиндра используется для сжатия до нужного давления находящегося в рабочей камере воздуха. В определенном положении при падении цилиндр нажимает на рычаг топливного насоса дизель-молота, впрыскивающего с помощью форсунки порцию топлива в рабочую камеру, в которой находится воздух, нагретый при его сжатии. Происходит взрыв, снова подбрасывающий цилиндр в верхнее положение, дойдя до которого цилиндр снова падает и цикл повторяется. Только часть энергии падения цилиндра расходуется на сжатие воздуха в нем, а остальная используется для прямого удара торцом цилиндра по верхней части клина. Этот направленный вниз удар, а также отдача при взрыве в рабочей камере забивают клин 6 с коронкой 5 в грунт на глубину более 1 м, для чего нужно в среднем 60—70 ударов. По мере заглубления клина вертикальная балка 3 опускается на тормозе так, чтобы при ударах хомут не упирался в нижний упор. Таким образом, промерзший слой грунта пробивается и рыхлится практически на полную глубину. Так как дизель-молот делает 50—60 ударов в минуту, время полного погружения клина с коронкой невелико, для этого обычно нужно в зависимости от прочности грунта от 30 до 100 ударов. После того как клин забит на нужную глубину, дизель-молот останавливают и канатом 11 поднимают балку 3, поворачивают Вид по стрелке ft Рис. 33. Сменное рабочее оборудование дизель-молота с клином: 1 — седло; 2 — пружинный амортизатор; 3 — вертикальная балка; 4 — хомут; 5 — сменная коронка; 6 — клин; 7 — цилиндр дизель-молота; 8 — направляющие ди~ зель-молота; 9 — кошка; 10— канат подъема кошки; 11— канат подъема балки стрелу, коронку 5 клина устанавливают на новое место и повторяют рабочий цикл. Управление подачей топлива в рабочую камеру дизель-молота и сбрасывание цилиндра с кошки может осуществляться либо с места машиниста, либо вторым человеком, находящимся у клина. Амортизатор 2, к которому при помощи проходящего внутри балки 3 каната подвешен нижний упор хомута 4, предназначен для предохранения стрелы и механизмов экскаватора от резких толчков при случайных ударах хомута 4 по нижнему упору. Глава III МЕХАНИЗМЫ ЭКСКАВАТОРА Для передачи движения от имеющегося на экскаваторе двигателя к барабанам лебедок, управляющих рабочим органом (например ковшом), а также для осуществления поворота платформы, передвижения и других операций используется ряд механизмов, в комплексе называемых трансмиссией экскаватора. Трансмиссия экскаватора состой? из элементов, имеющих различное назначение. Элементы трансмиссии экскаватора по их назначению разделяются на: а)    элементы, передающие движение в одном или в обоих направлениях (шестерни, цепные звездочки, цепи, валы, храповые устройства и т. п.); б)    элементы, включающие, выключающие или останавливающие тот или иной механизм экскаватора (кулачковые и фрикционные муфты, тормоза, стопоры и пр.). Вторая группа элементов является необходимой и характерной для экскаваторов, имеющих один двигатель, приводящий в действие много различных рабочих механизмов, которые должны работать независимо друг от друга, причем их действие может осуществляться одновременно или в любой последовательности. Следует указать, что от четкости работы этой группы элементов трансмиссии в большой степени зависит работоспособность всего экскаватора. Это объясняется необходимостью весьма часто включать или выключать механизмы экскаватора. Так, например, у прямой лопаты в течение одного рабочего цикла лебедка подъема ковша включается и тормозится 2—3 раза, напорный механизм (напор и возврат рукояти) — до 5—6 раз, механизм поворота платформы — 3—4 раза. Экскаватор с оборудованием прямой лопаты может совершать в зависимости от размера машины от 2,5 до 4 циклов в минуту. Следовательно, число включений механизмов в одну "минуту может быть более 50. ■Поэтому при эксплуатации машин необходимо уделять особое внимание работоспособности элементов трансмиссии, включающих, выключающих и затормаживающих механизмы экскаватора. § 15. ЗУБЧАТЫЕ, ЧЕРВЯЧНЫЕ И ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ Редуктором называется механизм, предназначенный для передачи вращения от одного вала к другому и изменяющий при этом число оборотов второго (ведомого) вала по сравнению с первым (ведущим). Редуктор может состоять из одной или нескольких передач, заключенных в общий корпус. В зависимости от типа передач, редукторы бывают шестеренными, цепными (рис. 34) и червячными.
Рис. 34. Типы редукторов: а — шестеренный; б—цепной
Передаточным числом редуктора называется число, показывающее, во сколько раз изменяется редуктором число оборотов ведомого вала по сравнению с ведущим. На экскаваторах в основном применяются редукторы,* уменьшающие число оборотов ведомого вала. Такие редукторы называются понижающими, в отличие от повышающих, т. е. увеличивающих число оборотов ведомого вала по отношению к ведущему. Наиболее распространенным типом передач являются зубчатые (шестеренные), которые могут использоваться для передачи вращения ведомому валу, расположенному параллельно или под углом, в том числе перпендикулярно, ведущему валу. В зависимости от этого применяются передачи цилиндрические или конические, т. е. с такими шестернями, у которых зубья расположены на цилиндрической или конической поверхности (рис. 35). Форма зубьев шестерни и расположение их также могут быть различными. Применяются зубья: прямые — расположенные параллельно образующей цилиндра или конуса; косые (или шевронные) — расположенные под углом к образующей; спиральные — расположенные по спирали. Косые (шевронные) и особенно спиральные зубья обеспечивают большую плавность рабогы передачи, но сложнее в изготовлении и поэтому применяются .значительно реже, чем прямые. Рис. 35. Коническая шестеренная передача
Червячные передачи (см. рис. 62) используют для передачи движения ведомому валу, расположенному перпендикулярно ведущему и в другой ' плоскости. Они отличаются малыми размерами и большими передаточными числами. Кроме того, червячная передача с малым углом подъема винтовой линии червяка . является самотормозящей. Это означает, что вращение передачи в любую стррону может происходить только при передаче движения червяком. За червячное колесо передачу провернуть невозможно. Это качество червячной передачи иногда используется в кранах, у которых к червячному колесу крепится канатный барабан. При этом нет необходимости устанавливать дополнительный тормоз барабана, так как после прекращения вращения червяка барабан с червячным колесом не может повернуться под влиянием подвешенного к канату груза. Но червячные передачи обладают низким коэффициентом полезного действия и быстро изнашиваются, что ограничивает возможность их применения. Цепные передачи используют только при параллельном расположении ведущего и ведомого валов. Они весьма широко применяются в современных экскаваторах в качестве как быстроходных, так и тихоходных передач. Цепные передачи бывают однорядными и многорядными (в зависимости от числа рядов зубьев на ведущей и ведомой звездочках). Конструкция применяемых цепей может быть различной (рис. 36). Внутренние концы пластин 1 цепи надеты на концы втулок 3, имеющих лыски, предотвращающие поворот втулок в пластинах и износ их в этом месте. Пальцы 2 проходят через отверстия наружных концов пластин и втулок. На утолщенной части пальцев 2 также сделаны лыски, обеспечивающие вращение их только вместе с пластинами. Таким образом, при изгибе натянутой цепи на звездочке трение происходит по значительной поверхности, по которой соприкасаются палец 2 и втулка 3, что препят- 4—247    49 ствует быстрому износу цепи. Палец 2 фиксируется от выпадения шплинтом 5. На втулку 3 одевается ролик 4, соприкасающийся с зубьями звездочки. Е13Е1ЩШ]
Рис. 36. Конструкция цепей, применяемых на экскаваторах: а — четырехрядная, втулочная с прямыми пластинами; б — однорядная втулочно-роликовая с изогнутыми пластинами; / пластины; 2 — пальцы;- 3 — втулкн; 4 — ролики; 5 — шплинт
Для нормальной работы цепной передачи необходимо', чтобы провисание цепи было не более определенной величины, допустимой для данной передачи и в каждом отдельном случае предусматриваемой инструкцией по эксплуатации экскаватора. При слишком большом провисании цепи возможно наскакивание втулок на торец зуба звездочки и обрыв цепи, либо соскакивание ее со звездочки. Поэтому во всех цепных передачах предусматривается специальное натяжное устройство, позволяющее регулиро вать провисание цепи, длина которой увеличивается при работе за счет вытяжки и износа в шарнирах. N..
о Рис. 37. Конструкции натяжных устройств цепных передач:
в)
а — концевое винтовое; б — промежуточное винтов©е; в— промежуточное пружинное; 1 — концевая звездочка; 2— неподвижный подшипник; 3 — цепь; 4 — натяжной винт; 6 — подвижной подшипник; б—натяжная звездочка; 7 — качающийся рычаг; 8 — пружина^ 9 — гайка Обычно для регулирования натяжения цепей применяются следующие устройства: концевое винтовое (рис. 37, а), перемещающее ведомую или ведущую звездочку; промежуточное винтовое (рис. 37, б), перемещающее специальную звездочку для натягивания одной из ветвей цепи; промежуточное пружинное (рис. 37, в)," отличающееся от предыдущего тем, что вместо натяжных винтов используется пружина, обеспечивающая почти постоянную величину натяжения цепи. Последний способ натяжения применяется 4*    51
только для цепных передач, вращающихся в одну сторону, причем натяжная звездочка устанавливается на холостой ветви цепи. Следует иметь в виду, что излишнее натяжение цепи ведет к увеличенному ее износу, поэтому цепь должна иметь небольшую «слабину». Нормальная работа передачи может быть нарушена в том случае, если ведущая и ведомая звездочки находятся не в одной 'плоскости. На положение звездочек следует обращать особое внимание при регулировании натяжения цепи с помощью концевого винтового устройства, обычно имеющего два винта, расположенные по обе стороны звездочки. При неодинаковой подтяжке левого и правого винтов одна звездочка может перекоситься относительно другой, вследствие чего возможен повышенный износ или даже обрыв цепи. При правильной установке звездочек линейка, приложенная к ведущей и ведомой звездочкам одинаковой ширины, должна касаться их боковых поверхностей в четырех точках. На рис. 38 показан способ проверки величины провисания цепи (а) с помощью рейки. Для снижения потерь энергии на трение и уменьшения износа на рабочие поверхности передач наносят смазку различными способами (ом. § 59). Поэтому при эксплуатации экскаваторов следует уделять серьезное внимание контролю за подачей смазки на трущиеся поверхности передач и обязательно выполнять требования относительно смазки механизмов, предусмотренные инструкцией по эксплуатации экскаватора. Некоторые тихоходные зубчатые и цепные передачи работают с периодической смазкой или совсем без нее, так как конструктив, ные трудности подачи смазки велики, а износ трущихся поверхностей тихоходных передач сравнительно мал. § 16. КУЛАЧКОВЫЕ МУФТЫ, ПОДВИЖНЫЕ ШЕСТЕРНИ Кулачковые муфты и подвижные шестерни относятся к группе элементов привода, предназначенных для включения или выключения отдельных рабочих механизмов. Кулачковая муфта показана на рис. 39. Подвижная часть 2 ее (полумуфта) может специальным рычагом перемещаться вдоль вала 1 по шлицам или шпонке, благодаря которым подвижная полумуфта 2 может вращаться только вместе с валом 1. Правая 3 и левая 4 неподвижные полумуфты жестко соединены с элементами механизмов, которые включаются или выключаются кулачковой муфтой. Полумуфты 3 и 4 закреплены от осевого перемещения по валу /, но свободно вращаются на нем. Когда полумуфта 2 перемещается в крайнее левое положение, ее кулачки 5 входят в соответствующие впадины полумуфты 4. Рис. 39. Кулачковая муфта двухстороннего действия: I — вал; 2 — подвижная полумуфта; 3 — неподвижная полумуфта (правая); 4 — неподвижная полумуфта (левая); 5 — кулачки
При этом вместе с валом 1 и полумуфтой 2 будет вращаться полумуфта 4 и «постоянно соединенный с ней рабочий механизм (например цепная передача). Если 'полумуфту 2 отодвинуть вправо, в нейтральное положение, показанное на рис. 39, то механизм остановится, хотя вал 1 с полумуфтой 2 могут продолжать вращаться. Для того чтобы не произошло самопроизвольного выключения механизма, включающий рычат обычно фиксируют во включенном положении, заводя его за специальный упор, так как неожиданное выключение кулачковой муфты во время работы может привести (в некоторых случаях) даже к аварии. Включение правой полумуфты 3 и соединенного с ней механизма осуществляется аналогично — перемещением подвижной полумуфты 2 направо. Кулачки 5 могут иметь различную форму и располагаться как на торцах, так и на периферии или внутри полумуфт. Показанная на рис. 39 кулачковая муфта называется муфтой двухстороннего действия, так как работает в обе стороны, включая левую или правую неподвижные полумуфты. Если нужно включать только один механизм и имеется только одна неподвижная полумуфта, то применяется муфта одностороннего действия. В некоторых механизмах экскаваторов (например ходовом механизме) применяются муфты двухстороннего действия, у которых одна из неподвижных полумуфт жестко закреплена на раме и является стопором, фиксирующим механизм от вращения при включении подвижной полумуфты с этим стопором. Необходимо обращать внимание на то, чтобы кулачки полумуфт полностью входили в зацепление. Если рабочие поверхности кулачков будут иметь касание не ,по всей плоскости, то может произойти частичное смятие их, в результате чего на углах кулачков образуются скосы. Это приведет к самовыключению муфты при работе, даже если рычаг управления муфтой поставлен на упор. Полное включение кулачковой муфты обеспечивается: а)    отсутствием грязи или посторонних предметов между полу-муфтами; б)    соответствующей регулировкой тяги управления муфтой, изменяя длину которой можно изменять положение подвижной полумуфты при неизменном положении рычага управления. Смятие кулачков полумуфт может быть устранено при ремонте экскаватора наплавкой металла и последующей обработкой. Подвижные шестерни применяются так же, как и кулачковые муфты, для включения и отключения рабочих механизмов. С этой целью подвижную шестерню перемещают вдоль вала ■по шпонке или шлицам и вводят в зацепление (или выводят из него) с неподвижной -шестерней, расположенной на другом валу и зафиксированной от осевого перемещения. Ведущей может быть любая из этих шестерен. Подвижная шестерня может быть одинарной или сдвоенной, т. е. состоящей из двух скрепленных между собой шестерен различных диаметров. Сдвоенные подвижные шестерни применяются для изменения скорости вращения ведомого вала, например в механизмах поворота и передвижения экскаваторов (см. ниже). Во включенном положении зубья подвижной шестерни должны находиться в зацеплении с зубьями неподвижной шестерни по всей длине. Частичное включение шестерни может привести к неправильной работе и поломке зубчатой передачи. Полного зацепления шестерен достигают теми же средствами, которые применяются для обеспечения правильного включения кулачковых муфт. Рычаг, управляющий включением подвижной шестерни, также должен фиксироваться во включенном положении, во избежание самовыключения механизма или неполного включения шестерен. Кулачковые муфты и подвижные шестерни нельзя включать и выключать при вращающихся валах (или одного из них) и под нагрузкой, так как при этом возможны поломки кулачков или 54 зубьев вследствие удара вращающихся и неподвижных частей муфты (шестерен), а также неполного зацепления. Кроме того, удары, сопровождающие включение вращающейся кулачковой муфты или подвижной шестерни, отрицательно сказываются на других механизмах. § 17. ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ Для плавного включения на ходу и под нагрузкой рабочих механизмов трансмиссии экскаватора, а также для плавной их остановки пользуются фрикционными механизмами ‘ (муфтами и тормозами). Действие фрикционных механизмов основано на использовании сил трения, возникающих между прижатыми друг к другу двумя предметами, перемещающимися один относительно другого. При этом на движущийся предмет действует сила, стремящаяся остановить его, а на неподвижный — сила, стремящаяся сдвинуть его в том направлении, в котором движется первый предмет. Обе эти силы равны по величине, противоположны по направлению и являются результатом трения. Величина сил трения зависит от двух факторов: усилия, с которым движущийся и неподвижный предметы прижаты друг к другу, и от коэффициента трения. Коэффициент трения зависит в основном от качества соприкасающихся поверхностей и физических свойств материалов, из которых сделаны предметы (если между ними не попадает какое-нибудь третье вещество). Величина коэффициента трения показывает, какую часть по сравнению с силой нажатия трущихся предметов составляет сила трения между ними. 'Гак, например, коэффициент трения 0,3 означает, что если движущийся и неподвижный предметы прижаты друг к другу с силой 100 кг, то возникающая между ними сила трения равна 30 кг. Таким образом, сила трения между двумя предметами будет тем больше, чем с большей силой они прижимаются и чем выше коэффициент трения. Так как трение всегда сопровождается износом, а фрикционные механизмы работают почти все время с трением, то обычно для них выбираются материалы, хорошо сопротивляющиеся истиранию. Все фрикционные механизмы имеют разнообразное конструктивное исполнение и делятся по своему назначению на фрикционные муфты (или фрикционы) и тормоза. Назначение фрикциона — плавно включать рабочий механизм экскаватора, соединяя его с постоянно вращающимися элементами трансмиссии. Назначение тормоза — плавно останавливать вращающийся механизм и при необходимости удерживать его в этом положении. 1 Название механизмов происходит от греческого слова «фрикция», что означает «трение». Конструктивное исполнение фрикциона или тормоза также может быть различным. На современных отечественных экскаваторах применяются следующие типы фрикционных механизмов: а)    дисковые (однодисковые, двухдисковые и многодисковые); б)    ленточные (внутреннего и наружного типа); в)    колодочные цилиндрические (внутреннего и наружного типа); г)    колодочные конусные (одно- и двухконусные). Любой из перечисленных типов фрикционных механизмов может использоваться либо как фрикцион, либо в качестве тормоза, в зависимости от его назначения. § 18. ДИСКОВЫЕ ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ У дискового фрикционного механизма рабочие поверхности трения расположены на торцах ведущих и ведомых дисков. При этом, если имеется только один ведомый диск, фрикцион или тормоз называется однодисковым; при двух ведомых дисках — двухдисковым и если число ведомых дисков более двух — многодисковым. На рис. 40 показано устройство однодискового фрикциона. Ведущий диск 3 перемещается на шпонке 2 по валу 1, приводимому во вращение двигателем, и все время вращается вместе с этим валом. Если не прилагать усилия к рычагу 5, то под действием возвратной пружины 6 ведущий диск 3 отодвинется от ведомого диска 7, свободно сидящего на втулке 8. При этом диск 7 и цепная звездочка 9 будут неподвижны, т. е. рабочий механизм будет отключен от вращающегося вала 1. * Рис. 40. Однодисковый фрикцион:
При нажатии на рычаг 5 (как указано стрелкой) преодолевается сопротивление возвратной пружины 6 и ведущий диск 3 перемещается по валу 1 к ведомому диску 7. При этом фрикционные накладки 4 прижимаются к торцовой поверхности ведомого диска 7 и трением увлекают его и звездочку 9 рабочего механизма за собой. Прижимая ведущий диск к ведомому с различной силой, можно регулировать усилие, передаваемое на рабочий механизм. Если отпустить рычаг 5, возвратная пружина 6 снова отключит механизм. Фрикционные накладки 4 изготовляют из специальных фрикционных материалов (асбокартона, специальных сортов пластмасс и др.) и крепят к диску 3 заклепками. Головка заклепки должна быть утоплена ниже поверхно-56 сти трения не менее чем на половину толщины новой накладки. Накладку необходимо заменять при износе ее до головок заклепок, так как при трении заклепок о рабочую поверхность диска 7 не только уменьшается передаваемое фрикционом усилие (коэффициент трения заклепок о сталь или чугун значительно меньше, чем у накладок), но и портится рабочая поверхность диска. I — вал; 2 —шпонка; 3 —ведущий диск; 4 — фрикционная иакладка; 5 — рычаг управления; 6 — возвратная пружина; 7 — ведомый диск; 8 — втулка; 9 — звездочка рабочего механизма
Однако возможно, что накладка износится до заклепок и машинист не обнаружит этого своевременно, поэтому для предохранения рабочей поверхности диска рекомендуется изготовлять заклепки из мягкого металла (красная медь, алюминий). Рис. 41. Схема многодискового фрикциона: 1 — ведущий вал; 2—ведущие диски; 5 —ведомые диски; 4— рычаг управления; 5 — звездочка рабочего механизма Описанный фрикцион можно превратить в тормоз, останавливающий вращение рабочего механизма (звездочки 9). Для этого достаточно закрепить неподвижно вал 1. В этом случае звездочка 9 будет заторможена при включении фрикционного механизма. Регулировка дискового фрикционного механизма заключается в поддержании определенных зазоров (в зависимости от примененного фрикционного материала и конструкции механизма) между поверхностями трения в выключенном положении. Обычно величина зазора для дисковых фрикционов должна быть 0,1—0,3 мм. При регулировке уменьшают зазор, увеличивающийся по мере износа накладки, для чего ход рычага 5 включения фрикциона (тормоза) уменьшают. Но без нажатия на рычаг не должно быть самопроизвольного включения механизма. Метод регулировки зависит от конструктивного исполнения фрикционного механизма и приводится в прилагаемой к каждому экскаватору заводской инструкции по эксплуатации машины. Передаваемое дисковым .фрикционным механизмом усилие увеличивается пропорционально числу рабочих плоскостей трения; это привело к применению многодисковых фрикционов в случаях, когда нужно передать большое окружное усилие при сравнительно небольшой осевой силе включения. На рис. 41 показана схема многодискового фрикциона. Постоянно вращающийся ведущий вал 1 соединяется со звездочкой 5 при сжатии между собой ведущих 2 и ведомых 3 дисков рычагом 4. § 19. ЛЕНТОЧНЫЕ ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ Отличительной особенностью ленточных фрикционных механизмов является использование стальной ленты с наклепанной на ней фрикционной накладкой, выполненной в виде сплошной ленты или отдельных секций. Фрикционная накладка крепится так же, как и на дисковых фрикционных механизмах, причем заклепки располагаются в шахматном порядке. Рис. 42. Ленточный тормоз наружного типа: / — тормозной шкив; 2—фрикционная лента; 3—оттяжные пружины; 4 — соединительный болт; 5 — пружина; 6 — упорный ролик; 7, З — ушн; 8, 12 — оси шарниров; 10 — тяга ре* гулировочная; 11 — наконечник; 13 — рычаг управления; 14— возвратная пружяиа Ленточные фрикционы (тормоза) бывают двух типов: наружного и внутреннего, в зависимости от того, где расположена лента — снаружи или внутри фрикционного (тормозного) шкива. Рабочей поверхностью трения является соответственно наружная или внутренняя цилиндрическая поверхность шкива. На рис. 42 показан ленточный тормоз наружного типа. Тормозной шкив 1 жестко соединен с рабочим механизмом к вращается вместе с ним против часовой стрелки. Шкив 1 охватывается снаружи фрикционной (тормозной) лентой 2, состоящей из двух частей, соединенных болтом 4. Неподвижный (набегающий) конец ленты 2 приваренным к ленте ухом 9 и пальцем 8 шарнирно закреплен на станине или другой неподвижной части машины. Ухо 7 подвижного (сбегающего) конца ленты соединяется шарнирно с регулировочной тягой 10, наконечник которой соединен пальцем с концом рычага 13, качающегося на неподвижной оси 12. Возвратная пружина 14, поворачивая рычаг 13 вокруг оси 12 против часовой стрелки, отжимает налево сбегающий конец ленты, вследствие чего она ослабляется и отходит от поверхности шкива 1. При этом равномерный зазор между лентой и шкивом обеспечивается упорным роликом 6 и оттяжными пружинами 3, регулируемыми при помощи гаек. Для включения тормоза нужно нажать на рычаг 13 в направлении, указанном стрелкой А. При этом рычаг повернется по часовой стрелке и через тягу 10 переместит вправо сбегающий конец ленты 2, причем лента прижмется к поверхности шкива 1 и затормозит его. Эффективность торможения зависит от величины усилия, действующего на рычаг 13. Если перестать нажимать на рычаг, то возвратная пруждна 14 освободит ленту. Регулировка тормоза, осуществляемая навинчиванием наконечника 11 на тягу 10, используется для того, чтобы при крайнем положении рычага 13, в которое его поворачивает пружина 12, радиальный зазор между рабочими поверхностями фрикционной ленты 2 и шкива 1 был минимальным. Следует обращать внимание на то, чтобы при выключенном тормозе не было касания между шкивом и лентой, так как в противном случае тормоз будет перегреваться от постоянного трения фрикционных обкладок о шкив. Обычно фрикционная лента состоит из двух половин, соединенных болтом 4, так как это облегчает ее монтаж и демонтаж. Назначение пружины, надетой на болт 4, заключается в разжатии концов половинок ленты при ее ослаблении. Описанный ленточный тормоз может быть превращен в фрикцион. Для этого нужно, чтобы неподвижные шарниры 8 я 12, а также упорный ролик 6 были закреплены не на станине, а на постоянно вращающемся (в направлении пунктирной стрелки) зубчатом колесе (диске, крестовине и т. п.), приводимом в движение от двигателя. При этом оттяжные пружины 3 заменяются упорными роликами или болтами, закрепленными на той же вращающейся детали. При включении ленточного фрикционного механизма наружного типа усилие, действующее на сбегающем конце фрикционной ленты, в 4—7 раз (в зависимости от коэффициента трения и угла охвата шкива) меньше,- чем на набегающем конце ее. Разница в усилиях на сбегающем и набегающем концах ленты возникает вследствие влияния силы трения, действующей со стороны шкива на ленту и стремящейся сдвинуть ее в направлении вращения шкива. Поэтому для облегчения управления усилие включения механизма всегда передают на сбегающий конец ленты, а набегающий конец крепят неподвижно. На рис. 43 показан ленточный фрикцион внутреннего типа, устроенный следующим образом: шкив 4, жестко соединенный с рабочим механизмом, свободно посажен на валу 1. На этом же валу на шпонке или шлицах установлена крестовина 2, вращающаяся по часовой стрелке вместе с валом, приводимым в движение двигателем. С крестовиной 2 вращается фрикционная лента 3, связанная с ней сбегающим концом при помощи серьги 9. Набегающий конец ленты шарнирно соединен с установочным болтом 8 и регулировочной тягой 7, шарнирно закрепленными на рычаге 5. Рис. 43. Ленточный фрикцион внутреннего типа:
Фрикцион выключается возвратной пружиной 11, поворачивающей рычаг 5 по часовой стрелке на оси 6. 1При этом набегающий конец ленты перемещается вправо, расстояние между ним и сбегающим концом ленты / — вал; 2 —крестовина; 3 — фрикционная лента; 4—    УМ^НЬШаеТСЯ, ВСЛеДСТ- фрикционный шкив; 5 —рычаг; 6 — ось рычага; 7—    <ВИе Ч6ГО образуемое регулировочная тяга; 8 — установочный болт; 9— «> о серьга; 10— упорный болт; 11 — возвратная пружи-    Л6НТ0И О Н63ЯМКНуТО0 на; /2 —упорный ролик; /3 —скоба    КОЛЬЦО уменьшается В диаметре и между рабочими поверхностями шкива 4 и ленты 3 образуется радиальный зазор. Равномерность зазора между шкивом и лентой по всей ее длине регулируется упорным болтом 10, ограничивающим радиальное перемещение сбегающего конца ленты, и упорными роликами 12. Ролики 12 укреплены на эксцентриковых осях, поворачивая которые можно ограничивать отход ленты от шкива, фиксируя ось ролика в нужном положении. Одновременно ролики 12 используются для фиксации ленты от бокового перемещения, для чего к ленте 3 приварены направляющие скобы 13, охватывающие ролики по торцам. Для включения фрикциона необходимо нажать на рычаг 5 против часовой стрелки. Преодолевая сопротивление возвратной пружины 11, рычаг 5 повернется на оси 6, набегающий конец ленты переместится влево и образуемое лентой кольцо увеличится в диаметре, вследствие чего фрикционная накладка прижмется к внут-60 ренней цилиндрической поверхности шкива 4 и увлечет его за собой. Величина радиального зазора между лентой 3 и внутренней поверхностью шкива 4 регулируется тягой 7, состоящей из двух болтов с правой и левой резьбой, соединенных разрезной муфтой, имеющей специальный болт, фиксирующий ее от поворота после установки в нужное положение. Для уменьшения зазора между лентой и шкивом набегающий конец ленты нужно переместить влево, т. е. укоротить тягу 7, а для увеличения зазора — удлинить ее. Величина радиального зазора между лентой 3 и шкивом 4 не должна превышать 1,5—2 мм. Однако следует всегда стремиться к тому, чтобы зазор был минимальным. Установочный болт 8 служит для регулировки зазора между рабочей поверхностью шкива 4 и набегающим концом ленты 3. Описанный фрикцион может быть превращен в тормоз, если вал 1, на котором жестко закреплена крестовина 2, будет неподвижным. В отличие от ленточных фрикционных механизмов наружного типа у фрикционов и тормозов внутреннего типа усилие на сбегающем конце фрикционной ленты больше в 4—7 раз, чем на набегающем. Причиной этого также является действующая на ленту сила трения, направленная к сбегающему концу ленты. Поэтому усилие, включающее ленточный фрикционный механизм внутреннего типа, всегда передают на набегающий конец фрикционной ленты. § 20. КОЛОДОЧНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ У колодочного цилиндрического фрикционного механизма рабочей поверхностью трения является, так же как и у ленточного, цилиндрическая поверхность фрикционного шкива, а фрикционные накладки крепятся к колодкам, и рабочая поверхность их представляет собой часть цилиндра. Крепление фрикционных на,кладок к колодкам чаще всего осуществляется таким же способом, как и у ленточных фрикционов и тормозов. Колодочный цилиндрический фрикцион (тормоз) также может быть наружного или внутреннего типа в зависимости от того, где расположены колодки: снаружи или внутри фрикционного шкива. На рис. 44 показан применяемый обычно для торможения колес экскаваторов двухколодочный цилиндрический тормоз внутреннего типа, конструкция которого заимствована из автомобилестроения. Крестовина 2 жестко закреплена на неподвижной оси 1. Фрикционные колодки 3 осями 5 шарнирно соединены с крестовиной: одна колодка закреплена набегающим концом, другая — сбегающим. Тормозной шкив 4, который иногда называют тормозным барабаном, свободно вращается на оси 1. Выключение тормоза обеспечивается возвратной пружиной S стягивающей колодки 3, причем величина зазора между рабочими поверхностями колодок и шкива ограничивается профилированным нажимным кулачком 6. Пружина 8 при этом поворачивает по часовой стрелке рычаг 7 с кулачком 6 в крайнее положение. При нажиме на рычаг 7 кулачок 6 поворачивается против часовой стрелки и разжимает верхние концы колодок 3, прижимая их к внутренней цилиндрической поверхности шкива 4, который затормаживается. Если отпустить рычаг, то возвратные пружины 8 и 9 приведут всю систему в первоначальное положение. Так же как и у ленточных фрикционных механизмов внутреннего типа, всегда стремятся шарнирно соединять с крестовиной сбегающий конец колодки, чтобы уменьшить усилие, необходимое для включения. Но так как разница в усилиях, необходимых для включения колодок (при креплении их на оси сбегающим или набегающим концом), сравнительно невелика, в ряде случаев, из конструктивных соображений, от этого отказываются. Рис. 44. Двухколодочный цилиндрический тормоз внутреннего типа:
Общим недостатком цилиндрических фрикционных механизмов (ленточных и колодочных) является неравномерный износ фрикционных накладок по Ш длине. Так, у ленточных фрикционов и тормозов быстрее изнашивается часть накладки, расположенная у того конца ленты, который больше натружен, а именно: со стороны сбегающего конца в механизмах внутреннего типа и со стороны набегающего конца в механизмах наружного типа. /— ось; 2 — крестовина; 3— колодки; 4 — тормозной шкив; 5 — ось; 6 — нажимной кулачок; 7 — рычаг; 8 —• пружина рычага; 9 — возвратная пружина
У колодок фрикционные накладки больше изнашиваются со стороны подвижного конца, на который действует включающее усилие. При износе до заклепок хотя бы одного участка фрикционной накладки дальнейшая работа может привести к нежелательным последствиям и поэтому накладку надо сразу заменять. Так как фрикционные накладки обычно выпускаются в виде ленты (или изогнутых пластин) одинаковой толщины по всей длине, неравномерный износ их приводит к нерациональному использованию довольно дефицитных фрикционных материалов. Кроме того, увеличиваются простои экскаватора, связанные с заменой накладок. С целью уменьшения простоев можно рекомендовать иметь запасные ленты или колодки с приклепанными накладками. В этом случае потери рабочего времени будут связаны лишь с заменой фрикционной ленты или колодки. В противном случае 62 простой увеличится на время, необходимое для снятия изношенной накладки и наклепывания новой. Для увеличения срока службы фрикционных накладок на некоторых моделях экскаваторов применяют так называемые реверсивные фрикционные ленты, отличающиеся тем, что крепление сбегающего и набегающего концов их имеет одинаковую конструкцию. Поэтому, после износа одного из концов фрикционной накладки примерно на половину допустимой величины, ленту можно перевернуть. Таким образом, при своевременной перестановке (реверсировании) ленты можно достичь равномерного износа фрикционной накладки по всей длине, что почти вдвое увеличит срок службы накладки по сравнению с нереверсируемой лентой. Еще одним заслуживающим внимание недостатком ленточных фрикционных механизмов является значительное изменение величины передаваемого окружного усилия при сравнительно небольшом изменении коэффициента трения фрикционной накладки о шкив. Так, например, для большинства применяемых ленточных фрикционных механизмов 3 снижение коэффициента трения в 2 раза вызовет (при неизменном включающем усилии) более чем трехкратное уменьшение передаваемого окружного усилия, а если коэффициент трения увеличится в 2 раза, то окружное усилие увеличится почти в 6 раз. Уменьшение окружного усилия на фрикционе резко снизит работоспособность механизма экскаватора, на который не будет передаваться необходимая для работы мощность. Чрезмерное увеличение передаваемого фрикционом усилия может вызвать обрывы канатов, цепей, а иногда — поломки механизмов. Ленточные фрикционные механизмы требуют особенно тщательного ухода, чтобы предупредить изменение величины коэффициента трения, которое может произойти при попадании между трущимися поверхностями постороннего вещества (масла, воды, абразивной пыли и пр.). § 21. КОЛОДОЧНЫЕ КОНИЧЕСКИЕ ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ Отличительным признаком конического фрикционного механизма является коническая рабочая поверхность трения на шкиве и фрикционных колодках. В зависимости от числа конических рабочих поверхностей колодок (рис. 45, а, б) конические фрикционные механизмы могут быть одно- или двухконусными. Обычно конические фрикционные колодки спрессованы из специальных фрикционных материалов, причем в монолит колодки запрессованы стальные гайки — вкладыши 5 (рис. 46) специальной формы, которые служат для крепления колодок 4 к диску 12 с помощью болтов 8. Показанный на рис. 46 двухконусный фрикцион устроен следующим образом. Если на шток 1 не воздействует усилие, то возвратная пружина 6 отжимает шкив 2 в крайнее левое положение, создавая зазор между коническими рабочими поверхностями шкива и фрикционных колодок 4. При этом шкив 2, скользящий по шпонке 13, вращается вместе с валом 10, а диск 12 с колодками 4 остается неподвижным, что обеспечивается подшипниками 11. Фрикцион включается нажатием в 'направлении, указанном стрелкой А, на расположенный в сверлении вала 10шток .^передающий усилие через чеку 3, выступающую из продольных прорезей вала. И<доцы чеки 3 нажимают па торец ступицы фрикционного

Рис. 45. Конические фрикционные колодки: а — одноконусная; б — двухконусная
Рис. 46. Двухконусный фрикцион: / — шток; 2 — фрикционный шкнв; 3 — чека; 4 — фрикционные колодки; 5 — гайка-вкладыш; 6— возвратная пружина; 7 —регулировочные шайбы; 8 — болты; 9 — шестерня рабочего механизма; 10 — вал; И — подшипники; 12 — диск фрикционных колодок; 13 — шпонка шкива 2, который перемещается вправо и, преодолевая сопротивление возвратной пружины 6, прижимается к рабочим поверхностям колодок 4, увлекая их за собой вместе с диском 12 и жестко закрепленной на диске шестерней 9 рабочего механизма. Если перестать нажимать на шток 1, то возвратная пружина 6 снова отодвинет шкив 2 налево, выключив таким образом механизм. Регулировка как конического, так и других фрикционов заключается в поддержании при износе колодок определенного минимального зазора между поверхностями трения фрикционного шкива и колодок в выключенном положении. В зависимости от конструктивного исполнения механизма и системы управления им (механическая, гидравлическая и др.) регулировка зазора может осуществляться либо регулировочными шайбами 7, подкладывае-мыми между колодками 4 и диском 12 по мере износа колодок, либо специальным винтовым регулировочным устройством, смещающим шкив по направлению к колодкам. Для безотказной работы двухконусного фрикциона весьма важно правильно закрепить колодки 4 на диске 12 с тем, чтобы обеспечить равномерное касание всех колодок к рабочим поверхностям шкива 2 при включении механизма. Для этого при подкладывании регулировочных шайб или при замене новыми колодки необходимо устанавливать следующим образом. В колодки ввертывают, но не затягивают болты 8; затем при неподвижном вале 10 фрикционный шкив 2 прижимают к колодкам 4 (включают) с максимальным усилием. При этом колодки, имеющие возможность несколько переместиться в радиальном направлении вместе с болтами 8, зажимаются между двумя коническими поверхностями шкива и самоустанавливаются в необходимом положении, обеспечивающем одновременное касание обеих рабочих поверхностей шкива 2. В таком положении, не выключая шкива, следует затянуть болты 8, фиксирующие колодки 4. Неправильная установка фрикционных колодок ведет к неполному соприкосновению поверхностей трения, следствием чего является уменьшение передаваемого фрикционом окружного усилия и неравномерный износ колодок. Конструкция колодочного одноконусного фрикциона принципиально не отличается от описанного двухконусного, за исключением числа поверхностей трения. Как и другие типы фрикционных механизмов, колодочный конусный фрикцион может быть превращен в тормоз, для чего нужно, чтобы вал 10 был неподвижным. У конусных фрикционов ведущей частью могут являться как фрикционный шкив, так и диск фрикционных колодок, в зависимости от того, какое конструктивное решение является более приемлемым в каждом отдельном случае. Обычно конусные фрикционы применяются для включения механизмов, осуществляющих поворот платформы экскаватора и передвижение его. Характерной особенностью конусных фрикционных механизмов ■является в отличие от ленточных следующее: при изменении коэффициента трения между фрикционными колодками и шкивом передаваемое фрикционом окружное усилие изменяется пропорционально коэффициенту трения, что обеспечивает более стабильную работу механизма. Выше были описаны различные конструкции применяемых на современных экскаваторах фрикционных механизмов, имеющих один общий признак: все они открытого типа. Это значит, что если на рычаг управления фрикционом или тормозом не воздействует внешнее усилие, то механизм выключен, причем выключение обеспечивается сравнительно слабой возвратной пружиной. Фрикционные механизмы такого типа являются наиболее распространенными и применяются почти для всех рабочих механизмов универсальных экскаваторов. Однако в некоторых механизмах экскаваторов, чаще всего в механизме подъема стрелы и ходовом механизме, применяются фрикционы и тормоза замкнутого типа. Они отличаются тем, что имеют рабочую пружину (а не возвратную) или груз, обеспечивающие постоянное включение фрикционного механизма. Для выключения тормоза или фрикциона замкнутого типа необходимо приложить усилие, чтобы преодолеть действие рабочей пружины. Иногда применяются неуправляемые фрикционы и тормоза замкнутого типа, которые используют, в частности, в качестве предохранительных устройств против перегрузки, так как они отрегулированы на передачу определенного окружного усилия и при перегрузках проскальзывают. Чаще всего неуправляемые замкнутые тормоза применяют для предохранения от непроизвольного проворачивания механизма (например тормоз вала червяка стрелоподъемного механизма). Фрикционный механизм любой конструкции может быть выполнен 'открытым или замкнутым в зависимости от его назначения. § 22. УХОД ЗА ФРИКЦИОННЫМИ МЕХАНИЗМАМИ Уход за фрикционными механизмами заключается в предохранении поверхностей трения от попадания посторонних веществ (воды, масла, грязи,песка и пр.), правильной регулировке и своевременной замене фрикционных накладок или колодок. От чистоты и состояния поверхностей трения зависит коэффициент трения, а следовательно, и величина передаваемого фрикционным механизмом усилия. Так, например, при попадании между рабочими поверхностями фрикционной накладки (колодки) и шкива масла или влаги коэффициент трения резко снижается и фрикцион, как говорят, перестает «тянуть», т. е. не обеспечивает передачу к рабочему механизму необходимого' окружного усилия. Вследствие этого рабочий механизм остается неподвижным, а 66 фрикцион начинает «буксовать». Трение между фрикционными накладками и шкивом вызывает значительный нагрев и сильный износ накладок, так как износостойкость их обычно уменьшается при повышении температуры. Кроме того, буксование фрикциона резко сказывается на производительности экскаватора, потому что нарушается нормальный ритм его работы. Уменьшение передаваемого тормозом усилия из-за попадания влаги или масла может привести, например к падению груза или ковша, а в случае отсутствия специальных предохранительных устройств — к падению стрелы и серьезным авариям. Поэтому всегда перед началом работы необходимо проверять состояние и действие тормозов. Попадание на поверхности трения грязи, песка или других абразивных частиц вызывает увеличение коэффициента трения, что (особенно при ленточных фрикционах) может привести к перегрузкам и поломкам механизмов. Кроме того, абразивные частицы врезаются в сравнительно мягкие фрикционные накладки или ленту и, перемещаясь вместе с ней, задирают шлифованную поверхность фрикционного шкива. Задиры на рабочей поверхности фрикционного шкива отрицательно сказываются на плавности и надежности работы фрикционного механизма, начинающего работать рывками, а кроме того, приводят к повышенному износу фрикционных накладок или колодок. Если на фрикционном или тормозном шкиве появились задиры, его необходимо немедленно снять и перешлифовать. Случайное замасливание поверхностей трения может быть устранено (при всех применяемых фрикционных материалах, кроме асбестовых) «прижиганием» фрикциона или тормоза, т. е. многократным включением его под нагрузкой, вследствие чего попавшие на рабочие поверхности масло или влага испаряются. Если в качестве накладки применяются асбестовые материалы, то эта мера может помочь только при небольшом поверхностном замасливании; при значительном замасливании накладку можно очистить, промывая ее бензином. Если прокладка пропиталась маслом. ее нужно заменить новой. Регулировка фрикционного механизма заключается в установке минимального равномерного зазора между рабочими поверхностями фрикционного (тормозного) шкива и накладок (или колодок) при выключенном фрикционном механизме, а также в обеспечении плотного прилегания поверхностей трения по всей длине при включенном механизме. Способы, средства и частота регулировок зависят от типа и конструкции фрикционного механизма, от износостойкости колодок или накладок, а также от того, какая применена система управления данным механизмом. Так, например, при механической системе управления неизбежны сравнительно частые регулировки, чтобы избежать большого зазора между рабочими поверхностями при выключенном фрикционе или тормозе. При гидравлическом или пневматическом управле-5*    »    .67 нии частота регулировок значительно меньше, так как в них совсем нет необходимости до полного допустимого износа накладок или колодок. Поэтому, зная общие принципы регулировки фрикционных механизмов, нужно в каждом отдельном случае пользоваться инструкцией по эксплуатации, прилагаемой заводом-изготовителем к каждому экскаватору. § 23. ПРОТИВООБГОННЫЕ УСТРОЙСТВА Применяемые на экскаваторах противообгонные устройства предназначены для ограничения скорости вращения рабочего механизма в одном направлении, не ограничивая его движения в противоположном направлении. Чаще всего противообгонное устройство применяется в механизме подъема и опускания стрелы экскаватора-крана — им ограничивается скорость опускания стрелы. Это необходимо в целях безопасности работы крана и обеспечивает сравнительно медленное опускание (а не падение) стрелы в случае, если удерживающий стрелу тормоз неожиданно выйдет из строя.
На современных отечественных экскаваторах чаще всего имеются противообгонные устройства двух типов: роликовые и ф р и к ц и о и н о - х р а п о-в ы е. На рис. 47 показано устройство роли- Рис. 47. Роликовая ковой противообгонной муфты. На вра-противообгонная муфта: щающемся по часовой стрелке валу 1 / — вал; 2—звездочка рабо- укреплен На ШПОНКе фиГурНЫЙ ШбСТИГраН- чег4°- пружнна-ный диск 3. В выступы диска 3 упираются одним торцом пружины 4, отжимающие другим концом ролики 5. Для уменьшения трения между концами пружин и роликами заложены специальные сухари. Таким образом, каждый ролик зажат между пружиной 4, боковой плоскостью диска 3 и внутренней цилиндрической поверхностью звездочки 2. При вращении звездочки 2 навстречу валу 1 или в ту же сторону, но со скоростью меньшей, чем вал, происходит перемещение звездочки 2 относительно диска 3, вращающегося вместе с валом /. Это равносильно тому, что диск 3 неподвижен, а звездочка 2 вращается против часовой стрелки. При этом ролики 5, увлекаемые звездочкой, стремятся катиться в сторону пружины и, свободно проворачиваясь, не будут препятствовать вращению звездочки 2 относительно вала /. Если звездочка 2, вращаясь по часовой стрелке, начинает обгонять вал 1 с диском 3, т. е. сдвигается по часовой стрелке относительно диска 3, то ролики 5, увлекаемые перемещением звездочки, будут стремиться повернуться по часовой стрелке и зака-68 гиться в более узкую часть зазора между внутренней цилиндрической поверхностью звездочки и боковыми плоскостями диска 3. Ролики заклинятся между звездочкой и диском, препятствуя дальнейшему вращению звездочки относительно диска 3 и вала 1. Таким образом, если звездочка 2 может вращаться против часовой стрелки с любой скоростью, то по часовой стрелке она может вращаться только со скоростью, не превышающей скорость вращения вала 1 с диском 3. Иначе говоря, при вращении по часовой стрелке звездочка 2 не может обогнать вращающийся с определенной скоростью вал 1. Подобная роликовая противообгонная муфта применена на стрелоподъемном механизме экскаваторов Э-505 (начиная с заводского № 1201), Э-505А, Э-5010. 3 Рис. 48. Фрикционно-храповая противообгонная муфта: а — выключенное положение; б — включенное положение: / — вал; 2 — звездочка; 3— рычаг собачки; 4 — собачка; 5 — храповое колесо; 6—подшипник звездочки; 7— кольцо фрикциона; 8 — ось собачки; 9 — фрикционные вкладыши На некоторых машинах (например экскаваторах Э-505 первого выпуска) применялись более сложные и менее совершенные фрикционно-храповые противообгонные муфты (рис. 48). При вращении звездочки 2 на подшипнике 6 навстречу валу 1 или в ту же сторону, но с меньшей скоростью, происходит перемещение вала / относительно звездочки 2. Это равносильно тому, что звездочка 2 неподвижна, а вал 1 вращается по часовой стрелке. При этом вал 1 увлекает за собой за счет трения прижатые к нему фрикционные вкладыши 9 с кольцом 7. Смещение кольца 7 по часовой стрелке сопровождается поворотом рычагов 3 и собачек 4 на осях 8 против часовой стрелки, так как вместе с кольцом смещаются и концы рычагов 3, входящие в выточки кольца. Таким образом, собачки 4 поднимаются над зубьями храпового колеса 5 и муфта выключается (рис. 48, а). Если звездочка 2, вращаясь по часовой стрелке, начинает обгонять вал /, то последний, отставая от звездочки, потянет за собой фрикционные вкладыши с кольцом 7, поворачивая кольцо относительно звездочки против часовой стрелки. При этом рычаги 3 с собачками 4 повернутся на осях 8 по часовой стрелке, собачки опустятся на зубья храпового колеса 5 и одна из них упрется в какой-нибудь зуб, сделав невозможным дальнейшее вращение звездочки 2 относительно вала 1 (рис. 48, б). Следовательно, звездочка 2 может вращаться против часовой стрелки с любой скоростью, а по часовой стрелке только со скоростью, не превышающей скорость вращения вала 1 с храповым колесом 5. Той же цели можно достигнуть, заменив фрикционное устройство пружинами, постоянно прижимающими собачки к зубьям храпового колеса. Однако это приведет к значительному шуму, так как при вращении звездочки навстречу валу или в ту же сторону, но с меньшей скоростью, механизм превратится в «трещотку» из-за ударов собачек по зубьям храповика. Фрикционное устройство дает возможность избежать этого, так как обеспечивает подъем собачек в тех случаях, когда они не должны быть включены. Недостатками фрикционно-храповой противообгонной муфты являются удары при включении и недостаточная надежность работы. Удары объясняются тем, что для включения собачек необходимо, чтобы звездочка начала вращаться со скоростью несколько большей, чем вал. Кроме того, между моментом, когда собачки опустились, и моментом упора одной из них в зуб храпового колеса проходит некоторое время, в течение которого звездочка успевает приобрести еще большую скорость. Таким образом, в момент упора собачки в зуб храпового колеса скорость звездочки больше, чем вала с храповым колесом, что и вызывает резкий толчок при срабатывании муфты. Недостаточная надежность противообгонной муфты этой конструкции объясняется износом трущихся о вал поверхностей фрикционных вкладышей 9. Дело в том, что вкладыши прижимаются к валу регулировочными винтами, ввернутыми в кольцо 7. Поэтому даже при очень малом износе вкладышей прижимающее их к валу усилие резко уменьшается и сила трения вкладышей о вал становится недостаточной, чтобы повернуть кольцо 7 и включить собачки. Обычно машинист не замечает этого и подтягивает регулировочные винты вкладышей только после того, как противообгонная муфта не включилась вовремя, что может вызвать аварию. Следовательно, при эксплуатации экскаваторов, имеющих описанную фрикционно-храповую муфту, необходимо регулярно проверять, достаточно ли подтянуты регулировочные винты фрикционных вкладышей. Из-за малых габаритов кольца невозможно разместить между винтами и вкладышами пружины, которые компенсировали бы износ вкладышей вследствие трения о вал. Кинематической схемой экскаватора называется условное схематическое изображение его механизмов, показывающее взаимосвязь между ними и способ передачи движения от двигателя к рабочим механизмам. С целью упрощения чертежа применяются условные обозначения различных элементов механизмов, приведенные в табл. 1. На рис. 49 показана кинематическая схема распространенного отечественного экскаватора Э-505, а на рис. 50 — взаимное расположение механизмов этого же экскаватора (без дизеля). Движение от двигателя к рабочим механизмам передается следующим образом. На валу двигателя 1 имеется одиодисковая фрикционная муфта 2, обычно называемая главной муфтой, при помощи которой вал двигателя соединяется с главной трансмиссией экскаватора или отсоединяется от нее. Главной трансмиссией называются элементы механизмов, вращающиеся при включенной главной муфте и выключенных остальных фрикционах, управляющих движениями рабочих механизмов. Так, при включении главной муфты 2 начинают вращаться: цепная передача 3, шестерни 4, 5 и 11, а также валы 48 и 12] все вместе и составляет главную трансмиссию экскаватора Э-505. Вместе с этими элементами вращаются жестко закрепленные на них элементы механизмов, а именно: вместе с валом 48, называемым горизонтальным валом реверсивного механизма, вращаются шкивы двухконусных колодочных фрикционов 49; вместе с шестерней 5 вращается диск с фрикционными колодками двухконусного фрикциона 6, ас валом 12 (вал главной лебедки) вращается ведущий диск фрикциона механизма открывания днища ковша и крестовины ленточных фрикционов 14 и 20 внутреннего типа. Если смотреть на трансмиссию со стороны радиатора двигателя (справа), то вал двигателя 1 и валы 48 и 12 с закрепленными на них деталями вращаются по часовой стрелке, а шестерня 5 — против часовой стрелки. Это следует иметь в виду, чтобы правильно определить направление движения рабочих механизмов при подключении их к главной трансмиссии. Следовательно, при включении главной муфты рабочие механизмы экскаватора только подготовлены к работе, но не включены. Для передачи движения рабочим механизмам, осуществляющим операции рабочего цикла (копание, поворот платформы и др.), нужно включить соответствующий фрикцион, соединяющий данный механизм с главной трансмиссией. Для включения некоторых механизмов необходимо предварительно (перед включением фрикциона) включить кулачковую муфту или подвижную шестерню, так как в ряде случаев один и тот же фрикцион может использоваться для подключения к трансмиссии нескольких механизмов, причем тот или иной механизм соединяется с ведомой частью фрикциона кулачковой муфтой или подвижной шестерней. Условные обозначения элементов механизмов Вал, валик, ось, стержень, шатун и т. п. Соединение детали свалом глухой шпонкой —t—x— f- Вращение вала Соединение де -тали с валом мно-еош по но чное (шлицевое) Неподвижное закрепление оси, стержня, пальца и т.п. Соединение дета ли с валом мвл-кошлицеВое -4--Ж—(- Подшипник скольжения Соединение двух деталей неподвижное Подшипник качения радиальный Соединение двух валов глухое Подшипник качения упорный односторонний Соединение двух валов шарниром Гука Соединение детали свалом свободное Муфта кулачковая односторонняя Соединение детали свалом направляющей (скользящей) шпонкой Муфта кулачковая двусторонняя Фрикционная муфта в ключе ния - общее обозначение, без уточнения типа -В-
Маховихнавалу
Ф-А.
Му/рта включения фрикционная, конусная
Передача роликовой цепью
-^ЕЭ-
Передача бесшумной цепью
Муфта включения фрикционная, диеновая

Муфта включения фрикционная, ленточная
Зубчатое зацеп ление с прямымц косыми и шевронны,ми зубьями- передача цилиндрическая X -
Тормоз 43“
колодочный внутреннее зубчатое зацеп ленив Тормоз ленточный \
Храповой 'ПТ
\/
механизм Зубчатое внеш неезацерление - общее обозначение, безуточ нения типа 4
Ss & >3 ^ >э >~o &• Cj Jvpi <§ C}
5 I't'l § § f f I I I'll § §1? §1??
^ 11 §? II"! ^ *s >S & ?**! _i_i_
ll
и
■ • ^




Sp:


§ii
ll i
IfPI И 1^1 S'lsts it’ll gjs&ji
I
«IIе" С%» Га § 5 1II 111
$ о Г? fV |l§| |l|l Ilf * ? 5
II ll
I § § ^ i i
I
Jj
u

г
блок но конце рук о яла/
21 19 Зашим на переднем конце рукояти
Рнс. 49. Кинематическая схема экскаватора Э-505 с оборудованием прямой лопаты: / — двигатель; 2 — главная муфта; 3 — цепная передача; 4, 5, И, 26, 28, 38, 39, 40, «—цилиндрические шестеони- 6 44 44 — ^L\K™LC”'iS фРн£ЦИ02Ы; 7-,J2-J9-J°- Л7- «-ва-"Ь.; S, 15. 17. 22. 33, 36 —звездочки; 9, 25, 27 32 - кулачковые муфты ' 10 -™ и . барабан, 13, 23, 24, 50 — тормоза; 14, 20 — ленточные фрикционы; 16 — подъемный барабан; 18 — возвратный напорный канат; 21 - барабан; 31, 35 45 46, 4,- конические шестерни; 34 - ведущие колеса Гусениц 4?-зуб чатый венец; 42 — вертикальный вал реверса У
Основные рабочие механизмы экскаватора Э-505 приводятся в движение следующим образом. Подъем ковша осуществляется включением ленточного фрикциона 20 внутреннего типа, соединяющего свободно вращающийся подъемный барабан 16 с валом 12. При вращении барабана 16 на него навивается канат подъема ковша и ковш подтягивается к головным блокам стрелы. Если нужно прекратить движе- Рис. 50. Расположение механизмов экскаватора Э-505 (обозначения те же, что и на рис. 49). ние ковша и задержать его в поднятом положении, фрикцион 20 выключается и одновременно включается тормоз 23, затормаживающий барабан 16. Опускается ковш под действием собственного веса, а скорость его опускания регулируется тормозом 23. Фрикцион 20 включен при копании грунта и подъеме ковша для выгрузки; тормозом 23 (ленточным наружного типа) пользуются для удержания груженого ковша в поднятом положении при повороте платформы к месту разгрузки ковша и во время 76 разгрузки, а также для опускания опорожненного ковша при обратном повороте в забой.    t Выдвижение рукояти с ковшом (напор) осуществляется включением ленточного фрикциона 14 внутреннего типа. При этом сдвоенная звездочка 15 начинает вращаться по часовой стрелке и в этом же направлении вращаются соединенные однорядными цепями со звездочкой 15 звездочки 17 и 8. При вращении барабана 21 по часовой стрелке на него навиваются оба конца напорного каната 19, сходящего с нижней части барабана, и отпускается возвратный канат 18, сходящий с верхней части барабана, причем насколько сократится длина ненавитой на барабан 21 части напорного каната, настолько увеличится длина ненавитой части возвратного каната. Напорный канат 19 проходит через расположенные на оси седлового подшипника стрелы крайние блоки и огибает уравнительный блок на заднем конце рукояти ковша. Возвратный канат 18, огибающий средний блок на оси седлового подшипника, закреплен своим концом в передней части рукояти, у ковша. Таким образом, при вращении барабана 21 по часовой стрелке задний конец рукояти подтягивается к седловому подшипнику, т. е. рукоять с ковшом выдвигается, осуществляя напор. При работе оборудованием прямой лопаты двухсторонняя кулачковая муфта 9, которая может жестко соединять с валом 7 либо звездочку 8, либо стрелоподъемный барабан 10, все время включена на звездочку 8 и подключается к барабану 10 чрезвычайно редко, так как при работе прямой лопатой угол наклона стрелы не изменяется. Поэтому при включении фрикциона 14 звездочка 8, кулачковая муфта 9 и вал 7 со шкивом двухконусного фрикциона 6 вращаются вместе со звездочкой 15 по часовой стрелке, навстречу шестерне 5 и укрепленным на ней фрикционным колодкам фрикциона 6. Втягивание рукояти с ковшом (возврат) осуществляется включением фрикциона 6. При этом вал 7 начинает вращаться против часовой стрелки и вращение передается через кулачковую муфту 9 и звездочки 8,15 и 17 напорному барабану 21. При вращении барабана 21 против часовой стрелки на него навивается возвратный канат 18 и разматывается напорный канат 19, т. е. происходит втягивание рукояти. Фрикционом 14 пользуются обычно при копании грунта одновременно с фрикционом 20, регулируя таким образом толщину срезаемой стружки грунта и направление движения ковша. При помощи фрикционов 14 и 6 ковш устанавливают точно над местом разгрузки. Для удержания рукояти ковша от выдвижения или втягивания используется ленточный тормоз 13 наружного типа. Тормоз 13 необходим также для забрасывания ковша «под себя» при подготовке к следующей операции копания. Для подъема стрелы кулачковая муфта - 9 включается направо, жестко соединяя стрелоподъемный барабан 10 с валом 7. Затем включается двухконусный фрикцион 6 и вал 7 с барабаном 10 начинает вращаться против часовой стрелки, причем стрелоподъемный канат навивается на барабан 10 и стрела поднимается. При выключенном фрикционе 6 барабан 10 удерживается от проворачивания управляемым замкнутым ленточным тормозом 24 наружного типа. Для опускания стрелы необходимо ослабить затяжку тормоза 24, что осуществляется специальным рычагом. Если не нажимать на этот рычаг, то рабочая пружина тормоза 24 снова затянет его и затормозит бара*бан 10. Во избежание 'падения стрелы при неосторожном растормажи-вании или выходе из строя тормоза 24 применено противообгон-ное устройство, состоящее из звездочки, жестко соединенной с барабаном 10, цепи, соединяющей эту звездочку со звездочкой 22 противообгонной муфты, и собственно противообгонной муфты. При вращении стрелового барабана против часовой стрелки (подъем стрелы) звездочка противообгонной муфты вращается навстречу валу главной лебедки и противообгонная муфта проворачивается беспрепятственно. При опускании стрелы звездочка противообгонного устройства вращается по часовой стрелке и догоняет вал главной лебедки. При увеличении скорости опускания стрелы противообгонная муфта срабатывает, когда скорости вращения звездочки 22 и вала 12 будут равны. Таким образом, скорость опускания стрелы ограничивается скоростью вращения вала главной лебедки и стрела не падает. Механизмы, осуществляющие поворот платформы и передвижение экскаватора, называются соответственно поворотным и ходовым. Отличительной их особенностью является возможность передачи движения в противоположных напрашгениях, что вызывается необходимостью поворота платформы вправо и влево, а также передвижением вперед и назад. Изменение направления вращения (реверсирование) осуществляется механизмом реверса, через который движение передается на поворотный и ходовой механизмы. Механизм реверса экскаватора Э-505, состоящий из трех конических шестерен 45, 46, 47 и двух двухконусных фрикционов 44 и 49, действует следующим образом. На горизонтальном валу 48, вращающемся по часовой стрелке, укреплены на шпонках шкивы фрикционов 44 и 49, имеющие возможность перемещаться вдоль вала 48 и вращающиеся вместе с ним. На этом же валу смонтированы на подшипниках качения конические шестерни 45 и 47, находящиеся в постоянном зацеплении с шестерней 46, жестко (на шлицах) посаженной на конец вертикального вала 42 реверса. К шестерням 45 и 47 прикреплены болтами фрикционные колодки двухконусных фрикционов 44 и 49. При выключенных фрикционах все конические шестерни неподвижны. Если включить фрикцион 44, то шестерня 45 будет вращаться вместе с валом 48 и передаст движение шестерне 46 с ва-78 лом 42, которые будут врашаться по часовой стрелке (если смотреть сверху, со стороны шестерни 46). При ,этом шестерня 47 вращается навстречу валу 48. При включении фрикциона 49 шестерня 47 вращается по часовой стрелке вместе с валом 48, а шестерня 46 с валом 42 — против часовой стрелки. При этом навстречу валу 48 вращается шестерня 45. Схема действия механизма реверса показана также на рис. 71,6. Таким образом осуществляется реверсирование вертикального вала 42 механизма реверса. Управление фрикционами 44 и 49 сконструировано таким образом, чтобы сделать невозможным одновременное включение обоих фрикционов, так как это вызовет остановку двигателя, а иногда может привести к поломкам шестерен. От вала 42 движение передается механизмам поворота платформы (поворотному) и передвижения экскаватора (ходовому) следующим образом. Вдоль вала 42 по шлицам перемещается сдвоенная шестерня 48, которая может вводиться в зацепление с шестернями 39 или 40, жестко закрепленными на промежуточном вертикальном валу. Шестерня 40 находится в постоянном зацеплении с шестернями 28 и 26, свободно вращающимися: первая — на вертикальном поворотном валу 29, вторая — на вертикальном ходовом валу 30. Обе шестерни имеют кулачковые полумуфты и могут быть жестко соединены со своими валами при помощи кулачковых полумуфт 27 и 25. Конструкция механизма, включающего полумуфты 27 и 25, позволяет включить только одну из них, причем вторая муфта выключается. Следовательно, движение, передаваемое от вала 42 шестерням 28 и 26, может быть передано либо на поворотный вал 29, либо на вертикальный вал 30 ходового механизма. Иначе говоря, при повороте платформы невозможно передвижение экскаватора и, наоборот, при включенном ходовом механизме невозможен поворот платформы. На шлицах нижнего конца поворотного вала 29 жестко закреплена шестерня 38, находящаяся в постоянном зацеплении с поворотным зубчатым венцом 41, приваренным к ходовой раме. При вращении вала 29 шестерня 38 обкатывается по венцу 41, поворачивая платформу относительно ходовой части. Включая правый или левый фрикцион 49 и 44 механизма реверса, можно изменить направление вращения шестерни 38, осуществляя таким образом поворот платформы в одну или другую сторону. Поворот платформы может производиться с большей или меньшей скоростью. Если сдвоенная шестерня 43 находится в зацеплении с шестерней 39, поворот происходит с меньшей скоростью; при зацеплении шестерни 43 с шестерней 40—с большей. Большая скорость поворота платформы используется при работе с землеройным оборудованием, а меньшая — при рабше с крановым оборудованием. Для остановки платформы в требуемом положении имеется ленточный тормоз открытого типа, затормаживающий шкив, жестко укрепленный на верхнем конце поворотного вала 29. Для передачи движения ходовому механизму экскаватора нужно включить полумуфту 25; при этом выключится полумуфта 27 поворотного механизма. Вращение будет передаваться через вал 30 и закрепленную на его нижнем конце коническую шестерню 31 шестерне 35, жестко связанной с горизонтальным валом 37 ходового механизма. Вал 37 состоит из трех частей: средней и двух полуосей, которые могут соединяться с ней двумя кулачковыми муфтами 32. Эти муфты .постоянно включены пружинами, т. е. все три части вала 37 представляют собой одно целое. При вращении шестерни 35 движение передается цепным ведущим звездочкам 33, а затем втулочно-роликовыми цепями — ведомым звездочкам 36, закрепленным на валах ведущих колес 34 гусениц. Изменение направления вращения колес 34, а следовательно, и направления движения экскаватора осуществляется фрикционами 49 и 44 механизма реверса аналогично реверсированию поворотного механизма. Для передвижения экскаватора по кривой нужно отключить от вращающейся трансмиссии одну из гусениц, а для крутого поворота— остановить ее. Это осуществляется кулачковыми муфтами 32, причем при повороте вправо отключается правая гусеница, а при повороте влево — левая. Отключение гусеницы производится перемещением подвижной полумуфты 32 по направлению к цепной звездочке. При этом полуось сначала отключается от средней части вала, а затем стопорится, так как своими кулачками соединяется с неподвижным стопором, приваренным к раме ходовой части. Таким образом, одна из гусениц экскаватора останавливается, а вторая, движущаяся гусеница, поворачивает экскаватор вокруг неподвижной гусеницы. При передвижении экскаватора тормоз механизма поворота платформы должен быть обязательно включен, так как иначе может произойти неожиданный поворот платформы, вызванный поперечным наклоном дороги или инерцией платформы при повороте гусениц. При работе экскаватор должен быть неподвижным. Непроизвольное перемещение экскаватора под влиянием усилий, действующих на ковш при копании грунта, не только нарушает четкость управления процессом копания, но и может привести к аварии. Так, например, при работе драглайном или обратной лопатой усилие в тяговом канате стремится не только подтянуть ковш к машине, но и сдвинуть экскаватор к ковшу, причем это усилие бывает максимальным тогда, когда ковш упирается в какое-то препятствие, например в большой камень. Если экскаватор переместится под влиянием тягового усилия, старающегося подтянуть его к краю забоя, то машина может упасть в забой. Поэтому весьма серьезное значение имеет надежность устройства, предотвращающего перемещение экскаватора при работе и при остановке на уклоне. На первых экскаваторах Э-505 для этой цели применялся наружный ленточный тормоз 50 замкнутого типа. Этот тормоз постоянно включен рабочей пружиной и выключается только при передвижении экскаватора. Позже, в целях повышения надежности, тормоз был заменен управляемым стопором. Так же, как и поворот платформы, передвижение экскаватора может производиться с меньшей или большей скоростью, что осуществляется переключением сдвоенной шестерни 43. При замене рабочего оборудования заменяются также и сменные барабаны на валу 12 главной лебедки и производятся другие незначительные изменения, подробно изложенные в инструкции по эксплуатации, прилагаемой к каждому экскаватору. Основными отличительными чертами кинематической схемы экскаватора Э-505 являются следующие: 1)    на поворотной платформе расположены в одной плоскости три основных горизонтальных вала — главной лебедки 12, 7 и реверсивного механизма 48; 2)    стрелоподъемный механизм может работать одновременно с механизмом поворота платформы и независимо от него; движение стрелоподъемному механизму передается шестернями; 3)    реверс механизмов поворота платформы и передвижения экскаватора осуществляется коническими шестернями и двухконусными фрикционами, причем имеется две скорости поворота и передвижения; 4)    рабочее оборудование прямой лопаты имеет канатный напорный механизм. На рис. 51 и 52 показаны расположение механизмов и кинематическая схема экскаваторов Э-1003 и Э-1004. Движение от двигателя 1 передается к трансмиссии через муфту 2 (у экскаватора Э-1003 эластичная муфта, постоянно соединяющая вал электродвигателя и трансмиссию; у экскаватора Э-1004 — однодисковый фрикцион). В главную трансмиссию экскаватора входят: редуктор 3, шестерни 4, 5, 6 и 7, а также главный трансмиссионный вал 27 реверсивного механизма и вал 20 главной лебедки. Подъем ковша осуществляется включением наружного ленточного фрикциона 19, соединяющего установленный на подшипниках барабан'77 с валом 20. Останавливается барабан 17 наружным ленточным тормозом 18. Выдвижение рукояти ковша (напор) производится при включении наружного ленточного фрикциона 8, соединяющего сдвоенную цепную звездочку 10 с шестерней 7. От звездочки 10 на рукоять 13 движение передается через двойную звездочку 11, установленную в пяте стрелы, цепную передачу 16, вал 15 седлового подшипника 14 и кремальерные шестерни 12, находя- 6—247    81 / — двигатель: 2--муфта: 3 — редуктор; 4, 5. 6, 7, 12, 31, 34, 35. 37. 4t, 42 — цилиндрические шестерни; 8, 19 — ленточные фрикционы; 9, 18, 32, 46 — ленточные тормоза; 10, //—явочные звездочки; 13 — рукоять; 14 — седло-вой подшипник: 15, 20, 27. 30, 38, 40, 43 — валы; 16. 21 — цепные передачи; 17 — барабан; 22 — звездочка. 23, 24. 28 — одиоконусиые фрикционы; 25, 26, 29 — конические шестепни; 33. 36 — кулачковые муфты; 39 — венец; 44 — стрелоподъемный барабан; 45 — червячное колесо
Рис. 51 Кинематическая схема экскаваторов Э-1003 и Э-1004:
Рис. 52. Расположение механизмов экскаваторов Э-1003 и Э-1004 (обозначения те же, что и на рис. 51) щиеся в постоянном зацеплении с кремальерными рейками, приваренными к рукояти ковша. Напорный механизм останавливается ленточным тормозом 9, шкив которого жестко соединен со сдвоенной звездочкой 10. Для втягивания рукояти нужно включить одноконусный фрикцион 23, соединяющий звездочку 22 с валом 27. От звездочки 22 двнженше цепью 21 передается сдвоенной звездочке 10, которая будет при этом вращаться навстречу валу 20, т. е. в направлении, противоположном движению напора. От звездочки 10 на рукоять 13 движение передается таким же образом, как и при выдвижении рукояти, только в обратном направлении. На экскаваторе Э-1003 (Э-1004) имеется состоящий из трех конических шестерен 25, 26 и 29 и двух одноконусных фрикционов 24 и 28 механизм реверса, работающий так же, как описанный выше механизм реверса экскаватора Э-505. С вертикального вала 30 механизма реверса движение через шестерню 31 передается находящимся в постоянном зацеплении шестерням 34, 35 и 37. Шестерня 34 свободно вращается на поворотном валу 40 и может соединяться с ним кулачковой муфтой 33. Шестерня 37 свободно вращается на вертикальном валу 38 ходового механизма и также может соединяться с этим валом кулачковой муфтой 36. Управление муфтами 33 и 36 сблокировано таким образом, что при включении одной из них вторая обязательно выключается, т. е. движение может передаваться либо на поворотный, либо на ходовой механизм. Для поворота платформы включается кулачковая муфта 33, после чего с помощью одного из фрикционов 24 или 28 поворотный вал 40 приводится во вращение. При этом шестерня 41, связанная с валом 40, обкатывается вокруг приваренного к ходовой раме неподвижного зубчатого венца 39 и платформа поворачивается. Венец 39 имеет внешние зубья, и шестерня 41 находится с ним в постоянном зацеплении. Для остановки и фиксации поворотной платформы имеется ленточный наружный тормоз 32. Передвижение экскаватора производится при включении кулачковой муфты 36, соединяющей вал 38 с шестерней 37. В остальном кинематическая схема ходового механизма экскаватора Э-1003 (Э-1004) не отличается от экскаватора Э-505. Из кинематической схемы экскаватора Э-1003 видно, что поворот платформы и передвижение могут осуществляться только с одной скоростью (вместо двух скоростей у Э-505), так как передаточное отношение от двигателя к этим рабочим механизмам остается неизменным. Подъем и опускание стрелы осуществляется стрелоподъемным барабаном 44, который соединяется с трансмиссией посредством подвижной шестерни 42, вводимой в зацепление с шестерней 34. Шестерня 42 перемещается по шлицам червячного вала 43, находящегося в постоянном зацеплении с червячным ко-84 лесом 45 на валу стрелоподъемного барабана 44. Изменение направления вращения барабана 44 (подъем и спуск стрелы) осуществляется механизмом реверса. При включенном стрелоподъемном механизме должны быть выключены кулачковые муфты 33 и 36 поворотного и ходового механизмов. При выключенной шестерне 42, вследствие вибрации машины при работе двигателя может произойти самопроизвольное опускание стрелы экскаватора '. Для предотвращения этого на червячном валу 43 установлен ленточный тормоз 46 замкнутого типа, постоянно притормаживающий этот вал. Тормоз 46 должен находиться под постоянным наблюдением, так как при ослаблении или сильном замасливании его может произойти неожиданное падение стрелы, что особенно опасно при работе с крановым оборудованием. Основными отличительными чертами кинематической схемы экскаватора Э-1003 (Э-1004) являются следующие: 1)    на поворотной платформе расположены два основных горизонтальных вала — главной лебедки 20 и реверсивного механизма 27; 2)    привод стрелоподъемного механизма осуществляется через червячную передачу, а управление им — при помощи того же механизма реверса, который передает движение на механизмы поворота и передвижения. Поэтому стрелоподъемный механизм не может работать одновременно с механизмом поворота платформы, что отрицательно сказывается на производительности машины при работе с крановым оборудованием;. 3)    реверс механизмов поворота платформы и передвижения экскаватора осуществляется коническими шестернями и однокр-нусными фрикционами, причем имеется только одна скорость поворота платформы и передвижения экскаватора; 4)    рабочее оборудование прямой лопаты имеет шестереннореечный (кремальерный) напорный механизм. На рис. 53 приведена кинематическая схема экскаватора Э-801 с оборудованием драглайна. От коленчатого вала двигателя / экскаватора вращение передается через фрикцион 2 четырехрядной цепной звездочке 3. В главную трансмиссию экскаватора Э-801 входят: цепная передача 3—4, промежуточный вал 5, находящиеся в постоянном зацеплении шестерни 6, 7 и 16, а также валы 26 и 19. Подъем ковша осуществляется барабаном 29, установленным на валу 26 и управляемым при помощи ленточного фрикциона 30 внутреннего типа и тормоза 31 наружного типа. 1 Это объясняется тем, что червячная передача стрелоподъемного механизма экскаватора Э-1003 (Э-1004) имеет для обеспечения достаточно высоких скоростей подъема и спуска стрелы >гол подъема червяка несколько больший, чем необходимо для самоторможения передачи, работающей в масляной вание. п одтягивание ковша драглайна производится барабаном 20, управляемым ленточным фрикционом 25 внутреннего типа и тормозом 21 наружного типа. При оборудовании прямой лопаты барабан 20 заменяется (аналогично экскаватору Э-505) сдвоенной цепной эвесдочкой, которая вместо барабана прибал-чивается к шкиву фрикциона 25. Эта звездочка связывается одной цепью с напорным барабаном, а другой—со свободно вращающейся на валу 26 звездочкой 28 возврата ковша. При втягивании рукояти звездочка 28 соединяется с валом 26 ленточным фрикционом внутреннего типа. При оборудовании драглайна звездочка 28 не используется. Рис. 53. Кинематическая схема экскаватора Э-801 с оборудованием драглайна: 1— двигатель; 2— муфта; 3, 4, 28 — звездочки; 5, 19, 22, 26, 34, 38—валы; 6, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 16, 35 — цилиндрические шестерни; 9, 12, 24, 25, 30 — фрикционы; 11, 33, 37 — кулачковые муфты; 17, 20, 29 — барабаны; 18, 21, 31—тормоза; 23— цепная передача; 27 — противообгонная муфта; 32 — коническая передача; 36 — зубчатый венец; 39—стопор Подъем стрелы осуществляется барабаном 17, свободно вращающимся иа валу 19 и управляемым ленточным фрикционом 24 внутреннего типа и тормозом 18 наружного типа. Опускание стрелы производится на тормозе 18, однако с целью ограничения скорости опускания барабан 17 связан цепной передачей 23 с противообгонным устройством 27 роликового типа. В отличие от кинематической схемы экскаваторов Э-505 и Э-1003 у экскаватора Э-801 реверсируется не вертикальный, а горизонтальный вал 22, причем механизм реверса состоит не из конических, а из цилиндрических шестерен и работает следующим образом. Шестерни 8 и 15 могут соединяться соответственно 86 с валами 26 и 19 ленточными фрикционами 9 и 12 внутреннего тина. Валы 26 и 19 вращаются в разные стороны. При включении фрикциона 9 шестерня 8 вращается вместе с валом 26 против часовой стрелки, а зубчатый венец 10, находящийся в постоянном зацеплении с шестернями 8 и 15 — по часовой стрелке. Если включить фрикцион 12, то вращение на венец 10 передастся через шестерню 15 и венец будет вращаться против часовой стрелки. От венца 10 на вал 22 движение передается при помощи двухсторонней кулачковой муфты 11, перемещающейся по валу 22 на шлицах. Для изменения скорости вращения вала 22 движение ему может быть передано не непосредственно с венца 10, а через дополнительную (ускоряющую) передачу. Венец 10 имеет не только наружные, но и внутренние зубья, находящиеся в постоянном зацеплении с тремя шестернями 13, свободно вращающимися на неподвижных осях. Шестерни 13 находятся также в постоянном зацеплении с шестерней 14, свободно вращающейся на валу 22. Шестерня 14 может быть жестко соединена с валом 22 кулачковой муфтой 11, включая которую с венцом 10 или шестерней 14 можно при неизменной скорости вращения главной трансмиссии получить меньшую или большую скорость вращения вала 22, а следовательно, и разные скорости поворота платформы или передвижения экскаватора. Из кинематической схемы экскаватора Э-801 видно, что если при включении муфты И с венцом 10 для вращения вала 22 по часовой стрелке должен быть включен фрикцион 9, то при передаче движения через шестерню 14 нужно включить фрикцион 12. Это создает неудобство в работе, так как требует от машиниста повышенного внимания. Чтобы избежать этого недостатка, в системе управления фрикционами 9 и 12 имеется специальное блокировочное устройство, связанное с управлением муфтой 11. Это устройство позволяет при переключении скоростей не изменять движений рычагов, при помощи которых машинист управляет фрикционами 9 и 12. Механизмам поворота платформы и передвижения экскаватора движение передается с вала 22 через коническую передачу 32 и находящиеся в постоянном зацеплении цилиндрические шестерни, установленные на подшипниках на поворотном валу 34 и вертикальном валу 38 ходового механизма. Механизм поворота включается кулачковой муфтой 33, а поворот платформы осуществляется аналогично экскаватору Э-505 при обкатывании шестерни 35, жестко укрепленной на валу 34, по венцу 36 с внутренним зацеплением, приваренному к раме ходовой части. Ходовой механизм включается кулачковой муфтой 37. Кинематическая схема ходового механизма экскаватора Э-801 не отличается от моделей Э-505 и Э-1003. Фиксирование экскаватора на месте при работе и на уклоне осуществляется управляемым стопором 39. К основным отличительным особенностям кинематической схемы экскаватора Э-801 относятся следующие: 1)    стрелоподъемный механизм может работать одновременно с механизмом поворота платформы и независимо от него; передача движения стрелоподъемному механизму — шестеренная; 2)    реверс механизмов поворота платформы и передвижения экскаватора осуществляется цилиндрическими шестернями и ленточными фрикционами, причем имеются две скорости поворота платформы и передвижения экскаватора; 3)    рабочее оборудование прямой лопаты имеет шестеренно-реечный (кремальерный) напорный механизм. На рис. 54 показана кинематическая схема осваиваемой модели экскаватора Э-5010 с оборудованием прямой лопаты. От вала двигателя 1 вращение передается через многодисковый фрикцион 2 главной трансмиссии эскаватора, в которую входят: четырехрядная цепная передача 4—5, шестерни 7 и 8, горизонтальный вал 6 механизма реверса и вал 27 главной лебедки, а также ведущая 11 и сателлитная 13 шестерни планетарного редуктора стрелоподъемного механизма. Тормоз 3 служит для остановки трансмиссии и включается автоматически при выключении главной муфты. Подъем ковша осуществляется при включении цилиндрического пневмокамерного фрикциона 24 внутреннего типа, соединяющего барабан 22 с валом 27. Барабан 22 подъема ковша тормозится ленточным тормозом 23 наружного типа. Выдвижение рукояти регулируется пневмокамерным цилиндрическим фрикционом 17 и ленточным тормозом 18, причем усилие на напорный барабан 20 передается через цепь, связывающую сдвоенную звездочку 21 и звездочку 19, приваренную к напорному барабану. Возврат рукояти осуществляется включением пневмокамерного цилиндрического фрикциона 25, к которому приварена возвратная звездочка 26, связанная цепью со сдвоенной звездочкой 21. Подъем стрелы производится стрелоподъемным барабаном 10, установленным на подшипниках на валу 27, при вращении барабана в сторону, противоположную вращению вала. Движение барабану 10 передается через цилиндрический планетарный редуктор, состоящий из жестко закрепленной на валу 27 ведущей шестерни 11, приваренного к барабану 10 зубчатого венца 15 с внутренними зубьями и двух шестерен 13, находящихся в постоянном зацеплении с шестерней 11 и венцом 15. Оси, на которых свободно вращаются шестерни 13, укреплены на шкиве-водиле 12, свободно вращающемся на валу 27. Венец 15 и шкив-водило 12 соответственно затормаживаются управляемыми ленточными цилиндрическими тормозами 16 и 14. Когда венец 15 со стрелоподъемным барабаном 10 заторможены тормозом 16, а тормоз 14 отпущен, при вращении шестерни It а)
Рис. 54. Кинематическая схема экскаватора Э-5010: в —с оборудованием прямой лопаты; б —с оборудованием драглайна; в —с оборудо- ваиием крана сателлитные шестерни 13 свободно обкатываются по неподвижному венцу 15, причем вращается шкив-водило 12. Для подъема стрелы нужно включить тормоз 14 и выключить тормоз 16. При этом оси шестерен 13, закрепленные в шкиве-водиле 12, остановятся, а движение будет передаваться с вращающейся шестерни 11 через шестерни 13 на венец 15, который вместе с барабаном 10 будет вращаться навстречу валу 27 (шестерне 11), навивая стрелоподъемный канат и поднимая стрелу. Для опускания стрелы выключают оба тормоза 16 и 14 и стрела опускается под влиянием собственного веса. Скорость опускания ее регулируется тормозом 14 и ограничивается роликовым противообгонным устройством 9, не позволяющим барабану 10 вращаться быстрее, чем вал 27. Механизм реверса состоит из трех конических шестерен 29, 30 и 32, управляется двумя цилиндрическими пневмокамер-ными фрикционами 28 и 31 внутреннего типа и передает движение на механизмы поворота платформы и передвижения экскаватора. С вертикального вала 33 механизма реверса движение передается через перемещающуюся по шлицам шестерню 35, которая может быть введена в зацепление с шестерней 34 (меньшая скорость) или непосредственно с шестерней 37 (большая скорость), находящейся в постоянном зацеплении с шестернями 44 и 36. Механизм поворота платформы включается кулачковой муфтой 40, соединяющей шестерню 37 с поворотным валом 38, имеющим на нижнем конце обегающую шестерню 42, находящуюся в постоянном зацеплении с поворотным венцом 41 (с внутренними зубьями), приваренным к раме ходовой части. Торможение поворотного механизма осуществляется тормозом 39, воздействующим на шкив, жестко закрепленный на верхнем конце вала 38. Механизм передвижения экскаватора включается кулачковой муфтой 43, соединяющей шестерню 44 с вертикальным валом 45 ходового механизма. Дальнейшая передача движения к гусеницам не отличается от описанных выше кинематических схем экскаваторов Э-505, Э-1003 и Э-801. На рис. 54,6, в показаны изменения кинематической схемы экскаватора Э-5010 при оборудовании драглайном и краном. Из рисунка видно, что при переоборудовании на драглайн необходимо дополнительно установить барабан 48, используемый вместо сдвоенной звездочки 21. При крановом оборудовании вместо барабана 22 устанавливается барабан 46 (меньшего диаметра), а к звездочке 21 крепится грузовой барабан 47, причем цепная передача 26—21 и фрикцион 25 используются для принудительного опускания груза или крюка. К основным отличительным особенностям кинематической схемы экскаватора Э-5010 относятся следующие: 1) на поворотной платформе расположены два основных горизонтальных вала—27 главной лебедки и 6 реверсивного механизма; 2)    привод стрелоподъемного механизма осуществляется посредством цилиндрической планетарной передачи, расположенной на валу главной лебедки, причем подъем или опускание стрелы могут производиться одновременно с поворотом платформы и независимо от него; 3)    реверс механизмов поворота платформы и передвижения экскаватора осуществляется при помощи конических шестерен и цилиндрических пневмокамерных фрикционов, причем имеются dee скорости поворота платформы и передвижения экскаватора; 4)    рабочее оборудование прямой лопаты имеет канатный напорный механизм. Из кинематических схем, помещенных на рис. 49—54, видно, что они отличаются друг от друга числом основных горизонтальных валов на поворотной платформе, конструкцией механизма реверса, конструкцией привода стрелоподъемного барабана, числом скоростей поворота платформы и передвижения экскаватора, а также возможностью производить опускание стрелы независимо от поворота платформы или одновременно с ним. Последнее обстоятельство имеет весьма существенное значение при работе с крановым оборудованием, так как возможность маневрирования стрелой во время поворота платформы позволяет сократить продолжительность рабочего цикла и, следовательно, увеличить производительность крана. Наличие двух скоростей поворота также улучшает эксплуатационные качества машины, так как при работе краном преимущественно нужен медленный поворот платформы, чтобы избежать сильного раскачивания груза и обеспечить достаточную точность при установке его. Две скорости передвижения позволяют, с одной стороны, сократить время на переброску экскаватора собственным ходом по хорошей дороге, а с другой стороны — сохранить хорошую проходимость (при малой скорости) в условиях бездорожья и при преодолении подъемов. В современных экскаваторах широко применяются подшипники качения (за исключением ходового механизма), что значительно увеличивает долговечность механизмов и снижает потери на трение в механизмах, передающих мощность от двигателя к рабочим органам. Лучшей кинематической схемой может считаться та, которая при наименьшем числе кинематических элементов (шестерен, валов, звездочек, цепей, кулачковых муфт, фрикционных механизмов и пр.) обеспечивает нужное в эксплуатации число скоростей поворота платформы и передвижения экскаватора, независимый привод стрелоподъемного барабана, возможность принудительного опускания груза (крюка) на режиме двигателя, наименьшие потери на трение при передаче мощности от двигателя к главной лебедке (подъемному и тяговому барабанам) экскаватора, так как именно через эти барабаны и передается основная часть мощности при работе машины. § 25. ГЛАВНЫЕ МУФТЫ Главная муфта экскаватора предназначена для безударного соединения вала двигателя внутреннего сгорания с главной трансмиссией экскаватора и разъединения их Обычно главная муфта представляет собой управляемый с места машиниста однодисковый или многодисковый фрикцион, чаще открытого типа. Потребность в главной муфте при приводе экскаватора от карбюраторного двигателя или дизеля определяется следующими обстоятельствами. При запуске двигателя он должен быть отключен от трансмиссии, что необходимо не только для облегчения запуска, но и с точки зрения техники безопасности, так как при запуске двигателя машинист находится в непосредственной близости от механизмов главной трансмиссии экскаватора. Главная муфта дает возможность плавно соединить неподвижную трансмиссию и вращающийся вал двигателя. Кроме того, двигатель внутреннего сгорания, особенно дизель, имеющий тяжелый маховик, не может быть быстро остановлен, тогда как быстрая остановка всех механизмов экскаватора может понадобиться при аварийных случаях во время работы. Это достигается с помощью главной муфты, отключающей главную трансмиссию от вала двигателя. Быстрая и надежная остановка трансмиссии при этом обеспечивается специальным тормозом трансмиссии, который автоматически включается при выключений главной муфты. Такой тормоз имеют почти все применяемые на экскаваторах главные муфты. В последнее время главные муфты фрикционного типа заменяются на экскаваторах, предназначенных для работы во взорванных твердых породах, специальными гидравлическими муфтами (турбомуфты и турботрансформаторы). Достоинством последних является, в частности, способность надежно ограничивать величину нагрузок, передаваемых от двигателя к механизмам экскаватора. Эти нагрузки могут достичь очень большого значения (вследствие инерции маховика двигателя) при мгновенной остановке трансмиссии, например во время копания, при упоре ковша в непреодолимое препятствие. Гидравлическая муфта предохраняет от перегрузки и поломки механизмы экскаватора, а канаты его — от обрывов. Рассмотрим конструкцию наиболее распространенных фрикционных главных муфт экскаваторов. На рис. 55 показана однодисковая фрикционная главная муфта открытого типа экскаватора Э-505А. 1 При установке электродвигателя его вал постоянно соединен с главной трансмиссией экскаватора упругой соединительной муфтой. Корпус 12 муфты фланцем 8 крепится к картеру двигателя. Вращение шлицевому валу 4, опирающемуся на шарикоподшипники 5 и 26, передается от маховика 6 на коленчатом валу 3 дизеля через эластичные соединительные планки / и диск 2. Ступица диска 2 закреплена на шлицах консольной части вала 4. Вместе с валом 4 вращаются упорный ведущий диск 14, нажимной ведущий диск 16 и нажимная втулка 21. Рис. 55. Однодисковая фрикционная главная муфта открытого типа экскаватора Э-505А: 1, 7 — соединительные планки: 2 — велуший диск: 3 — коленчатый пял дизеля; 4 — вал муфты: 5, 10, 26—шариковые подшипники; 6 — маховик; 8 — фланец корпуса; 9 — пресс-масленка; //-звездочка. /.2 — корпус; /3 — диск; 14 — упорный ведущий диск. 15 — ведомый диск; 16 — нажим ой ведущий диск; 17 — кулачок; 18 — пружинная серьга. 19 — палеи; 20 — кольцевой рычаг; 2/ — нажимиая втулка; 22 — крестовина; 23 — рычаг включения; 24 — рычаг тормоза; 25 — регулировочный болт; 27 — пластинчатые возвратные пружииы Между ведущими дисками 14 и 16 находится ведомый диск 15, свободно вращающийся на валу 4, так как он установлен на роликоподшипнике, внутренняя обойма которого посажена на шлицевую оправку, скользящую по шлицам вала 4. Между шлицевой оправкой и ведущими дисками 14 и 16 имеются пластинчатые возвратные пружины 27, стремящиеся выключить главную муфту, т. е. создать зазор между поверхностями трения ведущих и ведомого дисков. Для включения муфты нужно повернуть против часовой стрелки рычаг 23. При этом сдвинется налево верхний конец рычага, шарнирно соединенный с кольцевым рычагом 20, имеющим пальцы 19, входящие в тело бронзового разъемного нажимного хомута, связанного с нажимной втулкой 21. При этом втулка 21 перемещается влево, поворачивая через пружинные серьги 18 три нажимных кулачка 17, шарнирно укрепленных на крестовине 22. При повороте кулачков 17 их концы упираются в нажимной ведущий диск 16 и перемещают его влево, преодолевая усилие возвратных пружин 27 и зажимая ведомый диск 15 между ведущими дисками 16 и 14. Таким образом, вращение передается ведомому диску 15, а от него соединительными планками 7 — диску 13, на втулке которого укреплена на шпонке звездочка 11 четырехрядной цепной передачи. Зазор между поверхностями трения дисков 14, 15 и 16 должен быть отрегулирован таким образом, чтобы при включенной главной муфте пружинные серьги 18 переходили через мертвое положение, т. е. положение, в котором они перпендикулярны оси вала 4. Это необходимо по следующей причине: если пружинные серьги 18 не дойдут до мертвого положения, то для удержания главной муфты во включенном положении нужно будет все время нажимать на постоянно вращающуюся втулку 21 через неподвижный бронзовый хомут; так как при работе экскаватора главная муфта все время должна быть включена, это приведет к быстрому износу хомута и втулки и к необходимости постоянного удерживания рукой рычага управления главной муфтой. Закреплять рычаг управления при включенной главной муфте недопустимо, так как это исключает возможность автоматического выключения главной муфты (см. рис. 28). Если пружинные серьги 18 (рис. 55) перешли через мертвое положение, то главная муфта может выключиться только в том случае, когда к нажимной втулке 21 будет приложено усилие, направленное вправо. Самовыключение муфты невозможно, так как усилие, сжимающее пружинные серьги, препятствует их обратному переходу через мертвое положение. Следовательно, при правильно отрегулированной муфте после ее включения нет необходимости передавать усилие на нажимную втулку 21. Момент перехода серег 18 через мертвое положение легко ощутить при включении муфты, так как при этом чувствуется падение усилия, сопротивляющегося включению муфты. Обычно этим и пользуются при регулировке муфты. Регулировка муфты необходима по мере износа фрикционных накладок и заключается в установлении такого зазора между поверхностями трепня дисков (при выключенной муфте), который бы обеспечивал полное выключение при крайнем правом положе-94 нии нажимной втулки 21 и достаточное прижатие фрикционных дисков при крайнем левом положении втулки 21, причем самовыключения муфты происходить не должно. Зазор между дисками регулируется навинчиванием крестовины 22 с втулкой 21 на зафиксированную на валу 4 гайку. Для регулировки муфты нужно отпустить специальный болт, стягивающий разрезную втулку крестовины, а затем повернуть ее в нужном направлении. При этом кулачки 17 упираются в нажимной ведущий диск 16, перемещая его влево. Таким образом уменьшается зазор между поверхностями трения дисков. Затем стяжной болт затягивается, сжимая на гайке вала 4 разрезную втулку и фиксируя крестовину в установленном положении. В главной муфте имеется предохранительный тормоз, колодка которого шарнирно укреплена на рычаге 24 и прижимается к наружной цилиндрической поверхности диска 13 при выключении муфты. Усилие рычагу 24 передается через регулировочный болт 25, устанавливаемый в такое положение, в котором рычаг управления главной муфтой упирается в него при выключении муфты. Предохранительный тормоз обеспечивает неподвижность трансмиссии экскаватора при выключенной главной муфте, что весьма важно с точки зрения техники безопасности. Имеющиеся в главной муфте подшипники работают неодинаково. Так подшипник 5 вращается все время при работающем двигателе независимо от того, включена или выключена муфта; подшипники 10 вращаются только при включенной муфте; подшипники 26 — только при выключенной муфте, т. е. сравнительно небольшое время. Таким образом, наиболее нагруженными являются подшипники 5 и 10, к которым подведены смазочные каналы от пресс-масленок 9. Смазка этих подшипников должна производиться регулярно. На рис. 56 показана конструкция однодисковой фрикционной главной муфты замкнутого типа экскаватора Э-255. Эта главная муфта поставляется вместе с дизелем и поэтому крепится непосредственно на нем. Шлицевой валик 2 муфты смонтирован на подшипниках, один из которых установлен в маховике 1, вращающемся вместе с коленчатым валом двигателя, а второй — в корпусе 12 (рис. 56,6). Таким образом, валик 2 (рис. 56, а) свободно вращается относительно маховика 1. Вращение валику 2 может быть передано через ведомый диск 19, к обеим сторонам которого приклепаны фрикционные накладки 3 и 4. Ведущими дисками являются маховик / и нажимной диск 18, перемещающийся по шлицам кожуха 17, укрепленного болтами на маховике. Возвратная пружина 14 поворачивает выключающий рычаг 13 вместе с валиком //и вилкой 10 по часовой стрелке, отодвигая вправо отжимную муфту 7. При этом торец муфты 7 отходит от концов рычагов 6, качающихся на осях 15, и освобождает их.
Включение фрикциона обеспечивается двенадцатью расположенными в два ряда рабочими пружинами 5, зажатыми между кожухом 17 и нажимным диском 18. Пружины 5 сдвигают влево диск 18 и зажимают ведомый диск 19 между ведущим диском 18 и торцом маховика, соединяя таким образом валик 2 с валом двигателя. От валика 2 вращение передается главной трансмиссии экскаватора через эластичную муфту 9. Для выключения главной муфты нужно нажать на рычаг 13 по стрелке. При этом отжимная муфта 7 перемещается налево. Торец муфты 7 нажимает на концы рычагов 6; последние, поворачиваясь на осях 15, оттягивают болтами 16 нажимной диск 18, сжимая пружины 5 и освобождая ведомый диск 19. Быстрой остановке валика 2 и трансмиссии экскаватора при выключении главной муфты способствует специальный тормозок 8, конструкция которого показана на рис. 56, б. При включенной главной муфте диск 23 с муфтой 7 находятся в крайнем правом положении и между торцовой поверхностью диска 23 и фрикционной накладкой, приклепанной к фланцу ступицы 24, имеется зазор, т. е. тормозок не мешает вращению валика 2. При выключении главной муфты нажимная муфта 7 перемещается налево и через стаканы 22, пружины 21 и болты 20 тянет за собой диск 23, прижимая его к фрикционной накладке. Так затормаживается ступица 24 и валик 2, ас ним и главная трансмиссия экскаватора. Пружины 21 нужны для того, чтобы при упоре диска 23 в фрикционную накладку не ограничивалось перемещение муфты 7. На рис. 57 показана упругая соединительная муф-т а, применяемая обычно для соединения вала электродвигателя с главной трансмиссией экскаватора. Так как запуск и остановка электродвигателя осуществляются весьма легко, при этом силовом оборудовании нет необходимости отключать трансмиссию от двигателя и они соединяются муфтой, допускающей некоторую неточность расположения вала электродвигателя и соединяемого с ним вала трансмиссии. На валу 2 электродвигателя укреплена на шпонке ведущая полумуфта 6. Ведомая полумуфта 5 жестко смонтирована на консоли вала 4 шестеренного редуктора трансмиссии экскаватора. Обе полумуфты соединены между собой пальцами 3, один конец которых имеет головку, а второй заканчивается резьбой. Каждый из пальцев 3 тонкой частью входит в отверстие одной из полумуфт, а толстой проходит сквозь набор резиновых колец 1, вставленных в отверстие в теле второй полумуфты. При этом пальцы 3 располагаются попеременно: нечетные — головкой в сторону ведущей полумуфты, а четные — в сторону ведомой. Таким образом, окружное усилие передается через упругие прокладки из резиновых 7-247    97 колец 1, амортизирующих возможные при работе толчки и компенсирующих небольшие неточности в расположении валов электродвигателя и редуктора. Упругие соединительные муфты практически не ограничивают величины окружного усилия, передаваемого ими от электродвигателя к трансмиссии. Поэтому при внезапной остановке рабочего механизма (например при упоре зубьев ковша в камень, который заклинен в грунте и не может быть сдвинут) в трансмиссии воз- Рис. 57. Упругая соединительная муфта: / — резиновые кольца; 2 — вал электродвигателя; 3 — палец; 4 — вал редуктора; 5 — ведомая полумуфта; 6 — ведущая полумуфта; 7 — электродвигатель никнет очень большая нагрузка за счет инерции вращающегося и быстро остановленного ротора двигателя. При этом величина нагрузки зависит от эластичности элементов трансмиссии и канатов, смягчающих действие усилия, и практически ограничивается прочностью самого слабого элемента механизмов, передающих усилие. Обычно этими наиболее слабыми элементами являются канаты или цепи, чем и объясняются частые обрывы их при работе экскаватора на взорванной скале, мерзлом грунте, глине с крупными валунами и пр. Фрикционные главные муфты несколько лучше в этом отношении, так как дают возможность (за счет проскальзывания) валу двигателя вращаться при остановленной трансмиссии. Однако при этом муфты открытого типа практически не ограничивают величины нагрузки трансмиссии, так как при включении могут быть затянуты с очень большим усилием. Что касается муфт замкнуто-98 го типа, то они с большей надежностью ограничивают нагрузку трансмиссии. Недостатком их является влияние качества и состояния фрикционных накладок и регулировки на величину наибольшего передаваемого муфтой усилия, что требует особенно внимательного ухода за муфтой. Величину нагрузки механизмов экскаватора наиболее надежно обеспечивают гидравлические (гидродинамические) муфты, к которым относятся турбомуфты и турботрансформаторы, начинающие применяться в последнее время в отечественном экскаваторостроении. Рис. 58. Турбомуфта: / — маховик двигателя; 2— ведомые роторы (турбины); 3—ведущие роторы (насосы); 4—соединительное кольцо; 5 — лопатки; 6 — звездочка; 7 — вал; 8 — корпус; а — направление движения рабочей жидкости в насосах; б — то же, в турбинах На рис. 58 показана конструкция турбомуфты. Корпус 8 турбомуфты крепится фланцем при помощи болтов к двигателю. От маховика 1 двигателя вращение передается ведущим роторам (насосам) 3, соединенным между собой кольцом 4 и длинными болтами, соединяющими насосы с маховиком. При вращении насосов 3 рабочая жидкость, заполняющая полость турбомуфты, увлекаемая лопатками 5, под влиянием центробежной силы отбрасывается к наружной части насоса 3 по стрелке а. Та же жидкость попадает в полости турбин 2, причем не только перемещается в них по стрелке б, но и нажимает на них, заставляя турбины 2 вращаться в ту же сторону, что и насосы 3. Пройдя по всей длине лопатки 7*    99 турбины 2, жидкость снова попадает на лопатки насоса 3 и цикл повторяется. Чем больше скорость вращения насосов 3, тем с большей силой жидкость воздействует на лопатки турбин. Таким образом, величина вращающего усилия, передаваемого жидкостью ведомым ротором 2 турбомуфты, жестко связанным через вал 7 со звездочкой трансмиссии, зависит от скорости вращения насосов 3, соединенных с маховиком 1 двигателя. Скорость вращения вала двигателя является ограниченной, следовательно, и величина нагрузки трансмиссии также не может превысить определенной величины. Следует отметить, что с целью уменьшения нагрузки механизмов при резкой остановке их ведомые роторы (турбины) 2, являющиеся своего рода маховиком, жестко соединенным с трансмиссией, изготовляют из легких сплавов, например силумина. В качестве рабочей жидкости применяется трансформаторное или веретенное масло. При работе скорость вращения турбин 2 всегда меньше, чем насосов 3, причем с увеличением нагрузки ведомой части отставание увеличивается. Показанная на рис. 58 турбомуфта неуправляемая, т. е. не обеспечивает полного отключения трансмиссии от двигателя в аварийных случаях, что является существенным недостатком. Однако имеются турбомуфты, позволяющие отключить двигатель, что осуществляется выпуском масла из полости муфты или другим способом. Такими турбомуфтами оборудованы некоторые экскаваторы Э-505. В самое последнее время на экскаваторах начинают применяться т у р б о т р а н с ф о р и а т о р ы. Существенное отличие турботрансформатора от турбомуфты заключается в том, что его конструкция автоматически обеспечивает: а)    значительное увеличение вращающего усилия, передаваемого на ведомый ротор (турбину) при уменьшении скорости вращения его; причем это усилие может быть в несколько раз больше, чем на ведущем роторе (насосе); б)    увеличение скорости вращения ведомого ротора в том случае, когда сопротивление движению рабочего механизма становится незначительным, причем скорость вращения турбины может быть в 1,3—1,4 раза больше, чем насоса и двигателя. Как в первом, так и во втором случае число оборотов и нагрузка двигателя почти не изменяются, что благоприятно сказывается на его работе, а уменьшение скорости ведомого ротора при увеличении сопротивления движению рабочего механизма (и наоборот) происходит автоматически. Так, например, при копании тяжелого грунта ковш экскаватора, оборудованного трансформатором, будет двигаться медленно, однако двигатель экскаватора будет работать нормально, не снижая числа оборотов. Холостые же движения совершаются при большей скорости вращения турбины. При этом изменение ско-100 рости вращения ведомой части происходит плавно, а управление экскаватором облегчается, так как машинист может не опасаться, что двигатель от перегрузки заглохнет. Турботрансформатор по конструкции отличается от турбомуфты формой насосного и турбинного роторов, наличием установлен-, ного между насосом и турбиной третьего колеса — реактора, а также специального (обычно шестеренного) насоса, поддерживающего необходимое давление в рабочих полостях роторов. Реактор, так же как и насос и турбина, имеет лопатки определенной формы, назначение которых заключается в том, чтобы изменять направление и скорость движения потока рабочей жидкости, проходящей из насоса в турбину. Обычно турботрансформаторы выполняются управляемыми. Впервые в отечественном экскаваторостроении турботрансформатор был применен на экскаваторе Э-5010, спроектированном ВНИИСтройдормашем. § 26. ГЛАВНЫЕ ЛЕБЕДКИ Главной лебедкой экскаватора называют механизм, непосредственно управляющий движениями основного (землеройного) рабочего оборудования. Из приведенного выше описания сменного рабочего оборудования видно, что каждое из них имеет два движения, так, например: прямая лопата — подъем ковша и выдвижение рукояти (у лопат с напорным механизмом) или наклон стрелы (у лопат с маятниковым напором); обратная лопата — подтягивание ковша и подъем стрелы; драглайн — подтягивание и подъем ковша; грейфер—замыкание челюстей и подъем грейфера и т. д. Главная лебедка, осуществляющая перечисленные движения, состоит из двух управляемых независимо друг от друга механизмов, которые могут по мере надобности подключаться к главной трансмиссии экскаватора или останавливаться. Эти механизмы могут быть размещены либо на одном валу (одновальная главная лебедка), либо на двух параллельных валах (двухвальная лебедка). Лебедками они называются потому, что почти при всех видах рабочего оборудования используются для наматывания канатов на барабаны. Включение механизмов главной лебедки осуществляется фрикционами, остановка — тормозами. На рис. 59 показана конструкция одновальной главной лебедки экскаваторов Э-1003А, Э-1004А, Э-1251 и Э-1252 при оборудовании прямой лопатой. На валу 4 укреплено на шпонке зубчатое колесо 10, непрерывно вращающееся вместе с валом, крестовиной 8 и двумя фрикционными лентами 15 ленточных фрикционов наружного типа, одна из которых смонтирована на зубчатом колесе 10, а вторая — на крестовине 8 (на рисунке не показана). Оба фрикциона открытого типа удерживаются в выключенном положении возвратными пружинами (на рисунке не видны), воздействующими на рычаги 12. При включении фрикциона, осуществляемом гидравлическим цилиндром 14, шток 13 которого нажимает на рычаг 12, лента 15, закрепленная концами на пальцах 9 и 11, затягивается вокруг шкива 1, свободно вращающегося на валу 4. При этом шкив 1 начинает вращаться с валом 4, а вместе с ним вращается и сдвоенная звездочка 2. От звездочки 2 движение цепью передается напорному механизму. Таким образом осуществляется выдвижение рукояти ковша. Останавливается напорный механизм тормозной лентой, закрепленной на поворотной платформе и охватывающей часть шкива 1, находящуюся между фрикционной' лентой 15 и звездочкой 2.    f S 10
7 Рис. 59. Одновальная главная лебедка: / — шкив; 2 — сдвоенная звездочка напорного механизма; 3 — сменный барабан; 4 — вал; 5 — станина; 6 — трубка гидравлической системы управления; 7—вращающееся соединение; 8 — крестовина; 9, 11 — пальцы; 10 — зубчатое колесо; 12 — рычаг; 13 — шток; 14 — гидравлический цилиндр; 15 — леита фрикциона
Барабан 3, осуществляющий подъем ковша и свободно вращающийся на валу 4, включается второй фрикционной лентой, смонтированной на крестовине 8. Тормозится барабан 3 ленточным тормозом, расположенным рядом с фрикционной лентой. 102 Вал 4 главной Лебедки опирается на два сферических подшипника, обоймы которых укреплены в станине 5. Барабан 3 состоит из двух половин и имеет .продольный разъем, благодаря чему может быть легко заменен другим при работе с иным видом рабочего оборудования. К шкиву 1 также может быть прикреплен барабан, для чего внутри шкива имеются отверстия. Таким образом, главная лебедка может быть легко переоборудована для работы с любым видом сменного рабочего оборудования. Конкретные указания о подготовке главной лебедки при различном оборудовании имеются в инструкции по эксплуатации, прилагаемой к каждому экскаватору. Включение фрикционов показанной на рис. 59 главной лебедки осуществляется маслом, подаваемым под давлением в гидравлические цилиндры 14, один из которых укреплен на зубчатом колесе 10, а второй — на крестовине 8. К каждому из этих цилиндров масло подводится через продольное сверление, идущее от ближнего торца вала 4, а затем по трубке, соединяющей канал вала и полость гидравлического цилиндра. В каналы, расположенные по оси вала, масло подается через оба торца вала 4, через специальные вращающиеся соединения 7, обеспечивающие отсутствие утечек при подводе масла от неподвижной трубки 6 к вращающемуся валу 4 (см. рис. 85). На рис. 60 показана конструкция двухвальной главной лебедки экскаваторов Э-257 и Э-258. Механизмы этой лебедки смонтированы на двух параллельных валах, приводимых в движение зубчатыми колесами 14 и 17, входящими в состав главной трансмиссии экскаватора. Установленный на валу 22 барабан 21 называется тяговым, так как используется для навивки тягового каната при работе с оборудованием обратной лопаты и драглайна. При работе прямой лопатой на него навивается канат подъема ковша, а при работе крановым оборудованием — канат подъема груза (грузовой). Барабан 21 свободно, на подшипниках, вращается на валу 22. На одном конце барабана имеется тормозной шкив 6, используемый для затормаживания барабана ленточным тормозом наружного типа (на рисунке тормозная лента не показана). На противоположном конце барабана симметрично расположен шкив 20, аналогичный тормозному, но используемый в качестве фрикционного — его охватывает фрикционная лента 18, укрепленная на зубчатом колесе 17 и вращающаяся вместе с ним. Таким образом, при помощи фрикционной ленты 18 и тормозной ленты, охватывающей шкив 6, можно заставить вращаться барабан 21 вместе с валом 22 или затормозить его, что достаточно при работе прямой и обратной лопатами, драглайном и грейфером. Однако при работе крановым оборудованием необходимо иметь возможность заставить барабан 21 вращаться не только в направлении подъема груза, но и в противоположном. Это может понадобиться в двух случаях: для принудительного опускания крюка,
недостаточно тяжелого для опускания под влиянием собственного-веса, или для спуска тяжелого груза на режиме двигателя, что более безопасно, чем опускание на тормозе. Для реверсирования вращения барабана 21 на валу 22 имеется планетарный механизм, состоящий из находящихся в постоянном зацеплении шестерен 24, 26 и венца с внутренними зубьями. Шестерня 24 жестко закреплена на валу 22\ шестерни 26 (сателлит-ные) свободно вращаются на осях, укрепленных на диске тормозного шкива 23, установленного на игольчатых подшипниках 25 и свободно вращающегося на валу 22; зубчатый венец приболчен к барабану 21. Этот планетарный механизм действует следующим образом. При включенной фрикционной ленте 18 барабан 21, а следовательно, и зубчатый венец так же, как и шестерня 24, вращаются совместно с валом 22. С ними вместе вращаются сател-литные шестерни 26 с тормозным шкивом 23. При этом тормозная лента шкива 23 должна быть выключена. Если выключить фрикционную ленту 18 и затормозить шкив 23, то шестерня 24, вращаясь вместе с валом 22, передаст через са-теллитные шестерни 26, оси которых теперь неподвижны, вращение зубчатому венцу. При этом венец с барабаном 21 будет вращаться навстречу валу 22. Так осуществляется реверсирование барабана 21. При заторможенном барабане 21 шкив 23 будет свободно вращаться в ту же сторону, что и вал 22, но с меньшей скоростью, что явится следствием обкатывания сателлитов 26 по неподвижному венцу барабана 21. На противоположном конце вала 22 смонтирован механизм 19 открывания днища ковша. Конструкция и действие подобных механизмов описаны в § 29. На валу 16 расположен подъемный барабан 7, предназначенный для навивки подъемного каната при работе обратной лопатой и драглайном, а также каната подъема стрелы при работе прямой лопатой. На обоих концах барабана 7 имеются, аналогично барабану 21, шкивы тормозной 6 и фрикционный 20. Размеры и конструкции ленточных фрикционов наружного типа для включения барабанов 21 и 7 одинаковы. Ленточные тормоза наружного типа также не отличаются друг от друга. Набегающие концы фрикционных лент 18 укреплены на пальцах 8, а перемещение сбегающего конца 13 каждой из лент осуществляется поворотом рычага 9, соединенного регулируемой тягой 10 с подвижным концом ленты. Выключение фрикциона обеспечивается возвратной пружиной 12, действующей на конец рычага 11. Лента 18 должна быть затянута со значительным усилием, поэтому включение ее осуществляется сервофрикционным (усилительным) механизмом 15, устройство которого на рис. 60 не видно. Этот механизм иногда называют сервофрикционом. Он относится к группе механизмов, используемых в системах управления экска-затором для облегчения управления, устройство и работа которых описана в гл. IV. Кроме входящего в состав главной лебедки подъемного барабана 7, на валу 16 расположен стрелоподъемный барабан 5, жестко соединенный с червячным венцом 4 и вместе с ним свободно вращающийся на подшипниках. Стрелоподъемный барабан 5 вращается независимо от вала 16 и барабана 7 и приводится в движение от вала 27 через червяк 1, находящийся в постоянном зацеплении с червячным венцом 4. Червячная передача заключена в корпус 2 и находится в масляной ванне. Вал 27 вращается в обоих направлениях, что позволяет производить подъем или опускание стрелы. Тормозной шкив 28, жестко закрепленный на валу 27, постоянно притормаживается не показанной на рисунке- наружной лентой тормоза замкнутого типа. Назначение этого тормоза — предохранять выключенный стрелоподъемный механизм от проворачивания при дрожании машины в работе. Оба вала 16 и 22 опираются на сферические подшипники 3, закрепленные в станинах поворотной платформы экскаватора. Смазка подшипников 3 производится прессом для густой смазки через пресс-масленки, расположенные в торцах валов 16 и 22. К подшипникам смазка поступает через сверления в валах. Следует отметить, что на современных отечественных универсальных экскаваторах большее распространение получила одно-вальная главная лебедка, примененная на моделях Э-255, Э-505, 3-1004, Э-2001, ОМ-202 и др. § 27. СТРЕЛОПОДЪЕМНЫЕ ЛЕБЕДКИ По конструкции привода стрелоподъемные лебедки бывают шестеренными (экскаваторы Э-505, Э-255, Э-801) и червячными (Э-257, Э-1004, Э-2001). При червячной лебедке подъем и опускание стрелы производится с помощью двигателя, при шестеренном приводе подъем осуществляется двигателем, а опускание —под влиянием собственного веса. Скорость опускания стрелы может регулироваться управляемым тормозом (обычно замкнутого типа) и ограничивается специальным противообгонным устройством (см. §23). Серьезным недостатком червячных лебедок является сравнительно быстрый износ червяка и венца; шестеренные лебедки значительно долговечнее. Барабан стрелоподъемной лебедки экскаватора может быть расположен в различных местах поворотной платформы. Так, например, у экскаватора Э-505 он размещен на промежуточном валу, у Э-257 — на валу подъемного барабана, у Э-1004 — совершенно отдельно, в раме поворотной платформы. Стрелоподъемные лебедки могут работать либо независимо от механизма поворота платформы и одновременно с ним, либо не обеспечивают независимого оперирования стрелой. В первом слу-106 чае возможно совмещение движений поворота платформы и изменение вылета стрелы, во втором совмещение невозможно. Невозможность совмещения этих операций обычно вызывается тем, что они осуществляются одним и тем же механизмом реверса и, следовательно, перед включением одного из механизмов нужно выключить (при помощи кулачковой муфты или передвижной шестерни) второй механизм. Рис. 61. Шестеренная стрелоподъемная лебедка экскаватора Э-505А: а — вал лебедки с механизмами; б — тормоз етрелоподъемного барабана; J — тормозной шкив; 2 — стрелоподъемный барабан; 3— подшипники барабана; 4—двухсторонняя кулачковая муфта; 5 — звездочка возврата рукояти; 6— звездочка; 7 — подшипник: 8 — зубчатый венец; 9 — двухконусные фрикционные колодки; 10— фрикционный шкив; 11— чека нажимная; 12 — шток; 13 — возвратная пружина; /4 —ступица ведущего диска; 15 — вал; 16 — звездочка механизма ограничения скорости опускания стрелы; 17 — пресс-масленка; 18 — тормозная лента; 19 — рабочая пружина тормоза; 20 — направляющая труба; 21 — кольцо; 22 — рычаг управления тормозом; 23—рычаг; 24 — сбегающий конец тормозной ленты; 25 — тяга; 26 — собачка; 27 — пружина собачки; 28—рычаг собачки На рис. 61, а показана конструкция стрелоподъемной лебедки с шестеренным приводом, установленной на экскаваторе Э-505А. Стрелоподъемный барабан 2 установлен на подшипниках 3 на валу 15. При работе крановым оборудованием барабан 2 постоянно соединен с валом 15 двухсторонней кулачковой муфтой 4, перемещающейся вдоль вала по шпонке На валу 15 свободно вращается вместе со ступицей 14 зубчатое колесо 8, входящее в главную трансмиссию экскаватора. На диске этой же ступицы болтами закреплены фрикционные колодки 9 двухконусного фрикциона. Фрикционный шкив 10 может перемещаться вдоль вала на двух шпонках и постоянно отжимается от колодок 9 возвратной пружиной 13. Включается двухконуоный фрикцион гидравлическим цилиндром, расположенным в торце вала 15. Поршень цилиндра через шток 12, проходящий в сверлении вала 15, и чеку 11, концы которой выступают за пределы вала, нажимает на ступицу шкива 10, прижимая его к колодкам 9. При этом вращение передается валу 15 и через кулачковую муфту 4 — барабану 2. Так осуществляется подъем стрелы. При выключенном двухконусном фрикционе стрела удерживается в поднятом положении замкнутым ленточным тормозом, лента 18 которого охватывает тормозной шкив 1 барабана 2. Устройство этого тормоза показано на рис. 61,6. Рабочая пружина 19, имеющая большую предварительную затяжку, старается повернуть рычаг 23 по часовой стрелке, натягивая вниз сбегающий конец 24 тормозной ленты 18. Однако при работе прямой лопатой или драглайном, когда стрела находится в постоянном положении и кулачковая муфта 4 выключена, вследствие дрожания машины и толчков при большом натяжении стрелового каната может произойти очень медленное, постепенное проворачивание стрелового барабана 2, сопровождающееся некоторым опусканием стрелы и увеличением ее вылета. Это особенно опасно при работе драглайном с низко опущенной стрелой, так как увеличение вылета, не замеченное вовремя машинистом, может вызвать потерю устойчивости и опрокидывание экскаватора. Поэтому, кроме описанного тормоза, имеется еще предохранительное храповое устройство с управляемой собачкой. Внутренняя поверхность тормозного шкива 1 выполнена в виде храповика, в зубья которого упирается собачка 26, прижимаемая к храповику пружиной 27, действующей на рычаг 28. При включенной собачке 26 шкив 1 и барабан 2 не могут повернуться по часовой стрелке. Для опускания стрелы необходимо вначале несколько приподнять стрелу, повернув барабан 2 против часовой стрелки. При этом освободится собачка 26, ранее прижатая зубом храповика, и ее можно будет выключить, для чего нужно потянуть вверх (по стрелке) кольцо 21, соединенное тягой 25 с рычагом 28. Для удержания собачки 26 в выключенном положении следует повернуть кольцо на 90° вокруг оси тяги 25, причем оно упрется в видимые на рисунке вырезы в трубе 20. После выключения собачки можно опускать стрелу, нажимая на рычаг 22 по стрелке, причем будет ослабляться тормозная лента 1 При работе прямой лопатой кулачковая муфта 4 постоянно соединена со звездочкой 5, используемой для передачи движения на возврат рукояти 18 и стрела начнет опускаться под действием собственного веса. Если отпустить рычаг 22, то тормоз автоматически включится пружиной 19. При работе крановым оборудованием собачка 26 должна все время находиться в выключенном положении, а после окончания работы — включаться. Скорость опускания стрелы ограничивается расположенным на валу главной лебедки роликовым противообгонным устройством, соединенным втулочно-роликовой цепью со звездочкой 16, жестко укрепленной на стрелоподъемном барабане 2. При работе крановым оборудованием для принудительного опускания легкого крюка и для опускания грузов на режиме двигателя используется звездочка 6 (при этом звездочка 5 сдвигается со звездочки 6 и крепится в нерабочем положении у подшипника вала 15), соединенная цепью со специальной звездочкой, укрепляемой на барабане подъема крюка. Эта цепная передача используется для реверсирования подъемного барабана аналогично тому, как реверсируется напорный механизм при работе прямой лопатой. Если использовать для этой цели звездочку 5, а не 6, то скорость опускания груза будет недопустимо большой. Вал 15 стрелоподъемной лебедки опирается на сферические подшипники, смонтированные в станине поворотной рамы. Один конец вала 15 поддерживается подшипником 7, установленным непосредственно на валу, а второй опирается на подшипник большого диаметра (на рис. 61 не показан), расположенный между звездочкой 16 и шкивом 1. Усилие на этот подшипник передается не непосредственно с вала 15, а через подшипники 3 и ступицу барабана 2. Подшипники смазываются с помощью пресс-масленок 17. Одной из разновидностей шестеренных стреловых лебедок является лебедка с планетарной передачей, примененная на экскаваторе Э-5010, действие которой описано в § 24. На рис. 62 показана конструкция стрело подъемной лебедки червячного типа, установленной на экскаваторах Э-1004А (Э-1003А). Привод этой лебедки осуществляется через подвижную шестерню 2, вводимую в зацепление с шестерней вертикального вала механизма реверса. С шестерни 2, перемещающейся по шлицам, вращение передается червяку 13, находящемуся в постоянном зацеплении с червячным колесом 3, установленным на валу 7 стрелоподъемного барабана 6. При вращении барабана 6 подтягивается или отпускается стреловой канат 5, поднимая или опуская стрелу. Реверсирование барабана осуществляется фрикционными муфтами механизма реверса, изменяющего направление вращения вертикального вала механизма реверса. Вал червяка 13 установлен на подшипниках скольжения 1, укрепленных в поворотной раме экскаватора. Кроме того, имеется шариковый упорный подшипник 12, воспринимающий осевое усилие, действующее на червяк 13 со стороны червячного колеса. В этом месте на выпускавшихся ранее машинах устанавливался бронзовый подпятник, который очень сильно изнашивался и поэтому был заменен шарикоподшипником. Червячная передача помещена в масляной ванне корпуса 10. Для заливки масла и контроля за состоянием передачи предусмотрена крышка 4 с наливной пробкой. Сливается масло через отверстие, закрытое спускной пробкой 9. Рис. 62. Червячная стрелоподъемная лебедка экскаватора Э-1004А: / — подшипники; 2 — приводная шестерня; 3 — червячное колесо; 4 — крышка корпуса; 5 — стреловой канат; б—барабан; 7 — вал барабана; в—подшипники; 9 — спускная пробка; 10— картер червячной передачи; 11 — тормозной шкив; 12—упорный подшипник; 13—червяк; 14—рабочая пружина На нижнем конце вала червяка 13 на шпонке укреплен тормозной шкив 11, который охвачен неуправляемой тормозной лентой, постоянно затянутой с помощью рабочей пружины 14. Величина затяжки пружины 14 регулируется гайками. Этот неуправляемый ленточный тормоз замкнутого типа, постоянно притормаживающий вал червяка 13 от проворачивания, предназначен для НО предотвращения самопроизвольного опускания или падения стрелы. Тормоз находится под рамой поворотной платформы и при недостаточной плотности сальников может замасливаться, а потому необходимо постоянно внимательно наблюдать за его состоянием, так как в противном случае может произойти неожиданное падение стрелы. Вал 7 барабана установлен в бронзовых втулках 8, смазка которых осуществляется: левой — из масляной ванны корпуса, а правой, так же как и втулки 1,— через пресс-масленки. При эксплуатации экскаваторов, особенно с крановым оборудованием, бывали случаи опрокидывания стрелы назад, на машину. Это обычно происходило при подъеме стрелы, уже находящейся под большим углом наклона к горизонтальной плоскости, вследствие заклинивания включенного фрикциона, управляющего стрелоподъем'ной лебедкой, и недостаточно быстрой реакции машиниста, не принявшего экстренных мер для немедленной остановки трансмиссии. Поэтому на экскаваторах, выпускаемых в последние годы, устанавливается специальный механизм, автоматически останавливающий трансмиссию тогда, когда поднимаемая стрела достигла определенного, предельно допустимого угла подъема. Схема такого механизма показана на рис.'28, а конструкция его изображена на рис. 63. § 28. НАПОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Напорный механизм предназначен для выдвижения рукояти ковша прямой лопаты, требующегося при копании одновременно с подъемом ковша. Применяемые на универсальных экскаваторах напорные механизмы различаются: а)    по способу передачи движения на рукоять — канатный и кремальерный; б)    по схеме передачи усилия (принципу действия) — независимый, зависимый и комбинированный. Как при канатном, так и при кремальерном напорном механизме может быть применена любая из перечисленных трех схем передачи усилия. Отличительной особенностью кремальерного напорного механизма является наличие шестерен, расположенных на валу седлового подшипника и находящихся в постоянном зацеплении с приваренными к рукояти зубчатыми рейками (кремальерами). Обычно кремальерный напорный механизм применяется при двухбалочной рукояти. На рис. 64 показана конструкция кремальерного напорного механизма экскаватора Э-1004. Напорный вал 11 закреплен на подшипниках 12 в стреле 2 и является осью, вокруг которой на подшипниках 9 качаются Г-образные кронштейны 4 и 10 седлового подшипника. На валу 11 также закреплены на шлицах приводная 111 • Ч к О в с в в м .. ЕС В а оч - С се СЗ
X £
&»■ с 3
Ж ,
о .. х га 4    С! 5    н лс' звездочка 5 и две кремальерные шестерни 3, находящиеся в постоянном зацеплении с кремальерными рейками 1, приваренными к балкам 7 рукояти ковша. Постоянное зацепление шестерен 3 и реек 1 обеспечивается тем, что балки 7 рукояти скользят по сменным вкладышам 8, укрепленным болтами на кронштейнах 4 и 10 я Рис. 64. Независимый кремальерный напорный механизм экскаватора Э-1004 (Э-1003): / — кремальерная рейка; 2—стрела; 8—кремальерная шестерня; 4 — левый кронштейн; 5— звездочка; 6 — задний концевой упор; 7—балки рукояти; 8 — сменный вкладыш; 9 — подшипник; 10 — правый кронштейн; И—напорный вал; 12 — подшипник напорного вала препятствующим выходу рукояти из зацепления. При небольшом износе вкладышей 8 между ними и кронштейнами 4 к 10 ставятся прокладки, уменьшающие образовавшийся зазор в зацеплении, а при большом износе вкладыши 8 заменяют новыми. На экскаваторах выпуска последних лет (Э-1004А и Э-1252) вместо подшипников качения 9 и 12 устанавливаются бронзовые втулки, так как подшипники качения быстро выходили из строя вследствие случайных ударов задними 6 и передними упорами по 8—247    113 кремальерным шестерням 3. Бронзовые втулки значительно лучше противостоят ударам. Кремальерные рейки составлены из отдельных секций, приваренных к балкам 7 рукояти прерывистым швом. Это сделано, (кроме технологических соображений при изготовлении) для того, чтобы при частичном износе кремальерных реек можно было заменять их отдельные секции, обычно больше всего изнашивающиеся в средней части рукояти. Рис. 65. Канатный напорный механизм экскаватора Канатный напорный механизм обычно применяет-' ся при рукояти внутреннего типа (однобалочной). Его конструкция показана на рнс. 65. Вал 4 седлового подшипника установлен на двух бронзовых втулках 6, закрепленных в балках 1 стрелы. Седло 3 жестко связано с валом 4 хомутами 7 и вместе с ним качается относительно стрелы во втулках 6. К внутренней части квадратных проемов седла 3 прикреплены восемь сменных вкладышей 2, с четырех сторон охватывающих рукоять ковша. Под вкладыши 2 по мере их износа подкладываются шайбы, уменьшающие зазор между поверхностью рукояти и вкладышами. На валу 4 между хомутами седла установлены на подшипниках качения три блока 8. Через крайние блоки проходит напорный канат, идущий к заднему концу рукояти, а через средний блок—• возвратный канат, закрепленный на переднем конце рукояти, у ковша. На обоих торцах вала 4 имеются пресс-масленки 5 для смазки втулок 6. Напорные механизмы делятся по принципу действия на независимые, зависимые и комбинированные. Если усилие напора может быть увеличено или уменьшено машинистом независимо от величины натяжения подъемного каната, то эта схема называется независимой. В том случае, когда величина усилия напора зависит от натяжения каната подъема ковша, а машинист может лишь уменьшить напор, такая схема называется зависимой. 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. 66, а показана схема зависимого кремальер-ното напорного механизма, установленного на экскаваторе Э-754. Канат 5 подъема ковша сходит с барабана 1 на валу S главной лебедки, проходит через один из головных блоков 6 стрелы, огибает блок 7 ковша, затем второй головной блок 6 и навивается на дополнительный барабан 9, жестко укрепленный на напорном валу 10. При включении фрикциона подъемного барабана 1 канат 5 начинает двигаться в направлении, показанном пунктирными стрелками и, натягиваясь, стремится повернуть дополнительный барабан 9 вместе с валом 10 и кремальерными шестернями по часовой стрелке, осуществляя таким образом выдвижение рукояти — напор. Из рисунка видно, что чем сильнее натянут подъемный канат 5, тем большее усилие будет поворачивать барабан 9 и тем больше будет усилие напора, т. е. усилие напора зависит от натяжения подъемного каната. Машинист может уменьшить усилие напора и скорость выдвижения рукояти при помощи тормоза возвратного барабана 2, расположенного на валу главной лебедки. Притормаживая барабан 2, можно возвратным канатом 4, связывающим барабаны 2 и 9, > удерживать от проворачивания дополнительный барабан 9. Так можно уменьшить усилие напора, под влиянием которого ковш заглубляется в грунт. Однако наибольшая сила напора зависит только от натяжения каната 5 и увеличить ее машинист не может. Поэтому, чтобы обеспечить достаточную силу напора, необходимую для заглубления ковша в твердый грунт и полного выдвижения рукояти с груженым ковшом при максимальном подъеме рукояти, барабан 9 делается весьма большого диаметра (чтобы увеличить плечо, на котором ветвь каната 5 действует на барабан 9). Однако при копа-8*    115 нии грунта после врезания ковша это приносит вред, так как сила напора слишком велика и приходится притормаживать барабан 2 со значительным усилием. Следовательно, усложняется управле- Рис. 66. Схемы напорных механизмов: а — зависимый кремальерный напорный механизм экскаватора Э-754; б — независимый канатный напорный механизм экскаватора Э-505; в — комбинированный канатный напорный механизм экскаватора Э-505А; г — комбинированный кремальерный напорный механизм экскаваторов Э-1004А и Э-801; / — подъемный барабан; 2— возвратный барабан; 3—вал главной лебедки; 4— возвратный канат; 5 — подъемный канат; 6—головные блоки; 7 —блок ковша; 8 — рукоять ковша; 9 — дополнительный барабан; /0 — напорный вал; /i — звездочка напорного механизма; 12 — уравнительный блок; 13 — напорный канат; 14 — напорный барабан; 15 — напорная цепь ние, так как, если машинист не успевает вовремя и с достаточной силой притормозить возвратный барабан 2, ковш под влиянием излишнего напора слишком сильно врежется в грунт, что может вызвать перегрузку и даже остановку двигателя. Этот недостаток зависимой схемы напора является одним из основных. При остановке двигателя также изнашиваются тормоза возвратного барабана, который при выдвижении рукояти ковша во время копания вращается, хотя тормоз затянут с достаточно 116 большой силой. При этом из-за ненужного трения в тормозе теряется значительная часть мощности двигателя. Другой недостаток — невозможность врезания в очень твердый грунт с поверхности, так как до тех лор, пока зубья поднимаемого канатом 5 ковша не встретят достаточно крепкого упора, натяжение каната 5 будет малым, а значит, и усилие напора не достигнет величины, необходимой для врезания ковша. Возврат рукояти 8 осуществляется включением фрикциона возвратного барабана 2, причем движение каната 4, барабана 9 и рукояти 8 происходит по направлениям, показанным сплошными стрелками. На рис. 66, б показана схема независимого канатного напорного механизма, имеющегося на экскаваторах Э-505. При этой схеме подъемный канат 5, навитый одним концом на подъемном барабане 1, другим концом крепится в точке А к стреле. Поэтому при подъеме ковша не возникает никакого усилия, которое заставило бы рукоять 8 выдвигаться. Наоборот, так как участок каната 5, заключенный между блоком 7 ковша и головными блоками 6, обычно располагается при копании под углом 45—60° к рукояти 8, то при натяжении каната 5 рукоять 8 не только поворачивается против часовой стрелки (подъем ковша), но и стремится вдвинуться. Следует отметить, что величина этого усилия, направленного на возврат рукояти, весьма велика и, например, у экскаватора Э-505 при копании может быть более 5 т. Если нет необходимости выдвигать рукоять 8, то она удерживается тормозом звездочки 11 (тормоз напора), воспринимающим усилие возврата, передающееся через уравнительный блок 12, напорный канат 13, напорный барабан 14 и напорную цепь 15. Выдвижение рукояти 8 (напор) осуществляется включением фрикциона звездочки 11, при вращении которой по часовой стрелке движение через цепь 15, барабан 14, канат 13 (оба конца которого закреплены на барабане 14) и блок 12 передается на рукоять. Величина усилия напора будет зависеть только от того, с какой силой затянут фрикцион, независимо от натяжения подъемных канатов. При вращении барабана 14 по часовой стрелке возвратный канат 4 отпускается настолько, насколько подтянулся напорный канат 13. Укрепленный на заднем конце рукояти уравнительный блок 12, огибаемый напорным канатом 13, обеспечивает одинаковое натяжение обеих ветвей этого каната. Из рисунка видно, что при выдвижении рукояти усилие в напорном канате 13, создаваемое фрикциоиом звездочки 11, должно преодолеть не только сопротивление врезанию ковша в грунт (так называемый «отпор» грунта), но и ту силу, с которой подъемный канат 5 стремится вдвинуть рукоять. Следовательно, напорный фрикцион должен включаться с большой силой, причем потреб- ляется 'большая мощность. Поэтому на экскаваторах с независимым напором при одновременном осуществлении подъема и напора, что необходимо при копании, резко увеличивается нагрузка двигателя. Машинист во избежание остановки двигателя включает напорный механизм периодически, рывками подавая рукоять вперед и выключая напор тогда, когда вал двигателя снижает обороты. Такая работа плохо действует на механизмы вследствие неравномерности нагрузок. Можно достичь равномерной работы и срезания плавной стружки путем включения фрикциона напора с постоянной «пробуксовкой» во время копания. Однако для этого нужен очень большой опыт работы на рычагах, а кроме того, 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. Таким образом, 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. Достоинствами этой схемы напора являются большее, чем при зависимом напоре, удобство управления ковшом при копании, а также возможность создания усилия напора, необходимого для врезания ковша в поверхность твердого грунта. На рис. 66, в показана схема комбинированного канатного напорного механизма, установленного на экскаваторах Э-505А. Из рисунка видно, что этот принцип действия механизма отличается от независимого канатного напора (рис. 66, б) тем, что один конец подъемного каната 5, закрепленный при независимом напоре на стреле в точке А, при комбинированном напоре навивается и крепится на дополнительном барабане 9, приваренном к напорному барабану 14. Цель такой запасовки подъемного каната 5 заключается в том, чтобы уравновесить усилие на блоке 7 ковша, препятствующее выдвижению рукояти 8. Так, при натяжении подъемного каната 5 натягивается и тот конец его, который закреплен на дополнительном барабане 9. При этом барабаны 9 и 14 стремятся повернуться по часовой стрелке, причем натягивается также напорный канат 13, передающий на уравнительный блок 12 усилие напора, нейтрализующее действие ветвей каната 5, сходящих с блока 7 ковша. При увеличении усилия на блоке 7 увеличивается и окружное усилие на барабане 9. Диаметр дополнительного барабана 9 подбирается таким, чтобы не только обеспечить уравновешивание рукояти 8, но и создать некоторый излишек напорного усилия, необходимый для преодоления «отпора» грунта при копании. Таким образом, эта часть напорного механизма является по существу за- 118 висимой, так как усилие напора создается за счет натяжения подъемного каната 5. Однако диаметр дополнительного барабана 9 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 5 уже натянут с достаточной силой. Для врезания в твердый грунт с поверхности, а также для выдвижения максимально поднятой рукояти 8 с груженым ковшом используется независимая часть механизма — фрикцион звездочки //, включаемый при этом с небольшим усилием и передающий дополнительное усилие напора на рукоять аналогично независимому напорному механизму (рис. 66, б). В подавляющем большинстве случаев при копании грунта не приходится пользоваться фрикционом звездочки 11, т. е. 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 8 не нужно 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 13, 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, что уменьшает сопротивление грунта копанию. Если же прекратить выдвижение рукояти и только поднимать ковш, как это часто приходится делать при работе по независимой схеме, то острия зубьев быстро изнашиваются, затупляются, в результате чего для копания того же грунта требуется большая мощность. 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. Кроме того, что при таком методе работы сохраняются зубья заостренными, увеличивается также устойчивость экскаватора за счет опоры наружной плоскости зубьев на стенку забоя. При прекращении напора и только подъеме ковша зубья отрываются от стенки забоя и устойчивость машины может нарушиться. На рис. 67, а, б 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, а пологой, что дает возможность производить копание с непрерывным выдвижением рукояти. Комбинированная схема напора может применяться и при кремальерном напорном механизме (см. рис. 66, г). Этот напорный механизм отличается от независимого кремальерного (см. рис. 64) наличием дополнительного барабана 9, жестко закрепленного на напорном валу 10. На барабане 9 запасован второй коней подъемного каната, который при независимом напоре крепится на стреле. При натяжении подъемного каната усилие передается через барабан 9, вал 10 и кремальерные шестерни на приваренные к рукояти кремальерные рейки. Таким образом осуществляется напор с использованием зависимой части схемы. а — при копании с непрерывным выдвижением рукояти; б — при копании с заторможенным напорным механизмом Рис. 67. Износ зубьев ковша прямой лопаты:
Дополнительный на- пор может быть осуществлен при помощи независимой части схемы, состоящей (аналогично экскаватору Э-1004) из напорного фрикциона и двух цепных передач 15, связывающих его со звездочкой, жестко укрепленной на напорном валу. Такой напорный механизм (рис. 68) установлен, кроме экскаваторов Э-1004А (Э-1003А), на моделях Э-1251, Э-1252, Э-2001 и Э-801. Иногда напорный механизм этих моделей экскаваторов называют универсальным, так как он может быть легко превращен из комбинированного в независимый, для чего достаточно конец подъемного каната снять с дополнительного барабана 13 и закрепить на стреле. При этом в действии остается только независимая часть схемы. Однако делать это, особенно при работе на плотных грунтах, не рекомендуется, так как при этом утрачиваются отмеченные выше преимущества комбинированной схемы: увеличивается нагрузка двигателя и трансмиссии экскаватора и становятся более частыми обрывы канатов и напорных цепей. Вследствие меньшей нагрузки двигателя при комбинированной схеме напора емкость ковша прямой лопаты может быть увеличена на 25—30% и более (в зависимости от модели экскаватора). Так емкость ковша экскаватора Э-505 была повышена с 0,5 м3 до 0,65 м3 (модель Э-651), а экскаватора Э-1004 — с 1 м3 до 1,25 м3 (модель Э-1252). Рис. 68. Комбинированный кремальерный напорный механизм экскаватора Э-1004А: 1—кремальерная 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; // — сменный вкладыш; 12 — правый кронштейн; 13 — напорный вал § 29. МЕХАНИЗМЫ ОТКРЫВАНИЯ ДНИЩА КОВША
<<< Предыдущая страница  1     Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я