Одноковшовые строительные экскаваторы

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
Механизм открывания днища ковша предназначен для выдергивания засова днища прямой лопаты при разгрузке ковша. Этот механизм должен обеспечивать при любом положении рукояти ковша постоянное слабое натяжение канатика, прикрепленного к рычагу засова днища ковша, а также достаточное усилие при открывании днища, когда нужно выдернуть засов, прижатый весом днища и заполнившего ковш грунта.
В современных отечественных универсальных экскаваторах наиболее распространенным является механизм фрикционного типа, показанный на рис. 69. У экскаватора Э-505 он размещен на левом конце вала 10 главной лебедки, где установлен на подшипнике 9 барабан 7. К левой торцовой поверхности барабана 7 прижимается фрикционная накладка ведущего диска 6, который может перемещаться вдоль вала 10 по шпонке. Постоянное слабое прижатие диска 6 к барабану 7 осуществляется пружиной 4 через корпус 5 и нажимной подшипник 8, причем затяжка пружины 4 регулируется гайкой 3. Вращающийся с валом 10 диск 6 трением увлекает за собой барабан 7, натягивающий закрепленный на нем канатик открывания днища. После того как канатик натянулся,
вращение барабана 7 прекращается н диск 6 проскальзывает относительно него, создавая постоянное небольшое натяжение канатика. Чтобы при этом не произошло выдергивания засова днища, к рычагу которого прикреплен канатик, рычаг засова удерживается специальной, установленной на ковше пружиной. Затяжка этой пружины достаточна, чтобы противодействовать натяжению канатика, созданному под влиянием пружины 4, но при большем натяжении канатика пружина рычага ковша сжимается и засов днища выдергивается, а днище открывается. Следует иметь в виду, что при слишком сильной затяжке пружины 4 противодействия пружины рычага засова днища будет недостаточно для удержания засова в закрытом положении и днище ковша вообще не будет закрываться. При слишком слабой затяжке пружины 4 не будет натягиваться канатик открывания днища, что может привести к обрыву его. Поэтому правильность регулировки пружины 4, которую периодически по мере износа фрикционной накладки диска 6 необходимо подтягивать, имеет весьма существенное значение.
_ „ „    Создание достаточного усилия, необ- фрикционногоаНт"та ходимого для выдергивания засова дни-открывания дниша ковша Щя заполненного грунтом ковша, обеспв-экскаватора Э-505: чивается гидравлическим цилиндром 1, I- гидравлический цилиндр; с большой СИЛОЙ ПрИЖИМЭЮЩИМ ДИСК 6 2 — рычаг. 3 — регулиропоч-    ^    —    п ная гайка; 4 — пружина, о — К барабану 7 рЫЧЭГОМ 2, СОеДИНеННЫМ дущий ЛфриТциоИНКиь1й'!дие^ ВврхНИМ КОНЦОМ С КОрПуСОМ 5. 7-барабан; 8- нажимной На экскаваторах Э-257, Э-258 также подшипник; 9 — подшипник    « барабана; 10 - вал главной установлен МеХЭНИЗМ фрИКЦИОННОГО ТИПЭ лебедки    открывания днища ковша, отличающийся тем, что вместо дискового в нем применен конический фрикцион, а сильное прижатие поверхностей трения осуществляется не гидравлическим цилиндром, а вручную, рычагом через специальное устройство, действующее аналогично винтовому. Фрикционные механизмы открывания днища ковша при работе крановым оборудованием или грейфером используются в качестве оттяжного (успокоительного) устройства. При этом конец канатика, сходящего с барабана механизма, крепится соответственно на обойме крюка или грейфера. Рис. 70 Механизм открывания днища ковша экскаватора Э-1004: f — оттяжной блок; 2 — канатик; 3 — компенсирующий барабан; 4 — рычаг; 5 — регулировочная гайка; 6 — палец; 7 — рычаг блока; 8 — шток; 9 — возвратная пружина; 10—гидравлический цилиндр На некоторых экскаваторах (Э-1004, Э-505А) применяется другой тип механизма открывания днища ковша, показанный на рис. 70. На стреле экскаватора установлен гидравлический цилиндр 10, шток 8 которого шарнирно соединен с рычагом 7, качающимся на пальце 6. На другом конце рычага 7 укреплен оттяжной блок 1, огибаемый канатиком 2. Один конец канатика 2 навит на компенсирующий барабан 3, установленный на кремальерном валу седлового подшипника (Э-1004) или на напорном барабане (Э-505), а второй закреплен на рычаге 4, соединенном гайкой 5 и цепью с рычагом засова днища ковша. Блок 1 удерживается в крайнем правом положении пружиной 9, а рычаг 4 оттягивается направо пружиной рычага засова днища; при этом натяжение канатика 2 регулируется гайкой 5. Диаметр барабана 3 выбирается так, чтобы навитый на нем канатик 2 при выдвижении или возврате рукояти удлинялся или укорачивался на нужную величину и натяжение его сохранялось неизменным. Для выдергивания засова днища ковша жидкость под давлением подается в цилиндр 10 и отжимает направо поршень и шток 8. При этом рычаг 7 на оси 6 поворачивается против часовой стрелки и блок 1 смещается влево, натягивает канатик 2 и, передвигая рычаг 4, преодолевает противодействие пружины рычага засова днища и выдергивает засов. Если масло выпустить из цилиндра 10, то блок 1 возвращается в первоначальное положение пружиной 9, а рычаг 4 — пружиной рычага засова. § 30. МЕХАНИЗМ РЕВЕРСА Наиболее распространенным является механизм реверса, состоящий из трех конических шестерен, применяемый на большинстве отечественных экскаваторов (Э-505, Э-255, Э-257, Э-1004, Э-2001 и др.), однако на некоторых моделях (Э-801, Э-302) реверс осуществляется цилиндрическими шестернями. Обычно механизм реверса, управляемый двумя фрикционными муфтами любого типа, используется для привода механизмов поворота платформы и передвижения экскаватора, а иногда и для стрелоподъемиой лебедки (Э-1004, Э-2001). На рис. 71, а показана конструкция механизма реверса с коническими шестернями и двухконусными фрикционами, установленного на экскаваторе Э-505А. Включение фрикционов осуществляется гидравлическими цилиндрами 1, установленными в торцах вала и вращающимися вместе с ним. При поступлении масла под давлением в полость цилиндра 1 чашеобразный манжет 18 через поршень 19, пружину 20 и нажимной корпус 21 передает усилие на шток 9, проходящий в осевом сверлении вала 6. На конце штока 9 имеется вилка, которой он упирается в расположенную в прорезях вала 6 чеку (упорную планку ) 3. Выступающие за пределы вала концы чеки 3 нажимают на торцы ступицы шкива 2 (или 8) и перемещают его, сжимая возвратную пружину 5 и прижимая шкив к фрикционным колодкам 4. Таким образом приводится в движение одна или вторая из конических шестерен 7, находящихся в постоянном зацеплении с шестерней 10, закрепленной на шлицах вертикального вала 14. Схема работы механизма реверса показана на рис. 71, б (стрелками обозначены направления вращения 'Шестерен и валов, а также положения ведущих- фрикционных шкивов). Как указывалось выше, управление фрикционами механизма реверса сблокировано таким образом, что одновременное включение обоих фрикционов невозможно. С вала 14 движение передается поворотному и ходовому механизмам экскаватора через сдвоенную шестерню 15 и шестерни 12 или 13, закрепленные на шлицах вертикального промежуточного вала 11. При помощи валика 17 и вилки 16 шестерня 15 может быть введена в зацепление с шестерней 13 или с шестерней 12. Шестерня 13 находится в постоянном зацеплении с не показанной на 124 рисунке шестерней, расположенной на валу поворотного механизма. Дисковые пружины 20, через которые в начале включения (до сжатия их и упора ограничителя 22 в дно корпуса 21) передается усилие, включающее фрикцион, установлены для смягчения первоначального рывка, возможного при слишком быстром включении рычага управления фрикционами. § 31. ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ устройство, поворотный МЕХАНИЗМ Опорно-поворотное устройство предназначено для передачи нагрузки от поворотной платформы к нижней, ходовой, части экскаватора и, кроме того, обеспечивает свободное вращение поворотной платформы относительно нижней рамы. На универсальных полноповоротных экскаваторах применяются два типа опорно-по-воротных устройств: многороликовое и малороликовое.
Рис. 72. Многороликовое опорно-поворотное устройство: а — обойма с опорными роликами; б — разрез опорно-поворотного устройства экскаватора Э-1004; в — захватные ролики на балансирах; 1    — рама поворотной платформы; 2    — кронштейн захватных роликов; 3    — пресс-масленка; 4 — стопорный болт; 5 — регулировочное кольцо; 6 — бронзовая втулка; 7 — захватный ролик; 8 — эксцентриковая ось; 9 — зубчатый веиец; 10 — ось опорного ролика; 11 —- кольцо обоймы; 12 — опорный ролик; 13 — опорный сектор; 14 — балансир; 15— Центральная цапфа Многороликовое опорно-поворотное устройство показано на рис. 72, а, б. Рама 1 поворотной платформы экскаватора приваренными к ней секторами-рельсами 13 опирается иа опорные ролики 12, вращающиеся на осях 10, закрепленных в кольцах 11 обоймы. Ролики 12 катаются по кольцевому рельсу, Рис. 71. Механизм реверса с коническими шестернями экскаватора Э-505А: а — устройство; б— схема работы; 1 — гидравлический цилиндр; 2— ведущий шкнв правого фрикциона; 3 — чека; 4 — фрикционные колодки; 5 — возвратная пружина; 6—горизонтальный вал; 7— коническая шестерня горизонтального вала, 8 — ведущий шкив левого фрикциона; 9— шток; 10— коническая шестерня вертикального вала; И — промежуточный вал; 12 — шестерня низшей передачи; 13 — шестерня высшей передачи; 14 — вертикальный вал механизма реверса; 15 — сдвоенная шестерня; 16 — вилка; 17 — валик рычага переключения передач; 18 — манжет; 19— поршень; 20 — дисковые пружины; 21—нажимной корпус; 22 — ограничитель сжатия пружины Зак. 247 в виде которого выполнена верхняя часть зубчатого венца 9, приваренного к раме ходовой части экскаватора. Поворот платформы совершается вокруг оси — центральной цапфы 15, выступающей из ходовой рамы. В раму 1 запрессована бронзовая втулка, охватывающая цапфу 15, которая центрирует раму 1 при повороте и воспринимает горизонтальные нагрузки, возникающие при работе экскаватора и стремящиеся сдвинуть поворотную платформу относительно ходовой части. Поворот платформы осуществляется при помощи имеющегося в поворотной раме 1 поворотного механизма, консольная шестерня которого находится в постоянном зацеплении с венцом 9 и при вращении обкатывается вокруг венца, поворачивая поворотную раму относительно ходовой части. Опорные ролики 12 при повороте стремятся выкатиться за пределы кольцевого рельса венца 9, чему препятствуют имеющиеся на .роликах реборды и кольца 11 обоймы. Венец 9 может иметь как внешние (в экскаваторе Э-1004), так и внутренние ( в экскаваторе Э-505) зубья. Чтобы избежать опрокидывания поворотной рамы 1 относительно ходовой части, имеются специальные захватные ролики, конструкция и способ установки которых показаны на рис. 72, б. К поворотной раме 1 крепится болтами кронштейн 2, в нижнем отверстии которого укреплена ось 8. На консольной части оси 8 вращается ролик 7, захватывающий приваренный к ходовой раме венец 9 в том случае, если поворотная рама начинает опрокидываться. В ролик 7 запрессована бронзовая втулка 6. Зазор между наружной цилиндрической поверхностью захватного ролика 7 и нижней поверхностью венца 9 не должен превышать 1,5—2 мм. По мере износа втулки 6 этот зазор увеличивается и должен быть отрегулирован. Регулировка производится поворотом эксцентриковой оси 8, имеющей смещение (эксцентриситет) правой части, рас положенной в отверстии кронштейна 2, относительно левой консольной части, на которой вращается ролик 7. Для удобства ре гулировки к оси 8 приварено кольцо 5, а в теле кронштейна 2 имеется несколько нарезанных отверстий, в которые ввертывается стопорный болт 4, удерживающий ось 8 в положении, необходимом для обеспечения нужной величины зазора между роликом 7 и венцом 9. В последних моделях экскаваторов с целью уменьшения диаметра захватных роликов и износа втулок 6 на эксцентриковой оси 8 кронштейна 2 устанавливается вместо одного ролика балансир 14 (рис. 72, в), представляющий собой коромысло, на концах которого установлены два ролика. В этом случае при повороте эксцентриковой оси 8 поднимается или опускается весь балансир 14, обеспечивающий равномерную нагрузку обоих роликов 7. Обычно на поворотной раме устанавливается четыре кронштейна для захватных роликов: два сзади и два спереди. Смазка втулок 6 захватных роликов производится через пресс-масленки 3, установленные в торцах осей, на которых вращаются ролики 7. При слишком большом зазоре между захватными роликами и венцом может произойти недопустимый перекос поворотной рамы относительно ходовой части. В результате этого нарушается правильное зацепление шестерни поворотного механизма с венцом 9, а втулка поворотной рамы может зажать центральную цапфу 15 и .при повороте рамы в горизонтальной плоскости может произойти не только значительный износ этой втулки, но и задир цапфы 15, для ремонта которой потребуется снимать всю поворотную платформу с ходовой части. Поэтому необходимо постоянно наблюдать за зазором между захватным роликом 7 и нижней поверхностью венца 9, регулируя величину зазора в указанных выше пределах. Малороликовое опорно-поворотное устройство показано на рис. 73, а, б. На поворотной раме 1 укреплены кронштейны 4, в отверстиях которых установлены оси 8. На оси 8 аналогично многороликовому опорно-поворотному устройству качается балансир Я имеющий на концах консольные катки 5, вращающиеся на укрепленных в балансире 9 осях 10. Катки 5 имеют коническую форму и расположены между полками опорного круга 6, приваренного к раме 7 ходовой части и имеющего внутренний зубчатый венец 3. Вертикальная нагрузка от поворотной рамы 1 к ходовой части 7 передается через кронштейны 4, оси балансиров 8, балансиры 9, оси 10, втулки 11, катки 5 и опорный круг 6. При наклоне поворотной рамы 1 относительно ходовой части 7 катки 5 упираются в верхний пояс опорного круга 6, удерживая таким образом поворотную раму от опрокидывания. Центрируется поворотная рама 1 относительно ходовой части 7 центральной цапфой 2 аналогично многороликовому опорно-поворотному устройству. Поворот рамы 1 в горизонтальной плоскости осуществляется обкатыванием консольной шестерни .поворотного механизма по венцу <3, с которым она находится в постоянном зацеплении. Малороликовое опорно-поворотное устройство не имеет регулировки, что является весьма существенным недостатком, так как втулки 11, работающие все время под большой нагрузкой, изнашиваются сравнительно быстро. Вследствие этого появляется зазор, допускающий значительные качания поворотной рамы 1 относительно ходовой части 7. Это, как указывалось выше, может привести к повреждению зубьев венца 3 и центральной цапфы, а кроме того, вызывает дополнительные нагрузки при толчках, сопровождающих раскачивание поворотной рамы. При этой конструкции поворачивание эксцентриковой оси 8 балансира 9 дает возможность лишь поднять или опустить тот угол поворотной платформы 1, в котором закреплен кронштейн регулируемого балансира. Поэтому в большинстве случаев при малороликовом устройстве ось 8 выполняется не эксцентриковой, а обычной (без регулирования). Таким образом, многороликовое опорно-поворотное устройство имеет эксплуатационные преимущества перед малороликовым, так как позволяет за счет регулировки захватных роликов ‘поддерживать в допустимых пределах зазор, от величины которого зависит работа поворотного механизма и центральной цапфы. Кроме того, износ втулок захватных роликов значительно меньше, чем опорнозахватных катков малороликового устройства, так как первые на- а) Рис. 73. Малороликовое опорно-поворотное устройство: а — схема устройства; б — балансир с катками; 1— рама поворотной платформы; 2 — центральная цапфа; 3 — зубчатый венец; 4 — кронштейн; 5 — каток; 6 — опорный круг; 7 — рама ходовой части; 8 — ось балансира; 9 — балансир; 10— ось катка; 11 — втулка катка
6)
гружаются периодически (только при наклоне поворотной рамы), а вторые работают постоянно и при значительно больших нагрузках. Помимо упомянутой выше регулировки зазора на захватных роликах, уход за опорно-поворотным устройством заключается в 128 Рис. 74. Поворотные механизмы экскаватора: а — с внутренним зацеплением (экскаватор Э-5Р5А); б — с наружным зацеплением (экскаватор Э-754). / — исполнительный цилиндр; 2 —тормозная лента; 3 — поршень. 4 — верхний подшипник: 5 — вал; 6 — тормозной шкив. 7 — // рычаги тормоза; S — рама поворотной платформы; 9 — центральная цапфа; Ю — зубчатый венец. И — опорный ролик; 12 — обегающая шестерня; 13 — нижний подшипник; *п 14 — кулачковая муфта; 15—привод-на я шестерня поддержании чистоты опорного рельса, по которому катятся ролики, и в регулярной смазке втулок центральной цапфы и захватных роликов многороликового или опорно-захватных катков малороликового устройства. Кроме того, следует наблюдать за тем, чтобы при повороте рамы вращались все опорные ролики, так как перемещение их «юзом» приводит к образованию лыски на ролике и к износу поверхности круга, по которому они катятся. Независимо от типа опорно-поворотного устройства может быть применен зубчатый венец с наружными или внутренними зубьями, в постоянном зацеплении с которым находится шестерня поворотного механизма. На рис. 74 показаны поворотные механизмы экскаваторов, имеющих многороликовое опорно-поворотное устройство с внутренним (Э-505А) и наружным (Э-754) зубчатыми зацеплениями. Движение валу 5 поворотного механизма, установленному на подшипниках 4 и 13, передается с приводной шестерни 15 через кулачковую муфту 14. При этом шестерня 12, закрепленная на шлицах консольной части вала 5, обкатывается по венцу 10, поворачивая катящуюся на роликах И раму 8 вокруг центральной цапфы 9. При изменении направления вращения вала 5 (что осуществляется механизмом реверса) рама 8 поворотной платформы поворачивается в обратном направлении. Фиксация рамы 8 при выключенной кулачковой муфте 14, а также торможение при повороте платформы производится наружным ленточным тормозом открытого типа, тормозной шкив 6 которого установлен на шлицах верхнего конца вала 5. Включение тормоза поворотного механизма осуществляется рычагом управления, имеющим механическую связь с тормозом (Э-754), или гидравлическим исполнительным цилиндром 1 (Э-505А), поршень 3 которого через тягу и рычаги 7 затягивает тормозную ленту 2. На верхней части тормозного шкива 6 экскаватора Э-505А имеются выступы, между которыми опускается стопор, удерживающий поворотную платформу от случайного поворота (например вследствие ветра при крановом оборудовании) в нерабочее время, когда в системе нет давления. У экскаваторов с механическим управлением это достигается установкой рычага управления тормозом на защелку, удерживающую его во включенном положении. § 32. МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ. ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Универсальный экскаватор может иметь различное ходовое оборудование: гусеничное с обычными и уширенными звеньями, пневмоколесное, а иногда в качестве ходового оборудования используется шасси грузового автомобиля достаточной грузоподъемности (в последнее время отечественные экскаваторы не выпускаются в таком исполнении). Наиболее распространенным является гусеничное ходовое оборудование, обеспечивающее наилучшую проходимость и маневренность экскаватора в забое. Уширенное (или удлиненное) гусеничное оборудование применяется для уменьшения удельного давления на грунт, что позволяет использовать экскаватор на слабых грунтах, например на торфоразработках. Механизм передвижения предназначен для передачи движения ходовому оборудованию от трансмиссии экскаватора. Механизмы передвижения универсальных гусеничных экскаваторов принципиально почти не отличаются друг от друга. На рис. 75 показана конструкция механизма передвижения и гусеничного ходового оборудования экскаватора Э-754. Привод вертикального вала 18 осуществляется через кулачковую муфту 16, соединяющую этот вал со свободно сидящей на нем шестерней 17, вращающейся от шестерни поворотного механизма через промежуточную паразитную шестерню 15. На нижнем шлицевом конце вала 18, установленного на бронзовых втулках, закрепленных в полой центральной цапфе, имеется коническая шестерня 22. Она находится в постоянном зацеплении с конической шестерней 23, жестко укрепленной на средней части 24 горизонтального вала, состоящего из трех частей: средней 24 и двух концевых 9. Средняя часть 24 вала опирается на два разъемных бронзовых подшипника 25 ходовой рамы. Концевые части 9 одним концом опираются на бронзовые втулки, запрессованные в торцы средней части 24 вала, второй точкой опоры для них являются бронзовые втулки в ходовой раме. На шлицевых консольных концах валов 9, выходящих за пределы ходовой рамы, укреплены ведущие звездочки 8 ходовЫх втулочно-роликовых цепей 21. Вращение от средней части 24 на концевые 9 передается двумя кулачковыми муфтами: ведущие полумуфты 5 неподвижно закреплены на средней части вала, а ведомые полумуфты 7 перемещаются по шлицам вдоль полуосей. Обе кулачковые муфты горизонтального вала механизма передвижения постоянно включены, при этом все три части вала работают как одно целое и движение от звездочек 8 передается цепями 21 звездочкам 20, укрепленным на шлицах консольной части вала 3. На валу 3, установленном на бронзовых втулках 4 в кронштейнах рамы 6 гусеничной тележки, на шпонке укреплено ведущее колесо 2 гусеницы, вращающееся вместе с валом 3 и звездочкой 20. При этом во впадины колеса 2 попадают выступы (кулаки) гусеничных звеньев 1 и происходит перекатывание ведущего колеса 2 по бесконечной гусеничной ленте, т. е. передвижение экскаватора. Для передвижения в обратную сторону достаточно изменить направление вращения вертикального вала 18, что осуществляется механизмом главного реверса. Одновременное стопорение обеих гусениц, необходимое при копании, достигается управляемой с места машиниста собачкой 14 храпового устройства, закрепленной па ходовой раме 11 и вводимой в зацепление с наружными зубцами левой ведущей кулачко- вой полумуфты 5. При этом стопорится горизонтальный вал ходового механизма и, следовательно, обе гусеницы. Для поворота машины, например направо, нужно правую ведомую кулачковую полумуфту 7 вывести из зацепления с ведущей полумуфтой 5 и сдвинуть вправо так, чтобы ее кулаки вошли в зацепление с приваренным к ходовой раме 11 неподвижным стопором 19. При этом правая гусеница застопорится, а левая, на которую продолжает передаваться движение с ходового вала, будет двигаться вперед, поворачивая экскаватор вокруг остановленной правой гусеницы. Для поворота налево нужно выключить и посадить на стопор, имеющийся также и на этой стороне рамы 11, левую полумуфту 7. Управление кулачковыми муфтами горизонтального ходового вала осуществляется с места машиниста. Механизм передвижения экскаватора Э-505А, частично видимый на рис. 74, а, имеет такое же устройство. Разница заключается в том, что с целью облегчения управления кулачковые полумуфты горизонтального вала механизма передвижения постоянно включены пружинами, а выключаются гидравлическими цилиндрами. Подвод масла к этим цилиндрам, а также к цилиндру / (рис. 76), управляющему храповым устройством, стопорящим го- а — включенное положение; б — выключенное положение; 1 — исполнительный цилиндр; 2— шток; 3—возвратная пружина; 4 — передняя собачка; 5 — горизонтальный вал ходового механизма; 6—рычаг передней собачки; 7 — ведущая кулачковая полумуфта; 8—задняя собачка; 9 — ролик ризонтальный вал ходового механизма экскаватора Э-505А при копании, осуществляется по трубкам, проходящим через полый вертикальный вал механизма передвижения. Схема работы храпового устройства горизонтального ходового вала экскаватора Э-505А показана на рис. 76. 'Пружина 3 удерживает в опущенном состоянии переднюю собачку 4 и рычаг 6. При этом задняя собачка 8 под влиянием собственного веса также опускается во впадину между кулаками ведущей полумуфты 7, жестко укрепленной на средней части горизонтального вала 5 механизма передвижения. Таким образом, собачки 4 и 8 препятствуют повороту в обе стороны горизонтального вала с полуосями, ходовыми цепями и гусеницами. Для выключения собачек 4 и 8 нужно подать жидкость под давлением в исполнительный цилиндр 1. При этом поршень цилиндра через шток 2 преодолеет сопротивление пружины 3 и, повернув собачку 4 по часовой стрелке, выведет ее из зацепления с кулаками полумуфты 7. Одновременно с собачкой 4 повернется рычаг 6 и через ролик 9 поднимет собачку 8. В этом положении горизонтальный вал механизма передвижения может вращаться в любую сторону. Вес экскаватора и внешние нагрузки, действующие на него при работе, передаются через ходовую раму 11 (см. рис. 75) на рамы 6 двух гусеничных тележек, жестко соединенных с рамой 11 кронштейнами, приваренными к рамам 6. Рама 6 гусеничной тележки имеет передние и задние кронштейны, на которых крепятся подшипники 4 вала 3 ведущего колеса 2 и оси 26 направляющих колес 13. На ней же смонтированы оси опорных катков 10, передающих нагрузку на нижнюю ветвь гусеничной ленты, и катков 12, поддерживающих верхнюю ветвь гусеницы. Бесконечная гусеничная лента, охватывающая ведущее 2 и направляющее 13 колеса, состоит из звеньев 1, шарнирно соединенных между собой пальцами, продетыми в отверстия проушин звеньев. На внутренней поверхности звеньев 1 имеются выступы (кулаки), с помощью которых осуществляется зацепление между гусеничной лентой и ведущим колесом. В процессе работы экскаватора за счет износа в соединительных шарнирах происходит удлинение как гусеничной ленты, так и ходовой втулочно-роликовой цепи 21. Поэтому для регулировки натяжения их имеются два винтовых натяжных устройства, позволяющие перемещать вдоль кронштейнов рамы 6 подшипники 4 ведущего колеса 2 и направляющего колеса 13. Подшипники 4 перемещаются ;по специальным салазкам кронштейнов рамы 6 при помощи натяжных болтов 29 и гаек 27, фиксируемых после регулировки стопорами 28. Натяжение цепи 21 регулируется натяжным устройством ведущего колеса 2. Для регулировки натяжения гусеничной ленты используется переднее натяжное устройство, перемещающее направляющее колесо 13. Так как регулировка цепи или гусеничной лен-134 ты производится двумя болтами 29, поочередно перемещающими правый и левый подшипники 4, то во избежание перекоса оси 26 (или вала 3) подтягивание правого и левого болтов должно быть одинаковым. При регулировке нужно иметь в виду, что слишком сильное натяжение цепи 21 или гусеничной ленты вызывает перегрузку двигателя и механизмов, а также увеличенный износ передач и шарнирных соединений цепи и ленты. Излишнее ослабление их может привести к нарушению правильного зацепления и наскакиванию цепи на зубья звездочек, а кулаков звеньев гусеничной ленты на выступы (вместо впадин) ведущего колеса. Результатом этого являются обрывы цепи и ленты. Поэтому регулировка натяжения ходовой цепи и гусеничной ленты должна производиться так, чтобы при туго натянутых нижних ветвях провисание верхних ветвей было у цепи 20—30 мм, у ленты (между ведущим колесом и ближайшим поддерживающим катком) — 40—50 мм. Ведущие колеса гусениц последних моделей экскаваторов выполняются не цилиндрическими, как показано на рис- 75, а в виде многогранника (например Э-505А и др.). При этом конструкция колеса обеспечивает свободное проваливание грунта, попадающего между наружной поверхностью колеса и гусеничной лентой. Таким образом исключается запрессовывание грунта между ведущим колесом и звеньями ленты, возможное у экскаватора Э-754 и вызывающее распор ленты вплоть до обрыва ее. В том случае, когда конструкция гусеничного хода не обеспечивает самоочищения ведущих колес от грунта, необходимо систематически очищать их от загрязнения. Уход за гусеничным оборудованием и механизмом передвижения заключается в правильной регулировке натяжения ходовых цепей и гусеничных лент, а также в регулярной смазке подшипников скольжения, в которых вращаются валы и оси ходового механизма и катков гусениц. Смазка осуществляется в порядке, излагаемом инструкцией по эксплуатации экскаватора, через пресс-масленки, располагаемые обычно на торцах валов и осей. Для предохранения от случайных повреждений пресс-масленки устанавливают в углублениях, имеющихся на торцах осей катков и колес гусеничных тележек, и закрывают специальными завинчивающимися предохранительными пробками. На рис. 77 показана конструкция пневмоколесного ходового оборудования экскаватора Э-258. Поворотная платформа соединяется с ходовой частью малороликовым опорно-поворотным устройством и центральной цапфой 5, входящей во втулку поворотной рамы. Конические опорно-захватные катки устанавливаются между верхним и нижним поясами опорно-поворотного круга 3, прикрепленного к ходовой раме 2. Ходовая рама 2 опирается на два ведущих моста: передний 8 и задний. Задний мост жестко соединен с рамой 2, а передний — через рессоры 11. Передвигаться экскаватор может на прицепе к грузовику, для чего предусмотрено дышло 10, укрепленное шарнирно на раме 2, или собственным ходом. Передвижение на прицепе осуществляется с большей скоростью и применяется при переброске экскаватора на значительные расстояния и по хорошим дорогам. На небольшие расстояния (до 10—15 км) и по трудно проходимым дорогам экскаватор обычно передвигается собственным ходом. Хорошая проходимость его обеспечивается приводом на все колеса. Рис. 77. Пневмоколесное ходовое оборудование экскаватора Э-258: о—первая передача; б —вторая передача; / — задние колеса; 2 — ходовая' рама; 3 — опорно-поворотный круг; 4— вертикальный вал ходового механизма; 5—центральная цапфа; 6 — карданный вал; 7 — универсальный шарнир; 8— передний ведущий мост; 9—переднее колесо; 10 — дышло; 11 — рессора; 12—винт; 13 — корпус коробки перемены передач; 14 — шестерня вертикального вала; 15 — ведущая шестерня; 16 — подвижная шестерня; 17—вал ведомый; 18— вилка; 19 — подвижная шестерня; 20—шестерня; 21 — ведущий вал; 22 — коническая шестерня; 23—полуось; 24 — вал промежуточный: 25 — вал-шестерня; 26 — фланец Движение передается от установленного на поворотной платформе двигателя на колеса экскаватора при помощи механизма передвижения следующим образом. Привод вертикального вала 4 осуществляется аналогично гусеничным экскаваторам. Далее вращение передается укрепленной на шлицах нижнего конца вала 4 конической шестерне 14, находящейся в постоянном зацеплении с другой конической шестерней, жестко укрепленной на валу 21 коробки перемены передач, заключенной в корпус 13. На валу 21 136 неподвижно укреплены шестерни 15 и 20, с которыми могут вводиться в зацепление перемещающиеся по шлицам ведомого вала 17 подвижные шестерни 19 (первая скорость) или 16 (вторая скорость). Переключение шестерен производится сдвоенной вилкой 18. Таким образом, ведомый вал 17 может вращаться с большей или меньшей скоростью при неизменном числе оборотов ведущего вала 21. С вала 17 при помощи двух карданных валов 6, каждый из которых снабжен двумя универсальными шарнирами 7, вращение передается к переднему и заднему ведущим мостам. Фланец-вилка шарнира соединена с фланцем 26 вала-шестерни 25, с которым вращение передается через коническую шестерню 22 и цилиндрическую шестерню промежуточного вала 24 на дифференциальный механизм (дифференциал) ведущего моста. Особенностью дифференциала является возможность передачи движения на правую и левую полуоси 23 таким образом, чтобы они вращались с разными скоростями, в чем возникает необходимость при движении экскаватора по кривой, когда соединенные с полуосями 23 правое и левое колеса 9 должны вращаться с разной скоростью. При передвижении по сравнительно хорошей дороге передний ведущий мост- может отключаться от механизма передвижения и тогда колеса 9 вращаются вхолостую, а ведущими являются только задние колеса 1. При передвижении по бездорожью включается и передний мост. При работе экскаватора в забое необходимо обеспечить максимальную устойчивость машины. Этому может препятствовать рессора 11, на которой ходовая рама 2 будет покачиваться при изменении внешних нагрузок. Чтобы избежать этого, в передней части рамы 2 имеется винтовое устройство, выключающее рессору 11 при работе экскаватора, что осуществляется винтами 12, при подтяжке которых передний мост жестко соединяется с рамой 2. Глава IV СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ § 33. ОСНОВНАЯ И ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ГРУППЫ УПРАВЛЕНИЯ Управление всеми рабочими механизмами экскаватора можно' разделить на две группы: основную и вспомогательную. К основной группе относится та часть системы управления, которая используется машинистом в каждом рабонем цикле экскаватора-крана, оборудованного тем или иным видом сменного рабочего оборудования. В эту группу входит управление фрикционами и тормозами подъемного и напорного механизмов главной лебедки, фрикционами механизмов главного реверса и стрелоподъемной лебедки, а также тормозами поворотного механизма и стрелового барабана и механизмом открывания днища ковша. Все эти механизмы или часть их должны включаться и выключаться в те- чение рабочего цикла, длительность которого составляет 15— '20 сек. Таким образом, для основной группы управления экскаватором характерны частые включения (до 35—50 в минуту) и значительные усилия, необходимые для работы фрикционов и тормозов. К вспомогательной группе управления относится та часть системы управления, которая используется для включения и выключения подвижных шестерен, кулачковых муфт, стопоров, собачек храповиков и т. п. Для вспомогательной группы управления характерно редкое включение, так, например: переключение кулачковых муфт механизмов поворота и передвижения экскаватора, необходимое при передвижках в забое; переключение подвижных шестерен, обеспечивающих высшую или низшую скорость поворота платформы или передвижения экскаватора; переключение двухсторонней кулачковой муфты или шестерни, включающей стрелой подъемный барабан или звездочку возврата рукояти; переключение кулачковых муфт горизонтального вала механизма передвижения и пр. Для редко включаемых рычагов вспомогательной группы управления можно допустить сравнительно большое усилие (до 12—15 кг), необходимое для включения соответствующих механизмов. Усилие на рычагах управления основной группы не должно превышать 3—4 кг, а величина хода — 150—200 мм в каждую сторону от нейтрального положения, так как при больших усилиях и ходах рычагов основной группы управления машинист очень быстро утомится. С целью облегчения условий работы машиниста применяются различные средства уменьшения необходимых усилий и ходов на рычагах основной группы управления. Эти средства называются «сервоустройствами» (усилительными устройствами), позволяющими при небольшом усилии и ходе рычага управления обеспечить достаточное усилие, необходимое для включения фрикциона или другого механизма. На современных универсальных строительных экскаваторах применяются сервоустройства: механические, гидравлические (гидравлическая система управления) и пневматические ( пневматическая система управления). На экскаваторах большого размера используются также сервоустройства электрические и смешанные (электрогидравлические, электропневматические и т. п.). Название системы управления экскаватором (гидравлическая, пневматическая, механическая) дается в зависимости от того, какие сервоустройства применены для основной группы управления. Большая часть вспомогательной группы управления обычно выполняется механической, без сервоустройств. Однако если для •основной группы управления применена гидравлическая или пневматическая система сервоустройств, то они же используются и для управления некоторыми элементами вспомогательной группы, например кулачковыми муфтами горизонтального вала механизма передвижения и храповым устройством этого же вала и др. Из приведенного выше описания различных механизмов универсальных экскаваторов видно, что для их включения необходимо приложить к включающему рычагу фрикциона, тормоза, подвижной шестерни, кулачковой муфты и пр. определенное усилие. Это усилие возникает от действия руки или ноги машиниста на рычаг или педаль управления и может быть передано (непосредственно или при помощи сервоустройства) на включающий рычаг посредством системы шарнирно соединенных рычагов, валиков и тяг( механическое управление), жидкости (гидравлическое управление) или сжатого воздуха (пневматическое управление). § 34. МЕХАНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ Механическое (рычажное) управление является наиболее простым в изготовлении, надежным в эксплуатации и обеспечивает благодаря непосредственной связи между рукой (или ногой) машиниста и управляемым фрикционом (или тормозом) высокую «чувствительность» *. На рис. 78 показана механическая система управления экскаватором. Основные рычаги и педали управления, которыми машинисту приходится пользоваться в каждом рабочем цикле, размещены перед сиденьем таким образом, что их движение направлено вдоль поворотной платформы («на себя» или «от себя»), так как эти движения меньше утомляют машиниста, чем включение рычагов в сторону. Конструкция механической системы управления отличается большим числом тяг, рычагов и шарнирных соединений. Трение в каждом из шарниров увеличивает усилие, которое должно быть приложено машинистом к рычагу или педали управления. Несмотря на то, что шарнирные соединения рычагов и тяг снабжаются стальными закаленными втулками и пальцами, они сравнительно быстро изнашиваются. Износ шарниров вызывает необходимость частой регулировки системы управления и сравнительно частой замены изнашиваемых деталей, что связано с простоями при ремонте. Кроме того, необходима регулярная смазка шарниров рычажной системы с целью уменьшения трения и износа соединений, что усложняет эксплуатацию. Обычно на экскаваторах с механическим управлением применяются названные выше механические сервоустройства, позволяющие использовать для включения основных фрикционов (главной лебедки и механизма главного реверса) мощность двигателя, вращающего трансмиссию экскаватора. В показанной на рис. 78 механической системе управления такие сервоустройства, называемые сервофрикционами, применены для включения правого и левого фрикционов главной лебедки. Рычаги 10 и 12 включают 1 «Чувствительностью» управления называется возможность машиниста чувствовать по величине усилия на рычаге или педали управления величину усилия, с которым включен фрикцион или тормоз.
не непосредственно фрикционные ленты фрикционов главной лебедки, а тормозные ленты 15 сервофрикционов, не показанных на рисунке. Сервофрикцион (рис 79) устроен следующим образом. На вращающемся по часовой стрелке валу 9 свободно установлен барабан 10 с фрикционным шкивом 12. На этом же валу на шпонке укреплена крестовина 6 с фрикционной лентой 11. Шкив 4 сервотормоза установлен на втулке на валу 9 и может поворачиваться на нем в пределах, ограниченных длиной дугообразной прорези, з которой расположен палец 5, ввернутый в крестовину 6. Рнс. 79. Сервофрикцион с наружной фрикционной лентой: рычаг включения: 2 — предохранительная пружнна; 3 — набегающий конец ленты сервотормоза; 4 — тормозной шкив; 5 — ограничитель поворота шкива; 6 — крестовина основного фрикциона; 7 — рычаг фрикционной ленты; 8 — сбегающий конец фрикционной ленты; 9 — вал; 10—барабан; II — фрикционная лента; 12 — фрикционный шкив; 13— возвратная пружина; 14—сбегающий конец ленты сервотормоза При ослабленной тормозной ленте сервотормоза шкив 4 поворачивается возвратной пружиной 13 по часовой стрелке относительно вала 9 и крестовины 6. При этом за шкивом 4 поворачивается (также по часовой стрелке) соединенный с ним тягой коленчатый рычаг 7, верхний конец которого перемещает вправо и вниз сбегающий конец 8 фрикционной ленты //, т. е. выключает фрикцион. Угол поворота шкива 4 относительно крестовины 6 ограничивается пальцем 5, в который упирается конец прорези шкива 4. В таком положении шкив 4 вращается вместе с крестовиной 6 и валом 9. При повороте по стрелке рычага 1 его конец, шарнирно соединенный со сбегающим концом 14 ленты сервотормоза, затягивает ее и затормаживает шкив 4, удерживая шкив от дальнейшего вращения с крестовиной 6. Шкив начинает отставать от вращающейся крестовины, поворачиваясь относительно нее по стрелке, показанной на шкиве 4, что сопровождается сжатием возвратной пружины 13 и поворотом (против часовой стрелки) коленчатого рычага 7, затягивающего при этом основную фрикционную ленту 11. После того как лента 11 затянута вокруг фрикционного шкива 12, поворот шкива 4 относительно крестовины 6 прекращается и он вращается вместе с крестовиной 6 и валом 9. При этом рабочая поверхность шкива 4 все время трется о поверхность фрикционной накладки неподвижной ленты сервотормоза. Усилие затяжки фрикционной ленты 11 зависит от величины силы трения рабочих поверхностей шкива 4 и ленты сервотормоза, которую можно регулировать, изменяя величину усилия на рычаге 1, связанном шар-нирно-рычажной системой с рычагом управления, расположенным у места машиниста. Предохранительная пружина 2, через которую крепится набегающий конец 3 ленты сервотормоза, имеет предварительную затяжку и предназначена для ограничения усилия, передаваемого тормозной серволентой на шкив 4. Это необходимо для предотвращения излишнего усилия включения основной фрикционной ленты 11, могущего вызвать перегрузку и поломку механизмов экскаватора. Соответствующим выбором диаметра тормозного шкива 4, соотношения плеч коленчатого рычага 7 и положения пальца, соединяющего шкив 4 с тягой рычага 7, можно обеспечить малые усилия и ход рычага управления, включающего тормозную ленту сервофрикциона. Регулировку системы рычагов управления следует производить таким образом, чтобы рычаг включения ленты сервотормоза доходил до упора раньше, чем сожмется полностью предохранительная пружина 2. Основными недостатками сервофрикционов являются достаточно сложная и частая регулировка, а также быстрый износ фрикционной накладки ленты сервотормоза. Уход за сервофрикционом не отличается от ухода за обычными фрикционами. Следует указать, что, помимо описанной, наиболее распространенной конструкции сервофрикциона, имеются и другие, также применяемые на экскаваторах. Так, например, в некоторых конструкциях шкив сервотормоза соединен с винтовым устройством или со специальной втулкой, имеющей скошенные торцовые плоскости. В этих устройствах при затормаживании шкива происходит осевое (вдоль вала) перемещение втулки или штока, передающееся затем на рычаг включения основного фрикциона. Для механического управления фрикционными механизмами (фрикционами и тормозами) без использования сервоустройств применяют конструкции шарнирно-рычажных и других передач, обеспечивающих переменное передаточное отношение. Это вызы-142 вается следующими обстоятельствами. Процесс включения любого фрикционного механизма открытого типа состоит из двух совершенно различных по своему характеру периодов: а)    выбора зазора между рабочими поверхностями трения; б)    собственно включения или «затяжки», обеспечивающей достаточную силу прижатия рабочих поверхностей друг к Другу. Для первого периода характерны сравнительно малое усилие, необходимое для выбора зазора и определяющееся сопротивлением возвратной пружины, и большой ход, увеличивающийся по мере износа фрикционной накладки. Для второго периода характерны усилие, большее в несколько десятков раз, чем в период выбора зазора, и очень малый ход, в десятки и сотни раз меньший, чем в первом периоде, так как при затяжке фрикциона (тормоза) ход определяется только деформацией передаточной шарнирно-рычажной системы и фрикциона (тормоза). Таким образом, при выборе зазора в фрикционном механизме шарнирно-рычажная система, передающая усилие включения, должна иметь небольшое передаточное отношение, что обеспечит меньший ход рычага. В период затяжки фрикциона (тормоза) передаточное число этой системы должно быть большим, что позволит при небольшом усилии, приложенном к рычагу управления, получить во много раз большее усилие, включающее фрикцион (тормоз). Конструкции передаточных систем (связывающих рычаг управления и включаемый механизм) с переменным передаточным отношением отвечают этим требованиям. Характерными примерами таких передач являются часто применяемые в системах управления фрикционами и тормозами экскаватора шарнирно сочлененные рычаги, доходящие до положения «распора» (тормоза поворотных- механизмов Э-505, Э-1004, Э-2001 и др., тормоза главной лебедки Э-505А, фрикционы механизма главного реверса Э-255, Э-353 и др.). Отмеченные выше недостатки механического управления приводят к тому, что эта система в последние годы вытесняется гидравлическим и пневматическим управлениями. Последнее применяется теперь даже на малых экскаваторах с ковшом емкостью 0,3 м3 (модели Э-302, Э-303, Э-304). § 35. ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ При гидравлическом управлении усилия на рукоятках управления и величина их хода значительно меньше, чем при механическом управлении, благодаря чему значительно снижается утомляемость машиниста и может быть повышена производительность экскаватора. Усилие, необходимое для включения фрикционных и некоторых других механизмов, обеспечивается исполнительным цилиндром, на поршень которого воздействует жидкость, подаваемая под давлением в цилиндр (см. рис. 70 и 71). На рис. 80 показаны способы выключения фрикционов различных типов по- Жидкость средством гидравлического исполнительного цилиндра. Поданная под давлением жидкость включает фрикцион, а выключается он возвратной пружиной 4, выжимающей жидкость из цилиндра 5, после прекращения ее подачи. Жидкость может подаваться в исполнительный цилиндр от насоса, создающего давление, или из цилиндра-датчика, на поршень которого нажимает машинист рычагом или педалью. В первом случае система управления называется насосной, а во втором ■—безнасосной. В качестве рабочей жидкости в гидравлических системах управления применяются минеральные масла (трансформаторное, веретенное и др.), причем выбор масла зависит в основном от температуры воздуха в период эксплуатации машины. Безнасосное гидравлическое управление, широко используемое для управления тормозами автомобилей, отличается от механического лишь тем, что в нем усилие от руки или ноги машиниста передается’ управляемому механизму не шарнирно-рычажной передачей, а маслом, заполняющим два цилиндра (датчик и исполнительный) и соединяющую их трубку. Принцип действия безнасосного гидравлического управления основывается на несжимаемости жидкости, благодаря чему машинисту не приходится затрачивать дополнительной энергии на сжатие ее. На рис. 81 показано безнасосное управление тормозом главной лебедки экскаватора Э-1004А, действующее следующим образом. При нажатии на педаль 1 она поворачивается по часовой стрелке на оси 17. Вместе с педалью поворачивается жестко соединенный с ней кулачок 18, нажимающий на ролик 19, соединенный с хвостовиком штока 20. При этом ролик 19, шток 20 и поршень 21 перемещаются вправо, сжимая пружину 7 и выдавливая заполняющее систему масло из цилиндра-датчика 6 по трубке 9 в исполнительный цилиндр 16. Поступая в цилиндр, масло отжимает влево' поршень 15, передающий движение через шток 20 на нижний конец рычага 14. Поворачиваясь по часовой стрелке, рычаг 14 сжимает возвратную пружину 11, а его верхний конец, соединенный шарнирно со сбегающим концом 12 тормозной ленты, затягивает ее, включая таким образом тормоз. Для удержания тормоза во включенном положении нужно нажать на педаль 1 пяткой, причем она повернется на шарнире, соединяющем педаль с изогнутым рычагом, и зуб собачки 2 войдет в зацепление с одним из зубьев гребенки 5, закрепленной на раме платформы. Для выключения стопорной собачки 2 достаточно нажать на педаль 1 носком. Если прекратить нажим на педаль 1, то пружина 8 повернет педаль с кулачком 18 до отказа против часовой стрелки, вследствие чего педаль 1 поднимется в крайнее верхнее положение, а кулачок 18 отойдет влево от ролика 19. При этом возвратная пружина И выжмет масло из исполнительного цилиндра 16 в цилиндр-датчик 6, отодвигая ролик 19 к кулачку 18, и одновременно повернет против часовой стрелки рычаг 14 и выключит тормоз. 10—247    145 При работе описанной безнасосной системы игла 3 поджата завинчивающейся винтовой крышкой к отверстию в дне наполнительного бачка 4 и запирает его, разъединяя полости бачка 4 и цилиндра-датчика 6, так как при открытом отверстии масло из цилиндра-датчика 6 будет выжиматься не в исполнительный цилиндр 16, а в наполнительный бачок 4. Если произошла утечка масла ив системы, нужно отвернуть иглу 3 и снять ногу с педали 1. Пружина 7 отодвинет поршень 21 в крайнее левое положение, и масло из бачка 4, пройдя через отверстие, ранее запертое иглой, пополнит систему. После этого игла 3 должна быть снова плотно завернута. Рис. 81. Гидравлическое безнасосное управление тормозом главной лебедки экскаватора Э-1004А: 1 ~_педаль;2 — стопорная собачка; 3— запорная игла; 4 — наполнительный бачокг 5 — гребенка; 6 — цилиндр-датчик; 7 —пружина; 8 — пружина педали; 9 —трубка; 10 —■ шток; 11 — возвратная пружина; 12 — сбегающий конец тормозной ленты; 13 — стяжной болт; 14 — рычаг; 15 — поршень; 16 — исполнительный цилиндр; 17 — ось педали; 18 — нажимной кулачок; 19 — ролик; 20 — шток; 21 — поршень В некоторых безнасосных системах управления (например у экскаваторов Э-505 раннего выпуска) вместо запорной иглы 3 применяется обратный клапан, свободно пропускающий масло из бачка 4 в цилиндр-датчик 6, но не позволяющий ему пройти в обратном направлении. Преимуществом такой системы является автоматическое пополнение системы в случае утечки. Описанная система регулируется будучи полностью заполненной маслом. Педаль 1 закрепляют собачкой 2 в крайнем нижнем положении, причем кулачок 18 становится почти в положение распора относительно ролика 19. Затем болтом 13 тормозную ленту затягивают на тормозном шкиве. Это положение соответствует включенному тормозу. Затяжку возвратных пружин 11 регулируют так, чтобы усилие на них было достаточным для возвращения всей системы в выключенное состояние. По мере срабатывания фрикционных накладок тормозной ленты необходимо подтягивать болт 13, уменьшая зазор между лентой и шкивом. Чем ближе кулачок 18 подходит к положению распора при включенном тормозе, тем меньшее усилие для затяжки ленты необходимо приложить к педали 1, т. е. тем легче работать машинисту. Безнасосное управление по существу отличается от механического лишь тем, что усилие от руки (ноги) машиниста к включаемому механизму передается не шарнирно-рычажной системой, а жидкостью. Применение безнасосного управления ограничивается величиной усилия, необходимого для включения тормоза или фрикциона, с увеличением которого растет и усилие на педали управления. - Преимущество безнасосного гидравлического управления по сравнению с механическим заключается в отсутствии большого числа быстроизнашивающихся и снижающих к. п. д. передач шарниров, а также в удобстве подвода трубки, соединяющей цилиндр-датчик и исполнительный цилиндр, к любому механизму экскаватора. Насосное гидравлическое управление принципиально отличается от безнасосного тем, что усилие, включающее фрикционный или другой механизм, создается насосом, подающим масло под давлением в исполнительный цилиндр. Усилия на рукоятках управления очень малы, так как машинист перемещает лишь золотники распределительного устройства, соединяющие исполнительные цилиндры управляемых механизмов с насосом (включение) или с баком (выключение). На рис. 82 показано распределительное устройство гидравлического насосного управления, применяемое на экскаваторах Э-505А, Э-1004А и др. К корпусу 1 золотника по нагнетательному трубопроводу 11 через общий коллектор 10, сообщающийся со всеми золотниками, подводится под давлением масло. Полость корпуса / соединена также со сливным коллектором 9, от которого масло по сливному трубопроводу 5 отводится в бак. К торцу корпуса золотника подсоединен трубопровод 12, соединяющий его с исполнительным цилиндром механизма, которым он управляет. В продольном сверлении корпуса перемещается цилиндрический золотник 2, имеющий в средней части меньший диаметр, чем по концам, притертым к поверхности сверления корпуса 1 и плотно прилегающим к ней. Золотник 2 имеет продольное сверление, идущее от переднего торца к отверстиям в средней части. При нейтральном положении рукоятки управления 8 (рис. 82, а) болт-толкатель 7 отходит от торца стакана 6, рабочая пружина 15 полностью распрямляется и возвратная .пружина 3 отодвигает золотник 2 вместе с пружиной 15 и стаканом 6 в крайнее левое положение, до упора торца стакана в заплечик ограничительного винта 4. В этом положении передняя (правая) утолщенная часть Рис. 82. Распределительные золотники гидравлического насосного управления экскаваторов Э-505А и Э-1004А: а — выключенное положение; б — включенное положение; 1 — корпус золотника; 2— золотник; 3 — возвратная пружина; 4—ограничитель; 5 — сливной трубопровод; 6 — стакан; 7 — регулировочный болт-толкатель; 8 — рукоятка управления; 9— слнвной коллектор; 10— нагнетательный коллектор; 11 — нагнетательный трубопровод; 12 — трубопровод к исполнительному цилиндру; 13 — ролик; 14 — качающиеся шины; 15 — рабочая пружина золотника 2 закрывает вход из нагнетательного коллектора 10, а задняя (левая) утолщенная часть золотника 2 открывает выход маслу из продольного сверления корпуса 1 в сливной коллектор 9, соединенный с баком. При этом возвратная пружина не показанного на рисунке исполнительного цилиндра выжимает из него масло по трубопроводу 12 через сверление золотника 2 и отверстие в средней части его в сливной коллектор 9 и далее по трубопроводу 5 — в бак (движение масла показано стрелками). Таким образом осуществляется выключение управляемого распределительным золотником механизма. Для включения механизма нужно нажать на рукоятку управления-8 (рис. 82,6), повернув ее вместе с роликом 13 против часовой стрелки. При этом ролик 13 переместит вправо нижний конец качающейся шины 14, а торец болта-толкателя 7, упираясь в стакан 6, сдвинет его вперед (вправо). При перемещении стакана 6 в первую очередь сжимается возвратная пружина 3, значительно более слабая, чем рабочая пружина 15, вследствие чего золотник 2 переместится вперед. В этом положении задняя утолщенная часть золотника 2 закрывает выход в сливной коллектор 9, а передняя открывает доступ маслу из нагнетательного коллектора 10 к средней части золотника 2. Оттуда подаваемое под давлением масло поступает через сверление в золотнике в трубопровод 12 и по нему — в исполнительный цилиндр, включая таким образом управляемый механизм. Движение масла при включении механизма показано на рис. 82, б. По мере возрастания сопротивления включению механизма (например при затяжке фрикционной ленты) возрастает давление в исполнительном цилиндре и в соединенной с ним полости корпуса 1. При этом, увеличивается также давление масла на торец золотника 2, вследствие чего золотник отжимается назад (влево), что сопровождается сжатием рабочей пружины 15, расположенной между заплечиками золотника 2 и дном стакана 6, удерживаемого на месте рукой машиниста (через рукоятку 8, ролик 13, шину 14 и болт-толкатель 7). Так как масло при включенном механизме продолжает поступать из нагнетательного коллектора 10, увеличивая давление в полости корпуса 1, золотник 2 отжимается назад до тех пор, пока уширенная часть золотника закроет канал, соединяющий коллектор 10 с полостью корпуса 1. При этом давление в полостях корпуса 1, трубопровода 12 и исполнительного цилиндра определяется величиной сжатия рабочей пружины 15 и чувствуется рукой машиниста, нажимающего на рукоятку управления. Если рукоятку управления повернуть дальше, то сжатие пружины 15 и давление в исполнительном цилиндре увеличиваются, если ослабить — уменьшаются. Таким образом можно регулировать усилие, включающее механизм, а кроме того, обеспечивается «чувствительность» управления, что весьма важно при управлении фрикционными механизмами. Величину наибольшего усилия включения управляемого механизма, зависящую от давления в исполнительном цилиндре -и достигаемую при полном (до упора) повороте рукоятки 8, можно регулировать (в пределах обеспечиваемого насосом давления) подвертыванием болта-толкателя 7, от положения которого зависит максимальное перемещение стакана 6 и сжатие пружины 15. Из рис. 82 видно, что одной рукояткой 8 можно управлять двумя распределительными золотниками. Это обеспечивается на- Рис. 83. Гидравлическая насосная система управления экскаватора Э-505А: / аккумулятор; 2—насос; 3—головка аккумулятора; 4—смотровое окно; 5 — бак; 6 — рукоятки управления золотниками; 7—манометр; 8 — пульт управления; 9 — нагне* тательный коллектор; 10 — золотники; И — вращающееся соединение центральной цапфы; 12 — исполнительные цилиндры личием двух находящихся в различных плоскостях роликов 13, один из которых расположен выше оси рукоятки, а второй — ниже. Поэтому при движении рукоятки 8 «на себя» будет включаться один золотник, а при движении «от себя» — другой. Общее число распределительных золотников 10 (рис. 83), смонтированных на пульте управления 8, равно числу механизмов (исполнительных цилиндров). Все корпуса распределителей размещены в одном блоке, где находятся нагнетательный и сливной 150 коллекторы, соединенные трубопроводами: первый — с аккумулятором высокого давления, второй—с баком. Аккумулятор, через который проходит масло, подаваемое насосом в нагнетательный коллектор распределителя, предназначен для сглаживания неравномерности потребления масла механизмами экскаватора, а также для разгрузки непрерывно работаю-щего насоса при отсутствии потребления масла под давлением, например при холостом ходе двигателя с главной трансмиссией. От насоса 2 масло подается в головку 3 аккумулятора 1, откуда оно может поступать либо в нагнетательный коллектор распределителя, либо через сливной клапан — в бак 5. Во втором случае (когда клапан открыт) насос работает без нагрузки, так как масло перекачивается в бак и не встречает сопротивления на своем пути. Устройство аккумулятора гидравлической насосной системы показано на рис. 84, а. Этот аккумулятор иногда называют комбинированным, так как его конструкция совмещает в одном блоке собственно аккумулятор 2, где масло находится под давлением, и бак, в котором без давления содержится необходимый для работы системы объем масла. Масло заливается в бак 15 через патрубок 13, с которого свинчивается показанная на рисунке накидная гайка, соединяющая его со сливным трубопроводом, идущим от возвратного коллектора распределительных золотников на пульте управления. Масло заполняет не только бак 15, но и полость корпуса 4, соединяющуюся с ним отверстием в разделяющей их стенке. Фильтр 14 грубой очистки препятствует попаданию в бак механических частиц при заливке масла. Из бака 15 через тонкий сетчатый фильтр 17 и патрубок 18 масло попадает по всасывающему трубопроводу в насос гидросистемы, который подает его в отверстие 21 головки 7 аккумулятора, снабженной обратным 9 и сливным 8 клапанами. Если под манжетом 20 нет масла (аккумулятор разряжен), то пружина 5 удерживает шток 3 и поршень 19 в нижнем положении, причем навернутая на резьбу верхнего конца штока 5 нажимная головка 6 также находится в нижнем положении и боек 11 не касается торца толкателя 10 (см. рис. 84,6). При этом толкатель 10 садится на дно стакана 23, а шарик сливного клапана 8 — в свое гнездо, закрывая проход в бак и вынуждая подаваемое насосом в отверстие 21 масло отжимать удерживаемый пружиной шарик клапана 9 и выходить в отверстие 22, как показано стрелками на рис. 84, б. Из отверстия 22 масло по нагнетательному трубопроводу, имеющему ответвление, соединенное с патрубком 1, поступает в нагнетательный коллектор распределителя '. При за- 1 В некоторых системах, например у экскаваторов Э-1004, масло из головки по трубопроводу поступает под поршень аккумулятора, а оттуда через войлочный фильтр — в нагнетательный трубопровод. Такая конструкция обеспечивает лучшую очистку масла, подаваемого к золотникам. крытых золотниках масло не может пройти через них и поступает через патрубок 1 под поршень 19 аккумулятора, имеющий уплотнительный манжет 20, поднимает поршень и сжимает при этом пружину 5. Так как пружина 5 давит через шток 3 на поршень, то давление под манжетом 20 возрастает по мере сжатия пружины. Таким образом происходит зарядка аккумулятора. При определенной величине подъема поршня 19 удерживаемый
Рис. 84. Аккумулятор насосной системы управления: а — устройство аккумулятора; б — движение масла в головке аккумулятора в период зарядки аккумулятора; в — движение масла в головке аккумулятора при заряженном аккумуляторе; / —патрубок нагнетательного трубопровода; 2 — цилиндр аккумулятора; 3 — шток аккумулятора; 4 — корпус; 5 — пружина аккумулятора; 6 — нажимная головка; 7—головка аккумулятора; 8 — сливной клапан; 9 — обратный клапан; 10— толкатель; 11 — боек; 12 — пружина бойка; 13 — сливной трубопровод; 14—заправочный фильтр; 15—бак; 16 — спускное отверстие; /7 —сетчатый фильтр; 18 — всасывающий патрубок; 19 — поршень аккумулятора; 20 — манжет; 21 — ввод от насоса; 22 — выход в нагнетательный коллектор; 23 — стакан толкателя; 24—слнвиое отверстие в верхнем положении пружиной 12 боек 11 упрется нажимной головкой 6 в нижний торец толкателя 10, а верхний торец толкателя — в шарик клапана 8. Однако так как пружина 12 очень слаба, а шарик прижимается вниз значительным давлением масла в полости головки 7, при дальнейшем подъеме штока 3 будет сжиматься пружина 12, а шарик клапана 8 останется на месте до тех пор, пока боек 11 не сядет заплечиками на верхний торец головки 6. При'этом на толкатель и шарик будет действовать усилие значительно большее, чем прежде, и шарик приподнимется над гнездом, открывая доступ маслу из головки 7 через отверстия 24 в бак, а сжатая ранее пружина 12 выпрямится и еще выше поднимет толкатель 10 и шарик 'клапана 8, увеличивая проход для масла (рис. 84, в). При поднятом шарике сливного клапана 8 насос разгружается, свободно перекачивая масло из бака 15 через головку 7 опять в бак. Как только давление над клапаном 8 упадет, пружина обратного клапана 9 прижмет шарик клапана 9 к его гнезду, закрывая таким образом выход маслу из полости высокого давления под поршнем 19 обратно в головку 7. При заряженном аккумуляторе шарики клапанов 8 и 9 находятся в положениях, показанных на рис. 84, в, где движение масла обозначено стрелками. При включении золотников управления масло будет под давлением подаваться из заряженного аккумулятора через патрубок 1, нагнетательный трубопровод и золотники к исполнительным цилиндрам. По мере расхода масла поршень 19 со штоком 5 и нажимной головкой 6 будет опускаться. Вместе с ними будет опускаться толкатель 10 с шариком клапана 8 до тех пор, пока зазор между шариком и его гнездом станет настолько малым, что для продавливапия масла через этот зазор понадобится значительное давление в полости головки 7. Однако давление, необходимое для продавливания подаваемого насосом масла через малый зазор, будет также прижимать шарик клапана 8 вниз, и, сжав пружину 12, сразу плотно посадит шарик в гнездо, прекратив доступ масла из головки 7 в бак. Тогда масло снова пойдет через обратный клапан 9 в патрубок 1 и будет опять поднимать поршень 19, заряжая аккумулятор до тех пор, пока не откроется сливной клапан 8 и т. д. Следовательно, в процессе работы поршень 19 будет все время колебаться между верхним положением, при котором открывается сливной клапан 8, и нижним положением, соответствующим моменту закрытия клапана. При этом давление масла под поршнем 19 аккумулятора и в нагнетательном коллекторе золотников будет определяться сжатием пружины 5, соответствующим верхнему и нижнему положениям поршня 19 и штока 3. Величину давления в системе можно регулировать навертыванием корпуса нажимной головки 6 на шток 3. Так, если корпус нажимной головки 6 опустить на штоке 3 (завернуть), то для того, чтобы боек 11 дошел до толкателя 10 и открыл клапан 8, необходимо больше поднять поршень 19 и шток 3, т. е. больше сжать пружину 5. Значит, в этом случае увеличится сила, действующая на поршень 19, и давление в системе повысится. При отвертывании корпуса, наоборот, давление в системе понизится. Регулировка давления в системе установкой корпуса нажимной головки 6, фиксирующейся на штоке 3 при помощи контргайки и стопорной шайбы, производится на заводе-изготовителе и не должна нарушаться при эксплуатации экскаватора, так как неправильная регулировка аккумулятора может вызвать: при за- Рис. 85. Вращающееся соединение для подвода масла к валу: / — стопорная гайка; 2 — накидная гайка; 3 — нажимная втулка; 4 — уплотнительные кольца; 5 —корпус; б —цапфа; 7 — кольцо; 8 — патрубок вышенном давлении — аварии (поломку насоса, разрыв трубопроводов, выход из строя механизмов трансмиссии); при заниженном давлении — недостаточное усилие включения фрикционов, что, в частности, увеличит их износ. Пружина 12 бойка 11 обеспечивает быстрое и полное открытие сливного клапана 8, а также быстрое закрытие его, что дает возможность избежать дросселирования (продавливания через узкую щель) масла, вызывающего нагрузку насоса, нагрев и вспенивание масла. Правильность работы сливного клапана 8 можно проверить манометром, устанавливаемым вместо пробки, ввернутой в верхнее отверстие головки 7. При четкой работе клапана 8 стрелка манометра должна показывать ноль (клапан открыт) или резко переходить на цифру, соответствующую рабочему давлению (клапан закрыт). Многие исполнительные цилиндры гидравлической системы управления устанавливаются на вращающихся механизмах, а масло к ним подводится через сверления в валах. Подвод масла к вращающимся валам осуществляется специальным соединением, конструкция которого показана на рис. 85. Масло подводится по трубопроводу, ввернутому в патрубок 8 корпуса 5, затем проходит через радиальные сверления кольца 7 и цапфы 6 (показано стрелками), попадая в осевое сверление цапфы 6, а затем в осевое сверление вала, в торец которого ввернута цапфа 6. От утечки масла предохраняют уплотнительные кольца 4, зажатые между двумя нажимными втулками 3 и кольцом 7. Края колец 4 при затяжке гайки 2 расходятся и плотно прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 5 и к гладкой части цапфы 6. Вместе с валом вращается только цапфа 6 с гайкой 1, удерживающей корпус 5 с втулками 3 на гладкой части цапфы; остальные детали соединения неподвижны. При появившихся утечках во вращающемся соединении нужно подтянуть гайку 2. Если это не прекратит утечки, необходимо еаменить уплотнительные кольца 4. Питание системы гидроуправления обычно осуществляется лопастным насосом, установка и привод которого показаны на рис. 86. Насос устанавливается соосно с приводным валом (обыч- Рис. 86. Установка насоса системы гидроуправления: 1 — насос; 2— кронштейн; 3— вал насоса; 4—ведомая полумуфта; 5 — палец ведомой полумуфты; 6 — палец ведущей полумуфты; 7 — резиновый диск; 8 — ведущий диск, (по* лумуфта); 9 — шкив коленчатого вала двигателя но с коленчатым валом двигателя, со стороны радиатора) на специальном кронштейне 2. Привод вала 3 насоса осуществляется от шкива 9 коленчатого вала двигателя через специальную муфту, состоящую из ведущего диска 8, резинового промежуточного диска 7, ведомой полумуфты 4 и пальцев 5 и 6, соединяющих ведущий диск и ведомую полумуфту с диском 7. Втулка ведомой полумуфты 4 надета на хвостовик вала 3 и соединена с ним шпонкой. Пальцы 5 закреплены в полу-муфте 4, а пальцы 6 — в диске 8, причем свободные концы одних и других пальцев входят в отверстия диска 7. Резиновый диск 7 служит для компенсации возможной неточности расположения валов насоса и двигателя и для предохранения от скручивания вала 3 насоса при заклинивании ротора насоса. При эксплуатации экскаватора с гидравлическим управлением особое внимание необходимо уделять качеству и чистоте масла, заливаемого в систему управления. Мельчайшие механические примеси (пыль и пр.), попавшие в систему, могут вывести из строя насос и золотники управления, имеющие притертые поверхности. Поэтому масло, которое должно заливаться в систему, следует хранить только в хорошо закрывающейся (лучше герметической) посуде. Для безотказной работы гидроуправления необходима примерно одинаковая вязкость масла. Так как при изменении температуры вязкость и некоторые другие свойства масла изменяются, ,в различное время года нужно применять различные сорта масел. Наиболее распространенными сортами масел являются для работы зимой— трансформаторное (при температуре от 0 до —30°), для работы летом -— веретенное 3 (при температуре от 0 до +30°). При более высоких температурах могут применяться более вязкие сорта масла, например компрессорное Т и автол 18. Рекомендуемые сорта масла и периодичность замены его в системе гидроуправления (обычно 3—4 месяца) указаны в инструкции по эксплуатации экскаватора, которой следует руководствоваться. Основными недостатками гидравлических насосных систем управления являются: а)    резкость включения механизмов, вследствие чего возникают значительные динамические нагрузки на механизмы и необ> ходимо применять специальные устройства для обеспечения плавности включения механизмов; б)    потребность в снабжении и специальном хранении масла для заливки в систему управления, причем расход масла может быть значительным при наличии утечек в системе. Преимуществом гидравлического управления является возможность использования высокого давления в системе (до 100 кг/см2), что позволяет применить исполнительные цилиндры малых диаметров и длины, которые удобно располагать в рабочих механизмах. Пневматическое управление принципиально отличается от насосного гидравлического тем, что включение рабочего механизма осуществляется не жидкостью, а сжатым воздухом, подаваемым к исполнительному цилиндру от компрессора через специальный распределитель и клапаны управления. Основными преимуществами пневматического управления по сравнению с гидравлическим являются: а)    возможность более плавного включения механизмов, чего можно достичь, вследствие сжимаемости воздуха, изменением величины сечений входных каналов (дросселированием), а также специальными дифференциальными клапанами управления; б)    использование атмосферного воздуха в качестве рабочего тела, что исключает необходимость снабжения маслом для пополнения утечек из системы. Однако при пневматическом управлении давление, под которым рабочее тело (воздух) подается к исполнительным цилиндрам, обычно не превышает 6—7 кг/см2, т. е. намного меньше, чем при гидроуправлении. Следовательно, размеры исполнительных цилиндров должны быть соответственно больше. Специальные конструкции фрикционов (пневмокамерные), применяемые в самое последнее время, позволяют устранить этот недостаток. Пневматическое управление применяется как на универсальных строительных, так и на экскаваторах средней и большой мощности. На последних обычно применяется смешанное — электро-пневмэтическое управление. На рис. 87 показана принципиальная схема пневматического управления. Компрессором 1, приводимым в движение клиноременной передачей от вала двигателя, воздух нагнетается через масловлаго-отделитель 2 в мокрый ресивер 4; из мокрого ресивера воздух поступает в распределитель 5, а из него—в корпусы клапанов 6, 8, 9 управления, соединяющих полости исполнительных цилиндров (пневмокамер) с распределителем 5 или с атмосферой. В компрессоре 1 имеется автоматически действующее устройство, переключающее компрессор на холостой ход тогда, когда давление воздуха в мокром ресивере достигнет определенной величины, на которую отрегулирован регулятор давления. При этом всасывающие клапаны компрессора остаются все время открытыми и он работает вхолостую. При падении давления в мокром ресивере, вследствие расхода воздуха из него на включение исполнительных цилиндров рабочих механизмов, всасывающие клапаны освобождаются и компрессор пополняет запас воздуха в мокром ресивере. Таким образом, мокрый ресивер является аккумулятором, содержащим запас воздуха под давлением, а регулятор давления выполняет функцию, аналогичную сливному клапану аккумуля- Рис. 87. Принципиальная схема пневмоуправлення механизмами экскаватора Э-5010: / — дроссель; 2 — мокрый ресивер; 3 — масловлагоотделитель; 4 — компрессор; 5 — исполнительная камера автомобильного типа (тормозная): 6 — тормоз механизма поворота; 7—клапан быстрого выпуска; 8 — стопорные собачки ходового механизма; 9— тормоз главной трансмиссии; 10 — тормоз стрелового барабана; //—тормоз водила планетарной передачи стрелоподъемной лебедки; 12— клапан управления прямого действия; 13 — рукоятка управления; 14 — распределитель; /5 —фрикцион напора; /о фрикцион возврата; 17 — дизель; 18—клапан спускной; 19 — фрикцион главногореверса; 20 — фрнкцион подъема ковша; 21 — фрикцион механизма открывания днища ковша; 22 — дифференциальный клапан; 23— обратный клапан двойного действий; 24 — клапан управления сигналом; 25 — распределительный кран тора гидроуправления, т. е. переключает компрессор на холостой ход при достижении заданного давления в ресивере’и автоматически включает компрессор на рабочий ход при падении давления воздуха в ресивере. Масловлагоотделитель (рис. 88) предназначен для отделения масла и частично влаги от подаваемого в ресивер воздуха. Полость масловлагоотделите-ля заполнена фильтрующими элементами, так называемыми кольцами Ра-шига 1, которые перед заполнением должны быть тщательно очищены, про; мыты керосином и просушены. Воздух от компрессора проходит е корпус 2 через штуцер и фильтруется при проходе снизу вверх, а капельки масла и влаги стекают через отверстия в нижнем днище 3 к спускному крану 4, через который накопившуюся эмульсию нужно периодически спускать. Рис. 88. Масловлагоотделитель:
Попадание в клапаны управления, рабочие цилиндры и камеры влаги, выпадающей вследствие конденсации пара при сжатии атмосферного воз- I — кольца Рашига; 2 — корпус; 3 — нижнее    т 1 днище; 4 — спускной кран    духа, а также масла, па ры которого смешиваются с 'воздухом в компрессоре, весьма отрицательно влияет на работоспособность системы. Масло, в частности, разъедает резиновые детали клапанов системы управления, а наличие влаги в зимнее время может привести к примерзанию клапанов, манжет цилиндров и пр., а также вызвать коррозию металлических деталей. Кроме того, влага, скапливаясь в местах изгиба соединительных трубок пневмосистемы, может замерзнуть и образовать ледяные пробки, т. е. закупорить систему управления. Поэтому в современных системах пневматического управления принимаются специальные меры для отделения влаги от поступающего в систему управления воздуха. Машинист должен особенно тщательно выполнять имеющиеся в инструкции по эксплуатации экскаватора требования, предусматривающие предохране-кие системы пневмоуправления от попадания в нее влаги, особенно в холодное время года. Мокрый ресивер, показанный на рис. 89, предназначен, как указывалось выше, для накапливания запаса сжатого .воздуха, а также для дальнейшего выделения из него влаги. Выделение влаги происходит за счет конденсации пара при охлаждении воздуха в мокром ресивере, расположенном обычно под поворотной рамой экскаватора. Поэтому зимой, т. е. в период, когда наличие влаги в системе пневмоуправления особенно нежелательно, охлаждение сжатого воздуха в ресивере идет очень интенсивно. Рис. 89. Мокрый ресивер: / — нагнетательный штуцер; 2 — соединительная трубка? 3— спускной кран; 4 — секция Мокрый ресивер состоит из расположенных рядом нескольких секций 4 большого диаметра, соединенных между собой трубками 2 и снабженных спускными кранами 3, установленными в нижней части каждой секции. Сжатый воздух поступает из масловлагоотделителя через нагнетательный штуцер 1 в первую секцию, а после нее последовательно проходит через остальные секции, изменяя направление движения в каждой из них. По мере прохождения по секциям ресивера температура и влагосодержание воздуха снижаются и к моменту выхода из последней секции становятся близкими к температуре и .влажности окружающего воздуха. Мокрый ресивер имеет несколько секций для увеличения поверхности охлаждения и ускорения процесса, а также для изменения скорости движения воздуха при переходе из секций большого диаметра в тонкие соединительные трубки и наоборот, что содействует конденсации влаги. Выделяющийся в процессе охлаждения воздуха конденсат стекает вниз по стенкам каждой секции и может быть слит через спускной кран 3. Рекомендуется сливать конденсат в конце каждой смены, а если конденсата много, то несколько раз в смену. Для управления механизмами применяются клапаны двух типов: дифференциальные-— позволяющие регулировать давление воздуха в исполнительном цилиндре (камере) включаемого рабочего механизма, и клапаны прямого действия — соединяющие полость рабочего цилинд-, ра (камеры) с распределителем без изменения давления подаваемого воздуха. U3 рабочего цилиндра Рис. 90. Клапан управления прямого действия:
ЯК лапан прямого действия показан на рис. 90. Если не нажимать сверху «а шарик 9, то возвратная пружина 1 прижимает стакан 10 с поршнем-цилиндром 7 вверх, а между нижним торцом полого поршня 7 и прокладкой 4 клапана 1
- возвратная пружина стакана; 2— возвратная пружина клапана; 3 — клапан; 4— прокладка клапана; 5 — нижняя часть корпуса; 6 — отверстие для выпуска воздуха; 7 — поршень; 8 — верхняя часть корпуса; 9 — шарик; 10—нажимной стакаи
3 имеется зазор. Следовательно, воздух из полости рабочего цилиндра может выходить (па рис. показано светлыми стрелками) через штуцер, завернутый в нижнюю часть 5 корпуса, под торец поршня 7, через его сверления в отверстие 6 верхней части 8 корпуса и далее в атмосферу. При этом пружина 2 прижимает клапан 3 вверх и прокладка 4 упирается в заплечики нижней части корпуса 5, отсекая нижнюю полость корпуса от средней. Прокладка 4 прижимается к заплечикам корпуса не только пружиной 2, но и давлением сжатого воздуха, поступающего в нижнюю полость корпуса от распределителя через штуцер (на рис. показано темной стрелкой)-. Таким образом, выход для находящегося под давлением воздуха закрыт, а полость исполнительного цилиндра (камеры) соединена с атмосферой, т. е. механизм выключен. Для включения необходимо нажать вниз на шарик 9. При этом сожмется пружина 1, стакан 10 с поршнем 7 опустится вниз и нижний торец поршня упрется в прокладку 4, отсекая выход из исполнительного цилиндра (камеры) в атмосферу. При дальнейшем опускании поршня 7 вместе с ним будет опускаться и клапан 3, а пружина 2 сжиматься, все время прижимая прокладку 4 к торцу поршня 7. Теперь сжатый воздух проникнет через зазор между прокладкой 4 и заплечиками корпуса из нижней полости корпуса в среднюю, а из нее — по трубке в исполнительный цилиндр (камеру), управляемый данным клапаном. При этом давление воздуха в исполнительном цилиндре, которое ранее было равно атмосферному, поднимется до давления, имеющегося в распределителе, причем будет поддерживаться таким до тех пор, пока открыт клапан. Если перестать нажимать сверху на шарик 9, то сначала пружина 2 поднимет клапан 3 и прижмет прокладку 4 к заплечикам корпуса, отсоединив исполнительный цилиндр от полости высокого давления. При дальнейшем подъеме поршня 7 под действием пружины 1 между его торцом и прокладкой 4 образуется зазор, через который полость исполнительного цилиндра соединится с атмосферой и давление упадет до атмосферного. Из сказанного видно, что при помощи клапана прямого действия величину давления воздуха в исполнительном цилиндре (камере) нельзя регулировать. Для регулировки величины давления воздуха в исполнительном цилиндре (камере) применяется дифференциальный клапан управления (рис. 91). При отсутствии нажима на толкатель 10 пружина 11 поднимает его в крайнее верхнее положение, причем образуется максимальный зазор между торцами толкателя 10 и упорной шайбы 14. При этом пружина 7 также поднимает в крайнее верхнее положение диафрагму 8 с чашечкой 9, образуя зазор между нижним торцом чашечки 9 и прокладкой 6 выпускного клапана 5, а пружина 2 поднимает впускной клапан 3 и прижимает его прокладку 4 к заплечикам корпуса 15. Описанное положение деталей показано на рис. 91. В этом положении воздух из полости исполнительного цилиндра (камеры) выходит в атмосферу, как показано пунктирными стрелками. Сжатый воздух, поступающий из распределителя в нижнюю полость через ввод 1, попадает под клапан 3, но дальше не проходит, так как прокладка 4 прижата к заплечикам корпуса пружиной 2 и давлением воздуха. Для включения исполнительного цилиндра (камеры) нужно нажать сверху на толкатель 10. При этом усилие нажатия передается через рабочую пружину И и шайбу 14 на диафрагму 8 и пружину 7, при сжатии которой диафрагма 8 прогибается и чашечка 9 опускается, прижимаясь нижним торцом к прокладке 6 и отсекая выход воздуха в атмосферу. При дальнейшем опуска- Рис. 91. Дифференциальный клапан управления: 1 — ввод от распределителя; 2 — возвратная пружина впуск* ного клапана; 3 — впускной клапан; 4 — прокладка впускно-« го клапана; 5—выпускной клапан; 6—прокладка выпуск ного клапана; 7 — возвратная пружина диафрагмы; 8 — диафрагма; 9—чашечка; 10—толкатель; И — рабочая пружина; 12 — отверстия; /3 — верхний корпус; 14 — упорная шайба; 15 — нижний корпус; 16— штуцер трубопровода к рабочему цилиндру (камере) нии толкателя 10 пружина 11 сжимается больше, а клапан 3 остается на месте до тех пор, пока усилие в пружине 11 достигнет величины, превышающей давление воздуха и пружины 2 на клапан 3. При увеличении усилия пружины И клапан 3 опускается и воздух проходит под диафрагму 8 и через штуцер 16 в исполнительный цилиндр (камеру), заполняя его. По мере заполнения цилиндра воздухом увеличивается давление в его полости и под 162 диафрагмой 8, из-за чего на пружину 11 снизу будет действовать усилие большее, чем до заполнения цилиндра воздухом, так как к действовавшему ранее давлению (только на нижний торец клапана 3) прибавится давление на диафрагму 8, увеличивающееся по мере заполнения воздухом цилиндра и полости под диафрагмой. Под действием этого усилия пружина 11 сожмется и, если толкатель 10 остается неподвижным, прокладка 4 прижмется к заплечикам корпуса 15, т. е. впускной клапан закроется. При этом давление под диафрагмой 8 ив полости исполнительного цилиндра будет меньше, чем в распределителе и под клапаном 3; величина его будет зависеть от усилия, с которым сжата в этот момент пружина 11. Для увеличения давления в исполнительном цилиндре нужно дальше (вниз) продвинуть толкатель 10. При этом клапан 3 снова приоткроется, дополнительная порция воздуха пройдет под диафрагму 8, сожмет пружину 11 и снова закроет клапан 3. Таким образом, величина давления воздуха в исполнительном цилиндре (камере) зацисит от степ-ени сжатия рабочей пружины 11, которую сжимает рука машиниста через рычаг управления, опускающий вниз толкатель 10, т. е. от величины перемещения вниз толкателя 10. Если перестать нажимать сверху на толкатель 10, то пружины 2,7 и 11 снова приведут все детали дифференциального клапана в первоначальное положение, показанное на рис. 91, и воздух из исполнительного цилиндра выйдет в атмосферу. Нажатие на толкатель 10 обычно осуществляется торцом регулировочного винта (аналогично золотникам гидроуправления). Для уменьшения конечного давления в исполнительном цилиндре должен быть увеличен зазор между винтом и толкателем при нейтральном положении рычага управления. При отсутствии зазора давление в исполнительном цилиндре при включении его будет максимальным. Более подробные указания относительно необходимых величин хода толкателя и первоначального зазора между ним и винтом, которые могут быть различными для клапанов управления разными механизмами экскаватора, приводятся в инструкции по эксплуатации и зависят от давления, нужного для включения тех или иных механизмов. Дифференциальные клапаны применяются обычно для управления фрикционами и тормозами рабочих механизмов экскаватора, т. е. там, где машинист должен иметь возможность управлять усилием, включающим механизм. Основными неисправностями клапана управления являются: а) заедание чашечки 9 (рис. 91) или поршня 7 (рис. 90) в нижнем положении в результате попадания грязи между цилиндрическими поверхностями чашечки (поршня) и корпуса клапана. Эта неисправность очень опасна и может вызвать аварию, так как 11*    163 механизм остается включенным, несмотря на то, что рычат на пульте управления будет возвращен в положение «выключено». Так, например, при включенном фрикционе тягового барабана драглайна тяговые цепи будут затянуты в ролики наводки, которые сломаются, а тяговый канат оборвется; при указанной неисправности клапана управления необходимо прежде всего отключить трансмиссию от двигателя (выключить главную муфту); б) износ уплотнений (прокладок) впускного и выпускного клапанов, что может вызвать частичное или полное падение давления во всей системе (контролируется по манометру на пульте управления). - При неисправности впускного клапана воздух непрерывно будет выходить из отверстий 12 (рис. 91) корпуса 13 при выключенном положении рычага управления. При неисправности выпускного клапана воздух будет выходить из этих же отверстий при включенном положении. Рис. 92. Исполнительный цилиндр пневмоуправления: 1 — поршень; 2 — корпус; 3— возвратная пружина; 4 — шток; 5 — передняя крышка; 6 — сапун; 7 — впускное отверстие; 8 — задняя крышка; 9 — манжет При обнаружении таких явлений необходимо заменить износившиеся прокладки клапанов, одновременно проверив, не имеется ли пропуска воздуха через диафрагму 8. Конструкция исполнительного цилиндра показана на рис. 92. Возвратная пружина 3, зажатая между передней крышкой 5 и поршнем 1, стремится сдвинуть поршень со штоком в крайнее правое положение, выжимая воздух из рабочей полости цилиндра в атмосферу при выключенном положении клапана управления. При впуске сжатого воздуха через отверстие 7 в задней крышке 8 поршень 1 смещается влево вместе со штоком 4, сжимая при этом пружину 3 и включая рабочий механизм, соединенный с вилкой на конце штока. Сапун 6 служит для свободного выхода и входа атмосферного воздуха в левую полость цилиндра при перемещениях поршня 1, так как если бы сапун отсутствовал, то замкнутый в этой полости 164 воздух создавал бы дополнительное сопротивление перемещению поршня. Одним из недостатков исполнительного цилиндра является возможность примерзания манжета 9 поршня к внутренней поверхности корпуса 2 при работе зимой, особенно при попадании конденсата в цилиндр. В результате примерзания манжета к корпусу возвратная пружина 3 перестает выполнять свое назначение и рабочий механизм полностью не выключается, как говорят — «прихватывает». Рис. 93. Исполнительная камера пневмоуправления: 1 — корпус; 2 — болт; 3— крышка; 4 — диафрагма; 5 — штуцер; 6 — возвратные пружины; 7 — болт крепления; 8 — шток; 9 — вилка штока Исполнительная камера, показанная 'на рис. 93, не имеет этого недостатка. Эта камера называется иногда «тормозной», так как заимствована из автомобилестроения, где она используется для включения тормозных колодок колес. Камера состоит из корпуса 1, соединенного болтами 2 с крышкой 3, эластичной диафрагмы 4, зажатой между фланцами крышки и корпуса, возвратных пружин 6 и штока 8 с вилкой 9. При помощи болтов 7 корпус камеры крепится в нужном месте на механизме экскаватора. Сжатый воздух подается через отверстие штуцера 5 в полость между крышкой 3 и диафрагмой 4, отжимая вправо диафрагму со штоком 8, сжимая возвратные пружины и включая механизм. Преимущество камеры перед цилиндром заключается в невозможности примерзания подвижной части диафрагмы к корпусу во включенном положении, так как при этом нет контакта между поверхностями диафрагмы и корпуса. При управлении механизмами экскаватора, в частности фрикционами и тормозами, необходимо обеспечить большую четкость управления, т. е. минимальное отставание включения или выключения механизма от движения рычага управления. При пневматическом управлении почти мгновенное включение механизма обеспечивается тем, что подаваемый из ресивера под давлением воздух очень быстро преодолевает все сопротивления, возникающие при прохождении через узкие каналы воздухопроводов и клапанов управления. При выключении механизма, которое также должно осуществляться очень быстро, выпуск воздуха из исполнительного цилиндра (камеры) в атмосферу через клапан управления будет происходить сравнительно медленно вследствие сопротивления в каналах и постепенного падения давления воздуха в полости исполнительного цилиндра. Поэтому поршень исполнительного цилиндра сдвинется в выключенное положение только через некоторое время после начала выпуска воздуха, т. е. механизм выключится с опозданием, нарушая четкость управления. Чтобы обеспечить быстрое выключение механизма, применяются автоматически действующие клапаны быстрого выпуска воздуха (рис. 94), размещаемые на воздухопроводе между клапанами управления и исполнительными цилиндрами или камерами, как можно ближе к последним. Между фланцами корпуса 1 и крышки 3 зажата по периферии гибкая диафрагма 8. На диафрагме закреплены клапан 9 и корпус обратного клапана 6, причем упирающаяся одним концом в клапан 9 пружина 7 прижимает шарик 4, закрывающий отверстие в корпусе 6. При выключенном клапане управления, соединенном с полостью клапана быстрого выпуска через отверстие 5, диафрагма 8 и шарик 4 занимают положение, показанное на рис. 94, так как полость между диафрагмой 8 и крышкой 3 соединена с атмосферой. Между прокладкой 2 и торцом заплечиков отверстия 10 образуется зазор, через который воздух из исполнительного цилиндра выходит в атмосферу (на рисунке показано светлыми стрелками) . При впуске сжатого воздуха из клапана управления через отверстие 5 диафрагма 8, на всю поверхность которой слева давит поступающий воздух, прогибается вправо, прокладка 2 прижимается к заплечикам отверстия 10 и плотно закрывает его, прекращая выпуск воздуха из исполнительного цилиндра в атмосферу. После того как отверстие 10 закрылось при прогибе диафрагмы 8, более податливой, чем пружина 7, воздух отжимает вправо шарик 4 и проходит в воздухопровод, идущий к исполнительному цилиндру (на рисунке показано черными стрелками). До тех пор, пока в полости между крышкой 3 и диафрагмой 8 есть давление, 166 отверстие 10 плотно закрыто под действием воздуха, прижимающего вправо диафрагму. Как только исполнительный цилиндр заполнится сжатым воздухом, т. е. прекратится поток воздуха, шарик 4 автоматически закроет торцовое отверстие в корпусе 6. Рис. 94. Клапан быстрого выпуска воздуха: 1 — корпус; 2 — прокладка клапана; 3 — крышка; 4 — обратный клапан; 5—отверстие для впуска воздуха; 6 — корпус обратного клапана; 7 — пружина обратного клапана; 8 — диафрагма; 9 — выпускной клапан; 10 — отверстие для выпуска воздуха При выключении клапана управления падает давление в полости между крышкой 3 и диафрагмой 8. При этом в полости справа от диафрагмы 8 давление остается неизменным, так как шарик 4 закрывает выход. Избыток давления в этой полости отожмет диафрагму влево, открывая довольно большое отверстие 10, воздух из исполнительного цилиндра быстро выйдет в атмосферу, и механизм выключится. Применение клапанов быстрого выпуска значительно ускоряет выключение механизмов, поэтому их применяют во всех системах пневмоуправления. Следует, однако, отметить, что недостатком описанного клапана является потеря давления воздуха (до 1 кг/см2) при прохождении через клапан. Это объясняется сопротивлением пружины 7, которая имеет большую предварительную затяжку, чтобы обеспечить достаточно плотное прилегание шарика 4 к гнезду. Для подвода сжатого воздуха к исполнительным цилиндрам и камерам, расположенным на вращающихся механизмах, применяются специальные вращающиеся соединения, причем конструкция некоторых из них принципиально мало отличается от используемых в гидравлических системах управления (см, рис. 85). Так, например, у экскаватора Э-2001 отличие заключается в том, что елочные уплотнения заменены манжетами. Рис. 95. Вращающееся соединение для подвода воздуха к быстроходному 1 — вал; 2— шарикоподшипник; 3— болт; 4 — крышка; 5 — корпус; б — пробка; 7 — прижимная пружииа; 8— манжет; 9 — отверстие; 10— втулка графитовая или фторо* пластовая; 11 — севанитовое уплотнение На рис. 95 показан другой тип вращающегося соединения, применяемый обычно для подвода воздуха к одному сверлению в вале. Здесь воздух попадает непосредственно в продольное сверление вала 1 через отверстие 9 в корпусе 5, укрепленном на конце вала на двух шарикоподшипниках. Утечке воздуха препятствуют манжет 8 и втулка 10, торец которой плотно прижат к торцу вала 1 посредством пружины 7, затягиваемой пробкой 6. Для неподвижной втулки 10, постоянно прижатой торц-ом к торцу вращающегося соединения, применяют графит или фторопласт, хорошо работающие в этих условиях. В последнее время на отечественных экскаваторах для включения рабочих механизмов начали применять так называемые пневмокамерные фрикционы (рис. 96). Шкив 1 фрикциона связан с соответствующим рабочим механизмом экскаватора и свободно вращается на валу. На этом же валу жестко укреплена ступица 11 со сварным ободом 7, выполненным в виде желоба, внутри которого размещается специальная камера 6, выполненная из резины и упроч-168 няющих тканых прокладок. Камера связана с клапаном управления через штуцер 8, рукав 9 и вращающееся соединение 10. При пуске сжатого воздуха в камеру 6 последняя расширяется и через пластины 5 прижимает колодки 3 с укрепленными на них фрикционными накладками к внутренней поверхности шкива 1, включая таким образом фрикцион. Колодки 3 укрепляются на ободах с помощью пальцев 12, воспринимающих нагрузку при включенной муфте. Камера служит только для прижатия колодок 3 с накладками к поверхности шкива 1. Разрез по /106 Рис. 96. Пневмокамерный фрикцион: I — шкив; 2— упор; 3 — фрикционная колодка; 4 — возвратная пружина; 5 — нажимная пластина; б —камера; 7 — ведущий обод, 8 — штуцер; 9 — рукав; 10 — вращающееся соединение; 11 — ступица; 12— палец; 13 — отверстие Возврат колодок в исходное положение при выключении муфты обеспечивается пластинчатыми пружинами 4. Пружины упираются своими концами в прорези бортов обо-дов 7 и через упоры 2 прижимают колодки к нажимным пластинам 5, одновременно оттягивая колодки от шкива. Шкив имеет ребристую поверхность, что улучшает отвод тепла от поверхности трения. С этой же целью в ободах 7 имеются отверстия 13 с лопатками, которые при вращении ободов захватывают холодный воздух, способствуя лучшему охлаждению камеры. Основные достоинства ппевмокамерных фрикционов следующие: плавность включения, отсутствие радиальных и осевых нагрузок на вал и подшипники, надежное ограничение передаваемого фрикционом окружного усилия. Основными требованиями по уходу за системой пневмоуправления являются: обеспечение плотности всех соединений во избежание утечки воздуха из системы; своевременный спуск масляной эмульсии, скопившейся в масловлагоотделнтеле, а также конденсата из ресивера и других мест системы, указанных в инструкции по эксплуатации экскаватора н в предусмотренные ею сроки. Глава V СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ § 37. РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ Для привода механизмов строительных универсальных экскаваторов применяются двигатели внутреннего сгорания двух типов: дизели и карбюраторные. Двигателями внутреннего сгорания называются машины, преобразующие в механическую работу химическую энергию топлива, сгорающего в рабочих цилиндрах. Работа двигателей внутреннего сгорания основана на свойстве всех газов расширяться при нагревании. Чем больше нагреты газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива в герметически закрытом цилиндре 1 (рис. 97), Рис. 97. Схема шатунно-кривошипного механизма двигателя: а—положение поршня в в. м. т.; б--положение поршня в н. м. т.; / — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — коленчатый вал тем сильнее они будут давить на поршень 2, заставляя его перемещаться и через шатун 3 поворачивать коленчатый вал 4 двигателя. От коленчатого вала через систему передач приводятся в движение все механизмы экскаватора. В полезную механическую работу в двигателе внутреннего сгорания превращается только часть теплоты, скрытой в топливе. Наиболее высокой экономичностью обладают дизели, коэффициент полезного действия которых достигает 37%. Они и находят самое широкое применение на экскаваторах. Некоторые карбюраторные двигатели имеют коэффициент полезного действия всего 18—23%, и потребляемое ими топливо-бензин значительно дороже дизельного топлива. Поэтому в большинстве случаев на экскаваторах они применяются только для пуска основных двигателей — дизелей. Рабочие циклы в карбюраторных двигателях и дизелях имеют существенное различие, заключающееся в том, что перед воспламенением в цилиндре карбюраторного двигателя производится сжатие смеси паров топлива и воздуха, а в цилиндре дизеля — сжатие только чистого воздуха. Соответственно в рабочем процессе каждого двигателя различают следующие операции (такты), составляющие рабочий цикл двигателя: 1)    наполнение цилиндра горючей смесью в карбюраторных двигателях или воздухом в дизелях; 2)    сжатие в карбюраторных двигателях горючей смеси до давления 6—9 кг/см2 и зажигание ее в конце сжатия электрической искрой, а в дизеле — сжатие воздуха до давления 35 кг/см2 и выше и впрыск топлива механическим путем при одновременном его самовоспламенении вследствие повышения температуры воздуха в конце сжатия до 600°; 3)    расширение газов под действием теапа сгоревшего топлива; 4)    выпуск отработавших газов и очистка цилиндра от продуктов сгорания. Все операции происходят при движении поршня между двумя крайними положениями: верхней (в. м. т.) и нижней (н. м. т.) мертвыми точками. В зависимости от конструкции двигателя рабочий цикл может совершаться за один или два полных оборота коленчатого вала, т. е. за два или четыре хода поршня. В первом случае двигатель называется двухтактным, а во втором — четырехтактным. Основными показателями работы двигателя являются развиваемая им эффективная мощность при определенном числе оборотов коленчатого вала и удельный расход топлива. Мощность двигателя, отдаваемая рабочим органам машины или силовой передаче, называется эффективной. Эта мощности увеличивается при увеличении до определенного предела числа оборотов коленчатого вала. Эффективная мощность двига- N3 " ' Пусковые двигатели Тип двигателя Бескомпрессорный четырехтактный дизель Карбюра Карбюра торный торный бензиновый бензиновый четырех двухтакт тактный Номинальная мощность в л. с. . . . Номинальное число оборотов коленча того вала в минуту....... Смесеобразование ........ Предкамера Вихревая камера Струйное рас- Карбюра Карбюра пыливание тор К-25Г тор К-13 Расположение цилиндров...... Вертикальное Вертикальное Вертикальное Число цилиндров......... Диаметр цилиндра в мм ...... Ход поршня в мм . ....... Рабочий объем цилиндров в л ... . Степень сжатия......... Порядок работы цилиндров ..... 1—3—4—2 1_з_4._о 1 П Q_R_О_Л V —“U-О-U-Z- —4- Смесь бен Топливо: основное .... .. . . Дизельное топливо Топливо для Бензин быстроходных автомо зина авто дизелей бильный мобильного с дизельным маслом Бензи н автомоби.] Продолжение табл. '2 Пусковые двигатели Удельный расход топлива в г/л. с. час Не более 190 Сорт масла: летам........ Дизельное масло летнее Авиационное МК-22 или МС-20 Автотракторное ! АК-10 Дизельное зимой........ Дизельное масло зимнее Авиационное Автотрак торное Дизельное Емкость масляной системы в л . . . Не менее 40 Емкость системы охлаждения в л . . 11 (в двигателе) Общая с дизелем КДМ-46 Общая с дизелем Д-35 или Д-54 Пусковое устройство....... Пусковой бензиновый двигатель Электрический стартер Рукоятка Шнур с ручкой, наматываемый на маховик Вес двигателя (сухой) в кг.....
a)    G)
в)    г) Рис. 98. Схема работы четырехтактного дизеля: а — впуск воздуха; б — сжатие воздуха; в — впрыск и воспламенение топлива; г — удаление отработавших газов (выпуск) теля, гарантируемая заводом-изготовителем для определенных условий работы двигателя, называется номинальной. Номинальной мощности двигателя соответствует определенное номинальное число оборотов коленчатого вала. Часовой расход топлива показывает, какое количество топлива потребляет в среднем двигатель при данном режиме работы за один час. Удельный расход топлива получается от деления часового расхода топлива на развиваемую двигателем мощность и выражается в граммах на одну лошадиную силу в час (г/л. с. час). Об экономичности двигателей судят по удельному расходу топлива, который составляет у дизелей 180—220, а у карбюраторных двигателей — до 350 г/л. с. час. Показателем экономичности двигателя служит также расход смазочного масла на 1 л. с. час. Главными конструктивными параметрами, характеризующими двигатель, являются диаметр цилиндра, ход поршня, число цилиндров, .габаритные размеры и вес двигателя. Ходом поршня называется расстояние между мертвыми точками, что соответствует повороту коленчатого вала на 180°. Объем цилиндра над поршнем, находящимся в крайнем нижнем положении, называется полным рабочим объемом цилиндра. Объем цилиндра над поршнем, находящимся в крайнем верхнем положении, составляет объем пространства сжатия. Разность между полным рабочим объемом и объемом пространства сжатия является рабочим объемом цилиндра. Сумма рабочих объемов всех цилиндров, выраженная в литрах, называется литражом двигателя. Число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема пространства сжатия, называется степенью сжатия. В табл. 2 приведены технические характеристики двигателей, устанавливаемых на одноковшовых строительных экскаваторах. Рабочий цикл четырехтактного дизеля происходит следующим образом. При движении поршня вниз (рис. 98, а) — такт впуска — воздух засасывается через впускной клапан, открывающийся несколько ранее, чем поршень достигает в. м. т. Объясняется это тем, что при больших числах оборотов двигателей клапаны могут быть открыты лишь в течение сотых долей секунды, в результате чего затруднено наполнение цилиндров воздухом (или горючей смесью), а также их очистка от отработавших газоз. Чтобы улучшить работу двигателя, моменты открытия и закрытия клапанов (фазы распределения) несколько сдвинуты по отношению к положению поршня в в. м. т. или н. м. т. (рис. 99). Опережение открытия впускного клапана составляет в среднем 5 — 20° угла поворота коленчатого вала. Закрытие впускного клапана производится после прохождения поршнем н. м. т. При этом, несмотря на начавшийся подъем поршня, через впускное отверстие в цилиндр по инерции продолжает поступать воздух. Величина запаздывания закрытия впускного клапана составляет у различных двигателей 20—75°. При дальнейшем подъеме поршня вверх, когда закрыты оба клапана, воздух в цилиндре сжимается (рис. 98, б). В конце такта сжатия давление воздуха повышается до 30—40 кг/см2, а температура его достигает 600°. впрь/ск топлива Открытие впускного клапана Продолжатель -ность откры--тия выпускного клапана 260 Закрытие впускного клапана Закрытие выпускного клапана Открытие 'выпускного клапана Продолжительность открытия впускного клапана 226° Рис. 99. Диаграмма газораспределения двигателя КДМ-46 После того как поршень займет соответствующее положение (не доходя до в. м. т. 5—9° по углу поворота коленчатого вала), топливный насос впрыскивает через -форсунку в цилиндр мелко распыленное топливо (рис. 98, б), которое, попадая в среду сильно нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Образовавшиеся газы, давление которых поднимается до 50—80 кг/см2, стремятся расшириться и давят на днище поршня, заставляя его опускаться и через шатун приводить во вращение коленчатый вал. Ход поршня вниз под давлением газов называется рабочим ходом. В конце рабочего хода давление газов в цилиндре падает, температура понижается и газы выполняют лишь незначительную полезную работу. Выпускной клапан открывается с опережением по отношению к н. м. т. в 30 70°. Благодаря этому первоначальный выпуск отработавших газов в атмосферу осуществляется, когда они еще имеют давление в 3—4 кг!см2. При движении поршня вверх (такт выпуска) происходит дальнейшее выталкивание газов из цилиндра (рис. 98,г). Закрытие выпускного клапана у многих двигателей производится с некоторым запаздыванием (от 0 до 26°), т. е. после того как поршень несколько пройдет в. м. т. После такта выпуска снова начинается такт впуска и весь рабочий цикл дизеля повторяется. Во время сжатия и рабочего хода оба клапана закрыты. Их открытие или закрытие осуществляется принудительно с помощью механизма газораспределения. Одноцилиндровый четырехтактный двигатель работает неравномерно с большой вибрацией, так как из четырех тактов только один является рабочим, а остальные — подготовительными. Для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала в этом случае приходится применять тяжелый маховик. Многоцилиндровый двигатель работает значительно равномернее, потому что рабочие ходы у него происходят чаще. Все размеры маховика при этом намного уменьшаются. Каждый многоцилиндровый двигатель имеет определенный порядок работы цилиндров, который указывается в его характеристике (см. табл. 2). Так, например, порядок работы цилиндров дизеля КДМ-46 1—3—4—2, т. е. если при первом полуобороте коленчатого вала рабочий ход происходит в первом цилиндре, то во время второго полуоборота он произойдет в третьем цилиндре и т. д. В таком же порядке чередуются и все остальные такты. Следует отметить, что впрыск топлива у дизелей КДМ-46, Д-54, Д-35 в отличие от дизеля 2Д6 производится не непосредственно в цилиндр, а во вспомогательную камеру, называемую предкамерой или вихревой камерой. Во вспомогательной камере происходит частичное сгорание топлива, давление при этом сильно возрастает (до 55—57 кг/см2), и вся остальная масса поступившего топлива и газов с большой скоростью через узкий соединительный канал (диаметром 6,5 мм у КДМ-46) поступает в основную камеру сгорания над поршнем. Здесь благодаря образовавшимся сильным вихрям происходит хорошее перемешивание топлива с воздухом и полное его сгорание. Наличие предкамеры или вихревой камеры позволяет производить впрыск топлива под давленном 120 кг/см2 (у дизеля 1КДМ-46) вместо 21(3 кг/см2 (у дизеля 2Д6), что способствует увеличению срока службы форсунки и топливного насоса, хотя и приводит к несколько большему расходу топлива. На1 рис. 100 представлена схема работы четырехтактного карбюраторного двигателя, в котором в отличие от дизеля в цилиндр поступает (рис. 100, а) не свежий воздух, а смесь воздуха с парами и мельчайшими каплями топлива. Рис. 100. Схема работы четырехтактного карбюраторного двигателя: а — впуск горючей смеси; б — сжатие горючей смеси; в — зажигание; г— удаление отработавших газов
Во избежание самовоспламенения горючая смесь при движении поршня вверх (рис. 100, б) сжимается до давления не свыше 10 кг/см2. Зажигание смеси с помощью электрической искры (рис. 100, б), возникающей между электродами запальной свечи, установленной в головке цилиндра, производится с некоторым опережением, т. е. до прихода поршня в в. м. т. Под давлением газов, образовавшихся при сгорании топлива, поршень опускается вниз и через шатун вращает коленчатый вал. В конце рабочего хода открывается выпускной клапан и отработавшие газы выходят из цилиндра. Их полное принудительное удаление происходит при подъеме поршня вверх (рис. 100, г). Сопоставляя два описанных рабочих цикла различных двигателей внутреннего сгорания, следует отметить некоторые важные преимущества дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями. Сжатие в цилиндрах дизелей воздуха, а не горючей смеси, дает возможность допускать более высокие степени сжатия, что приводит к .повышению к. п. д. двигателя и снижению расхода топлива. Механическое впрыскивание горючего под высоким давлением позволяет применять для дизелей трудно испаряющиеся сорта топлива, которые значительно дешевле и менее дефицитны, чем легко испаряющиеся виды горючего (бензин, керосин и т. п.). У дизелей отсутствуют приборы и устройства для принудительного воспламенения топлива, и они менее опасны в пожарном отношении, чем карбюраторные двигатели. § 38. ШАТУННО-КРИВОШИПНЫП МЕХАНИЗМ В двигателях внутреннего сгорания имеется целый ряд основных и вспомогательных механизмов. На рис. 101 изображена упрощенная схема одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя. В действительности современный двигатель является весьма сложной машиной, состоящей из большого числа узлов и деталей. В качестве примера на рис. 102, 103 представлены продольный и поперечный разрезы четырехцилиндрового дизеля КДМ-46, получившего наиболее широкое применение на отечественных экскаваторах. Шатунно-кривошипный механизм является одним из главных в двигателе внутреннего сгорания. Он предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Шатунно-кривошипный механизм включает в себя картер двигателя, цилиндры, поршни с поршневыми кольцами, поршневые пальцы, коленчатый вал и маховик. Картер является основанием двигателя, служащим для установки приборов и механизмов. Цилиндры, отлитые заодно с верхней частью картера, об 12*    179 разуют блок-картер двигателя (рис. 104). Нижняя съемная часть 8 (см. рис. 102) кгртера выполняет роль поддона для смазочного масла. Рис. 101. Схема одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя: 1 — шестерня коленчатого вала; 2 — шестерня распределительного вала; 3 — кулачки распределительного вала; 4 — толкатель; 5 — карбюратор; 6 — пружина клапана; 7 — впускная труба; 8 — выпускная труба; 9 — впускной клапан; 10 — выпускной клапан; 11 — свеча; 12 — цилиндр; 13 — головка цилиндра; 14—водяные рубашки; 15 — поршень; 16 — шатуи; 17 — верхний картер; 18 — маховик; 19 — коленчатый вал; 20 — поддон картера; 21 — масляный насос Внутри блока цилиндров дизеля КДМ-46 располагаются четыре вставные гильзы цилиндров, детали шатунно-кривошипного механизма, главный маслопровод и часть деталей клапанного механизма и механизма декомпрессора. К верхней части блока цилиндров крепятся с помощью шпилек и гаек две головки 2 блока, отлитые по одной на каждые два цилиндра; у дизелей Д-35, Д-54, CO cl ft cj о Cl, ^ fc CL
n°o
, Й    S x    s* о    о. £    £
rt S ~ С Jj CL> v H ca a) . c n. CM ^ E U!rt I ft
Co 1
Рис. 103. Дизель КДМ-46 (поперечный раз<рвз): I — форсунка; 2 — предкамера; 3 — блок-картер; 4— поддон блок-картера; 5 — масляный касос; 6 — масляный фильтр; 7 — поршневой палец; 8 — поршень; 9 — маслосъемное кольцо; 10 — головка блока; 11 — коробка клапанного механизма 2Д6 и др. головка блока представляет собой одну общую отливку для всех цилиндров (рис. 104). В головках блока цилиндров помещаются предкамеры 2 (см. рис. 103) и форсунки 1, а на головках расположены детали клапанного механизма, защищенные колпаками 3 (см. рис. 102). Для создания герметичности между поверхностями прилегания головок и блока прокладываются медно-асбестовые про-'•кладки.
Чтобы обеспечить охлаждение двигателя, между стенками гильз и блока имеется пространство, образующее водяную рубашку, заполняемую водой. Г ильзы цилиндров обычно отливают из легированного чугуна и подвергают термической обработке. Внутренняя шлифованая и полированая поверхность гильзы, называемая зеркалом, обладает большой твердостью и износостойкостью. На наружной поверхности Рчс 104 Блок-картер дизеля Д-35 с головкой гильзы имеются два по-    блока садочных пояска для центрирования ее в блоке. Нижний посадочный поясок снабжен двумя кольцевыми канавками, в которые вставляются резиновые уплотнительные кольца, предохраняющие картер дизеля от попадания воды из водяной рубашки. Цилиндры пусковых двигателей ПД-10 и П-46 изготовляются без вставных гильз. Поршни большинства дизелей (Д-35, КДМ-46, 2Д6) отливают из алюминиевого сплава, а поршни дизеля Д-54 — из чугуна. На наружной боковой поверхности поршень 1 имеет от 4 до 6 канавок для поршневых колец (рис. 105, а). Три или четыре верхних канавки предназначены для компрессионных колец 2, а одна или две нижних — для маслосъемных 3. Если имеется несколько маслосъемных колец, то одно из них устанавливается в канавке, расположенной ниже поршневого пальца— в двигателях Д-54, 2Д6 (рис. 105,6). В канавках для маслосъемных колец имеются сквозные отверстия для отвода излишков масла с рабочей поверхности цилиндра. Днища поршней имеют фигурные выемки, способствующие хорошему перемешиванию топлива с воздухом во время сгорания. Диаметр головки поршня несколько меньше, чем диаметр направляющей части — юбки поршня. Это предохраняет от заедания поршня в цилиндре при расширении наиболее нагреваемой верхней части поршня. Рис. 105. Поршни:

6)
а — дизеля КДМ-46: 1 — поршень; 2— компрессионные кольца; 3 — маслосъемное кольцо; 4 — стопорное кольцо; 5 — поршневой палец; б — дизеля 2Д6: 1 — маслосъемные кольца; 2 — компрессионные кольца; 3 — палец; 4 — заглушка пальца (грибок) Внутри поршня имеются два прилива — бобышки с расточенными отверстиями под поршневой палец 5 (рис. 105,а). Кольцевые канавки на внутренней поверхности бобышек служат для установки стопорных колец 4, удерживающих поршневой палец от бокового перемещения. Прилив в виде чашки на внутренней части днища поршня предназначен для охлаждения масляной струей, вытекающей через сверления в верхней головке шатуна. Охлаждение днища поршня маслом облегчает условия работы верхних компрессионных колец и повышает срок их службы. Во избежание повышенной вибрации дизеля от неуравновешенных сил инерции поршни тщательно подбирают по весу. Разница веса поршней в комплекте не должна превышать 10—15 г. Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Пальцы изготовляют из малоуглеродистых или легированных сталей. Наружную поверхность пальцев шлифуют и тщательно полируют, а также цементируют (насыщают углеродом) и подвергают закалке и отпуску. В дизелях чаще всего применяют пустотелые пальцы «плавающего» типа, которые легко могут поворачиваться при работе двигателя как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна. Это способствует повышению долговечности вследствие более равномерного износа поверхности пальца. Палец «плавающего»типа удерживается от осевого перемещения либо стопорными кольцами 4, как у дизеля КДМ-46 (рис. 105, а), либо двумя заглушками^ (рис. 105,6) из алюминиевого сплава с выпуклыми сферическими головками, как у дизеля 2Д6. Заглушки вставляются в отверстия пальца с двух сторон и предохраняют поверхность цилиндра от соприкосновения с пальцем. Поршневые кольца изготовляют из специального высококачественного чугуна, обеспечивающего требуемую упругость. Компрессионные кольца необходимы для того, чтобы через зазор между поршнем и стенками цилиндра не было пропуска газов. С помощью маслосъемных колец снимается со стенок цилиндра избыток масла, дающий большое количество нагара. Для уменьшения износа верхние компрессионные кольца покрывают по наружной цилиндрической поверхности слоем пористого хрома. В порах наружной хромированной поверхности уплотнительных колец удерживается смазка, благодаря чему уменьшается износ колец и стенок цилиндров. Диаметр кольца делается несколько больше диаметра поршня, вследствие чего выступающая из канавки часть кольца перекрывает зазор между цилиндром и поршнем, а наличие в кольцу разреза (замка) позволяет ему пружинить во время работы. Замки колец могут иметь прямую, косую или ступенчатую форму. Кольца устанавливаются так, чтобы замки их были смещены друг относительно друга во избежание прорыва газов через зазоры в замках. Зазор между поршневыми кольцами и канавками по высоте делается очень малым (0,03—0,15 мм). В случае увеличенных зазоров по высоте кольца нагнетают масло вверх на стенки цилиндра и поршня, что приводит к появлению большого количества нагара и к закоксовыванию колец в канавках, в результате чего они перестают пружинить и уплотнять зазоры. Зазоры у нижних колец должны быть меньше, чем у верхних, так как нижние кольца ввиду сравнительно слабого нагрева меньше коробятся. По толщине кольцо должно быть подобрано к канавке таким образом, чтобы оно могло легко перемещаться в канавке поршня и полностью углубляться в нее. Шатун служит для соединения поршня с коленчатым салом. При рабочем ходе усилие, создаваемое давлением газов, передается через шатун от поршня коленчатому валу, а при остальных ходах, наоборот, от коленчатого вала поршню для выталкивания отработавших газов, впуска и сжатия воздуха. Шатун представляет собой стальную фасонную поковку (рис. 106). Стержень шатуна 4 имеет двутавровое сечение, суживающееся к верхней головке 3, в которую запрессовывается втулка 2 из оловянистой бронзы, хорошо сопротивляющейся большим удельным давлениям и высоким температурам. Рис. 106. Шатун дизеля 2Д6:
В нижней разъемной головке 5 установлены бронзовые или стальные вкладыши 1, залитые специальным сплавом (баббитом, свинцовистой бронзой и т. п.). Крышка 7 нижней головки крепится к телу шатуна болтами или шпильками 6 с корончатыми тайками. В теле шатуна, как правило, имеется канал, * по которому масло, слу-' жащее для охлаждения, поступает от нижней головки к .поршневому пальцу и через калиб- / — вкладыши; 2—втулка верхней головкн шагу-    r на; 3 — верхняя головка шатуна; 4 — стержень    Р^ВаННЫв ОТВерСТИЯ В шатуна; 5— нижняя головка шатуна; 6 — шпиль-    Верхней (ГОЛОВКе НЗ ДНИ- кн крепления крышкн нижней головкн шатуна;    тгг\глтттист 7 — крышка нижней головкн шатуна    НЮрШНЯ. У тракторных дизелей шатунные подшипники имеют обычно сменные вкладыши, нерегулируемые в процессе эксплуатации. У дизеля КД'М-46 в случае износа вкладыши необходимо заново залить баббитом или заменить новыми вкладышами ремонтного размера. Шатукы должны быть изготовлены очень точно. При ремонте необходимо строго выдерживать допуски, указанные в инструкциях по эксплуатации двигателей. Во избежание излишних и вредных вибраций при работе дизеля, вызываемых неуравновешенностью, комплект шатунов подбирается по весу (разница шатунов в весе у дизеля КДМ-46 должна быть не более 40 г, а у дизеля 2Д6 — не более 25 г.) Коленчатый вал (рис. 107) служит для восприятия усилий, передаваемых шатунами от поршней, возвратно-поступательное движение которых при этом преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатые валы изготовляют из высококачественной стали и подвергают закалке полностью (у двигателя 2Д6) или частично (КДМ-46). У коленчатого вала различают коренные шейки 1, которыми он опирается на коренные подшипники блок-картера, и шатунные шейки 2, с помощью которых вал соединяется с шатунами. Шатунная шейка и примыкающие к ней две щеки 3 составляют колено вала. Вал дизеля КДМ-46 имеет 5 коренных и 4 шатунных шейки. Рис. 107. Коленчатый вал дизеля КДМ-46: / — коренная шейка; 2 — шатунная шейка; 3 — щека; 4 — противовесы На переднем конце коленчатого вала установлена ведущая шестерня для привода клапанного механизма. У двигателей КДМ-46 и Д-35 на переднем конце коленчатого вала посажен также шкив для привода в движение вентилятора. Задний конец вала имеет фланец, к которому крепится маховик. К щекам коленчатого вала дизеля КДМ-46 с помощью шпилек и гаек крепятся четыре противовеса 4, предназначенные для уравновешивания инерционных сил и уменьшения нагрузок на коренные подшипники вала. Коленчатый вал сбалансирован на заводе путем высверливания металла в противовесах, поэтому последние не разрешается снимать, переставлять или подвергать какой-либо обработке. Просверленные каналы в коленах вала служат для подачи масла от рабочих поверхностей коренных шеек к шатунным. Для предотвращения вытекания масла из блок-картера наружу на концах вала нарезаются маслосгонные резьбы й устанавливаются маслоотражательные кольца и сальниковые уплотнения. В случае износа или появления эллипсности сверх допустимых пределов шатунные или коренные шейки шлифуют, после чего овальность или конусность их должна быть не более 0,01 мм. Маховик 1 (см. рис. 102) .предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, для накопления энергии во время рабочего хода и отдачи ее для осуществления остальных подготовительных ходов. Маховик обеспечивает пуск двигателя и плавное изменение скорости вращения коленчатого вала, к которому он крепится с •помощью фланца и болтов. На ободе чугунного маховика устанавливается зубчатый венец, находящийся в зацеплении с шестерней пускового устройства (пускового двигателя или электрического стартера). От маховика к трансмиссии экскаватора движение передается через главную муфту, соединенную с маховиком посредством специальных пальцев (КДМ-46), болтов (Д-54 и 2Д6) или шестерен (Д-35). § 39. СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ . Система распределения дизеля состоит из распределительных шестерен, клапанного механизма и механизма декомпрессора. Распределительные шестерни (ом. рис. 102) служат для привода в движение клапанного механизма, регулятора, топливного насоса, масляного насоса, генератора и водяного насоса. Рис. 108. Распределительные шестерни дизеля КДМ-46: 1 — шестерня масляного насоса; 2—малая промежуточная шестерня; 3—шестерня генератора; 4— малая шестерня распределительного вала; 5 — шестерня регулятора и топливного иасоса; 6 — большая шестерня распределительного вала; 7 — большая промежуточная шестерня; 8 — шестерня водяного насоса; 9— шестерня коленчатого вала На рис. 108 показано взаимное расположение распределительных шестерен дизеля КДМ-46, помещенных в отдельном кожухе 4, расположенном в передней части двигателя (см. рис. 102). Ведущая шестерня 9 (рис. 108) жестко закреплена с помощью шпонки на переднем конце коленчатого вала и находится в постоянном зацеплении с большой шестерней 6 распределительного 188 вала, которая передает вращение промежуточным шестерням 2 и 7, установленным свободно на осях. Большая промежуточная шестерня 7 находится в зацеплении с шестерней 8 водяного насоса, а малая шестерня 2 — с шестернями 1 и 3 привода масляного насоса и генератора. Малая шестерня 4 распределительного вала передает вращение шестерне 5 привода регулятора и топливного насоса. Шестерни 9,8,4 и 5 устанавливаются по меткам, нанесенным на впадинах их зубьев. Рис. 109. Клапанный механизм дизеля КДМ-46: 1 — распределительный вал; 2— толкатель; 3 — заглушка; 4—втулка; 5 — пружина; 6 валик коромысел; 7 — колпак; 8 — контргайка; 9— коромысло клапана; 10 — регулировочный виит; 11 — стопор; 12 — стакан; 13 — стойка валика коромысла; 14—прокладка; 15—пружииы клапана; 16 — направляющая втулка; 17—верхний наконечник штанги; 18 — штанга толкателя; 19 — выпускной клапан; 20 — впускной клапан Клапанный механизм служит для управления подачей воздуха или горючей смеси в цилиндры двигателя и для управления выпуском из них отработавших газов. Клапанный механизм дизеля КДМ-46 со всеми его деталями изображен на рис. 109. Распределительный вал 1, расположенный внутри блока двигателя на трех подшипниках, имеет отштампованные заодно с ним три шейки и восемь кулачков, подвергнутых цементации и закалке. На переднем конце распределительного вала установлены на шпонке сблокированные шестерни 4 и 6 (см. рис. 108), приводимые во вращение от ведущей шестерни 9 на коленчатом валу. Шейки распределительного вала имеют на поверхности специальные канавки, по которым внутрь подшипника поступает масло. Толкатели 2 (рис. 109), изготовленные из чугуна, соприкасаются плоскими полированными тарелками с кулачками. Они расположены в четырех чугунных кронштейнах (по два толкателя в каждом кронштейне). Полый стержень толкателя внутри имеет плоское донышко, в которое упирается нижний наконечник штанги 18 толкателя. Верхний наконечник 17 штанги шаровой чашкой упирается в шаровой конец регулировочного винта 10, ввернутого в коромысло 9 клапана, одетое втулкой 4 на стальной полый валик 6 и свободно на нем качающееся. На каждый валик одето по четыре коромысла. На том конце коромысла, где установлен винт 10, имеется выступ с площадкой для упора регулировочного наконечника штанги декомпрессора во время пуска двигателя. Второй закругленный конец коромысла при открытии клапанов нажимает на стальные цементированные стаканы 12. Каждый стакан своим донышком упирается внутри в стержень клапана, а снаружи входит в отверстие стойки 13, общей на каждые два стакана. Внутренние каналы валиков 6 коромысел закрыты с обеих сторон заглушками 3. Валики коромысел закреплены стопорами 11 на чугунных стойках 13, укрепленных на головках двигателя. Пружины 5 служат для прижатия коромысел к стойкам 13 и препятствуют осевому перемещению коромысел на валике. Все трущиеся поверхности описанных деталей смазываются благодаря наличию специально предусмотренных в деталях отверстий и каналов. Впускные 20 и выпускные 19 клапаны изготовляются из специальных высококачественных сталей. Материалом для выпускных клапанов дизелей часто является сильхромовая сталь, отличающаяся высокой прочностью, износостойкостью и жаростойкостью. Выпускные клапаны двигателя 1КДМ-46 имеют отражатели, уменьшающие тепловое воздействие горячих газов на втулку и рабочую часть стержня клапана. На торцах тарелок клапанов просверлены два глухих отверстия, в которые вставляют приспособления для вращения клапанов во время их притирки к гнездам, находящимся в головке цилиндров. Клапаны перемещаются в направляющих втулках 16 из антифрикционного чугуна и прижаты к своему гнезду двумя пружинами 15. Детали клапанного механизма, расположенные на головках двигателя, закрыты колпаками 7, уплотненными пробковыми прокладками 14. Клапанный механизм работает следующим образом. При вращении распределительного вала каждый из кулачков своей выступающей частью набегает на тарелку толкателя и приподнимает В I — рычаг валика; 2 —тяга; 3 — кронштейн рычага; 4— рычаг декомпрессора; 5 — защелка; 6 — болт; 7 — штанга; 8 — контргайка; 9 — регулировочная гайка; /О —валик: И — подшипник его вместе со штангой, которая в свою очередь верхним наконечником нажимает на шаровой конец винта, ввернутого в коромысло. Поворачиваясь, коромысло закругленным концом давит на стакан и опускает его вниз, сжимая пружины клапана. При опускании впускного клапана в головке открывается канал для прохода в цилиндр воздуха, а при опускании выпускного клапана открывается канал для выхода из цилиндра отработавших газов. Когда выступающая часть кулачка сойдет с тарелки толкателя, клапанные пружины, разжимаясь, поднимают клапан и плотно прижимают его конической поверхностью тарелки к гнезду в головке цилиндра. Во время работы двигателя стержни клапанов удлиняются вследствие нагревания. Поэтому для обеспечения плотной посадки клапана в гнезде между коромыслом и поверхностью стакана закрытого клапана с помощью регулировочного винта 10 и контргайки 8 устанавливается зазор в пределах 0,2—0,3 мм. Механизм декомпрессора служит для облегчения запуска некоторых дизелей, например КДМ-46, Д-35 и Д-54. Это достигается тем, что впускные клапаны могут быть открыты независимо от положения кулачков распределительного вала, в результате чего резко снижается давление сжимаемого воздуха в цилиндрах и обеспечивается проворачивание коленчатого вала от пускового двигателя. Механизм декомпрессора дизеля КДМ-46 показан на рис. 110. Валик 10 декомпрессора установлен на трех опорах. Крайними опорами служат отверстия в передней и задней стенках блока, а средней опорой является подшипник 11, прикрепленный к блоку. Валик имеет канавку, в которую входит конец стопорного болта 6 и четыре лыски, на которые опираются штанги 7, проходящие через направляющие отверстия в головке цилиндров. На верхние концы штанг навернуты регулировочные гайки 9 с контргайками 8. Рычаг 1 одним концом закреплен на валике при помощи шпонки и стяжного болта, а вторым концом соединен пальцем с вильчатой тягой 2, в свою очередь соединенной с рычагом 4 декомпрессора. Рычаг декомпрессора можно устанавливать и фиксировать защелкой 5 на секторе кронштейна 3 в различных положениях. При повороте рычага в нижнее положение «пуск» регулировочные гайки нажимают на специальные выступы коромысел впускных клапанов и открывают их в первом и четвертом цилиндрах на величину не менее 1,2 мм, а во втором и третьем цилиндрах на вели- Рнс. 111. Регулировка зазоров клапанов и зазоров в механизме декомпрессора дизеля КДМ-46: 1 — штанга декомпрессора; 2 — контргайка; 3 — регулировочная гайка; 4'— коромысло; 5 — стакан чину 3±0,5 мм. При этом коленчатый вал дизеля вследствие пониженного давления в цилиндрах будет легко вращаться. При переводе рычага декомпрессора в среднее положение «половина» будут открыты только впускные клапаны второго и третьего цилиндров на величину не менее 1,5 мм. При установке рычага в верхнее положение «рабочее» механизм декомпрессора не воздействует на клапаны; клапаны начинают работать нормально и двигатель запускается. Рис. 112. Клапанный механизм дизеля 2Д6: 1 _ верхний вертикальный валик с ведущей конической шестерней привода распределительных валов; 2 — ведомая коническая шестерня привода; 3 — распределительный вал впуска; 4 — шестерня распределительного вала выпуска В этом положении рычага между сферической поверхностью регулировочной гайки 3 (рис. 111) и плоскостью выступа на коромыслах должен быть зазор величиной 0,'4«—0,б мм. Этот зазор регулируют одновременно с регулировкой зазора между коромыслом и стаканом клапана. Устройство клапанного механизма двигателей Д-35 и Д-54 аналогично описанному механизму дизеля КДМ-46. У быстроходного двигателя 2Д6 клапанный механизм имеет другое устройство. Для обеспечения нормального наполнения цилиндров воздухом и лучшей их очистки от продуктов сгорания в каждом цилиндре имеется по два впускных и по два выпускных клапана. -.Непосредственно над клапанами установлено два распределительных вала таким образом, что кулачки воздействуют на тарелки клапанов без каких-либо промежуточных тяг или рычагов (рис. 112). Каждая группа одноименных клапанов расположена по одной оси вдоль двигателя и управляется своим распределительным валом. Привод распределительных валов осуществлен от коленчатого вала при помощи двух промежуточных валиков, трех пар конических и одной пары цилиндрических шестерен. Система охлаждения в двигателях внутреннего сгорания предназначена для отвода тепла от узлов и деталей, нагреваемых горячими газами, средняя температура которых внутри цилиндров обычно превышает 1000°. При плохом охлаждении двигатель может быстро выйти из строя вследствие перегрева цилиндров, поршней и клапанов. Особую опасность при этом представляют выгорание смазки и заклинивание поршней в цилиндрах вследствие недопустимого изменения их размеров. Рис. ИЗ. Схема системы охлаждения дизеля КДМ-46: / — радиатор; 2—горловина наливного отверстия радиатора; 3 — вентилятор; 4 — термостаты; 5 — водоотводная труба; 6 — рубашка головки цилиндров; 7 — отводящая труба; 8 — пусковой двигатель; 9 — дистанционный термометр; 10 — водяная рубашка блока цилиндров; // —водораспределительная камера; 12 — трубка для подвода воды к пусковому двигателю; 13 — переходный патрубок; 14 — водяной насос; 15 — подводящая труба В дизелях применяют как жидкостное, так и воздушное охлаждение, из которых первое является более распространенным. Жидкостная система охлаждения может быть принудительной или термосифонной. В принудительной системе перемещение воды в водяных рубашках двигателя и радиаторе осуществляется водяным насосом, а в термосифонной системе— за счет разных плотностей горячей и охлажденной воды. На рис. 113 изображена схема водяного охлаждения дизеля КДМ-46. Основными агрегатами системы являются: водяной радиатор 1, служащий для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя; водяной насос 14, создающий принудительную циркуляцию воды; вентилятор 3, направляющий интенсивный поток воздуха на радиатор для охлаждения протекающей в нем воды; термостаты 4, поддерживающие в определенных пределах температуру охлаждающей воды в водяной рубашке двигателя и обеспечивающие более быстрый прогрев его при пуске; с'    6)    б) Рис. 114. Паровоздушный клапан дизеля КДМ-46: ч — паровой и воздушный клапаны закрыты; б — паровой клапан открыт; воздушный закрыт; е — воздушный клапан открыт; паровой закрыт; / и 6 — паровоздушные трубки; 2 — воздушный клапан; J — пружина воздушного клапана; 4 — пружина парового клапана; 5 — паровой клапан дистанционный термометр 9, измеряющий температуру воды в системе. Водяной радиатор состоит из верхнего и нижнего резервуаров, соединенных    —. латунными трубками с
припаянными к ним ох-    ___ ■_*____ х /м лаждающими пластинами;    ./ JA сварной рамы и паровоздушного клапана, отводящего пары воды при закипании ее в радиаторе и сообщающего верхний резервуаре атмосферой при появлении в нем разрежения. Устройство паровоздушного клапана, устанавливаемого на боковой стенке верхнего резервуара, показано на рис. 114, я. Паровой клапян 5. прижимаемый пружиной 4, открывается при повышо-13*    195 Рис. 115. Войной насос дизеля КДМ-46: / — входной патрубок; 2 и 3 — флаицы
нии давления в резервуаре свыше 1,2—1,3 кг/см2. При этом (рис. 114, б) пары выходят по трубкам 1 и 6. Воздушный клапан 2, находящийся под воздействием пружины 3, открывается при по- Рис 116. Вентилятор дизеля КДМ-46: / — лопасть; 2 — крестовина; 3 — шарикоподшипник; 4 — шкив; 5 — масленка, 6 — натяжной винт; 7 — ось; 8 — кронштейн; 9 — ремень нижении давления в резервуаре ниже 0,96—0,99 кг!см2. При этом воздух по трубкам 6 и 1 поступает из атмосферы в резервуар (рис. 114, е), давление в котором выравнивается до нормального значения. Водяной насос центробежного типа (рис. 115) прикреплен болтами к кожуху шестерен распределения и получает вращение от большой промежуточной шестерни 7 (см. рис. 108). Производительность насоса равна 7400 л/час при 1000 об/мин коленчатого вала двигателя. К корпусу насоса прикрепляют три трубы: к входному патрубку 1 подводящую (рис. 115), к фланцу 2 .переходный патрубок, сообщающийся с водораспределительной камерой дизеля и с трубой .подвода воды к рубашке цилиндров пускового двигателя; к фланцу 3 перепускную трубу для сообщения с водоотводной трубой. Вентилятор (рис. 116) также устанавливается на кожухе шестерен распределения. Привод вентилятора осуществляется двумя клиновидными ремнями 9 от приводного шкива коленчатого вала. При правильной регулировке натяжения ремней, осуществляемой винтом 6, их провисание при нажатии по середине длины должно быть не более 40 мм. / — пружинная коробка; 2 — обойма; 3 — фланец; 4 — стержень; 5 — клапан; 6 — отверстие Устройство термостата показано на рис. 117. Пружинная коробка 1 припаяна к донышку обоймы 2 и к крышке, к которой прикреплен стержень 4 клапана 5. Отверстие 6 служит для выхода воздуха из системы охлаждения при заполнении ее водой. Внутреннее пространство коробки / через отверстие в стержне клапана заполнено смесью из этилового спирта и дистиллированной воды. Отверстие в стержне закрывается пробкой. Действие термостата основано на свойстве спирта при повышении температуры переходить в насыщенные пары и изменять давление. При температуре воды в системе охлаждения ниже 70° клапан 5 закрыт. Вода при этом не циркулирует через радиатор и быстро нагревается в рубашке блока и головки. С повышением температуры воды от 70 до 85° давление паров внутри коробки 1 возрастает, коробка растягивается и клапан 5 постепенно открывается. Через образовавшуюся щель между тарелкой клапана 5 и седлом фланца 3 вода поступает в радиатор, где и охлаждается. При понижении температуры охлаждающей воды явление повторяется в обратном порядке. J а)
€Ё
Рис. 118. Дистанционный термометр дизеля КДМ-46: а — приемник с трубопроводом; б — измеритель с циферблатом; /— приемник; 2— трубопровод; 3—гайка; 4 — трубчатая пружина Дистанционный термометр (рис. 118) состоит из приемника /, трубопровода 2 и измерителя. Приемник с помощью гайки 3 укрепляется в водоотводной трубе. Трубопровод 2, представляющий собой капиллярную трубку, соединяет приемник с измерителем. От механических повреждений трубопровод предохраняет металлическая бронированная оплетка. Измеритель, устанавливаемый на щитке приборов, выполнен по типу манометра с трубчатой пружиной 4.
Приемник, трубопровод и трубчатая пружина заполняются хлор метил ом. При изменении температуры воды изменяется давление внутри этой системы. Давление воспринимается трубчатой пружиной и через механизм измерителя указывается стрелкой в градусах на циферблате прибора. Водяные рубашки дизеля КДМ-46 и его пускового двигателя П-46 соединены между собой, поэтому вода, заливаемая через горловину 2 (см. рис. 113) верхнего сборника, заполняет всю систему охлаждения, которая в работе имеет три особенности. При запуске только пускового двигателя циркуляция воды происходит термосифонным способом по короткому контуру и при закрытых клапанах термостатов 4. Нагретая в рубашке пускового двигателя 8 вода вследствие уменьшения ее плотности поднимается вверх по отводящей трубе 7 в рубашку 6 головки дизеля и водоотводную трубу 5. Одновременно в рубашку пускового двигателя поступает холодная вода из переходного патрубка 13, сообщающегося с водораспределительной камерой 11 блока цилиндров и водяным насосом 14. В водораспределительную камеру 11 вода поступает из водяной рубашки 10    блока цилиндров, а в водяной насос — из водоотводной трубы 5. При этом варианте работы системы обеспечивается прогрев головок и цилиндров дизеля, что необходимо для облегчения его запуска. В период пуска дизеля, когда пусковой двигатель вращает его коленчатый вал, циркуляция воды изменяется. Водяной насос 14 из водоотводной трубы 5 подает воду в переходный патрубок 13, откуда часть жидкости через водораспределительную камеру г з
Рис. 119. Схема системы охлаждения дизеля 2Д6:
11    поступает в водяную рубашку 10 блока и затем в головки цилиндров. Другая часть воды по трубке 12 подается в рубашку пускового двигателя и далее в головки цилиндров дизеля, а оттуда *    с 1 и 2 —краны; 3 — радиатор; 4 — водяной через водоотводную трубу 5    васос снова к насосу.
При таком варианте работы системы, когда клапаны термостатов снова закрыты и радиатор отключен, дизель окончательно прогревается теплом, выделяющимся при сгорании в нем топлива. Когда температура охлаждающей воды достигнет 70°, клапаны термостатов открываются и циркуляция воды происходит через радиатор 1.
Водяной насос через подводящую трубу 15 всасывает воду из нижнего резервуара радиатора 1 и нагнетает ее в водяные рубашки дизеля и пускового двигателя, а затем через водоотводную трубу 5 и термостаты 4 — в верхний резервуар радиатора. Благодаря наличию термостатов независимо от нагрузки и температуры окружающего воздуха устанавливается наиболее благоприятная для работы двигателя температура охлаждающей воды (75—85°).
В системе охлаждения дизеля 2Д6 (рис. 119) отсутствуют термостаты. Вместо них предусмотрены краны 1 и 2. Открывая кран 1 и закрывая кран 2, из системы выключают радиатор 3. Циркуляция воды, нагнетаемой насосом 4, при этом происходит внутри двигателя и по перепускной трубе, на которой установлен кран 1.
Система охлаждения дизеля Д-54 в основном аналогична системе охлаждения дизеля КДМ-46. Отличие состоит в том, что для регулировки температуры воды у дизеля Д-54 вместо термостата имеется шторка, устанавливаемая впереди водяного и масляного радиаторов. Кроме того, у дизеля Д-54 вентилятор и водяной насос помещены в одном корпусе.
§ 41. СИСТЕМА СМАЗКИ
Система смазки в двигателях внутреннего сгорания предназначена для создания масляного слоя между трущимися поверхностями деталей с целью уменьшения их износа от трения. Кроме того, благодаря непрерывной подаче масла улучшается компрессия в цилиндрах, снижаются потери мощности двигателя на трение, смываются частицы истершегося металла и обеспечивается охлаждение нагревающихся деталей.
Обычно быстроходные двигатели и, в частности, дизели 2Д6, КДМ-46, Д-54, Д-35 и др. имеют комбинированную систему смазки, при которой к одним деталям масло подводится под давлением, создаваемым насосом, а другие детали смазываются мелкораспыленным маслом, вытекающим из зазоров в подшипниках и образующим во внутренних полостях двигателя масляный туман.
В дизеле КДМ-46 под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, валики коромысел, поршневые пальцы. Остальные трущиеся детали дизеля смазываются разбрызгиванием. В систему смазки этого двигателя (рис. 120) входят масляный насос 13 с валом привода 11 и маслоприемника-ми 12, 15 и 16; масляные фильтры 7, очищающие масло, поступающее от насоса; маслораспределительная плита, распределяющая по маслопроводам масло, поступающее от насоса и фильтров; масляный радиатор 10, обеспечивающий охлаждение масла в системе; манометр 6, показывающий давление масла в главном маслопроводе 9 по выходе из масляных фильтров.
Масляный шестеренчатый насос (см. рис. 103) крепится к нижней плоскости блок-картера. Насос (рис. 121) состоит из трех секций, включающих одну пару нагнетательных шестерен и две пары откачивающих шестерен, помещенных в корпусах 3, 4 и 5. Нагнетательные и откачивающие секции разделены плитами 7 и 8. Ведущие шестерни закреплены на валу 1 при помощи шпонок, а ведомые шестерни свободно установлены на оси
10. Ведущему валу 1 вращение передается специальным валом привода, получающим вращение от распределительных шестерен. Средний маслоприемник 6, снабженный сетчатым фильтром 9, размещен непосредственно под насосом, на передней крышке 2.
Производительность масляного насоса не менее 35 л/мин при 1000 об/мин вала.
При температуре масла 75—85° насос обеспечивает на выходе давление 1,7—2,7 кг/см2, для поддержания которого в передней 200
крышке насоса установлен редукционный клапан 12. Если давление в системе превысит допускаемое, клапан открывается, преодолевая сопротивление пружины 11, и соединяет внутреннее пространство корпуса нагнетательной секции со сливной трубкой, через которую избыток масла сливается в картер.
Слив тага, перепуствмоео редукционным клапаном
' Разрез по ЛЯ
От переднего маслоприемни- Стсреднвс маслопраеч пит
От заднего чослоприетика
От переднем Щ1 маслоприем-~J ника Канал , рвдукцвонноео Слив масла в поддон
малана Слив теле перелувкавмвге редукционным клапанам Рис. 121. Масляный насос дизеля КДМ-46: / — ведущий вал; 2 — передняя крышка; 3 — корпус нагнетательной секции; 4 к 5 — корпусы откачивающих секций; 6 — средний маслоприемник; 7 и 8 — разделительные плиты; 9 — сетчатый фильтр; 10 — ось ведомых шестерен; // — пружина редукционного клапана; 12 — редукционный клапан В дизелях чаще всего применяются фильтры двух типов: для грубой и тонкой очистки масла. Фильтр грубой очистки включается в магистраль последовательно и очищает все циркулирующее в магистрали масло от крупных механических примесей. Фильтр тонкой очистки включается параллельно масляной магистрали и 202 пропускает только незначительную часть масла, поступающего в картер. Двигатель КДМ-46 имеет два комбинированных масляных фильтра (рис. 122), смонтированных на общем основании. Кожух 6 масляного фильтра установлен на кронштейне Ии прижат к нему планкой 12 и крышкой 5 при помощи стяжного винта 1, ввернутого в стержень 8, жестко закрепленный в кронштейне фильтра. Стержень 8 имеет продольный и поперечный каналы, сообщающиеся между собой. Ленточный фильтр 7 грубой очистки состоит из латунного каркаса, донышка, двух втулок и фильтрующей ленты, намотанной на гофрированную боковую поверхность каркаса. Благодаря наличию выпуклостей на одной стороне латунной ленты между витками образуется зазор в 0,07 мм, проходя через который масло подвергается очистке. Нитчатый фильтр 4 тонкой очистки состоит из наружного кожуха, внутреннего каркаса, нитчатой набивки из хлопчатобумажных концов и тканевой обмотки, намотанной поверх проволочной сетки, приваренной к каркасу. Кожух и каркас нитчатого фильтра изготовлены из стального листа с большим количеством отверстий. Ленточный и нитчатый фильтры прижаты сверху пружинами 2 и 3. Перепускной клапан, состоящий из трех деталей: пробки 13, пружины 14 и шарика 15,— открывается в том случае, если фильтры сильно засорены и давление масла чрезмерно возросло. Масло при этом поступает в главный маслопровод неочищенным. Камеры 16, 17, сообщающиеся между собой через перепускной клапан 18, соединены маслопроводами с масляным фильтром. Через канал 9, сообщающийся с перепускным клапаном, масло отводится в масляную магистраль из ленточного фильтра, а через канал 10 отводится в картер из нитчатого фильтра. Маслораспределительная плита, имеющая три камеры: боковую, нижнюю и верхнюю,— расголожена между блоком двигателя и кронштейном масляных фильтров. В боковую камеру, сообщающуюся с камерой 16 кронштейна 11, масло поступает от масляного насоса, в верхнюю камеру — из ленточных, а в нижнюю — из нитчатых фильтров. Верхняя камера соединена с главным маслопроводом. Масляный радиатор, состоящий из верхнего и нижнего коллекторов, охлаждающих трубок с пластинами и двух трубчатых стоек, крепится к водяному радиатору. К правой трубчатой стойке приварен подводящий штуцер, а к нижнему коллектору подведен отводящий трубопровод. Вследствие маслянопгбИлйждения днища поршней в двигателе КДМ-46 происходит перегрев масла. Благодаря применению масляного радиатора достигается охлаждение масла на 5,5—6,5° при работе двигателя с полной нагрузкой и при температуре внешнего воздуха 25—36°. Рис. 122. Масляные фильтры дизеля КДМ-46: / — стяжной винт; 2 — пластинчатая пружина; 3— цилиндрическая пружина: 4— нитчатый фильтр; 5 — крышка; 6 — кож>х: 7 — ленточный фильтр: Я — стержень; 9— канал для отвода масла из ленточного фильтра; 10 — каиал для отвода масла из нитчатого фильтра; 1! — кронштейн; t2 - грижимиая планка; — пробка. Н—пружина: 15 — шарик; 16—внутренняя камера; 17 — наружная камера; 18 — перепускной клапан Система смазки в целом работает следующим образом (см. рис. 120). При пуске в ход двигателя от шестерни распределительного вала через промежуточную шестерню и вал привода 11 вращение передается валу ведущих шестерен масляного насоса. Откачивающими секциями насоса из передней и задней частей картера через маслоприемники 12 и 16 масло подается в центральный резервуар, а оттуда нагнетательной секцией через средний маслоприемник 15 — в боковую камеру маслораспределительной плиты. Затем масло поступает во внутреннюю камеру 16 (рис. 122) кронштейна масляных фильтров, далее по маслопроводу— в масляный радиатор 10 (см. рис. 120) и после охлаждения возвращается в наружную камеру 17 кронштейна масляных фильтров (рис. 122). Когда двигатель холодный, то в камере 16 в результате большой вязкости масла создается повышенное давление. При этом открывается перепускной клапан 18 и масло протекает в наружную камеру 17 кронштейна фильтров, минуя масляный радиатор. Из наружной камеры масло поступает внутрь кожуха фильтров и далее идет параллельно двумя путями через ленточные и нитчатые фильтры. Основной поток масла очищается, проходя через зазоры между витками фильтрующей ленты, и заполняет верхнюю камеру маслораспределитаяьной плиты, откуда по главному маслопроводу 9 (см. рис. 120) и отдельным трубкам и каналам идет к трущимся поверхностям узлов двигателя и к масляному манометру. Другая часть масла проходит через нитчатые фильтры тонкой очистки, где, очищаясь от механических частиц и смол, поступает в нижнюю камеру маслораспределительной плиты, а оттуда стекает в картер. За час работы дизеля все масло, залитое в картер, три раза проходит через фильтры тонкой очистки. При засорении фильтров масло будет поступать в главный маслопровод неочищенным через перепускной шариковый клапан 15 фильтра (рис. 122). Чтобы система смазки всегда работала исправно, надо периодически очищать и промывать ленточные и заменять нитчатые фильтры. Из главного маслопровода масло по трубкам подается к коренным подшипникам коленчатого вала и к валикам коромысел клапанов. От коренных подшипников по сверлениям в коленах вала масло поступает к шатунным шейкам, затем по каналу в теле каждого шатуна — к верхним головкам шатунов, откуда через специальные отверстия впрыскивается на днища поршней для их охлаждения. Через зазоры в коренных и шатунных подшипниках масло вытекает наружу и разбрызгивается вращающимся валом, смазывая стенки цилиндров, поршни, толкатели, шейки и кулачки распределительного вала. От переднего коренного подшипника масло частично отводится по каналу в блок-картере к специальному штуцеру и от него по трубкам 2, 3 и 4 (см. рис. 120) подается к переднему подшипнику распределительного вала, к большой и малой промежуточным шестерням и далее к подшипникам регулятора и водяного насоса. Масло, вытекающее из втулок промежуточных шестерен, попадает на зубья распределительных шестерен и смазывает их. По трубкам 8 из главного маслопровода 9 масло поступает к деталям клапанного механизма, а затем, стекая в картер, смазывает штангн толкателей и декомпрессора, толкатели и кулачки распределительного вала. Система смазки заполняется маслом через маслоналивную горловину 5, имеющую общий корпус с сапуном, которым с целью уменьшения давления газов в картере двигателя соединяют полость блока с атмосферой. Сапун имеет набивку из тонкой железной проволоки, предохраняющей от проникновения пыли внутрь блока, а также от выбрасывания из него масла наружу. С помощью масломерной линейки 1, имеющей надписи «полный» и «мало», определяют наибольший и наименьший допустимые уровни масла в резервуаре картера. Спускная пробка 14 снабжена магнитом, улавливающим металлические частицы, попадающие вместе с маслом в картер. Системы смазки дизелей Д-54 и Д-35 по своему устройству весьма сходны с системой смазки дизеля КДМ-46. У двигателя 2Д6 система смазки имеет существенное отличие благодаря применению так называемого «сухого» картера. В этом случае запас масла находится не в резервуаре картера, а в специальном баке, устанавливаемом вблизи двигателя. У дизеля 2Д6 масло, собирающееся в картере, перекачивается двумя насосами в бак объемом 70—80 л, откуда третьим насосом подается в циркуляционную систему смазки, условно разделяемую на внутреннюю и внешнюю. Во внутреннюю часть системы входят: масляные насосы; фильтр, через который масло нагнетается насосом в дизель; магистраль, состоящая из разветвленной системы каналов, подводящих масло ко всем поверхностям трения; наружные маслопроводы, расположенные на дизеле; манометр для измерения давления масла у входа в дизель и термометр для измерения температуры масла, выходящего из дизеля. Во внешнюю часть системы входят трубопровод от дизеля к масляному радиатору, масляный радиатор, трубопровод от масляного радиатора к баку, бак с пеногасителем, трубопровод от бака к дизелю. Для обеспечения наличия масла в подшипниках с момента запуска двигателя во внешней системе циркуляции дизеля 2Д6 применяется ручной подкачивающий насос поршневого типа. § 42. СИСТЕМА ПИТАНИЯ Система питания двигателей служит для получения горючей смеси требуемого качества за счет точной и равномерной подачи 206 топлива при хорошем его распиливании и перемешивании с воздухом. В систему питания карбюраторного двигателя входят карбюратор для приготовления горючей смеси, топливные фильтры, топливный бак, топливопроводы. Система питания дизеля, схема которой показана на рис. 123, включает: топливный насос 1, подающий топливо к форсункам в строго определенный момент и в стро- Рис. 123. Схема системы питания дизеля К.дМ-46: / — топливный насос; 2 — трубопровод высокого давления: 3 — форсунка; 4 — манометр; 5 — сливная трубка; 6 — трубка для спуска воздуха; 7 — топливный фильтр; 8 — подкачивающий насос; 9 — редукционный клапан; Ю — трубопровод низкого давления го определенном количестве по трубопроводам высокого давления 2; форсунки 3, распыливающие топливо; топливные фильтры 7, очищающие топливо перед поступлением его в топливный насос; подкачивающий насос 8, подающий топливо через фильтры в топливный насос; топливный бак; трубопровод 10 низкого давления от топливного бака к подкачивающему насосу; сливную трубку 5 для спуска просочившегося из форсунок топлива в подкачивающий касос; трубку 6 для спуска воздуха, скопившегося в фильтрах; редукционный клапан 9 для поддержания низкого давления; манометр 4 для контроля давления топлива, поступающего к топливному насосу; арматуру и ряд других деталей. Топливные насосы. Дизели Д-35, Д-54, КДМ-46 и 2Д6 имеют аналогичные по принципу действия плунжерные насосы, которые с помощью регуляторов изменяют подачу топлива в зависимости от изменения нагрузки двигателя. Топливные насосы всех указанных дизелей состоят из четырех или шести взаимозаменяемых съемных секций. Количество секций в насосе равно числу цилиндров. На рис. 124 изображена схема работы одной секции топливного насоса двигателя КДМ-46. Рис. 124. Схема работы плунжерного насоса дизеля КДМ-46: а — всасывание топлива; б — нагнетание топлива; в — отсечка с перепуском топлива; 1 — плунжер; 2—гильза; 3—гнездо; 4— обратный клапан Основные детали секции: плунжер /, гильза 2, гнездо 3 и обратный клапан 4 — для обеспечения высокой износостойкости изготовлены из высококачественной стали и подвергнуты термической обработке. Чтобы не допустить утечки топлива, находящегося под большим давлением в момент нагнетания, рабочие поверхности плунжера, гильзы, клапана и гнезда очень точно обработаны. Зазор между этими деталями должен составлять не более 0,008 мм. Топливо внутрь гильзы поступает через отверстие в верхней ее части, соединяющееся с каналом в корпусе насоса. Для сообщения с отверстием в гильзе на боковой поверхности плунжера сделана фигурная выемка. Плунжер перемещается вверх кулачковым валом 1 (см. рис. 126), а вниз—под действием пружины4. Когда плунжер находится в нижнем положении (рис. 124, а), полость гильзы заполняется топливом. В начале хода плунжера вверх, пока кромка его торца не перекроет отверстия в гильзе, часть топлива вытесняется обратно в подводящий канал. Но после перекрытия отверстия начинается нагнетание топлива к форсунке через открывающийся клапан 4 (рис. 124, б). Нагнетание топлива прекращается, как только фигурная выемка на плунжере совпадет с отверстием в гильзе и откроет проход топливу обратно в подводящий канал (рис. 124, в). В этот момент происходит отсечка подачи топлива, клапан резко садится Б свое гнездо, понижая давление в трубопроводе. Этому способствует наличие разгрузочного пояска на клапане, с помощью которого происходит отсасывание из топливопровода некоторого количества топлива. Благодаря этому впрыск топлива через форсунку прекращается, вследствие чего устраняется подтекание горючего из распы-ливающего отверстия. Рис. 125. Схема работы секции топливного насоса дизелей Д-35 и Д-54:
а)    О    е)
а — всасывание топлива; б— нагнетание топлива; в — отсечка (кочед нагнетания); / — гильза; 2— плунжер; 3— поперечный каиал; 4—перепускное отверстие; 5 — продольный канал; 6 — клапан; 7 — впускное отверстие Начало отсечки подачи топлива зависит от положения винтовой кромки плунжера относительно отверстия в гильзе. Изменение этого положения происходит автоматически, путем поворота плунжера вокруг его оси с помощью регулятора числа оборотов, действующего в зависимости от нагрузки двигателя. На двигателях Д-35 и Д-54 установлен один и тот же топливный насос, схема работы которого показана на рис. 125. Гильза 1 имеет два отверстия: впускное 7 и перепускное 4, а плунжер 2 — поперечный и продольный каналы 3 и 5, сообщающиеся между собой. При движении плунжера вниз топливо через отверстие 7 заполняет пространство внутри гильзы (рис. 125, а). При движе-14—247    209 нии плунжера вверх топливо перетекает в канал головки насоса через впускное отверстие 7 до тех пор, пока плунжер не перекроет это отверстие. После этого происходит сжатие топлива, клапан 6 открывается и топливо нагнетается в форсунку (рис. 125, б). При дальнейшем движении вверх плунжер своей винтовой кромкой откроет перепускное отверстие 4 и оставшееся в надплунжерном пространстве топливо потечет по каналам 5 и 3 и отверстию 4 в канал головки насоса (рис. 125, в). Давление над плунжером упадет, и клапан 6 резко опустится в свое гнездо, отсекая подачу топлива. Рис. 126. Топливный насос дизеля КДМ-46: 1 — кулачковый вал; 2— блок насоса; 3— толкатель; 4— пружина толкателя; 5 — пружина корректора; 6 — тяга рейки; 7 — регулировочная муфта; 8—■ контргайка; 9 — хвостовик регулировочного винта толкателя; 10— рейка; //— ограничительное кольцо; 12 — зубчатый сектор плунжера Устройство топливного насоса двигателя КДМ-46 показано на рис. 126. Насос состоит из следующих узлов: блока насоса, механизма привода плунжеров секций, насосных секций, механизма регулировки подачи топлива, корректора подачи топлива и ограничителя максимальной подачи топлива (в период обкатки двигателя). Блок 2 насоса, отливаемый из чугуна, крепится фланцем к корпусу регулятора. Все механизмы и детали насоса размещаются в верхнем и нижнем отделении, на которые он разделен горизонтальной перегородкой. Механизм привода плунжеров секций состоит в основном из кулачкового вала 1 и четырех толкателей 3. Кулачковый вал получает вращение через передаточный механизм от распределительного вала двигателя. Толкатели, изготовляемые из алюминиевого сплава, служат для передачи усилий от кулачкового вала к плунжерам насоса и для регулировки момента начала подачи топлива. Кулачок на валу /, набегая на ролик, укрепленный на толкателе, поднимает вверх стержень толкателя и перемещает тем самым плунжер насоса. Пружина 4 при подъеме толкателя сжимается, а при сбегании ролика с выступающей части кулачка — разжимается и перемещает вниз толкатель, а вместе с ним и плунжер насоса. Сверху в стержень толкателя ввернут хвостовик 9, в паз которого входит головка плунжера. При вывертывании хвостовика из толкателя плунжер занимает более высокое положение и раньше начинает подачу топлива и, наоборот, при ввертывании хвостовика в толкатель момент начала подачи топлива будет более поздним. Контргайка 8 фиксирует хвостовик в отрегулированном положении. Механизм регулировки подачи топлива служит для изменения количества топлива, подаваемого насосом. Механизм состоит из зубчатой рейки 10 и соединенной с ней поводком тяги 6 рейки. Тяга рейки передвигается вдоль оси в двух бронзовых втулках, запрессованных в передней и задней стенках блока насоса. Зубцы рейки 10 входят в зацепление с зубчатыми секторами 12 плунжеров. При передвижении тяги вместе с ней перемещается вдоль оси и рейка, поворачивающая зубчатые сектора плунжеров. Одновременно с секторами происходит поворот вокруг оси плунжеров, в результате чего изменяется количество подаваемого ими топлива. Подача топлива увеличивается при смещении тяги рейки вправо. Регулировочная муфта 7 ограничивает перемещение тяги рейки в сторону увеличения подачи. Положение муфты 7 строго установлено на заводе и при эксплуатации не должно изменяться. Кольцо 11 служит упором, ограничивающим передвижение рейки влево, в сторону уменьшения и полного выключения подачи топлива. Корректор подачи топлива служит для повышения мощности двигателя при кратковременной перегрузке путем дополнительного увеличения подачи топлива. Корректор состоит из пластинчатой пружины 5, подкладки и накладки, соединенных штифтом. Так как у пластинчатой пружины 5 жестко закреплен только нижний конец, то верхний ее конец при соприкосновении с муфтой 7 может свободно прогибаться до упора в блок. Поэтому при передвижении тяги рейки вправо, преодолевая действие пружины 5, можно дополнительно передвинуть рейку и увеличить подачу топлива. Механизм корректора закрыт крышкой, прикрепленной к блоку тремя болтами. Ограничитель подачи топлива на время обкатки нового двигателя ввернут в крышку корректора. В ограничитель запрессован штифт, в который упирается регулировочная муфта 7 тяги рейки 14*    211 при своем ходе в сторону увеличения подачи топлива. При действии ограничителя двигатель не может развивать мощность более 70 л. с, После обкатки штифт запрессовывают внутрь тела ограничителя, обеспечивая полный ход тяги рейки и получение максимальной мощности двигателя. Всережимный регулятор предназначен для обеспечения устойчивой работы двигателя на всех скоростных режимах как при полной нагрузке, так и на холостом ходу. Регулятор автоматически поддерживает в определенных пределах установленное машинистом число оборотов двигателя независимо от изменения внешней нагрузки. Действуя на рейку топливного насоса, регуля- Рис. 127. Схема регулировки дизеля КДМ-46: / — шестерня привода регулятора; 2— тяга; 3— упор максимальной подачи; 4— внут* реннее плечо трехплечего рычага; 5 — наружное плечо трехплечего рычага; 6 — пружина регулятора; 7 — упор минимальной подачи; 8 — рычаг; 9 — рейка; 10— двуплечий рычаг; // — муфта; 12 — сухарь; 13 — груз; 14 — вертикальный вал тор изменяет количество подаваемого в цилиндры топлива, а еле-довательно, повышает или уменьшает мощность двигателя. Шестерня 1 привода регулятора и топливного насоса (рис, 127) получает вращение от коленчатого вала и передает движение через пару конических шестерен вертикальному валу 14 регулятора. Вместе с валом вращаются укрепленные на нем грузы 13, расходящиеся в стороны под действием центробежной силы и стремящиеся через сухари 12 и муфту 11 повернуть рычаг 10. Перемещению муфты 11 вверх и повороту рычага 10 противодействует пружина б регулятора. При неизменной нагрузке двигателя коленчатый вал вращается с постоянным числом оборотов и в регуляторе устанавливается равновесие между центробежной силой грузов 13 и натяжением пружины 6. При повышении внешней нагрузки число оборотов двигателя снижается и соответственно падает скорость вращения грузов регулятора. В результате уменьшения центробежной силы равновесие в регуляторе нарушается и грузы под воздействием растянутой пружины 6 сближаются. Рычаг 10 поворачивается и с помощью тяги 2 передвигает рейку 9 топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива. Это вызывает повышение числа оборотов и мощности двигателя, скорость вращения коленчатого вала становится прежней, а в регуляторе вновь устанавливается равновесие между центробежной силой грузов 13 и натяжением пружины 6. При разгрузке двигателя число оборотов его несколько увеличится. Под действием возросшей центробежной силы грузы 13 через систему рычагов передвинут рейку 9 в сторону уменьшения подачй топлива. В результате число оборотов и мощность двигателя понизятся. В случае необходимости машинист экскаватора может изменить с пульта управления скоростной режим работы двигателя. Это достигается воздействием на пружину 6 через систему рычагов, приводимую в движение рычагом 8 управления подачей топлива. При перестановке рычага 8 в заднее положение пружина 6 растягивается и двигатель развивает максимальное число оборотов, которое ограничивается благодаря тому, что плечо 5 трехплечего рычага доходит до упора 3 максимальной подачи. При перестановке рычага 8 в переднее положение пружина 6 сжимается, подача топлива уменьшается и двигатель снижает число оборотов до тех пор, пока плечо 4 трехплечего рычага не дойдет до упора 7 минимальной подачи. Положение упоров 3 и 7 можно изменять с помощью регулировочных винтов. Рис. 128. Схема действия закрытой форсунки:
Двигатели Д-35, Д-54 и 2Д6 имеют регуляторы, аналогичные по принципу действия описанному регулятору двигателя КДМ-46. й — до начала распиливания; б—в момент распиливания топлива; 1 — камера; 2 —корпус; 3 — канал; 4 — игла: 5 — пружина
Форсунка является одним из важнейших узлов системы литания и для обеспечения (бесперебойной работы двигателя должна удовлетворять ряду требований: 1)    распыливать топливо, подаваемое насосом, на мельчайшие частицы в виде тумана; 2)    равномерно распределять вводимую в распыленном состоя нии порцию топлива по всей камере сгорания; Рис. 129. Схема устройства и работы распылителей форсунок дизелей:
3) четко фиксировать начало и конец впрыска топлива и не допускать его подтекания при выходе струи из отверстия распылителя. Дизели, устанавливаемые на отечественных экскаваторах, имеют обычно форсунки закрытого типа, принцип действия которых виден на рис. 128. Распылитель, состоящий из корпуса 2 и иглы 4, является наиболее ответственной частью форсунки. Игла под действием пружины 5 плотно закрывает распыли-вающее отверстие. Топливо, нагнетаемое плунжером насоса, заполняет канал 3 и камеру 1, в которой давление при этом резко возрастает (до 120 кг!см2 у КДМ-46 и до 210 кг! см2 у 2Д6). Игла 4, преодолевая сжатие пружины 5, приподнимается вверх, и топливо с большой силой и скоростью впрыскивается через открытое отверстие распылителя, образуя факел, форма и длина которого зависят от размеров и формы отверстия распылителя и конца его иглы. После отсечки топлива в насосе давление в камере 1 быстро падает и игла под действием пружины опускается вниз а — КДМ-46; б — Д-35 и Д-54; в — 2Д6; 1 — бесштиф- На CBOC MCCTO. товая игла; 2 — диск распылителя; 3— уплотняющая фаска; 4 — штифт; 5 — рас- ВЗ пыливающие отверстия
На рис. 129 показана схема устройст-и действия распылителей КДМ-46, Д-35, Д-54 и 2Д6. У форсунки двигателя КДМ-46 (рис. 129, а) отверстие распылителя закрывается за счет плотного прилегания торца иглы 1 к диску 2. У форсунок двигателей Д-35 и Д-54 (рис. 129, б) на конце иглы имеется штифт 4, выступающий из отверстия распылителя, которое закрывается специальной конической фаской 3. Штифт с конусным наконечником служит для придания определенной формы факелу распыливаемош топлива. Распылитель двигателя 2Д6 (рис. 129, в) имеет сеть отверстий 5, каждое из которых имеет диаметр 0,25 мм. 214 Рабочие поверхности всех деталей распылителя: корпуса, игг лы и диска — изготовляют очень точно, шлифуют, полируют и притирают. Так же как и плунжер с гильзой секции топливного насоса, эти детали являются невзаимозаменяемьгми и их разъединение не допускается. Они могут быть заменены только комплектно. Устройство форсунок дизелей КДМ-46, Д-35, Д-54 и 2Д6 видно из рис. 130. Двигатели Д-35 и Д-54 имеют одинаковые штифтовые форсунки, несколько отличающиеся по конструкции от бесштифтовых форсунок двигателей КДМ-46 и 2Д6. Форсунки крепятся в головке Рис. 131. Схема подкачивающего насоса дизеля КДМ-46:
блока либо соединительной муфтой с резьбой (КДМ-46), либо при помощи шпилек с гайками (Д-35, Д-54, 2Д6). Стальной корпус 2 форсунок служит базой для монтажа всех остальных деталей. Распылитель 9 соединяется с корпусом форсунки при помощи накидной гайки. Во избежание перекосов поверхности соприкосновения корпусов распылителей и форсунок дизелей КДМ-46 и Д-54 выполнены сфериче: скими. Также сферическими у этих форсунок явля- 1 — перепускной клапан; 2 — ведомая шестерня;    J    г j 5 —выходной канал; 4 — ведущая шестерня; 5— ЮТСЯ И СОПриКЙСЯЮЩИбСЯ впускной «нал; н6з TO;P/„taoVonбаГЯЩаЯ ^ КОНЦЫ ИГЛЫ 8 И НЭЖИМНОЙ штанги 7. Благодаря этому достигается точная взаимная установка деталей и свободное скольжение иглы в корпусе распылителя. Ход иглы в форсунках ограничивается, у дизеля КДМ-46 он равен 0,2—0,25 мм. Сила нажатия пружины 6 на иглу регулируется винтом 4, который стопорится контргайкой 5. Подвод топлива к форсунке от насоса осуществляется по трубопроводу высокого давления через штуцер /. Топливо, просочившееся через зазор между иглой и корпусом распылителя, поднимается в верхнюю часть форсунки, откуда отводится через отверстие 3. Подкачивающий насос предназначен для устойчивого питания топливного насоса горючим с постоянным давлением, равным 0,7—1,1 кг/см2. У двигателя КДМ-46 подкачивающий насос шестеренчатого типа установлен на корпусе регулятора. Рабочие шестерни 2 и 4 насоса (рис. 131) получают вращение от вала привода регулятора через червячную передачу. Из топливного бака топливо засасывается насосом через трубку 6 и впускной канал 5 и зубцами вращающихся шестерен 2 и 4 нагнетается в канал 3 и далее подается к фильтрам и топливному насосу. Когда давление топлива повысится выше нормального, автоматически открывается клапан 1, перепускающий избыток топлива во впускной канал. К впускному каналу 5 также подводится топливо по сливной трубке от форсунок. Топливный фильтр служит для очистки от механических примесей топлива, поступающего от подкачивающего насоса к топливному насосу. Топливный фильтр двигателя 1КДМ-46 (рис. 132) установлен на корпусе регулятора. Внутри корпуса фильтра размещено шесть фильтрующих элементов 6, изготовленных из хлопчатобумажной пряжи, которая крестообразно намотана на сетчатую трубку 7. Для лучшей фильтрации топлива сетчатую трубку предварительно обертывают ленточкой фильтровальной бумаги. Фильтрующие элементы надеты на квадратные стержни 9 и плотно прижаты к плите 2, на которую давят пружины. Корпус фильтра снабжен водяной рубашкой 3 для подогрева топлива. Выпуск воздуха из фильтра при заполнении его топливом производится через клапаны 10 и 11. От подкачивающего насоса по каналу 4 топливо подводится в верхнюю часть корпуса фильтра и заполняет его. Проникая сквозь фильтрующие элементы и очищаясь в них, топливо поступает внутрь сетчатых трубок 7, по которым поднимается вверх в камеру, образованную крышкой 8. Отсюда по каналу 5 топливо подается в канал корпуса регулятора и затем к топливному насосу. Отстой грязи и воды из нижней части камеры фильтра удаляется через отверстие в сливной горловине, закрываемое пробкой 1. В дизелях Д-35 и Д-54, кроме фильтров тонкой очистки, имеются фильтры грубой очистки, фильтрующие элементы которых состоят из металлического гофрированного каркаса с намотанной на него латунной лентой с выступами. На дизеле 2Д6 установлен только фильтр тонкой очистки с фильтрующим пакетом из войлочных пластин. К штуцеру, ввернутому в канал корпуса регулятора, присоединена трубка, идущая к топливному манометру, установленному на щитке приборов. Манометр показывает давление топлива, поступающего к топливному насосу после очистки в фильтре. Воздухоочиститель играет важную роль в повышении долговечности работы двигателя, так как при надлежащем уходе защищает шатунно-кривошипный механизм от попадания пыли и преждевременного износа важнейших его деталей. На двигателе КДМ-46 установлен воздухоочиститель комбинированного типа с двойной очисткой воздуха (рис. 133). Вследствие разрежения, создаваемого двигателем при работе, воздух из окружающей среды через отверстие 7 в дне колпака поступает в центробежный отражатель 8, где благодаря наличию лопастей начинает вращаться. Под действием центробежной силы крупные частицы пыли, перемещаясь по стенкам отражателя кверху, выбрасываются внутрь колпака и затем, оседая, собираются в стеклянном пылеотстойнике 9. После сухой очистки воздух вместе с мелкими частицами пыли устремляется в центральную трубу 4, по выходе из которой приходит >В соприкосновение с маслом, залитым в чашку 1 поддона 2. Рис. 133. Воздухоочиститель дизеля КДМ-46: 1 — чашка; 2 — поддон; 3 — гофрированные оцинкованные сетки; 4 — центральная труба; 5—цилиндр корпуса; 6 — головка корпуса; 7 — отверстие; 8 — отражатель; 9 — стеклянный пылеотстойник
Часть мелкой пыли оседает в масле, а остатки уносятся вместе с воздухом и частицами масла кверху. Окончательное улавливание частиц пыли происходит в оцинкованных гофрированных сетках 3, покрытых маслом. Пройдя через установленные в цилиндре корпуса 5 сетки, воздух поступает в головку 6 и далее во впускную трубу дизеля полностью очищенным. На дизелях Д-54 и Д-35 применены аналогичные воздухоочистители. На дизеле 2Д6 установлен сухой вихревой воздухоочиститель. В п у с к н а я т р у- б а 3 (рис. 134) служит для подвода воздуха от воздухоочистителя к головкам цилиндров двигателя. Она снабжена рубашкой для подогрева воздуха отработавшими газами от пускового двигателя в момент запуска дизеля. Впускная труба закреплена на головке двигателя вместе с выпускной трубой 1 при помощи общих прижимных планок 4, шпилек и гаек. Подогреватель воздуха поставляется заводом как дополнительное оборудование для двигателей, работающих при низких температурах. Подогреватель двигателя КДМ-46 состоит из форсунки с двумя электродами и фильтром, топливного бачка и подкачивающего насоса. Форсунка и электроды вставляются в патрубок 2 переходного колена впускной трубы. Подогревателем пользуются при подготовке дизеля к пуску. Горячими газами, образующимися при сгорании распиливаемого форсункой топлива Рис. 134. Впускная и выпускная трубы дизеля КДМ-46: 1 — выпускная труба; 2— патрубок; 3— впускная труба; 4—прижимная . планка (воспламеняющегося от искры электродов), нагревается воздух во впускной трубе, который подогревает затем головки и стенки цилиндров. § 43. СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ Система зажигания применяется в карбюраторных двигателях для воспламенения горючей смеси в цилиндрах. На строительных экскаваторах, где в качестве основных двигателей используются дизели, система зажигания встречается только на бензиновых пусковых двигателях. Система зажигания пусковых двигателей П-46 и ПД-Ю, устанавливаемых на дизелях КДМ-46, Д-54 и Д-35, состоит из магнето с пусковым ускорителем, двух свечей, проводов и выключателя. Магнето предназначено для получения тока высокого напряжения, который по проводам подводится к свечам, установленным в головке цилиндров. Между электродами свечи возникает электрическая искра, воспламеняющая горючую смесь в камере сжатия. Магнето пускового двигателя П-46 работает по схеме, изображенной на рис. 135. При вращении якоря 1, являющегося постоянным магнитом, в боковых стойках 16 и сердечнике 9 возни-220 кает магнитный силовой поток, который за один оборот якоря дважды меняет свое направление и дважды достигает своей наибольшей величины. В результате этих изменений в первичной обмотке 15, пересекаемой магнитным потоком, возбуждается электрический ток низкого напряжения, переменный по величине и направлению. Электрический ток, протекая по первичной обмотке, создает вокруг нее сильное пульсирующее магнитное поле, которое необходимо для получения во вторичной обмотке 8 тока высокого напряжения. /7 Рис. 135. Схема магнето М-10А: 1— якорь; 2 — кулачок; 3—неподвижный контакт прерывателя; 4 — пружина прерывателя; 5 — подвижный контакт прерывателя; 6 — контактная пластина; 7 — выключатель зажигания; 8 —вторичная обмотка; 9 — сердечник; 10 — провод высокого напряжения; 11 — свеча; 12 — центральный электрод подогревателя воздуха; 13 — контакт барабана распределителя; 14 — контактный вывод вторичной обмотки; 15 — первичная обмотка: 15—боковая стойка; 17 — конденсатор Для создания сильной искры между электродами свечи, к которым подводится ток от вторичной обмотки, необходимо первичную цепь разомкнуть в тот момент, когда ток в первичной обмотке достигнет максимума. Если разъединить контакты 3—5 специально установленного прерывателя, то электрический ток в первичной обмотке исчезнет, а вместе с ним исчезнет и созданное им магнитное поле. При этом исчезающие магнитные силовые линии, с большой скоростью пересекая витки вторичной обмотки, возбуждают в ней электрический ток напряжением 10 000— 15 000 е. Первичная обмотка с меньшим количеством витков намотана непосредственно на сердечник 9, а вторичная с большим количеством витков — сверху первичной. Один конец первичной обмотки присоединен к прерывателю, а второй — соединен с одним из концов вторичной обмотки, и вместе они присоединены к сердечнику 9, т. е. к «массе» магнето. Другой конец вторичной обмотки через угольный контакт 14 выведен к распределителю Таким образом, если контакты 3 и 5 прерывателя замкнуты, то ток низкого напряжения протекает по следующей цепи: первичная обмотка 15, «масса», неподвижный контакт 3 прерывателя, подвижный контакт 5 прерывателя, его пружина 4, пластина, соединительный провод, контактная пластина 6, контактный вывод первотной обмотки и первичная обмотка. Так как при вращении якоря ток изменяет направление, то периодически он протекает и в обратном направлении. При разъединенных контактах 3 и 5 прерывателя ток высокого напряжения будет протекать по другой цепи: вторичная обмотка 8, ее контактный вывод 14, контакт барабана 13 распределителя, вращающийся электрод, приемный контакт крышки распределителя, провод высокого напряжения 10, электроды свечи 11, «масса», первичная обмотка 15 и противоположный конец вторичной обмотки. Кроме того, к распределителю в случае необходимости присоединяется провод для питания центрального электрода 12 подогревателя воздуха. В момент размыкания контактов прерывателя исчезающее магнитное поле возбуждает в первичной обмотке ток самоиндукции напряжением 300—500 в. Для поглощения тока самоиндукции и уменьшения искрения и обгорания контактов в первичную цепь параллельно подключен конденсатор 17, который увеличивает также напряжение во вторичной обмотке. Разъединение контактов прерывателя производится кулачком 2, вращающимся вместе с якорем. Так как кулачок 2 имеет два выступа, то он размыкает контакты прерывателя два раза за один оборот якоря. Барабан 13 распределителя, получая привод через пару шестерен, вращается в два раза медленнее якоря и поэтому подает ток высокого напряжения к каждой свече только один раз за каждые два оборота коленчатого вала. Приемные контакты в крышке распределителя расположены таким образом, что ток подводится к свечам в порядке работы цилиндров двигателя. Экстренная остановка двигателя производится кнопочным выключателем 7, накоротко замыкающим первичную обмотку на «массу». Подробное устройство магнето М-10А двигателя П-46 показано на рис. 136. Основными узлами магнето являются: корпус 25 с тремя крышками 19, 22 и 29, якорь 26, трансформатор 18, прерыватель, распределитель и пусковой ускоритель. Литой корпус магнето изготовлен из алюминиевого сплава. Полюсные башмаки из мягкого отожженного железа залиты в тело корпуса. В передней крышке 29 смонтирована ось шестерни 11 привода барабана распредели-222 теля 13.' Крышка имеет фланец для крепления магнето к кронштейну валика заводного механизма. В верхней крышке 19 установлено прозрачное окно 12, служащее для установки момента зажигания на двигателе по первому цилиндру, и клемма 21 из пластмассы для присоединения провода выключателя зажигания к выводу первичной обмотки. Задняя крышка 22, закрывающая прерыватель, имеет вентиляционные отверстия, прикрытые сеткой для предохранения от попадания пыли и грязи. Якорь 26 магнето состоит из валика и пакета ламелей, напрессованных на магнит. Валик соединен с ламелями путем заливки цинковым сплавом. На конусных концах вала устанавливаются кулачок 23 и пусковой ускоритель. Трансформатор 18 установлен на башмаках и прикреплен двумя винтами 17 к сердечнику. Трансформатор состоит из сердечника, собранного из отдельных изолированных друг от друга пластин, и намотанных на него первичной и вторичной обмоток, между которыми проложен конденсатор. На торцовых щеках трансформатора укреплена соединительная пластина, к которой припаяны конец первичной обмотки и вывод от начала конденсатора. Через вывод 20 на соединительной пластине первичная обмотка соединена проводом с прерывателем. Вывод от вторичной обмотки через угольный контакт 16 с пружиной соединен с вращающимся электродом 14 барабана распределителя. Прерыватель, помещающийся в задней части корпуса магнето, имеет всего три основных части: неподвижный и подвижный контакты и размыкающий их кулачок 23. Неподвижный контакт 3 прикреплен к контактной стойке 4, которая соединена с помощью винта с пластиной 24 и через нее с «массой». На пластине 24 установлен также рычаг 1 с припаянным на конце подвижным контактом, изолированным от «массы» вместе с рычагом 1 и пружиной 2, прижимающей подвижный контакт к неподвижному. Основными деталями распределителя являются: барабан 13, получающий вращение от Еала якоря через шестеренную передачу 27—11, и крышка 15 с приемными контактами. Электроды 14, вмонтированные в барабан и соединенные через контактный вывод 16 с вторичной обмоткой трансформатора, передают на контакты крышки распределителя ток высокого напряжения через искровой зазор 0,25 мм. Крышка 15 распределителя изготовлена из карболита и имеет четыре контакта: два занумерованных для питания свечей зажигания двигателя и два без нумерации для присоединения провода к центральному электроду подогревателя воздуха. Пусковой ускоритель служит для получения сильной электрической искры и уменьшения угла опережения зажигания магнето (25° до в. м. т.) в момент запуска двигателя при помощи заводной рукоятки. Ускоритель состоит из неподвижного диска 28, ведомого диска 30 и ведущей муфты 8, соединенной с диском 30 спиральной пластинчатой пружиной 31. Неподвижный диск 28, 224 прикрепленный к крышке магнето, имеет отогнутый упор для зацепления собачек 9, закрепленных на диске 30. Ведомый диск 30, жестко закрепляемый на валике якоря при помощи ступицы 5 и двух шпонок 6, снабжен двумя отогнутыми выступами для ограничения поворота диска относительно ведущей муфты 8. На противоположной стороне диска 30 установлена пластина с отогнутым зубом, который соединяется с наружным концом спиральной пластинчатой пружины 31. Ведущая муфта 8 закреплена стопорным кольцом на ступице 5 ведомого диска 30. Муфта имеет спускные выступы 10, прорезь для соединения с внутренним концом пластинчатой пружины 31 и два поводковых шипа 7, входящих в пазы на торцах валика привода магнето. Ускоритель работает следующим образом. В момент пуска двигателя валик привода магнето через шипы 7 передает вращение ведущей муфте 8 и через пластинчатую пружину 31, находящуюся в свободном состоянии, заставляет вращаться ведомый диск 30. Диск 30 останавливается вместе с якорем магнето, как только одна из его собачек 9 зацепит за упор неподвижного диска 28. Муфта 8, продолжая вращаться, закручивает пружину 31 до тех пор, пока один из спускных выступов 10 не нажмет на конец собачки 9 и не выведет ее из зацепления с упором неподвижного диска 28. При этом ведомый диск 30 и соединенный с ним якорь магнето под действием раскручивающейся пружины 31 начинают вращаться со скоростью до 250 об/мин, благодаря чему магнето создает сильную искру на электродах свечей зажигания. Во время закручивания пружины 31 остановившийся диск 30 отстает от движения муфты 8 и коленчатого вала двигателя, в результате чего разрыв контактов и появление искры в свечах происходит с запаздыванием (после прохождения поршнем в. м. т.), а эта облегчает пуск двигателя и предупреждает обратные удары. Свечи зажигания устанавливаются в головке цилиндров двигателя таким образом, что в камеру сгорания выступают лишь электроды. На двигателях П-46 и ПД-Ю могут быть применены свечи двух типов: разборные (рис. 137, а) и неразборные (рис. 137,6). В разборной свече изолятор 5. закрепляется в корпусе 2 при помощи накидной гайки 4, а в неразборной свече — путем завальцовки верхней кромки корпуса 2. Центральный электрод 8 соединяется электросваркой с токопроводящим стержнем 7, а боковой электрод 1 укрепляется в корпусе. Присоединение к свече провода высокого напряжения осуществляется с помощью зажимной гайки 6. Во избежание пропуска газов из цилиндров двигателя между их головкой и корпусом свечи устанавливается медно-асбестовая кольцевая прокладка 3. Зазор между электродами свечи, проверяемый щупом, должен быть в пределах 0,6—0,8 мм. Провода зажигания, подводящие ток к свечам,— многожильные, медные сечением 1,3 мм2, покрыты толстой резиновой 15-247    22 оболочкой и заключены в защитную трубку. Каждый провод снабжен двумя наконечниками для крепления к свече и для установки в отверстия крышки распределителя. Выключатель магнето закрепляется двумя винтами на корпусе регулятора и соединяется проводом с пластиной, к которой припаян конец первичной обмотки. Когда рычажок выклю-
Рис. 137. Свечи зажигания: а — разборная; б — неразборная; 1 — боковой электрод; 2— корпус; 3—прокладка; 4 — накидная гайка; 5—изолятор; 6 — зажимная гайка; 7—центральный токопроводящий стержень; 8 — центральный электрод чателя стоит в нижнем положении, то провод от первичной обмотки замкнут внутри выключателя на «массу» и магнето не дает искры в свечах. § 44. ПУСКОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Пусковое устройство дизелей должно иметь значительную мощность, так как при их запуске требуется преодолеть высокую степень сжатия в цилиндрах и обеспечить достаточную скорость вращения коленчатого вала с целью получения температуры, соответствующей температуре вспышки топлива. Большинство дизелей, применяемых на экскаваторах, оборудовано бензиновыми пусковыми двигателями, обладающими в эксплуатации некоторыми преимуществами по сравнению с электри ческими пусковыми двигателями (стартерами). Бензиновые пусковые двигатели разогревают выхлопными газами впускную трубу и воду в системе охлаждения дизеля 226 Стартеры питаются током от громоздких аккумуляторных батарей, требующих тщательного ухода и установки специального зарядного оборудования. Стартеры не могут длительно вращать коленчатый вал двигателя и производить тем самым разогрев масляных пленок в подшипниках и цилиндрах, что очень важно для нормальной работы шатунно-кривошипного механизма. Наряду с этим запуск дизеля стартером не требует затраты физических усилий. Характеристики пусковых двигателей, устанавливаемых на экскаваторных дизелях, приведены в табл. 2. Пусковой двигатель П-46 Пусковой бензиновый двигатель П-46 применяется на дизелях 1КДМ-46. На рис. 138 представлен продольный разрез двухцилиндрового четырехтактного двигателя П-46 в сборе с механизмом включения, а на рис. 139 — его поперечный разрез. Блок-картер двигателя, отливаемый из серого чугуна, состоит из двух частей: двухцилиндрового блока 9 (рис. 138) и картера 21, соединенных между собой с помощью шпилек и гаек. Спереди к блок-картеру прикреплен кожух 3 распределительных шестерен, на котором смонтированы корпус регулятора числа оборотов и кронштейн 1 валика заводного механизма и привода магнето. С левой стороны на блок-картере установлены (рис. 139) карбюратор 26, воздухоочиститель 25, впускная 27 и выпускная трубы. К заднему фланцу блок-картера прикреплен кожух маховика и муфты сцепления 20 (рис. 138), к которому присоединяется редуктор с механизмом включения. Правая сторона блок-картера и корпус муфты сцепления образуют фланец, которым пусковой двигатель установлен на наклонную площадку блока дизеля. Головка 10 блока цилиндров, изготовляемая из серого чугуна, имеет снизу две выемки — камеры сгорания, окруженные водяной рубашкой. Внутри блок-картера расположены шатунно-кривошипный механизм и детали системы распределения. Картер 21 служит опорой для коренных шеек коленчатого вала и одновременно является масляным поддоном. Шатунно-кривошипный механизм состоит из двух поршней с кольцами и пальцами, двух шатунов, коленчатого вала и маховика. Поршни 6 отлиты из алюминиевого сплава. Три верхних канавки на поверхности поршня предназначены для компрессионных колец, а нижняя канавка — для маслосъемного кольца. По окружности нижней канавки просверлены сквозные отверстия для отвода масла, снимаемого кольцом со стенок цилиндра. Для подвода смазки к поршневому пальцу в теле поршня сделаны наклонные отверстия. Поршни, устанавливаемые на один двигатель, не должны иметь разницы в весе более 10 г. Пустотелый поршневой палец 7 плавающего типа установлен в бобышках поршня и от осевого перемещения удерживается заглушками 8.
Шатун 5 изготовлен из качественной стали. Стержень шатуна имеет двутавровое сечение. В верхнюю головку запрессована бронзовая втулка, а в нижнюю разъемную головку устанавливаются стальные вкладыши, залитые слоем баббита толщиной 0,3—0,7 мм. Крышка нижней головки имеет снизу гребень для разбрызгивания масла из картера. Для подвода смазки к трущимся поверхностям в теле шатуна просверлено несколько от. верстий. Коленчатый вал 4 отлит из вольфрамового чугуна заодно с противовесами. Вал вращается на двух шарикоподшипниках, установленных в блок-картере. На переднем конце вала жестко закреплена при помощи шпонки ведущая шестерня 2 для привода распределительного механизма, а на конусной части заднего конца вала установлен маховик 11. В кольцевой выемке маховика нарезан зубчатый венец, передающий вращение среднему диску 13 муфты сцепления.
Система распределения пускового двигателя включает распределительные ше- Рис. 139. Пусковой двигатель П-46 стерни и клапанный ме-    (поперечный разрез): TOUU3,, о„г,,.„тл„ тт,„.т„г, 24 — свеча; 25 — воздухоочиститель; 26 — карбюра-ХЗНИЗМ. ведущая шестер- Т0р. 27—впускная труба; 28 — клапан: 29— на- НЯ 2 находится В ПОСТОЯН- правляющая втулка клапана; 30—пружина клапана; 31 — регулировочный болт; 32 — толкатель; НОМ зацеплении С шестер- 33— направляющий кронштейн; ^ — распределительный вал ней распределительного вала, имеющей в два раза больше зубцов, с шестерней 22 привода магнето и шестерней 23 валика заводного механизма. Основными деталями клапанного механизма являются (рис. 139) распределительный вал 34, толкатели 32, клапаны 28, клапанные пружины 30, направляющий кронштейн 33 толкателей и направляющие втулки 29 клапанов. Распределительный вал, откованный из марганцовистой стали заодно с четырьмя кулачками, вращается на двух подшипниках, установленных в блок-картере. Толкатели также изготовлены из марганцовистой стали. В верхний конец толкателя ввернут регулировочный болт 5/с контргайкой, с помощью которого при прогретом двигателе устанавливается зазор 0,2 мм между головкой болта и стержнем клапана. Клапаны, из которых два средних являются впускными, а два крайних — выпускными, установлены в верхней части блок-картера и перемещаются в направляющих втулках из антифрикционного чугуна. Ввиду различных условий работы впускные клапаны изготовлены из хромоникелевой стали, а выпускные — из жароупорной кремнехромистой стали. Тарелка впускного клапана большего размера, чем тарелка выпускного клапана. Открытие и закрытие клапанов, так же как и у дизеля, происходит с опережением открытия и запаздыванием закрытия. Система охлаждения пускового двигателя является общей с системой охлаждения дизеля. Система смазки пускового двигателя работает по принципу подачи масла к трущимся поверхностям разбрызгиванием его из картера. Масляная пыль, образующаяся внутри блока, попадает на стенки цилиндров, поршневые пальцы, толкатели, кулачки распределительного вала и другие детали, смазывает их и затем стекает обратно в картер. Через отверстия в крышке и стержне шатуна масло попадает к шатунным подшипникам. К подшипникам распределительного вала смазка подводится по специальной винтовой канавке. Масло заливается в двигатель через горловину в кожухе распределительных шестерен, откуда оно стекает в картер через отверстие в его передней стенке. Картер пускового двигателя сообщается с атмосферой посредством сапуна, имеющего волосяную набивку. Система питания пускового двигателя состоит из пускового бачка, карбюратора, регулятора, воздухоочистителя, впускной и выпускной труб. Пусковой бачок емкостью 7 л установлен на кронштейне, прикрепленном к головке цилиндров дизеля. Топливо из бачка в карбюратор поступает после очистки в фильтре-отстойнике, присоединенном к днищу бачка. Карбюратор служит для приготовления горючей смеси путем распыливания топлива на мельчайшие частицы и перемешивания его в определенной пропорции с воздухом. На рис. 140 представлена схема карбюратора К-25Г, устанавливаемого на двигателе П-46. Дроссельная заслонка 1, автомати-230 а ^ i - ' t- 0.£>
P. « co s -V * U «=1 **Я .
5 5 * «9 1 « E " Я S & 1 e( e Hf °з о g I о £ -5
чески управляемая регулятором, увеличивает или уменьшает количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя. В смесительной камере 2, размещенной в общем корпусе с поплавковой камерой, производится перемешивание топлива с воздухом. Воздушная заслонка 3 обеспечивает обогащение смеси при пуске двигателя. Клапан 4 служит для уменьшения подачи топлива. При пуске двигателя с закрытой воздушной заслонкой клапан открывается и уменьшает разрежение у топливных каналов карбюратора. Поплавковая камера при помощи поплавка 12 и запорной иглы 11 поддерживает постоянный уровень топлива в каналах карбюратора. Корпус воздушной заслонки соединен с патрубком воздухоочистителя, а корпус дроссельной заслонки — с фланцем впускной трубы. Топливоподводящая трубка от пускового бачка присоединена к штуцеру над поплавковой камерой. Двигатель под нагрузкой работает при различных положениях дроссельной заслонки 1 (рис. 140, б). Необходимый качественный состав смеси обеспечивается при этом главной дозирующей системой карбюратора, состоящей из главного топливного жиклера 14, компенсационной трубки 13 с десятью отверстиями, воздушного жиклера 10 и распылителя 6 эмульсии. Из поплавковой камеры через главный жиклер 14 топливо поступает в компенсационный колодец 15 и заполняет трубку 13. Во время работы двигателя у отверстия распылителя 6 создается разрежение, благодаря которому топливо начинает поступать в диффузор 18 и распыливаться. Чем больше открыта дроссельная заслонка /,тем выше разрежение у распылителя и тем обильнее вытекает из него топливо. В результате повышенного расхода уровень топлива в компенсационном колодце 15 ив трубке 13 понижается, имеющиеся в ней верхние отверстия открываются и в них по каналу 7 через жиклер 10 поступает воздух, который, смешиваясь с топливом, образует эмульсию. Теперь через распылитель поступает эмульсия, которая дополнительно пополняется воздухом через отверстие 5. Сечения топливного и воздушного жиклеров подобраны таким образом, что при любом режиме работы двигателя в горючей смеси обеспечивается необходимое соотношение между воздухом и топливом. Воздушные отверстия в компенсационной трубке и распылителе, кроме того, способствуют хорошему распыливанию топлива. В период работы двигателя на холостом ходу образование горючей смеси происходит в системе холостого хода, включающей воздушный 8 и топливный 9 жиклеры холостого хода, каналы 16 и 19 и винт 17 холостого хода. При работе на холостом ходу (рис. 140, а) дроссельная заслонка 1 прикрыта, разрежение в смесительной камере незначительно и топливо через распылитель 6 не поступает. Уровень топлива в компенсационном колодце 15 становится выше, чем в канале-распылителе 6, и под действием 232 разрежения за дроссельной заслонкой топливо из компенсационного колодца поступает в топливный жиклер 9 и смешивается с воздухом, проникающим через воздушный жиклер 8 холостого хода. Образовавшаяся эмульсия через канал 16 и два отверстия у дроссельной заслонки поступает в смесительную камеру. Для облегчения пуска двигателя в холодное время года в карбюраторе имеется подкачивающий насос, подающий при нажатии кнопки порцию топлива во всасывающую трубу. Рис. 141. Регулятор пускового двигателя: 1 — распределительный валик; 2 — шестерня _ распределительного валика; 3 — грузик; 4 — подшипник; 5 — нажимной рычаг; 6 — пружина; 7 — регулировочный болт; 8 — нажимная втулка; 9 — ось; 10 — рычаг; 11 — тяга дроссельной заслонки; 12 — дроссельная заслонка Регулятор центробежного типа (рис. 141) предназначен для регулировки количества горючей смеси, подаваемой в цилиндры, с целью сохранения постоянной скорости вращения коленчатого вала двигателя и обеспечения устойчивой его работы под нагрузкой. Регулятор, смонтированный на переднем конце распределительного вала, работает следующим образом. Вместе с шестерней 2, приводимой в движение от коленчатого вала, вращаются шарнирно укрепленные на ее ступице грузики 3. Под действием центробежной силы грузики поворачиваются на осях 9 и ножками нажимают на кольцо втулки 8. Передвижению втулки вдоль оси вала противодействует натяжение пружины 6. При уменьшении нагрузки число оборотов двигателя увеличивается, грузики расходятся больше и сила нажатия их ножек на втулку 8 возрастает. Втулка, преодолевая натяжение пружины 6, перемещается вперед и, нажимая подшипником 4 на рычаг 5, поворачивает его. Рычаг 5, воздействуя на рычаг 10 и тягу 11, прикрывает дроссельную заслонку 12. При этом количество смеси, поступающей в цилиндры, уменьшается и число оборотов двигателя •снижается. В случае увеличения нагрузки число оборотов двигателя уменьшается и сила нажатия ножек грузиков на втулку падает. Под действием пружины 6 система рычагов перемещается, дроссельная заслонка открывается и число оборотов двигателя увеличивается. Следовательно, при изменении нагрузки автоматически увеличивается или уменьшается количество горючей смеси, подаваемой в двигатель, число оборотов которого сохраняется постоянным в зависимости от натяжения пружины 6. На заводе пружина регулятора с помощью регулировочного •болта 7 натягивается тамм образом, что двигатель при 2600 об/мин развивает мощность не менее 17 л. с. Воздухоочиститель 25 (см. рис. 139) производит очистку воздуха, направляемого в карбюратор. Улавливание пыли осуществляется при соприкосновении воздуха с маслом, налитым в нижний корпус, и при прохождении его через смоченные маслом сетки, установленные во внутреннем кожухе. Передаточный механизм пускового двигате-л я состоит из дисковой муфты сцепления, редуктора и механизма включения (см. рис. 138). Муфта сцепления представляет собой механизм, позволяющий плавно и без ударов через систему передач соединять коленчатый вал пускового двигателя с коленчатым валом дизеля. Муфта смонтирована в кожухе 20 и по конструкции и принципу работы аналогична главной муфте экскаватора Э-505 (см. § 25). Основное отличие ее состоит в том, что ведущим является средний диск 13, связанный зубчатым венцом с маховиком 11 двигателя, а ведомыми являются крайние диски 12 и 14 без фрикционных накладок, жестко соединенные с Еалом 19 муфты. Редуктор, являющийся двухскоростной коробкой передач, предназначен для облегчения прокручивания коленчатого вала дизеля при запуске в холодное время года. Редуктор с одной стороны прикреплен к фланцу корпуса муфты сцепления, а с другой стороны — к кожуху маховика дизеля. В корпусе редуктора установлены две пары шестерен (двойная промежуточная шестерня, расположенная в другой плоскости, на рис. 138 не видна). Шестерня 15 изготовлена заодно с валом 19 муфты сцепления и находится в постоянном зацеплении с большим венцом двойной промежуточной шестерни. Шестерня 16 имеет два зубчатых венца: по внешнему ободу и внутри ступицы. Если ее переместить влево по шлицам вала 17 механизма включения, то внутренний зубчатый венец войдет в зацепление с шестерней 15 и тогда передача к коленчатому валу дизеля будет 234 идти напрямую. Шестерни промежуточной передачи при этом вращаются вхолостую. В крайнем правом положении шестерня 16 входит в зацепление своим наружным венцом с малой шестерней промежуточной передачи, и тогда обе пары шестерен будут под нагрузкой. В этом случае вал 17 механизма включения вращается в 3,14 раза медленнее коленчатого вала пускового двигателя. Соответственно возрастает крутящий момент на валу механизма включения и прокручивание холодного дизеля облегчается. Рис. 142. Схема работы механизма включения: о — включенное положение; б — момент выключения шестерен; / — пусковая шестерня; 2—ведущая муфта; 3 — втулка; 4 — защелки; 5 — пята; 6 — рычаг; 7 — пружина: 8 — 0    толкатель: 9 — зубчатый венец маховика; 10 — пружина толкателя Механизм включения предназначен для ввода в зацепление пусковой шестерни 18 с зубчатым венцом маховика дизеля и автоматического выключения пусковой шестерни из зацепления после запуска дизеля. Включение пусковой шестерни производится при выключенной муфте сцепления и работающем пусковом двигателе. Поворачивая рычаг включения пусковой шестерни, передают движение рычагу 6 (рис. 142), который нажимает на пяту 5 муфты 2 и передвигает ее вместе с пусковой шестерней 1 до полного зацепления с зубчатым венцом маховика 9. Толкатель 8, упирающийся своим торцом в муфту 2, также перемещается вдоль оси вала и сжимает пружину 10. Защелки 4, скользя по пазам муфты 2 и поворачиваясь под действием поперечной пружины 7, своими выступами захватывают головку направляющей втулки 3 толкателя и удерживают весь механизм во включенном положении. Рис. 143. Схема работы и устройства двухтактного двигателя ПД-Ю: После включения муфты сцепления пусковой двигатель передает вращение коленчатому валу дизеля. При достижении дизелем 300—310 об/мин наружные плечи защелок 4 под действием центробежной силы расходятся в стороны, преодолевая усилие пружины 7, и выходят из зацепления с головкой втулки 3. Сжатая пружина 10, действуя через толкатель на муфту 2, выводит шестерню 1 из зацепления с венцом маховика, автоматически выключая весь механизм. Пусковой двигатель ПД-10 Пусковой двигатель ПД-10 устанавливается на дизелях Д-35 и Д-54. В отличие от двигателя П-46 это одноцилиндровый, двухтактный двигатель с кривошипно-камерной продувкой (рис. 143,о). Рабочий процесс в этом двигателе совершается за один оборот коленчатого вала; клапанный механизм отсутствует. Все операции по наполнению цилиндров 4 горючей смесью и очистке от отработавших газов выполняются поршнем, открывающим и закрывающим впускные 8, продувочные 2 и выпускные 3 окна. Рабочий цикл имеет два такта и происходит за два хода поршня. В первом такте при движении поршня 5 вверх продолжается продувка цилиндров горючей смесью, поступающей из картера 6 в цилиндр по двум каналам 1 через окна 2. Отработавшие газы выходят из цилиндра через выпускные окна 3 в выпускную трубу и затем в атмосферу. При дальнейшем движении от н. м. т. к в. м. т. поршень сначала закрывает продувочные окна 2, потом выпускные окна 3 и начинает сжимать горючую смесь в цилиндре. Так как впускное окно 8 еще перекрыто поршнем, то в кривошипной камере 6 образуется разрежение, потому что картер соединен с атмосферой только через карбюратор 9. Как только поршень своей нижней кромкой откроет впускное окно 8, в кривошипную камеру засасывается горючая смесь из карбюратора (рис. 143,6). Прежде чем поршень достигает в. м. т., в запальной свече 10 возникает искра, воспламеняющая горючую смесь (рис. 143, в) в камере сжатия. Второй рабочий такт происходит под действием расширяющихся газов, перемещающих поршень от в. м. т. к н. м. т. Опускаясь вниз, поршень перекрывает впускное окно 8 и начинает сжимать горючую смесь в кривошипной камере. В момент открытия выпускного окна 3 начинается выпуск отработавших газов (рис. 143, г). При открытии продувочных окон 2 наступает продувка цилиндра. Двигатель ПД-10 смазывается маслом, поступающим вместе с бензином в виде мельчайших капель, оседающих на деталях. Часть масла сгорает в цилиндре, поэтому расход его увеличивается. Пуск двигателя производится поворотом маховика 7 с помощью шнура. Пуск дизеля 2Д6 осуществляется электростартером мощностью 15 л. с., способным раскрутить коленчатый вал дизеля до 150—200 об/мин (для пуска необходимо 130—150 об/мин). Электростартер питается током от аккумуляторной батареи, создающей напряжение 24 в. Он устанавливается на специальном кронштейне верхнего картера и центрируется по верхнему отверстию в кожухе маховика. Ведущая шестерня, установленная на валу стартера, вводится в зацепление с зубчатым венцом маховика дизеля специальным механизмом. Пуск и остановка стартера производятся с помощью кнопок на пульте управления. Глава VI I ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ § 45. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Основным назначением электрических машин является преобразование механической энергии в электрическую (генераторы) или электрической энергии в механическую (двигатели). Наиболее широкое применение на одномоторных экскаваторах находят асинхронные двигатели переменного тока, являющиеся простейшими по устройству из всех электрических машин. В асинхронном двигателе используется принцип воздействия магнитного поля на короткозамкнутый виток. Вращающееся магнитное поле возбуждает ток в этом витке и заставляет вращаться его вслед за собой с асинхронной скоростью, т. е. со скоростью не равной, а меньшей, чем скорость вращения самого поля. Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора (рис. 144). Статор представляет собой кольцеобразный неподвижный корпус, а ротор — вращающийся цилиндрический сердечник. Двигатель имеет две обмотки, размещающиеся в параллельных пазах статора и ротора, которые изготовляются из листовой электротехнической стали.    « При работе двигателя в обмотку статора подается трехфазный ток, создающий вращающееся магнитное поле. Это поле индуктирует токи в замкнутой обмотке ротора. В результате взаимодействия токов ротора с магнитным полем возникает вращающий момент, который заставляет ротор вращаться вслед за полем и производить механическую работу. Отставание ротора от вращающегося магнитного поля харак-теризуется скольжением, которое представляет собой выраженное в процентах отношение разности скоростей поля и ротора к скорости поля. При увеличении механической нагрузки тормозящий момент на валу ротора становится больше вращающего и скольжение возрастает. Увеличение скольжения вызывает возрастание токов 238 в роторе, благодаря чему увеличивается вращающий момент и восстанавливается динамическое равновесие вращающего и тормозящего моментов. У небольших асинхронных двигателей скольжение при полной нагрузке составляет около 4%, а у крупных двигателей — около 1,5—2 %. Роторы асинхронных двигателей изготовляются двух типов: короткозамкнутые (рис. 145) и с контактными кольцами (рис. 146). Рис. 144. Магнитная система асинхронной машины
Рис. 145. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: 1 — ротор; 2 — статор Обмотка короткозамкнутого ротора представляет собой цилиндрическую клетку — так называемое «беличье колесо» (рис. 147) — из медных шин или алюминиевых стержней, накоротко соединенных на концах двумя кольцами. Стержни такой обмотки вставляются без изоляции в параллельные пазы ротора, которые иногда заливаются расплавленным алюминием с одновременной отливкой замыкающих колец. Рис. 146. Асинхронный двигатель с фазным ротором (с контактными кольцами): I — кольца: 2 — ротор; 3 — статор
Ротор с контактными кольцами, называемый также фазным ротором, имеет трехфазную обмотку, выполненную изолированным проводом и соединенную «звездой». Фазные концы такой обмотки соединяются вместе, образуя нулевую точку, а начала обмоток соединяются с тремя медными изолированными контактными кольцами «а валу .ротора. С кольцами соприкасаются щетки, через которые обмотка ротора последовательно соединяется с трехфазным пусковым реостатом (рис. 148). Пусковой реостат позволяет изменять активное сопротивление цепи ротора, что особенно важно в момент пуска двигателя. У некоторых двигателей с контактными кольцами имеется приспособление, позволяющее после пуска двигателя замыкать накоротко начала обмоток ротора и одновременно с целью уменьшения потерь от трения щеток о кольца поднимать щетки. Рис. 147. «Беличье колесо»
Асинхронный двигатель аналогичен трансформатору, так как передача электрической энергии от первичной обмотки статора к вторичной обмотке ротора осуществляется посредством магнитного поля. Разница заключается в том, что в трансформаторе отдаваемая вторичной цепью энергия является электрической, а в асинхронном двигателе отдаваемая энергия благодаря вращению ротора является механической. Рис. 148. Присоединение пускового реостата к двигателю с контактными кольцами
Изучение вращающегося магнитного поля трехфазного тока показывает, что оно имеет два полюса, т. е. является двухполюсным полем. За один период переменного тока двухполюсное магнитное поле делает один оборот ,и, следовательно, при стандартной частоте, равной 50 периодам в секунду, это поле сделает 50X60—3000 об/мин. Скорость вращения ротора будет немного меньше этой скорости поля. Для того чтобы получить двигатель с меньшей скоростью вращения, нужно увеличить число полюсов магнитного поля. Каждая фаза обмотки статора состоит не из одной катушки, а из нескольких, последовательно соединенных катушек; если увеличить число катушек в обмотке статора с 3 до 6, то число полюсов будет в два раза больше, т. е. 4, а скорость вращения в два раза меньше, т. е. 1500 об/мин. Ротор у таких двигателей всегда короткозамкнутый, поэтому обмотка его создает магнитное поле с числом полюсов, равным числу полюсов обмотки статора. Следовательно, изменяя число катушек в обмотке статора, можно получить ступенчатое изменение скорости (1500, 1000, 750 об/мин). Поэтому асинхронные двигатели применяются там, где не требуется строгого постоянства и плавной регулировки скорости вращения. Соответственно условиям работы на экскаваторах необходимы такие двигатели, у которых скорость вращения могла бы изменяться в широком диапазоне при одновременном возрастании действующих усилий в трансмиссии. Чтобы асинхронные двигатели в большей степени соответствовали этому требованию, при установке на экскаватор в них вносят определенные конструктивные изменения.
Чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию асинхронных двигателей, необходимо иметь соответствующую систему пуска. На рис. 149 приведена схема соединения трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя, обмотки статора которого соединены треугольником. Пуск в ход такого двигателя (небольшой мощности — до 10— 20 кет) часто осуществляется простым замыканием рубильника. В момент пуска возникает значительный пусковой ток, хотя и не представляющий непосредственной опасности для двигателя, тем не менее являющийся нежелательным, так как он вызывает снижение напряжения в сети, что неблагоприятно отражается на рабо- рис 14д £хема СОе н те других потреоителей.    нения короткозамкну- Чтобы уменьшить пусковой ток двигателя того асинхронного с короткозамкнутым ротором, на время пус- двигателя ка понижают напряжение на его зажимах, используя для этого один из следующих способов: 1.    Переключение обмоток статора с треугольника на звезду производится для двигателей, работающих при соединении обмоток статора треугольником. В период пуска обмотки сначала соединяют на звезду, а затем, когда двигатель разовьет некоторую скорость, переключают их на треугольник. Такое переключение снижает напряжение в 1,73 раза, чем достигается уменьшение пускового тока. На рис. 150 приведена схема соединения для такого пуска. Замыкание контактов 1 соответствует соединению на звезду, а Замыкание контактов 2 — соединению на треугольник. 2.    Если двигатель предназначен для работы при соединении обмоток его звездой, то снижение напряжения на зажимах двигателя в момент пуска можно осуществить путем включения реостата последовательно с обмотками статора. Недостатком этого способа являются значительные потери в реостате.

а — продувка цилиндра; б — сжатие горючей смеси в цилиндре и впуск горючей смеси в кривошипную камеру; в — зажигание; г—начало выпуска отработавших газов и сжатие горючей смеси в кривошипной камере; 1 — впускной канал; 2— продувочное окно; 3—выпускное окно; 4—цилиндр; 5 — поршень; 6 — картер кривошипного механизма; 7—маховик; 8 — впускное окно; 9 — карбюратор; 10 — запальная свеча
На рис. 151 приведена схема соединения асинхронного двигателя с фазным ротором. Пуск двигателя проиЗ(ВОДится следующим образом: сначала замыкают трехполюсный рубильник в цепи статора при разомкнутой цепи ротора, после этого в цепь ротора вводят реостат и ротор приходит во вращение. По мере увеличения скорости вращения ротора постепенно уменьшают сопротивление .реостата, выводя его полностью к концу пуска. Для изменения направления вращения асинхронного двигателя нужно изменить направление вращения магнитного поля, что производится переменой мест двух проводов, присоединенных к двигателю. Такое переключение легко можно осуществить при помощи трехполюсного переключателя. Рис. 150. Схема пуска асинхронного короткозамкнутого двигателя с переключением обмоток статора: / — соединение на звезду; 2 — соединение на треугольник
Кроме асинхронных двигателей переменного тока, на одномоторных экскаваторах применяют генераторы постоянного тока, употребляемые в основном в качестве источников освещения. Рис. 151. Схема включения реостата в цепь ротора трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором
На рис. 152 приведена, схема устройства простейшего генератора. Стальной цилиндр с укрепленным на нем витком проволоки располагается между полюсами электромагнита N и S. Концы витка присоединены к двум медным изолированным полукольцам, с которыми соприкасаются две неподвижные щетки А и Б, служащие для соединения генератора с внешней электрической цепью. Полукольца представляют собой простейший коллектор, являющийся характерной частью генератора постоянного тока. Коллектор, предназначенный для выпрямления тока, в действительности состоит из ряда медных изолированных друг от друга пластин, соединенных проводниками с обмоткой якоря. Электромагнитный генератор имеет полюса с наконечниками особой формы, благодаря чему магнитная индукция на поверхности якоря под серединами полюсов имеет наибольшее значение. По мере удаления от середины полюсов магнитная индукция уменьшается до нуля. Плоскость, в которой значение магнитной индукции равно нулю, называется нейтральной. Рис. 152. Схема устройства простейшего генератора постоянного тока Таким образом, если виток будет перемещаться в таком магнитном поле под северным полюсом, то в проводнике возникнет ток одного направления. При прохождении проводника через нейтральную плоскость ток будет равен нулю, а при движении проводника под южным полюсом ток будет иметь противоположное направление. Между тем, как это видно из рис. 152, щетка А все время соединена с проводником, расположенным под северным полюсом, а щетка Б — с проводником, расположенным под южным полюсом, причем переключение щетки с одной коллекторной пластины на другую происходит в момент прохождения витка через нейтральную плоскость. Следовательно, направление тока на щетках будет оставаться неизменным. Если генератор имеет две коллекторные пластины, то ток будет изменяться от нуля до максимума. При большем числе коллекторных пластин ток будет претерпевать меньшие колебания, и при достаточно большом числе пластин напряжение на зажимах получается практически неизменным. Если при этом внешняя цепь будет замкнута, а величина сопротивления в ней будет неизменна, то в этом случае возникнет постоянный ток. Основными частями генератора постоянного тока являются: станина 1, крышки 2, якорь 5, коллектор 4 и щетки с щеткодержателями 3 (рис. 153). Внутри станины укрепляются стальные сердечники полюсов машины. На концах сердечники имеют полюсные наконечники («полюсные башмаки»), выполняемые из листовой стали. На сердечники надеваются катушки, составляющие обмотку возбуждения машины. Якорь (ротор) генератора, подобно полюсным наконечникам, собран из отдельных круглых и тонких стальных листов, изолированных друг от друга тонкой бумагой или лаком. Рис. 153. Генератор постоянного тока: / — станина; 2 — подшипниковые крышки; 3 — траверса с щеткодержателями и щетками; 4 — коллектор; 5 — якорь Выштампованные в отдельных листах впадины образуют пазы, в которые укладывается обмотка якоря, соединенная проводниками с коллектором, установленным на одном валу с якорем. Коллектор составлен из клиновидных медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми (слюдяными) прокладками. Цилиндрическая поверхность коллектора подвергается точной обработке шлифованием. В контакте с коллектором находятся угольные, графитовые или медные щетки, укрепленные в щеткодержателях и прижимаемые к коллектору пружинами. Через коллектор и щетки ток от якоря поступает во внешнюю электрическую цепь, где используется по назначению. § 46. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ТОКА Питание электроэнергией экскаваторов с ковшом емкостью от 0,5 до 2 м3, как правило, производится от сети напряжением 380 244 или 220 в (рис. 154). При наличии линии с более высоким напряжением устанавливается понизительный трансформатор (рис. 155). Подвод энергии к экскаватору осуществляется специальным гибким кабелем длиной 60—100 м. Для строительных экскаваторов в основном применяется шланговый четырехжильный кабель КРИТ (рис. 156). Три жилы кабеля, называемые фазовыми, являются рабочими, а четвертая, называемая нулевой, служит для заземления или зануления корпуса экскаватора. Каждая жила 4, состоящая из отдельных тонких медных проволочек, имеет самостоятельную резиновую изоляцию 5, покрытую сверху обмот- Рис. 154. Устройство для подвода электроэнер-кой 6 из Прорезиненной    гии к экскаваторам карьерного типа: 5    ^ 6........ экснаВатору
ТЬ'ЯПГРШЧЙ приты Rpp цр. 1 — Высоковольтная линия; 2 — опора; 3 — разъезд- 1 лсшс&ип ^ чс    нитель; 4 — кабель; 5 — рычаг разъединителя; 6 — тыое ЖИЛЫ ЗаКЛЮЧеНЫ опора разъединителя; 7 — салазки; S— привод разъ- г . ,    единителя в оощую резиновую изоляцию 2, которая в свою очередь также закрыта слоем прорезиненной ткани 3. Кабель помещен в тяжелый резиновый шланг 1, Высоковольтная электролиния кабельный у спуск Трансформатор Кабель Рис. 155. Питание электроэнергией электрического экскаватора через трансформатор предохраняющий от механических 'воздействий во время эксплуатации. Фазовые жилы могут быть сечением 25, 35, 50 и 70 мм2; сечение нулевого провода примерно в два раза меньше. На отечественных экскаваторах нашли применение следующие две системы соединения подводящего кабеля с электродвигате* лем на вращающейся платформе машины: 1)    при помощи вводной коробки и кольцевого токоприемника; 2)    путем ввода кабеля через крышу кабины экскаватора, используя для этой цели специальную консольную стойку. Рис. 156. Устройство кабеля КРПТ: / — резиновая оболочка; 2—изоляция жил; 3 — прорезиненная ткань; 4— токопроводная жила; 5 — изоляционная резина; 6 — обмотка прорезиненной тканевой лентой; 7 — заземляющая жила На экскаваторах Э-504А, Э-1003, Э-753 и Э-2001 применяется первая система, а на экскаваторах ОМ-201-Э — вторая. Устройство вводной коробки. На рис. 157 показано расположение электрооборудования на экскаваторе Э-753, где кабель 1 подведен к вводной коробке 3, а на рис. 158 изображена вводная коробка экскаватора Э-1003. Гибкий кабель поступает в вводную коробку через литой патрубок с наружным раструбом. Патрубок служит для предохранения кабеля от попадания под гусеницу и от чрезмерных перегибов при изменении направления движения экскаватора. Кабель -закрепляется в патрубке 1 специальным сухарем 2, одновременно закрывающим вводное отверстие в коробку, не допуская '.попадания в нее влаги и грязи. Вводная коробка имеет сварную конструкцию и устанавливается на правой гусеничной раме экскаватора. Отверстия для 246 К    О ?    2 Е    Ж щ    й t-    о W    t° а    о t- О
а п£
СХ СТ)
О И о О £[ « та >,&< Л So .»S Р< о t 2 6 3 m к ч а «
в о
2о> о
а..1» Ё*. К
О >" W
5    s f-    га га    Sf t-    л В    «S п    о
*5 Й „ - - сс га га га 5 ‘%о « о 2 и я w над 'О я р,^ s о й у ь Й а^г-я 5 йо й ttfvo к 5 0 л ° £ -- о I L я ^ у s О. о. 4 a 0*0 Vю £ и 2=ж® Я .2 к 8 o« = **Ss 5ч 5«02&содя | <D К £ О 1 W >- CJ О £ I I р. га В к I 3 к а>. Ninsa Woo тине р-<
е ° --fc С с | и з в е * с
1(П
£ « н k=s :
в LO
болтов, крепящих коробку к раме гусеницы, уплотняются резиновыми шайбами. Уплотнение в месте крепления трубы выводного кабеля, идущего к кольцевому токоприемнику, достигается с помощью гайки, а в крышке 3 — установкой резиновой прокладки. Концы трех фазовых жил подводящего кабеля крепятся к контактным болтам медных шин 4, установленным на текстолитовой или эбонитовой панели 5, а конец нулевой жилы — к заземляющему контактному болту 7. Рис. 158. Вводная коробка экскаватора Э-1003: 1 — патрубок; 2 — сухарь; 3 — крышка; 4 — соединительные шины; 5 —панель; 6 — труба; 7 — заземляющий контактный болт Выводной трехжильный кабель, соединяющийся с кольцевым токоприемником, также присоединяется к контактным болтам на медных шинах 4 и для предохранения от механических повреждений прокладывается в трубе 6, которая одним концом крепится к вводной коробке, а другим — к ходовой раме. Вводные коробки на других экскаваторах имеют аналогичную конструкцию, но иногда они устанавливаются не на гусеничной, а на ходовой раме, как, например, у экскаваторов Э-504 и Э-504А. Кольцевой токоприемник. Передача электроэнергии с гусеничной тележки экскаватора, где присоединен питающий кабель, на поворотную платформу, где установлено электрооборудование, как правило, осуществляется с помощью кольцевого токоприемника, имеющего две разновидности конструкции. На рис. 159 представлен кольцевой токоприемник экскаватора Э-1003 с подвижными контактными кольцами. От вводной коробки к токоприемнику ток подводится трехжильным кабелем, присоединенным к трем медным гибким шинам 3. Шины установлены на щеткодержателях 2 и приклепаны к щеткам 6, которые прижимают- _ ся к контактным кольцам 5, вращающимся вместе с поворотной платформой. Чтобы обеспечить постоянный контакт щеток с кольцами и недопустить искрения, каждое контактное кольцо находится в соприкосновении с двумя щетками, плотно стянутыми контактной пружиной 7. на ПОВОРОТНОЙ Р,1С- 159. Кольцевой токоприемник ^    экскаватора Э-1003 1 — ось щеткодержателей; 2 — щеткодержатель; 3 — медная шина; 4 — контактные болты; 5 — контактное кольцо; 6 — щетка; 7 — контактная пружина
Для изоляции на оси 1 щеткодержателей и контактные болты 4 надеты миканитовые трубки. Щеткодержатели и контактные кольца изолируются друг от друга трубками из текстолита. Экскаваторы Э-504, Э-504А и Э-753 имеют другую конструкцию токоподводящего устройства. На этих машинах кабель, идущий от вводной коробки, присоединяется не к щеткам, как у экскаватора Э-1003, а к неподвижным контактным кольцам 1, установленным на ходовой раме (рис. 160). Щетки 2 смонтированы раме и вращаются вместе с ней. От щеток электрический ток подводится кабелем к максимально-нулевому автомату 10 (см. рис. 157), установленному над двигателем 13• При включении автомата напряжение подается на клеммы электродвигателя. Пусковой реостат 11 включен в цепь ротона и соединяется с двигателем кабелем. Для предохранения от повреждений весь кабель, проложенный по экскаватору, заключен в металлическую трубу. На экскаваторах ОМ-201-Э ввод кабеля осуществлен чергз крышу кабины, на которой устанавливается специальная консольная стойка. Основание стойки (рис. 161), состоящее из плиты 1 и приваренной к ней вертикальной трубы 2, закреплено на крыше кабины болтами. На вертикальной трубе смонтированы два скользящих подшипника 4, соединенные между собой двумя кронштейнами 5. К нижнему подшипнику приварен кронштейн 7 с подвешенным к нему на хомутах гибким питающим кабелем 8. С целью обеспечения необходимой прочности крепления кронштейн 7 при помощи тяги 6 и гибкий кабель 8 при помощи прово- Рис 160. Токоподводящее устройство с неподвижными контактными кольцами: 1 — неподвижные контактные кольца; 2 — щетка; 3 — кронштейи-держа* тель контактных колец лочной оттяжки 3 подвешены к вращающейся стойке. При вращении поворотной платформы кронштейн 7 с закрепленным на Рис. 161. Консольная стойка: 1 — плита; 2 — труба; 3 — оттяжка; 4 — подшипники; 5 и 7 — кронштейны; 6 — тяга; 8 — кабель нем кабелем не перемещается, при этом только размер петли кабеля увеличивается (при повороте платформы влево) или уменьшается (при повороте платформы вправо). § 47. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА Электрическая аппаратура экскаваторов подразделяется на пусковую, защитную, преобразовательную, осветительную и сигнализационную. Ниже приводится краткое описание основных элементов электрической аппаратуры. Автоматический выключатель (автомат) Для пуска асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором применяются автоматические выключатели (автоматы). Автоматы служат для включения электродвигателя путем поворота рукоятки 7 (рис. 162) и для автоматического его отключения при отклонениях от нормального режима. Максимальные автоматы прерывают цепь, .'когда величина силы тока превысит максимально допустимое значение. Минимальные автоматы выключают электродвигатель при уменьшении напряжения на 50—70%' против номинального или при полном его исчезновении.
. Максимальные и минимальные автоматы обычно бывают объединены в одном приборе. На рис. 163 представлена схема максималь-но-нулевого автомата, принцип действия которого заключается в следующем. Катушки 4 и 5 максимального реле включены в цепь последовательно с двигателем. Если по их обмоткам будет протекать ток, превышающий его номинальную величину, то рычаг 3 притянется магнитами и защелка 6 освободит тягу 7    2 трехфазного рубильника с рис Максимально-нулевой автомат: НОЖЭМИ 9, 10, 11, КОТОРЫЙ каркас; 2 — медные шины; 3 — искрогаси-ПОД действием ПРУЖИНЫ 8 тельные камеры; 4 — механизм свободного 5 5 > расцепления; 5 — максимальные реле; 6—ну-ОТКЛЮЧИТ ДВИГатеЛЬ. левое реле; 7 — рукоятка Катушка электромагнита 2 минимального (нулевого) реле включена в цепь параллельно с двигателем. В случае нормальной работы электромагнит 2 притягивает рычаг 3, который при помощи защелки 6 удерживает тягу 7 с рубильником во включенном состоянии. Рис. 163. Схема максимально-нулевого автомата: 1, В — пружины; 2 — электромагнит нулевого реле; 3 — рычаг; 4, 5 — электромагниты максимального реле; 6 — защелка; 7 —тяга; 9, 10, 11 — ножи рубильника При понижении или полном исчезновении напряжения магнит перестает удерживать рычаг, .пружина 1 'оттягивает его вниз и защелка 6 освобождает тягу 7. Под действием пружины 8 происходит выключение рубильника. Контакторы Для управления электроприводом экскаваторов широкое применение находят контакторы, которые представляют собой вы-ключатели особой конструкции, управляемые на расстоянии при помощи электромагнита. Контактор позволяет осуществлять безопасное и удобное ручное управление замыканием и размыканием главной цепи, в которой действуют токи большой силы при высоком напряжении, путем воздействия на вспомогательную цепь, по которой протекают слабые токи. На рис. 164 приведена схема контакторного управления короткозамкнутым двигателем. Двигатель включается нажатием кнопки «ход». При этом ток от провода 1 к проводу 2 проходит по вспомогательной цепи управления: замкнутые зажимы кнопок «стоп» и «ход» — катушка KJ1 электромагнита контактора — замкнутые зажимы двух максимальных реле МР{ и МР2 ■—добавочный .выключатель Bd. Появление тока в катушке КЛ контактора вызывает перемещение сердечника катушки, в результате которого происходит замыка- ние главных контактов <ЯЬ JI2 и Л3 и включение двигателя. Одновременно с главными контактами замыкаются добавочные контакты Л4, благодаря чему цепь управления остается замкнутой и после размыкания кнопки «ход». Для выключения двигателя нужно нажать кнопку «стоп». Рис. 164. Схема контакторного управления короткозамкнутым асинхронным двигателем: 1, 2, 3 — провода; Ли Л2, JI3 — главные контакты; Лл — добавочные контакты; КЛ — катушка электромагнита контактора; MPV Л1Р2 —максимальные реле; В^ — добавочный выключатель; Д — двигатель
Это вызовет прекращение тока в цепи управления, а следовательно, и в катушке КЛ, что приведет к размыканию главных контактов Ли Л2 и Л3. При появлении в цепи двигателя чрезмерно большого тока сердечники катушек максимальных реле МРХ и МР2 втягиваются, размыкая тем самым цепь управления и выключая двигатель. Добавочный выключатель Вд может быть использован, например, для автоматического выключения двигателя в случае подъема стрелы экскаватора за предельное допустимое положение. При этом стрела должна непосредственно воздействовать на кнопку этого выключателя. Рис. 165. Контактор постоянного тока: / — зажимы для проводов главной цепи; 2—подвижные контакты; 3 — пружина; 4 — сердечник; 5 — катушка; 6 — вспомогательные контакты; 7 — якорь
На рис. 165 показано устройство контактора постоянного тока. При нажатии на пульте управления кнопки «пуск» ток начинает протекать по вспомогательной цепи через катушку 5 электромагнита. Подвижный якорь 7 под действием электромагнитного поля притягивается к сердечнику 4 и, повернувшись вокруг оси, замыкает контакты 2, чем достигается включение главной цепи, подводимой к зажимам 1. При перемещении якоря 7 одновременно с замыканием главных контактов 2 происходит также замыкание вспомогательных контактов 6, включающих обходный путь для тока, протекающего через обмотку 5 электромагнита. Поэтому после отпускания кнопки «пуск» контактор не размыкает главных контактов. При нажатии кнопки «стоп» ток в обмотке электромагнита 5 преры- вается и контакты 2 под действием пружины 3 размыкаются, вследствие чего ток в главной цепи исчезает. Пусковые реостаты Пуск асинхронных электродвигателей с фазным ротором производится при помощи пусковых реостатов, представляющих собой переменные сопротивления, включаемые в цепь ротора электродвигателя. Рис. 166. Пусковой реостат: 1 — неподвижные контакты; 2 — подвижные контакты; 3 — корпус; 4 — фарфоровые цилиндры Пусковой реостат (рис. 166) состоит из металлического корпуса 3, внутрн которого помещены фарфоровые цилиндры 4 с намотанной на них проволокой высокого сопротивления. Концы от обмоток припаяны к неподвижным контактам 1, расположенным на верхней доске реостата. При вращении штурвала подвижные контакты 2 скользят по неподвижным контактам /, включая тем самым в цепь большее или меньшее сопротивление. С целью лучшего отвода тепла, выделяющегося во время работы, пусковой реостат заливают трансформаторным маслом. Выключатели и предохранители Для включения и выключения ламп наружного и внутреннего освещения служат поворотные и рычажные выключатели. Устройство' поворотного выключателя показано на рис. 167. На фарфоровом (или пласта а ссовом) основании 1 укреплены два пружинящих неподвижных контакта 4, между которыми находится подвижный контакт 2 с рукояткой 3. Металлическая перемычка, вмонтированная в подвижный контакт 2, при повороте рукоятки 3 соединяет пружинящие контакты между собой, замыкая тем самым электрическую цепь, или занимает такое положение, Рис. 167. Поворотный выклю-    Рис. 168. Трубчатый предо- чатель:    хранитель ПР-1 / — основание; 2 — подвижный контакт; 3 — рукоятка; 4 — неподвижные контакты
■при котором цепь будет разомкнута. Для автоматического отключения Плавкая тех или иных элементов электрооборудования при недопустимых перегрузках или при коротких замыканиях в электрическую цепь включают плавкие предохранители. Перегорание плавкой вставки предохранителя, изготовляемой из тонкой проволоки или пластинки, приводит к прекращению подачи электроэнергии. На экскаваторах Э-504 и Э-1003 применяются трубчатые предохранители ПР-1 или СПО. Предохранители ПР-1 состоят из закрытых фибровых патронов с плавкими вставками из листового цинка (рис. 168). Предохранители СПО состоят из фарфоровой трубки, на концах которой имеются медные контактные ножи, служащие для соединения с пружинящими контактами, смонтированными на щите. Плавкая вставка находится внутри фарфоровой трубки и присоединена своими концами к контактным ножам. Пробочный предохранитель (рис. 169) состоит из фарфорового основания 1, в которое ввертывается пробка 3 с плавкой вставкой 2. Рис. 169. Пробочный предохранитель: 1 — фарфоровое основание; 2 — плавкая вставка; 3— пробка В качестве защитных приборов в электрических системах экскаваторов применяются реле, которые предназначены для автоматических переключений в управляемой ими электрической цепи при воздействии на них электрических, механических или других импульсов малой мощности. Как правило, реле управляют работой контакторов. Но если двигатели имеют очень малую мощность, с помощью реле можно производить их переключение. Кроме реле защиты, которые предохраняют механизмы и двигатели экскаватора от перегрузок и аварий, применяются реле управления, производящие в определенные моменты включение или выключение отдельных элементов электрической цепи. Трансформаторы С целью преобразования электрической энергии высокого напряжения в электрическую энергию более низкого напряжения на строительных экскаваторах применяются трансформаторы малого размера для питания приборов освещения (при напряжении 256 120 в), а также переносных ламп и звуковых сигналов (при напряжении 12 в). Трансформатор состоит из замкнутого сердечника, собранного из листовой стали и двух
(или большего числа) обмо-    о о    о о ток, навитых на этот сердечник (рис. 170).Одна из обмоток соединяется с источником тока (первичная обмотка), другая — с потребителем тока (вторичная обмотка). Переменный ток, проходя по первичной обмотке 1, пе-ремагничивает сердечник, вследствие чего во вторичной обмотке 2 периодически меняется магнитное поле и возбуждается переменное напряжение. При этом величи- рИс. на напряжения во вторичной / — обмотке будет меньше, чем в 170. Схема трансформатора: первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка
первичной, во столько раз, во сколько число витков вторичной обмотки будет меньше числа витков первичной обмотки. Освещение и сигнализация Для освещения места работ на крыше кабины экскаваторов устанавливают два или три прожектора ПЗ-24. или П3-35. Для освещения внутри кабины экскаваторов используются плафоны ПЛТ (рис. 171). Рис. 171. Плафон ПЛТ В качестве звукового сигнала для предупреждения обслуживающего персонала о начале работы применяются звуковые электрические сигналы автомобильного типа С-21. § 48. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ Электрооборудование дизельных экскаваторов состоит в основном из системы освещения и сигнализации. На рис. 172 изображена схема электрооборудования экскаватора Э-505А. Питание сети внутреннего и наружного освещения машины осуществляется от генератора 2 типа Г-66 мощностью 250 вт, напряжением 12 в. 1 — реле напряжения: 2 — генератор; 3 — лампы внутреннего освещения; 4—прожекторы; 5 — звуковой сигнал; 6 — кнопка сигнала; 7— выключатель ламп внутреннего освещения: 8— предохранитель; 9 — выключатель прожекторов: 10 — штепсельная розетка Генератор приводится в движение шестеренной передачей от дизеля КДМ-46. Для поддержания постоянного напряжения (в заданных пределах) при изменении числа оборотов якоря нл генераторе установлено реле напряжения 1. Освещение внутри экскаватора осуществляется тремя лампами 3 по 25 или 40 вт, две из которых имеют общий выключатель 7. Забой освещается двумя прожекторами 4 типа ПЗ-24 с лампами по 100 вг, имеющими общий выключатель 9. Выключатели 7 и 9, предохранитель 8 с плавкой вставкой и штепсельная розетка 10 для включения переносной лампы мощностью 25 вт монтируются на общем распределительном щитке. Звуковой сигнал 5 включается с помощью кнопки 6, расположенной на боковой стенке кабины с левой стороны пульта управления. Экскаватор Э-754 имеет две самостоятельные электрические сети: одну напряжением 110 в и другую напряжением 12 в (рис. 173). Двухпроводная сеть напряжением 110 в, предназначенная исключительно для освещения, получает питание от генератора 1 мощностью 1 кет, приводимого во вращение клиноременной передачей от вала дизеля КДМ-46. Рис. 173. Электрооборудование экскаватора Э-754: 1—генератор напряжением 110 в; 2— аккумулятор; 3—генератор напряжением 12 в; 4 и 6 — лампы внутреннего освещения; 5 — щиток управления; 7 — прожекторы наруж* ного освещения; 8—звуковой сигнал; 9 — реле обратного тока; 10 — распределительная коробка освещения Внутри экскаватор освещается двумя лампами 6 по 60 вт, включаемыми общим выключателем. Наружное освещение места работ обеспечивается двумя прожекторами 7 типа ПЗ-24 с лампами по 150 вт, также имеющими общий выключатель. Однопроводная сеть напряжением 12 в получает питание от генератора 3, приводимого в движение от дизеля шестеренной передачей. • Сеть предназначена для зарядки аккумулятора 2, питания ламп внутреннего освещения и звукового сигнала 8. Положительный полюс генератора соединен с корпусом экскаватора; отрицательный полюс через реле 9 обратного тока присоединен к аккумулятору. Реле обратного тока служит для автоматического отключения аккумулятора после полной его зарядки. Сеть имеет для внутреннего освещения лампы 4, 6, включаемые отдельным выключателем, и переносную лампу, питающуюся через штепсельную розетку. Если дизель не работает, то питание ламп освещения и звукового сигнала в однопроводной сети осуществляется от аккумулятора. Выключатели и плавкие предохранители двухпроводной сети, а также выключатель, амперметр, розетка и предохранитель сднопроводной сети смонтированы на общем щитке 5 управления. Амперметр, включаемый в цепь аккумулятора, имеет шкалу с нулем по середине, так что стрелка, отклоняясь в ту или другую сторону, показывает либо зарядку, либо разрядку аккумулятора. На экскаваторах Э-1004, Э-1004А и Э-1252 источниками электроэнергии являются генератор 6 (рис. 174) постоянного тока мощностью 1,2 кет и четыре 12-вольтовые аккумуляторные батареи 2, соединенные параллельно в группы по 2 штуки. Группы в свою очередь соединены последовательно. Параллельное соединение батарей обеспечивает увеличение емкости, а последовательное соединение групп позволяет повысить напряжение до 24 в. Потребителями электроэнергии являются электростартер 4, прожекторы 11, лампы внутреннего освещения 12, звуковые сигналы 14. При неработающем дизеле питание всех потребителей тока осуществляется аккумуляторными батареями, а во время работы дизеля — генератором , от которого одновременно производится подзарядка аккумуляторных батарей. Батареи собираются в эбонитовых бачках, которые помешаются в обшем деревянном ящике. Сверху батареи закрываются крышками и заливаются аккумуляторной мастикой. Для заливки электролита в каждой батарее имеется отверстие с пробкой. Заряженные, но неиспользуемые аккумуляторные батареи с течением времени саморазряжаются (примерно на 1—2% в сутки). Поэтому при длительном хранении заряженных батарей необходимо не реже двух раз в месяц производить их подзарядку. На экскаваторе аккумуляторные батареи помещаются в сварной рамке под поворотной платформой. Генератор с реле-регулятором 5 типа РРТ-24 установлен на передней стороне дизеля, обращенной к машинисту. Привод генератора осуществлен от коленчатого вала дизеля через систему передач, состоящую из двух пар конических шестерен и двух валиков — наклонного и приводного. Приводной валик соединяется с валом генератора упругой муфтой. Генератор работает одновременно с аккумуляторными батареями. При снижении дизелем числа оборотов или при полной его остановке напряжение генератора становится ниже напряжения аккумуляторных батарей и он автоматически отключается от .Рис. 174. Схема электрооборудования дизельных экскаваторов Э-1004А и Э-1252: 1 — выключатель батареи; 2 — батарея аккумуляторов; 3 — реле при* вода стартера; 4 — электростартер; 5 — реле-регулятор; 6—генератор; 7 — пусковая кнопка стартера; 8 — пусковое реле стартера; 9 — предохранители; 10 — вольт-амперметр; 11 — прожекторы; 12 — лампы внутреннего освещения; 13 — штепсельная розетка; 14 — звуковые сигналы; 15 — кнопка сигнала; 16 — выключатели внутреннего освещения; /7, ' 19 — предохранители; 18 — выключатели прожекторов них при помощи реле обратного тока, являющегося составной частью реле-регулятора. Этим устраняется разрядка аккумуляторных батарей вследствие возникновения обратного тока. Для сохранения напряжения генератора в заданных пределах при изменении числа оборотов и для предохранения генератора от перегрузки реле-регулятор имеет, кроме того, автоматически действующий регулятор напряжения и ограничитель тока. Катушки возбуждения генератора состоят из двух самостоятельных обмоток, каждая из которых работает со своим регулятором напряжения и ограничителем тока, чем достигается уменьшение рабочего тока на контактах регуляторов и ограничителен, а следовательно, их большая долговечность. Поддержание напряжения в заданных пределах при уменьшении оборотов генератора производится регулятором напряжения путем повышения тока в обмотках возбуждения, а при увеличении оборотов генератора, наоборот, путем уменьшения тока возбуждения. Происходит это в результате периодического и автоматического выключения и включения дополнительного сопротивления в цепь обмоток возбуждения генератора. Для защиты генератора от перегрузки служат ограничители тока, аналогичные по конструкции регуляторам напряжения. До тех пор, пока ток генератора не превысит максимально допустимой величины, контакты ограничителей тока замкнуты при любом числе оборотов генератора. Если же ток генератора превысит 45—55 а, то под действием этого тока, проходящего по последовательно включенным обмоткам ограничителей тока, контакты ограничителей тока разомкнутся, включая тем самым в обмотку возбуждения добавочное сопротивление. Вследствие этого напряжение генератора резко падает, а ток генератора остается постоянным; при дальнейшем увеличении нагрузки в работу будут вступать аккумуляторные батареи. Одним из потребителей тока в дизельных экскаваторах Э-1004, Э-1004А и Э-1252 является, как указывалось выше, электростартер СТ-710, представляющий собой электродвигатель постоянного тока, рассчитанный на кратковременную работу от аккумуляторных батарей. Электростартер имеет мощность 15 л. с. Он устанавливается на передней стороне двигателя и имеет специальное устройство для ввода в зацепление шестерни на валу стартера с венцом маховика до того, как шестерня стартера разовьет полную скорость. Приводное устройство состоит из реле привода 3, рычажного механизма и фрикционной муфты свободного хода. Дистанционный пуск стартера осуществляется при помощи пусковой кнопки 7 и пускового электромагнитного реле 8. На щитке контрольных приборов у дизеля размещены вольтамперметр 10, розетка 13 для переносной лампы, выключатели 16 и 18 внутреннего и наружного освещения, предохранители' с плавкими вставками 9, 17, 19. Выключатель аккумуляторных батарей 1 находится на щитке, установленном с левой стороны от места машиниста. Там же смонтированы рычаг управления подачей топлива, пусковая кнопка стартера 7, реле-регулятор 5 и пусковое реле 8 стартера. § 49. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ С ПРИВОДОМ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ На современных строительных экскаваторах из всех видов силового привода наибольшее распространение получил привод от дизельных двигателей, обеспечивающих экскаватору возможность работы на дешевом топливе вдали от источников электроэнергии. В тех случаях, когда экскаватор длительное время находится на одном объекте, применение электрического привода может оказаться более рациональным вследствие небольшой стоимости электрооборудования и весьма простого ухода за ним. Эти преимущества особенно показательны при использовании для силового привода асинхронных двигателей, к числу недостатков которых, однако, следует отнести наличие больших перегрузок, приводящих к аварийным поломкам механизмов экскаваторов. По этой причине асинхронные двигатели устанавливаются только на экскаваторах малой мощности с ковшами емкостью от 0,5 до 2 м3, работающих в основном на сыпучих или пластичных грунтах. Средние и мощные экскаваторы, предназначенные для погрузки скальных пород, оборудуются ^многомоторными электрическими установками постоянного тока, обеспечивающими плавную и надежную работу механизмов без возникновения чрезмерных на-' грузок. Поскольку строительные экскаваторы чаще всего оснащаются одномоторным приводом на переменном токе, то и следует более подробно остановиться на схемах электрооборудования этих машин. На рис. 175 представлена схема электрооборудования экскаватора Э-504А. Экскаватор Э-504А получает питание от трехфазной четырехпроводной электролинии (три провода являются рабочими и один — заземляющим). Со столба воздушной линии с напряжением в 380 или 220 в ток с помощью кабеля подводится к щитку, имеющему рубильник и предохранители. К нижним клеммам щитка, установленного на столбе на высоте 1,5 м от земли, присоединяется шланговый гибкий кабель КРПТ сечением 3 X 25 мм2 + 1 X 10 мм21. Второй конец этого кабеля присоединяется к клеммам вводной коробки 5 экскаватора, расположеп- 1 Такое обозначение сечения кабеля означает: три жилы сечением по 25 мм2 и одна жила сечением 10 мм2. ной на задней стенке ходовой рамы. Нулевая заземляющая жила кабеля подключается одним концом к нулевой клемме щитка; а вторым концом — к заземляющему болту вводной коробки, от которой к токоприемным кольцам 4 отходит провод ПРГ сечением 3 X 25 мм2. Рис. 175. Схема электрооборудования экскаватора Э-504А: / — электродвигатель; 2 — трехполюсный контактор; 3 — трехполюсный максимальный автомат; 4 — кольцевой токоприемник; 5—вводная коробка; 6 — трехполюсный автомат; 7 и В — трансформаторы освещения; 9 — трансформатор; 10, 11 н 12 — однополюсные установочные автоматы; /3 —кнопки включения; 14 — звуковой сигнал; 15 — лампы внутреннего освещения; 16 и 17 — пакетные выключатели; 18 — прожекторы; 19 — штепсельная розетка Токоприемные кольца* смонтированные на верхней части ходовой рамы, находятся в контакте со щетками, установленными с помощью щеткодержателей на нижней части поворотной рамы. Кольца неподвижны, а щеткодержатели вращаются вместе с по-264 воротной рамой экскаватора. Щетки соединены с верхними клеммами автомата 3 распределительного щита проводом ПРГ сечением 3 X 25 мм2. Распределительный ящик помещается у задней стенки кабины экскаватора. В ящике установлены трансформаторы 7 и 8 380/12 в, предназначенные для питания сети освещения, и трансформатор 9 380/50 в мощностью 2,5 ква, служащий для питания обмоток электромагнитов контакторов, защищаемых однополюсными автоматами. Кроме того, в ящике находится щит, на котором смонтированы: а)    трехполюсный автомат 3 переменного тока А-3120 на 10 о, соединенный с контактором 2 типа КТ-ЗЗА; б)    контактор переменного тока КТ-ЗЗА на 150 а, от клемм которого проложен провод до клеммной доски электродвигателя; в)    трехполюсный автомат 6 переменного тока А-3110 для включения трансформаторов 380/12 в\    I г)    однополюсные установочные автоматы 10, 11 и 12 переменного тока А-3161 на 15 а.    I На экскаваторе применяется асинхронныц короткозамкнутый электродвигатель 1 мощностью 40 кет с питанием от сети 380/220 в. Электродвигатель не имеет никаких приспособлений для реверсирования и регулировки числа оборотов. Он вращается в одном направлении с постоянным числом оборотов, равным 980 в минуту. Запуск двигателя осуществляется от контактора 2 нажатием кнопки «пуск» после включения на распределительном щите максимального автомата 3. Автомат .имеет приспособление для автоматического выключения двигателя как в случае его перегрузки, так и в случае короткого замыкания. Допускается также выключение двигателя под нагрузкой. Питание сети внутреннего и наружного освещения осуществляется через трансформаторы 7 и 8. Однопроводная осветительная сеть с напряжением тока 12 в имеет два прожектора 18 с лампами по 100 вт и три лампы 15 освещения кабины по 40 вт. Для включения прожекторов и ламп на осветительном щитке смонтированы два выключателя 16 и 17. В сеть освещения, кроме того, включены звуковой сигнал 14 и штепсельная розетка 19 для переносной лампы. На рис. 176 представлена принципиальная схема электрооборудования экскаваторов Э-1003А и Э-1251. Подача электроэнергии к этим экскаваторам осуществляется от трехфазной четырехпроводной линии напряжением 380 в при помощи кабеля КРПТ сечением 3 X 70 мм2 -f 1 х 35 мм2. Один конец кабеля присоединяется к щитку или пусковому ящику, а второй — к вводной коробке 1 экскаватора. Заземление экскаватора производится так же, как и на экскаваторе Э-504А. От вводной коробки к кольцевому токоприемни- Рис. 176. Схема электрооборудования экскаваторов Э-1003А и Э-1251: / — вводная коробка; 2 —кольцевой токоприемник; 3— амперметр; 4 — вольтметр; 5 — максимально-нулевой автомат; 6 — асинхронный коротко-замкнутый электродвигатель; 7 — пусковое сопротивление; 8 — контактор; 9 — выключатель системы освещения и сигнализации; 10 — предохранители трансформаторов; 11 — трансформаторы освещения; 12 — предохранители системы освещения и сигнализации; 13 — штепсельная розетка; 14 — лампа кабины машиниста; 15 к 19 — выключатели; 16 — кнопка звукового сигнала; 17 — звуковой сигнал; 18 — лампы внутреннего освещения; 20 — прожекторы; 21 — пакетный выключатель ку 2 отходит заключенный в трубу трехжильный кабель с сечением каждой жилы 70 мм2. От кольцевого токоприемника по такому же кабелю ток подводится к максимально-нулевому автомату 5, расположенному в специальном ящике, на крышке которого смонтированы амперметр 3 и вольтметр 4. Далее ток через пусковое .сопротивление 7 поступает в электродвигатель 6. Автомат предохраняет электродвигатель от перегрузок и обеспечивает автоматическое выключение в случае снятия напряжения. Регулировка автомата производится при помощи винтов, которыми затягиваются пружинки кулачков выключения автомата. При затягивании пружинок максимальная сила тока защиты возрастает, а при ослаблении — падает. Каждая пружинка связана с движком, который, перемещаясь вдоль шкалы с нанесенными делениями, показывает, на какую силу тока отрегулирован автомат. Обычно автомат регулируется на 450 а. При работе экскаватора с повышенными нагрузками на тяжелых грунтах автомат может быть отрегулирован не более чем на 600 а. Регулировка автомата должна производиться квалифицированным электромехаником. Пусковое сопротивление предназначено для понижения пускового тока, постухшетцего в электродвигатель в момент пуска. Сопротивление включено в одну цепь с обмоткой статора электродвигателя. Когда скорость вращения двигателя достигнет нормальной величины, пусковое сопротивление должно быть выключено, так как в противном случае оно может сильно перегреться или даже сгореть. Выключение сопротивления производится контактором 8, кнопочное управление которым выведено на заднюю стенку ящика автомата. На экскаваторах Э-1003А и Э-1251 применяется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 85 кет при 1480 об/мин. На некоторых экскаваторах Э-1003 устанавливался такой же мощности электродвигатель с контактными кольцами. Пуск двигателя этого типа осуществляется пусковым реостатом, заменяющим пусковое сопротивление. Прежде чем включить такой двигатель, нужно сначала убедиться по вольтметру в наличии напряжения. Установив маховик пускового реостата на ноль и рычаг щеток в положение «разбег», включают рубильник пускового автомата. После этого медленно, в течение 20—30 сек., поворачивают пусковой реостат по направлению стрелки из нулевого положения в положение «ход». Затем быстро передвигают рычаг щеток из положения «разбег» в положение «ход», а пусковой реостат переводят из положения «ход» в нулевое положение. При' остановке электродвигателя машинистом или в результате срабатывания максимально-нулевого автомата нужно сейчас же рычаг щеток передвинуть из положения «ход» в положение «разбег». Системы освещения и сигнализации экскаваторов Э-1003А и Э-1251 получают питание от двух осветительных трансформаторов 11 -мощностью 0,25 ква, 380/12 в, соединенных параллельно и обеспечивающих в сети ток напряжением 24 в. Вся система отключается выключателем 9. Система освещения имеет два наружных прожектора 20 с лампами по 300 вт, три плафона 14 и 18 внутреннего освещения с лампами по 60 вт и штепсельную розетку 13. Включение прожекторов производится с помощью пакетного выключателя 21. а включение ламп внутреннего освещения—обычными выключателями 15 и 19. Звуковой сигнал 17 включается кнопкой 16. В системе освещения и сигнализации предусмотрены предохранители 10 и 12. ЧАСТЬ ВТОРАЯ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ Глава VII УСТРОЙСТВО ЭКСКАВАТОРОВ § 50. ЭКСКАВАТОРЫ С КОВШАМИ ЕМКОСТЬЮ 0,25—0,35 мъ Экскаваторы с ковшами емкостью 0,25—0,35 мъ на гусеничном и пневмоколесном ходу выпускаются отечественной промышленностью с различными видами сменного- рабочего оборудования (табл. 3). В настоящее время наиболее распространениями-моделями в этой группе являются экскаваторы Э-257 на нормальном гусеничном ходу, экскаваторы Э-352 на уширенном гусеничном ходу для работы на слабых грунтах и экскаваторы Э-258, Э-255 и Э-353 на пневмоколесном ходу. Основным видом рабочего оборудования этих экскаваторов является обратная лопата. Вместо них в 1957 г. начат серийный выпуск унифицированных экскаваторов Э-302, Э-303 и Э-304. С целью наиболее эффективного использования при выполнении мелких объемов работ сменное рабочее оборудование у большинства машин этого класса изготовляется унифицированным, т. е. для прямой и обратной лопат применяются одни и те же стрела, рукоять и ковш. Иногда унифицированные стрела и рукоять употребляются и для, кранового оборудования, как, например, у экскаваторов Э-257 и Э-352. Экскаватор Э-257 (рис. 177) выпускался со следующими видами сменного рабочего оборудования: обратной лопатой, прямой лопатой, драглайном, краном, грейфером. На рис. 178 приведена кинематическая схема экскаватора Э-257. При включенной главной муфте постоянно вращаются валы 1, 2, 9 и 11, приводимые в движение от вала двигателя двухрядной цепной передачей 3 и зубчатыми колесами 4, 6 и 7. Отличительной особенностью этой схемы является установка барабанов 5 и & главной лебедки на разных валах. Вал 17 полу- гусеничном Показатели Э-352
Э-257
Драглайн, кран, грейфер
Прямая ло пата, драглайн, кран, грейфер 37
37
Рычажное
1,75
3,2
0,54
0,19
Емкость ковша обратной лопаты В Л3............. Другие виды сменного оборудования Марка дизеля......... Мощность дизеля в л. с..... Управление .......... Скорость передвижения в км/час. первая ........... вторая ........... третья........... четвертая .... ...... Минимальная продолжительность цикла для обратной лопаты в сек. Проектная производительность для обратной лопаты в м^/час . . . Общий вес экскаватора в г . . . Удельное давление на грунт в кг/см2 Длина крановой стрелы в м . . . Максимальная грузоподъемность в т

Прямая лопата, драглайн, кран, грейфер Пневма
0,54
в а т о ров на пневмоколесном ходу О Д У
Э-255
Э-353
Э-258
Э-301
Э-302
Э-304
Драглайн, кран, грейфер 0,25 Прямая лопата, драглайн, кран, грейфер 0,3
Прямая лопата, драглайн, кран, грейфер 0,25 Прямая лопата, драглайн, кран, грейфер Прямая лопата, драглайн, кран, грейфер тическое
54
54
Рычажное и пневматическое
Пневматичес кое
Рычажное и гидравлическое
0,16
15
17
12
53 63

7,5
15
12
18
7,5
15
12
8
15
чает вращение через шестерни 14 и 15 при включении одной из конусных муфт 16 реверсивного механизма. Сблокированные шестерни 18, скользящие по шлицам, и шестерни 19 и 20 обеспечивают две скорости хода и поворота. Рис. 177. Экскаватор Э-257 с ковшом емкостью 0,25 мъ: 1— блоки двуногой стойки; 2—канат дополнительной стойки; 3—блоки дополнительной стойки; 4 — канат подъема стрелы; 5 — головные блоки подъема • стрелы; 6 — головные блоки подъема ковша; 7—стрела; 8 — дополнительная стойка; 9 — рукоять; 10—канат подъема ковша; 11 — блок ковша; 12 — зубья ковша; 13—зубчатый венец поворотного механизма; 14 — ходовая рама; 15 — направляющее колесо гусеничнего хода; 16—гусеничная рама Поворотный и ходовой механизмы одновременно работать не могут. Они включаются попеременно кулачковыми муфтами 22 и 24, управляемыми одним рычагом. Передача движения ведущим колесам 34 гусениц осуществляется через вертикальный вал 25, конические шестерни 28, горизонтальный вал 30 и две цепные передачи со звездочками 29 и 33. Поворот экскаватора осуществляется с помощью двух кулачковых муфт 31 и двух тормозов 32, шкивами для которых служат неподвижные полумуфты. Барабан 13 подъема крановой стрелы (или дополнительной стойки при унифицированном оборудовании) приводится во вращение от червячной передачи 10—12, включаемой в работу скользящей шестерней 23, которая отдельным рычагом на пульте 272 Рис. 178. Кинематическая схема экскаватора Э-257: /— главный трансмиссионный вал; 2— вал главной муфты; 3— двухрядная цепь; 4, б и 7—зубчатые колеса; 5 —барабан подъема стрелы; 8 — барабан подъема ковша; 9 — вал лебедкн подъема ковша; 10— червяк; И — вал лебедки подъема стрелы; 12 — чер-< вячное колесо; 13 — барабан лебедки подъема дополнительной стойки или крановой стрелы; 14 н 15 — конические шестерни реверсивного механизма; 16 — фрикционные муфты реверсивного механизма; 17 — вертикальный вал реверсивного механизма; 18, 19 и 20 — шестерни двухскоростного редуктора; 21 — шестерня на поворотном валу; 22 — кулачковая муфта включения поворотиого механизма; 23—шестерня включения лебедкн дополнительной стойки; 24 — кулачковая муфта включения ходового механизма; 25 — вертикальный вал ходового механизма; 26 — зубчатый венец поворотного механизма; 27 — поворотный вал; 28 — конические шестерни ходового механизма; 29 и 33—цепные звездочки ходового механизма; 30 — горизонтальный вал ходового механизма; 31 — кулачковая муфта поворота; 32 — тормозной шкив ходового механизма; 34 — ведущие колеса гусеничного хода управления вводится в зацепление с зубчатым колесом 21 на поворотном валу 27. В качестве главной муфты на экскаваторе используется дисковая муфта сцепления (рис. 179) дизеля Д-35. Ведущий диск И с наклепанными фрикционными накладками соединен с маховиком 15 и постоянно вращается во время работы двигателя, При включении муфты валик 4 и вилка 5 поворачи- Рис. 179. Главная муфта экскаватора Э-257: / — крестовина; 2 — защелка; 3— хомут; 4— валнк механизма включения; 5—вилка; 6 — муфта включения; 7 — серьга; 8 — нажимной кулачок; 9 — ось нажимного кулачка; 10 — нажимной диск; 11 — ведущий диск; 12 — ведомый диск; 13 — возвратная пружина; 14 — вал главной муфты; 15 —- маховик; 16 — люк ваются по часовой стрелке. При этом хомут 3 и муфта включения 6 передвигаются вдоль оси вала 14 в сторону фрикционных дисков. Серьги 7 поворачивают нажимные кулачки 8 вокруг осей 9, установленных на крестовине 1. Кулачки 8, перемещая по шлицам нажимной диск 10, с силой прижимают его к ведущему диску И, который в свою очередь входит в сцепление с диском 12. Благодаря этому ведущий диск 11 приводит во вращение ведомые диски 12 и 10, связанные с валом 14 муфты. Движение от вала 14 передается затем через звездочку главкой трансмиссии экскаватора. При выключении рычага управления главной муфтой все детали механизма включения перемещаются в обратном направлении. Кулачки 8 перестают давить на нажимной диск 10, ранее сжатые пружины 13, занимая первоначальное положение, отодвигают диск 10 от ведущего диска 11, который выходит также из сцепления с диском 12. Диск 11 продолжает затем вращаться вхолостую. Регулировка муфты при износе фрикционных накладок производится следующим образом. Открывают люк 16, находящийся на корпусе муфты, затем, оттянув защелку 2 и удерживая ее, навертывают крестовину 1 По резьбе на ступице ведомых дисков. Крестовина при этом приближается вместе с кулачками 8 и муфтой включения 6 к нажимному диску. В результате такого перемещения зазор между дисками сокращается. После регулировки защелку 2 следует вновь завести в одно из отверстий в диске 10, чтобы застопорить крестовину в новом положении. Реверсивный механизм экскаватора Э-257 имеет фрикционные муфты с двухконусными колодками (см. § 21), рычажная система управления которыми представлена на рис. 180. 1 — тяга; 2 — рычаг; 3 и S —серьги; 4 и 7— угловые рычаги; 5 и 6—муфты включения; 8 — регулировочные гайки 2— рычаг управления левой гусеницей; 3 — рычаг управления фрикционами реверса; 4 — рычаг включения фрикциона тяговой лебедки; 5 — рычаг включения фрикциона подъемной лебедки; 6 — рычаг управления муфтой открывания ковша; 7 — рычаг переключения скоростей; 8 — педаль тормоза подъемной лебедки; 9 — педаль тормоза тяговой лебедки; 10 — рычаг управления главной муфтой; 11 — рычаг включения лебедки подъема стрелы крана; 12 — рычаг включения поворотного и ходового механизмов; 13 — рычаг регулятора числа оборотов двигателя; 14 — рычаг управления тормозом поворотного механизма Тяга 1 правым концом соединена с рычагом на пульте управления, а левым — с рычагом 2 и серьгами 3 и 9, которые в свою очередь соединяются с угловыми рычагами 4 и 7, включающими муфты фрикционов 5 и 6. При перемещении тяги 1 вправо угловой рычаг 4 поворачивается и включает левый фрикцион. Серьга 9, перемещаясь около своего мертвого положения, почти совершенно не поворачивает угловой рычаг 7, сохраняя правый фрикцион выключенным. При перемещении тяги 1 из нейтрального положения влево включается правый фрикцион, в то время, как левый остается выключенным. Регулировка положения рычагов осуществляется с помощью гаек 8. Выключаются фрикционы возвратными пружинами, одетыми на главный трансмиссионный вал между шкивами и дисками (см. рис. 46). Конструкция двухвалыной главной лебедки экскаватора описана подробно в § 26 (см. рис. 60), а расположение рычагов управления показано на рис. 181. Рис. 181. Расположение рычагов управления экскаватора Э-257: — рычаг управления правой гусеницей;
Экскаватор Э-352 выполнен на базе экскаватора' Э-257 и имеет одинаковые с ним поворотную платформу с размещенными на ней механизмами, унифицированное рабочее оборудование, ходовую раму и ходовой механизм, который вследствие значительного удлинения гусениц снабжен дополнительной цепной передачей 5 (рис. 182). Звенья гусениц экскаватора Э-352 шире, чем у экскаватора Э-257. Экскаватор Э-352 снаб- жается специальным грейферным ковшом емкостью 0,75 м3 для перегрузки торфа и расширяющимся кверху профильным ковшом емкостью 0,35 м3 для рытья каналов. Экскаватор Э-258 (см. рис. 2) имеет такую же поворотную часть, как и экскаватор Э-257. Ходовая его часть показана на рис. 77. Управление экскаватором смешанное: рычажное — для рабочего оборудования и пневматическое — тормозами колес и переключением скоростей ходового механизма. Управление поворотом передних колес рулевое с помощью штурвального колеса, смонтированного около сиденья машиниста. Рис. 182. Передача к ведущему колесу гусеничного хода экскаватора 1 — уширенное звено гусеницы; 2— цепная звездочка ведущего колеса; 3— опорный каток; 4 — сдвоенная цепная звездочка; 5—дополнительная цепная передача; 6 — поддерживающий каток Отличительной особенностью экскаватора Э-258 является применение планетарной передачи для принудительного спуска груза с пониженной скоростью при работе крановым оборудованием. Экскаватор Э-255 (рис. 183) с ковшом емкостью 0,25 м3 на пневмоколесном ходу с 1956 г. стал выпускаться с ковшом емкостью 0,35 м3 под маркой Э-353. Обе модели экскаваторов, кроме основных видов сменного рабочего оборудования для земляных работ, снабжаются крановым оборудованием с решетчатыми стрелами различной длины грузоподъемностью до 5 г. В качестве силовой установки на экскаваторах Э-255 и Э-353 использован дизель Д-54 мощностью 54 л. с. Наиболее важным преимуществом экскаваторов на пневмоколесном ходу является высокая скорость передвижения собственным ходом или в прицепе к автомобилям, что создает возможность быстрого переезда с одного объекта на другой. Механизмы на поворотной платформе этих экскаваторов по конструкции в основном подобны механизмам экскаваторов Э-505А (см. рис. 42, 43, 46, 47, 49, 50, 61, 74). Главная муфта экскаватора Э-255 описана в § 25 (см. рис. 56). Ходовая часть пневмоколесных экскаваторов состоит из двух ведущих мостов (переднего и заднего) и ходовой рамы. Последняя жестко, без рессор, опирается на задний мост, имеющий две Рис. 183. Экскаватор Э-255 с ковшом емкостью 0,25 м3: 1 — двигатель; 2 — стрела; 3 — рукоять; 4—ковш; 5 — задний мост; 6 — ходовая рама; 7 — опорно-поворотный круг; 8 — рессора переднего моста; 9 — передний пары колес. Передний мост оснащен двумя одинарными управляемыми колесами и соединен с рамой рессорами, которые во время работы для повышения устойчивости экскаватора выключаются стабилизаторами. Наличие двух ведущих мостов обеспечивает хорошую проходимость в условиях бездорожья. На рис. 184 представлены в разрезе поворотный и ходовой механизмы экскаватора Э-255. Все шестеренные передачи заключены в закрытые картеры. Кинематическая схема передачи движения от реверсивного механизма до поворотного венца и ходового механизма аналогична экскаваторам Э-505 и Э-505А (см. § 24). Далее движение передается через коническую шестерню на вертикальном ходовом валу 2, находящуюся в зацеплении с конической шестерней, жестко закрепленной на горизонтальном 278
Балу 5, установленном в картере ходовой рамы. На этом же валу на шлицах закреплены две цилиндрические шестерни 9 и 11, которые попеременно могут входить в соединение с большим или меньшим зубчатым венцом спаренных шестерен 7 и 8, передвигаемых по шлицам второго горизонтального вала 6. Посредством карданных валов 4 движение передается дифференциалам заднего 3 и переднего 10 мостов. Дифференциалы обеспечивают вращение колес с одинаковой скоростью при передвижении по прямой или с разной скоростью при движении на поворотах, когда наружное колесо должно проходить больший путь и вращаться быстрее, чем внутреннее колесо. Вследствие наличия двух скоростных редукторов в верхнем и нижнем ходовом механизме путем переключения спаренных шестерен 7, 8 и 12 обеспечивается получение четырех скоростей движения экскаватора, которые могут дополнительно изменяться за счет регулировки числа оборотов дизеля. Большой диапазон скоростей (от 1,5 до 14,1 км!час У Э-255 и от 1,5 до 18 км/час у Э-353) позволяет успешно передвигаться по любым дорогам. В отличие от гусеничных пневмоколесные экскаваторы имеют дополнительный тормоз на вертикальном ходовом валу 2, служащий для торможения при внезапных остановках двигателя илч падении давления в гидравлической системе, когда становится невозможным торможение колес включением гидравлических тормозов. Экскаваторы Э-255 и Э-353 имеют смешанное рычажно-гидравлическое управление. Все механизмы на поворотной платформе имеют рычажное управление, а поворот передних колес, переключение шестерен в картере ходовой рамы и управление тормозами колес осуществляются с помощью гидравлической системы, принципиальная схема которой изображена на рис. 185. По своему устройству узлы гидроуправления в этой схеме мало отличаются от описанных выше (§ 35) для экскаваторов Э-505А и Э-1003. Лопастной насос 1 марки Л1Ф12 нагнетает масло из бака 2 через обратный клапан распределительной головки <3 в цилиндр аккумулятора. Из аккумулятора масло под давлением поступает сначала в напорную секцию распределительного блока 5, а затем к золотникам 6', 7 и 8. При включении золотников путем перемещения соответствующих рычагов управления масло перетекает в рабочие цилиндры 9, 10, 11 и 12, выполняющие те или другие операции. При переводе рычагов управления в нейтральное положение золотники перекрывают доступ масла к цилиндрам из напорной магистрали и соединяют их со сливной секцией распределительного блока 5, откуда масло возвращается в бак 2. В головку 3 ввертывается манометр 4, показывающий давление в системе. Для очистки масла установлены три сетчатых фильтра: на заливной горловине аккумулятора, на всасывающей трубе бака и в напорной секции распределительного блока. Рис. 185. Схема гидравлического управления экскаватора Э-353: 1— иасос; 2—бак; 3— распределительная головка с перепускным и обратным клапанами; 4 — манометр; 5 — распределительный блок; 6 — золотник управления поворотом колес; 7 — золотник управления переключением третьей и четвертой скоростей движения; 8 — золотник управления тормозами передних и задних колес; 9— тормозные цилиндры передних колес; 10 — цилиндры поворота передних колес; 11 — цилиндр переключения третьей и четвертой скоростей движения; 12 — тормозные цилиндры задних колес Как видно из схемы, для торможения передних и задних колес применены четыре гидравлических цилиндра 9 и 12, а для поворота передних колес — два -цилиндра 10 двойного действия, в которые масло подается попеременно с обеих сторон поршня. Поворотные оси передних колес соединены общей штангой, чтобы обеспечить возможность одновременного их поворота. Это достигается еще и тем, что оба цилиндра работают одновременно в одну сторону. Экскаваторы Э-302, Э-303 и Э-304 являются последними моделями отечественных экскаваторов с ковшами емкостью 0,3 м3. Все три машины имеют единую поворотную часть и различные ходовые тележки. Экскаватор Э-302 (рис. 186) выполнен на пневмоколесном ходу, экскаватор Э-303 — на нормальном гусеничном ходу и экскаватор Э-304 — на уширенном гусеничном ходу. Основным видом рабочего оборудования всех машин являются полностью унифицированные прямая и обратная лопаты с ковшом емкостью 0,3 м3. Кроме того, экскаваторы снабжаются решетчатой стрелой для работы драглайном, крановым оборудованием, грейфером и специальным строительным краном с гуськом. Привод механизмов осуществлен от дизеля Д-35 мощностью 37 л. с. Кинематическая схема новых экскаваторов (рис. 187) резко отличается от описанных машин. Так, двигатель 2 установлен не * поперек, а вдоль оси экскаватора. Это улучшает условия его обслуживания, потому что для запуска и контроля работы двигателя машинисту не надо спускаться с поворотной платформы. Передача движения от двигателя к трансмиссии экскаватора осуществляется через главную муфту и зубчатую муфту 3 с помощью двух конических шестерен 5 и 6. Шестерня 6, соединенная втулкой с цилиндрической шестерней 10, установлена свободно на валу 11, называемом валом первой передачи. Шестерни 6 и 10 соединяются с валом 11 посредством подвижной зубчатой муфты 41. Вал главной лебедки состоит из двух частей 9 и 43, из которых первая получает вращение через шестерни 12 и 7 от вала 11, а вторая — через шестерни 42, 40 и 45 от вала 15. Рис. 186. Экскаватор Э-302 На чертеже не показано соединение шестерен 40 и 45, а также шестерен 7 и 14, в действительности находящихся в зацеплении между собой. Благодаря такой кинематической цепи обе части вала главной лебедки и оба шкива фрикционов 13 и 39 реверсивного вала 15 вращаются в разные стороны. Включая фрикционы 1 или 8, изменяют направление вращения барабана 4 для подъема или принудительного спуска груза при крановой работе. Включением фрикционов 13 и 39 реверсивного вала 15 достигается изменение направления вращения поворотной платформы, изменение направления движения экскаватора или изменение направления вращения барабана подъема крановой стрелы. Шестерни 38, жестко установленные на валу 15, служат для изменения скоростей при соединении их с блоком шестерен 32, находящимся на валу 17. Включение подвижной шестерни 16 в зацепление с шестерней 10 обеспечивает прямую связь между валами 11 и 15 для получения двух прямых транспортных нереверсивных скоростей. При включении шестерни 16 зубчатая муфта 41 автоматически выключается, разъединяя коническую шестерню 6 с валом 11. От вала 17 дальнейшее движение передается через коническую пару 19 вертикальному валу 20, на котором установлена подвижная цилиндрическая шестерня 29. В верхнем положении шестерня 29 входит в зацепление с шестерней 31 на поворотном валу 30, а в нижнем положении — с шестерней 28 на вертикальном ходовом валу 21. На правом конце вала 17 установлен шкив тормоза 18 поворота или передвижения, а на левом конце — кулачковая муфта 36 привода планетарного механизма, обеспечивающего спуск крановой стрелы на режиме двигателя. Включение муфты 36 в зацепление с солнечной шестерней 35 вызывает при включении одного из фрикционов на валу 15 вращение венца 34 планетарного механизма. Венец жестко связан с винтом, на котором на гайке укреплен барабан 33 подъема крановой стрелы. На другом конце винта установлен гладкий диск. Между барабаном 33 и диском свободно одет шкив храповика 37 с двухсторонними фрикционными накладками. Под действием усилия в канате барабан>феремещаясь по винту, прижимается к храповому колесу, постоянно застопоренному собачкой. Чем больше усилие в канате, тем сильнее прижимается барабан к шкиву храповика, приводя его во вращение во время подъема стрелы. При спуске стрелы винт вращается в другую сторону и первоначально отжимает барабан от храповика. Затем в результате проворачивания на винте барабан вновь прижимается к шкиву храповика. Вследствие уравновешивания сил, воздействующих на барабан, скорость вращения его при спуске становится постоянной. ‘С целью повышения безопасности при спуске стрелы на наружном диаметре зубчатого венца 34 установлен постоянно замкнутый ленточный тормоз. Движение ходовому механизму передается от вертикального вала 21 через пару конических шестерен 22 и 24 к горизонтальному ходовому валу 23, который одним концом через зубчатую муфту соединяется с задним мостом, а другим концом через муфту включения 27, промежуточный вал 26 и зубчатую муфту 25 — с передним мостом. Из схемы видно, что экскаватор имеет четыре скорости движения и две скорости поворота платформы. При этом две скорости движения могут быть исгюльзованЫ только во время транспортировки при движении вперед. Включение переднего моста производится специальной рукояткой, расположенной под правым лонжероном рамы, при передвижении по рыхлому грунту. В случае переезда по хорошей дороге передний мост должен быть выключен. Цилиндрические шестерни хода и поворота 28, 29 и 31 располагаются в масляной ванне поворотной платформы. Шестерни Рис. 187. Кинематическая схема экскаватора Э-302: i и 8 — фрикционы главной лебедки; 2—двигатель; 3 — зубчатая муфта; 4 — тяговый барабан; 5 и 6 — конические шестерни первой передачи; 7, 10, 12, 14% 40, 42 и 45 — шестерни; 9 и 43 — части вала главной лебедки; // — вал первой передачи: 13 — фрикцион реверса; 15 — реверсивный вал; 16 — подвижная шестерня; 17 — вал перемены скоростей; 18 — шкив тормоза поворота и передвижения; 19—пара конических шестерен; 20 — вертикальный вал; 21 — вертикальный ходовой вал; 22, 24 — конические шестерни; 23 — горизонтальный ходовой вал; 25 — зубчагая муфта; 26 — промежуточный вал; 27 — муфта включения переднего моста: 28, 29 и 3/ —шестерни ходового и поворотного механизмов; 30— поворотной вал; 32 — блок шестерен; 33 — барабан подъема краиовой стрелы; 34—зубчатый венец планетарного механизма; 35 — солнечная шестерня; 36 — муфта привода планетарного механизма: 37 -т- храповое устройство: 38 — шестерни переключения скоростей; 39 — фрикцион реверса; 41 — зубчатая муфта; 44 — подъемный барабан Зак. 247 на валах 9, 11, 15 и 17 также заключены в закрытую масляную ванну, составляя так называемый главный редуктор экскаватора. На верхней части редуктора установлена одновальная главная лебедка с тяговым 4 и подъемным 44 барабанами. Фрикционы лебедок и реверсивного механизма, за исключением фрикцио- Рис. 188. Рулевая колонка экскаватора Э-302: 1 — рулевой штурвал; 2 — шток; 3—наполнительный бачок; 4 — цилиндр; 5 — гайка; 6 — труба; 7 — обратный клапаи; 8 — поршень; 9 — обратный. клапан на 1, расположены на консольных концах валов, что создает большое удобство при монтаже и уходе во время эксплуатации. Для фрикционов лебедок и фрикционов реверса на экскаваторе применены пневмокамерные муфты двух размеров. Конструкция аналогичных муфт подробно описана в § 36. Пневматическая система управления является основной на экскаваторе. С помощью пневмоуправления выполняются почти ■ все наиболее часто повторяющиеся операции: включение лебедок, 284 управление муфтами реверса, включение механизма открывания днища ковша и тормозов колес. Рычажная система управления применена для осуществления вспомогательных операций, к которым относятся управление главной муфтой, переключение скоростей, включение муфты лебедки подъема крановой стрелы и др. Управление поворотом передних колес производится с помощью безнасосной гидравлической системы от рулевого штурвала (рис. 188). Нагнетательный цилиндр 4 установлен вертикально перед сиденьем машиниста. Шток 2 цилиндра имеет трехходовую прямоугольную нарезку. Гайка 5 связана с поршнем 8 трубой 6. При вращении рулевого штурвала 1 гайка с поршнем перемещаются вверх и вниз, выдавливая масло через трубки и гидропровод в центральной цапфе в левую или "правую полость установленного на. ходовой раме исполнительного цилиндра, связанного штоком с рулевыми тягами поворота колес. Под давлением масла шток исполнительного цилиндра перемещается, передвигая одновременно тяги и рычаги, связанные со ступицей правого колеса. Правое колесо, поворачиваясь, перемещает поперечную рулевую тягу, соединенную с левым колесом, которое при этом совершает такой же поворот, как и правое колесо.    , Под рулевым штурвалом расположен наполнительный бачок 3, служащий для пополнения масла в системе. § 51. ЭКСКАВАТОРЫ С КОВШАМИ ЕМКОСТЬЮ 0,5—0,65 л3 Машины этого класса составляют значительную часть экскаваторного парка нашей страны. Самое широкое распространение в настоящее время имеют экскаваторы. Э-505 и Э-505А с ковшом емкостью 0,5 м3, двигателем КДМ-46 мощностью 80 л. с. и гидравлическим управлением (рис. 189). На базе двигателя КДМ-46 fe послевоенные годы .также серийно выпускались разнотипные по конструкции экскаваторы ОМ-201 (ОМ-202) и Э-502 с рычажным управлением. В 1956 г. экскаваторы Э-505А были заменены сначала модернизированными однотипными экскаваторами Э-651 с ковшом ем-. костью 0,65 м3, а затем экскаваторами Э-652 с пневматическим управлением. В настоящее время начат выпуск экскаваторов Э-656 на пневмоколесном ходу с ковшом емкостью 0,65 м3 (табл. 4). В стадии испытаний находятся оригинальные по конструкции с приводом от двигателя Д-54 дизель-электрические экскаваторы Э-6512 с ковшом емкостью 0,65 м3 и одномоторные экскаваторы Э-5010 с ковшом емкостью 0,5 м3. Экскаваторы Э-505 (после модернизации Э-505А) в основном применяются с рабочим оборудованием прямой лопаты. Кроме того, они могут работать со сменным оборудованием обратной лопаты, драглайна, крана, грейфера, копра (см. рис. 31) и дизель-молота с клином для рыхления мерзлых грунтов (см. рис. 33). Рис. 189. Экскаватор Э-505А: /_дизель; 2— гидроаккумулятор; 3—кузов; 4 — главная лебедка; 5 — стреловой канат; 6 — головной блок подъема стрелы- 7 — головной блок подъема ковша; «—подъемный канат; 9 — ковш; 10 — возвратный канат; //— рукоять; 12— напорный канат; 13 — напорная цепь; 14 — ходовая рама; 15 — ведущее колесо гусеничного хода; 16 — пульт управления. Таблица Типы экскаваторов на пневматическом ходу Э-656
на гусеничном ходу
Показатели
(ЭМ-201 | ОМ-202 | Э-504 | Э-504А | Э-505 | Э-505А | Э-651
Э-502
Э-652
Емкость ковша прямой лопаты (в ж3........ Другие виды сменного оборудования ........
Обратная лопата, драг-лайн, грейфер, кран Дизель КДМ-46 80 л. с.
Обратная лопата, драглайн, грейфер, кран
Обратная лопата. драглайн, грейфер, кран, копер
Обратная лопата драглайн, грейфер, кран, копер, рыхлитель мерзлых грунтов Дизель КДМ-46 80 л. с.
Обратная лопата, драглайн, грейфер, кран, копер рыхлитель мерзлых грунтов Дизель КДМ-46 л. с. Пневматическое
Обратная лопата, драглайн, кран, грейфер Дизель КДМ-46 80 л. с. Пневматическое 17,6
Двигатель .... Мощность двигателя Управление Скорость км/час. первая ........ вторая ........ третья ........ четвертая ....... Минимальная продолжительность цикла для прямой лопаты в сек........ Проектная производительность для прямой лопаты в м3/час Общий вес экскаватора в т Удельное давление на грунт в кг/см?■......... Длина крановой стрелы в м Максимальная грузоподъемность вт......
Дизель КДМ-46 * л. с.
Электрический 45 кет | 40 кет
равли ческое
Рычажное
Г идравлическое
передвижения в
0,78
2,64
3
3
3
120
0,66 10 и 18
10 и 7,5
128
128
23

0,76
0,66
5,5
7
5
10
7,5
со
Однотипные по конструкции экскаваторы с приводом от электродвигателя в значительно меньшем количестве выпускались под маркой Э-504 и Э-504А. Выше было приведено подробное описание кинематической схемы (см. рис. 49 и 50) и конструкции большинства узлов экскаватора Э-505 (§ 5—35). На экскаваторах Э-505А в отличие от экскаваторов Э-505 значительно снижен вес многих узлов и деталей, шпоночные соединения на горизонтальных валах механизмов на платформе были заменены шлицевыми, вместо независимого напорного механизма применен комбинированный напорный механизм (см. рис. 66). Кроме того, были заменены циркуляционная система смазки самотечной и тормоз ходового механизма храповым устройством с двумя собачками (см. рис. 76). Экскаватор Э-651 представляет собой усовершенствованную модель экскаватора Э-505А, на котором ковш емкостью 0,5 Mj был заменен ковшом емкостью 0,65 ж3, в результате чего при той же мощности двигателя значительно возросла производительность машины. На экскаваторе Э-652 в отличие от экскаватора Э-651 гидравлическая система управления заменена более совершенной пневматической системой, обладающей такими преимуществами, как легкость и плавность включения механизмов, устранение возможности замасливания лент фрикционов и тормозов, отсутствие потребности в дефицитных сортах масел и обеспечение чистоты на машине. На рис. 190 представлен пульт управления экскаватора Э-505А (Э-651). При оборудовании прямой лопатой рычаги управления имеют следующее назначение. Рычаг 2 предназначен для регулировки числа оборотов двигателя;' поворотом рычага вперед увеличивают число оборотов; крайнее заднее положение рычага соответствует минимальному числу оборотов дизеля при холостой его работе. Рычаг 3 служит для включения главной муфты, для чего надо отвести рычаг назад; при перемещении рычага от себя главная муфта выключается. Включение главной муфты в начале работы рекомендуется производить особенно осторожно, не отнимая руки от рычага. В случае обнаружения неисправности в главной трансмиссии муфта должна быть моментально выключена. Главная муфта при пуске экскаватора должна включаться раньше всех других муфт и оставаться включенной в течение всего времени работы. Фрикционные муфты лебедок и реверсивного механизма должны быть включены только после включения главной муфты, а не наоборот. В противном случае она может быстро выйти из строя в результате сильного износа. Рычаг 4 служит для управления реверсивным механизмом. Перемещением рычага на себя включается левая фрикционная 288 муфта реверса, что соответствует повороту платформы вправо или движению экскаватора назад. Перемещением рычага от себя включают правую фрикционную муфту реверсивного механизма, вызывая поворот платформы влево или движение экскаватора вперед. Включать этот рычаг надо плавно, чтобы избежать резких рывков, особенно при вращении поворотной платформы. Рис. 190. Пульт управления экскаватора Э-505А: / — тяга собачки храповика стрелоподъемной лебедки; 2 — рычаг регулятора числа оборотов двигателя; 3— рычаг включения главной муфты; 4— рычаг управления фрикционами реверса; 5 — рычаг выключения собачек храповика ходового механизма; 6 — рычаг управления рукоятью; 7 — рычаг управления тормозом поворотного механизма; 8 — рычаг управления поворотом; 9 — рычаг управления ковшом; 10 — педаль управления левым тормозом главной лебедки; 11 — педаль управления правым тормозом главной лебедки; 12 — рычаг переключения скоростей поворота и хода; 13 — рычаг переключения кулачковых муфт поворотного и ходового механизмов; 14 — рычаг выключения тормоза стрелоподъемной лебедки Рычагом 5 выключают собачки стопора ходового механизма перемещением его на себя. В обычном положении собачки находятся в зацеплении с зубцами храпового колеса под действием пружины. Рычаг 6 служит для управления движением рукояти. Перемещая рычаг на себя, включают фрикционную муфту реверса главной лебедки (возврат рукояти). Передвигая рычаг от себя, включают левую фрикционную муфту главной лебедки (напор рукояти) . Рычагом 7, движением его на себя, включают тормоз поворотного механизма, т. е. останавливают и затормаживают поворотную платформу. С помощью рычага 8 осуществляют поворот экскаватора. Поворачивая рычаг на себя, выключают и застопоривают левую гусеницу (поворт влево). Перемещая рычаг от себя, выключают и застопоривают правую гусеницу (поворот вправо). Рычаг 9 предназначен для управления ковшом. Движением рычага на себя осуществляется включение правой фрикционной муфты главной лебедки (подъем ковша). Наклоном рычага вправо включается механизм открывания днища ковша (разгрузка грунта). Рис. 191. Экскаватор Э-502 с ковшом емкостью 0,5 м3: / — двигатель; 2— главный трансмиссионный вал; 3—вал главной лебедки; 4— двуногая стойка; 5 — возвратный канат; 6 — подъемный канат; 7 — стрелоподъемный канат; 8 — головные блоки подъема ковша; 9 — блок ковша; 10 — ковш; 11 — рукоять; 12 — кремальерные рейки напорного механизма; 13 — стрела; 14 — гусеничная тележка Педаль 10 управляет левым (напорным) тормозом, а педаль 11 — правым (подъемным) тормозом главной лебедки. Торможение производится нажатием на педаль, верхнее положение которой соответствует выключенному тормозу. Рычаг 12 предназначен для переключения скоростей поворота платформы и передвижения экскаватора. Верхнее положение соответствует включению большей (второй) скорости, а нижнее положение — включению меньшей (первой) скорости. Рычагом 13 переключаются кулачковые муфты поворотного и ходового механизмов. При переводе рычага в верхнее положение включается поворот платформы, при переводе рычага в нижнее положение — ход экскаватора. Рычагом 14 управляется замкнутый тормоз стрелоподъемной лебедки. Выключение тормоза (растормаживание барабана) происходит при опускании рычага вниз. Тяга 1 служит для управления собачкой храпового устройства стрелоподьемиого барабана. При опускании кольца в прорезь трубки собачка включается (барабан застопорен и не может вращаться в направлении спуска стрелы). При вытягивании кольца из трубы собачка выключается (барабан может вращаться в сторону спуска стрелы). Экскавтор Э-502 (рис. 191) с ковшом емкостью 0,5 ж3 является послевоенным образцом экскаватора ЛК-05А. Этот экскаватор, имея устаревшую конструкцию и завышенный вес, обладает большой надежностью в работе и простотой в обслуживании. Экскаватор Э-502 снабжался различным сменным рабочим оборудованием, но наибольшее применение он нашел в Средней Азии с оборудованием драглайна. При работе прямой лопатой экскаватор оборудован зависимым напорным механизмом. На сварной однобалочной стреле установлена двухбалочная, рукоять, получающая напорное или возвратное движение от напорного реверсивного барабана через кремальерные шестерни. На напорном барабане запасованы подъемный и возвратный канаты, которые при натяжении заставляют вращаться барабан в ту или другую сторону. Кинематическая схема механизмов экскаватора изображена на рис. 192. Движение от вала двигателя через вал 11 главной муфты передается шестеренчатому редуктору 10, главному трансмиссионному валу 4 и далее через шестерню 9 к валу главной лебедки, на котором установлены возвратный и подъемный барабаны 5 и 6. Фрикционы и тормоза лебедок ленточные, наружного типа. На валу 4 расположены фрикционы 7 реверса, имеющие также наружные фрикционные ленты. Поворотный вал 3 приводится во вращение фрикционами реверса после включения кулачковой муфты 8, а вертикальный ходовой вал 13 — после включения кулачковой муфты 12. Движение ведущим колесам гусеничного хода передается цепными передачами 14. Привод и стопорение гусеничных лент осуществляется посредством кулачковых муфт 1. При стопорении полуосей горизонтального ходового вала 2 подвижные полумуфты входят в зацепление с жесткими стопорами ходовой рамы. Барабан стрелоподъемной лебедки 16 смонтирован на отдельной оси и получает вращение от червячной передачи 15 через подвижную цилиндрическую шестерню 17, которая вводится в зацепление с верхней шестерней на поворотном валу 3. С 1955 г. экскаваторы Э-502 прекращены производством. Экскаватор ОМ-201 (после модернизации ОМ-202) уступает экскаваторам Э-505 и Э-505А по совершенству конструкции некоторых узлов, производительности, скорости рабочих движений и ряду других показателей технической характеристики. Однако, имея рычажное управление, экскаваторы ОМ-201 и 19*    291 ОМ-202 более просты по устройству и обслуживанию, особенно при работе в условиях высоких или низких температур наружного воздуха, когда гидравлическое управление экскаваторов Э-505 и Э-505А требует применения специальных масел и особо тщательного ухода. Хотя экскаваторы (ЭМ-201 и (ЭМ-202 и являются универсальными, но выпускались они преимущественно с оборудованием прямой лопаты и драглайна. Рис. 192. Кинематическая схема экскаватора Э-502: / — кулачковые муфты поворота; 2—горизонтальный ходовой вал; 3— поворотный вал; 4—главный трансмиссионный вал; 5 и 6— подъемный и возвратный барабаны главной лебедки; 7 — фрикцион реверсивного механизма; 8 — кулачковая муфта включения поворотного механизма; 9 — шестерня; 10 — редуктор; 11 — вал главной муфты; 12—кулачковая муфта включения ходового механизма; 13 — вертикальный ходовой вал; 14—цепные передачи ходового механизма; 15 — червячная передача; 16 — стрелоподъемная лебедка; 17 — подвижиая шестерня На рис. 193 представлена кинематическая схема экскаватора ОМ-201, отличительной особенностью которой является наличие двухскоростного редуктора 3, установленного между двигателем 2 и главным трансмиссионным валом 1 и обеспечивающего две скорости поворота и хода. Изменение скорости вращения вала 1 производится кулачковой муфтой 5, соединяющей этот вал попеременно с шестернями 4 и 6 редуктора. При этом вал 9 главной лебедки может вращаться с одной скоростью, так как движение ему передается только через шестерню 6, пустотелый вал 7 и шестерни 8 и 10. На валу 9 установлены три барабана, используемые при оборудовании прямой лопатой для подъема ковша, возврата рукояти и открывания днища ковша. Поскольку на экскаваторе применен зависимый напорный механизм, то он приводится в действие подъемным канатом, запасованным на левом барабане. ю Рис. 193. Кинематическая схема экскаватора (ЭМ-201: / — главный трансмиссионный вал; 2 — двигатель; 3—редуктор; 4, 6 — шестерни редуктора; 5 — двухсторонняя кулачковая муфта; 7 — пустотелый вал; 8 — шестерня привода главной лебедки; 9 — вал главной лебедки; 10 — шестерня главной лебедки; 11 — барабан механизма открывания днища ковша; 12 — вертикальный вал реверсивного механизма; 13 — поворотный вал; 14 — цепь ходового механизма; 15 — горизонтальный вал ходового механизма; 16 — стрелоподъемная лебедка Включение барабанов главной лебедки производится ленточными фрикционами с помощью сервофрикционов. Торможение барабанов осуществляется ленточными тормозами, управляемыми, как обычно, ножными педалями с поста машиниста. Тормозные шкивы, к которым прикреплены барабаны, установлены в средней части вала на шарикоподшипниках. Барабан 11 открывания днища с конусным фрикционом смонтирован на правом конце вала главной лебедки. Стрелоподъемная лебедка 16 с червячным приводом устанавливается на подшипниках скольжения, опирающихся на вертикальные стенки поворотной платформы. Червячный вал может быть приведен в движение фрикционами реверса в случае, если цилиндрическая шестерня, установленная в верхней части вала, введена в зацепление с цилиндрической шестерней на поворотном валу 13. На нижнем конце червячного вала жестко закреплен тормозной шкив, охватываемый постоянно затянутой тормозной лентой, создающей дополнительное торможение лебедки во избежание ее произвольного вращения в выключенном положении. Опорами для горизонтального 1 и вертикального 12 валов реверсивного механизма служат подшипники качения. Фрикционы реверса ленточные, наружного типа. Включение фрикционов производится одним рычагом с пульта управления через систему тяг и рычагов. Поворот платформы или движение экскаватора в ту или другую сторону осуществляется реверсивным механизмом при условии включения одной из кулачковых муфт, установленных на верхних концах поворотного и вертикального ходового валов. Горизонтальный ходовой вал 15 неразрезной; он имеет четыре опоры в ходовой раме. Внутренние подвижные кулачковые полумуфты перемещаются вдоль вала на шпонках, а внешние неподвижные кулачковые полумуфты, являющиеся одновременно тормозными шкивами, жестко закреплены на втулках, которые могут свободно вращаться относительно вала. На наружных концах втулок приварены ведущие цепные звездочки ходового механизма. Кулачковые муфты управляются штурвалом, распочоженным слева от сиденья машиниста. При среднем положении штурвала обе муфты находятся бо включенном положении, вал 15 будет вращаться вместе со втулками и цепными звездочками, передавал движение цепями 14 на обе гусеницы. При повороте штурвала вправо на 1‘Д оборота сначала выключается левая муфта, а при дальнейшем вращении еще на один оборот происходит выключение и правой муфты. В случае вращения штурвала в другую сторону вначале выключается правая муфта, а затем левая. Одновременно с выключением муфт происходит автоматическое включение соответствующих тормозов, чем достигается затормаживание на месте выключенных гусениц. Если одна из муфт будет выключена и заторможена, то при включении реверсивного механизма будет осуществляться поворот экскаватора. При копании в забое торможение ходовой тележки производится также путем выключения и затормаживания одной или обеих кулачковых муфт. У экскаваторов ОМ-202 для торможения гусеничного хода при работе в забое или при спусках под уклон имеется всего лишь один ходовой тормоз, управляемый с поста машиниста. Поворот же экскаватора осуществляется сцеплением кулачковых полумуфт со стопорами, закрепленными на ходовой раме. На рис. 194 представлена главная лебедка экскаватора ОМ-201. Вал 4 лебедки установлен на двух сферических двухрядных роликоподшипниках, расположенных в станине. Ведущее зубчатое колесо 6 закреплено на валу жестко при помощи шпонки. Ступицы шкивов 7 и 13 фрикционных муфт и тормозов опи-294 раются на шарикоподшипники, зафиксированные на валу распорными втулками и закрытые от загрязнения крышками с сальниковыми уплотнениями. К шкивам 7 я 13 крепятся болтами разъемные половины барабанов 10 и 11, имеющих клиновые зажимы 9 я 12 для крепления подъемного и возвратного канатов. Рис. 194. Главная лебедка экскаватора ОМ-201: 8 — лента правого фрикциона; 2— лента правого тормоза; 3— лента левого фрикциона; 4 — вал главной лебедки; 5 — шкив левого сервофрикциона; 6 — зубчатое колесо; 7 — шкив левого фрикциона и левого тормоза; 8 — лента левого тормоза; 9 — клиновой зажим каната; 10— подъемный барабан; 11— возвратный или тяговый барабан; 12 — клиновой зажим каната; 13 — шкив правого фрикциона и правого тормоза; 14 — шкив; 15 — шкив правого сервофрикциона; 16 — рычаг; 17 — кольцо; 18 — втулка; 19 — регулировочная гайка; 20 — конусный шкив; 21 — барабан открывания днища ковша Шкив 14, предназначенный для установки деталей фрикциона (фрикционной ленты, пальцев и рычагов), закреплен на валу при помощи шпонки. Шкивы сервофрикционов 5 и 15 установлены свободно на бронзовых втулках на ступицах зубчатого колеса 6 и шкива 14. Шкивы 7 и 13 с внешней стороны огибаются фрикционными / и 3 и с внутренней стороны — тормозными 2 и 8 лентами. Если фрикционы не включены, то при вращении вала 4 шкивы остаются неподвижными. Фрикционы включаются сервофрикционами, управляемыми машинистом с помощью рычагов. Остановка барабанов 10 и 11 производится тормозами, управляемыми педалями. Лебедка открывания днища ковша смонтирована на правом консольном конце вала главной лебедки. Конусный шкив 20 с фрикционной накладкой установлен с помощью шпонки на втулке 18, жестко закрепленной на валу 4. На левом конце втулки посажена муфта с рычагом 16, соединенным с рычагом на пульте управления и с возвратной пружиной, прикрепленной к штанге двуногой стойки. При перемещении рычага на пульте управления рычаг 16 повертывается на некоторый угол вместе с муфтой. При этом скошенные кулачки, имеющиеся на левом конце муфты, скользят по кулачкам, закрепленным на крышке правого роликоподшипника вала. Рис. 195. Экскаватор Э-5010 В результате взаимодействия кулачков муфта перемещается вправо и надвигает барабан 21 на конусный шкив 20, который всегда вращается вместе с валом 4. Барабан, свободно установленный на кольце 17, также начинает вращаться и наматывать канат открывания днища ковша. Выключение барабана производится возвратной пружиной, которая сжимается и вращает муфту с кулачками в обратном направлении. При помощи регулировочной гайки 19 осуществляется регулировка зазора между фрикционной накладкой конусного шкива и внутренней поверхностью барабана. Зазор регулируется так. чтобы при выключенном барабане между конусом и барабаном было легкое соприкосновение. Возникающая при этом сила трения должна быть достаточной для подтягивания каната открывания днища ковша, но недостаточной для выдергивания засова днищч. Экскаватор Э-5010 (рис. 195), осваиваемый в настоящее время, в значительной степени отличается от экскаваторов Э-505 (Э-505А), (М-202, Э-502. На экскаваторе Э-5010, снабженном ковшом емкостью 0,5 лг для погрузки мелкодробленых пород и ковшом емкостью 0,6 лг3 для разработки грунтов III—IV категории, привод механизмов осуществлен от дизеля Д-54 мощностью 54 л. с. Экскаватор Э-5010 имеет отличную от других экскаваторов кинематическую схему (см. рис. 54), обеспечивающую более короткие цепи передач и более высокий коэффициент полезного действия механизмов. Рис. 196. Экскаватор Э-656 с оборудованием прямой лопаты Замена двухконусных муфт реверсивного механизма и ленточных муфт главной лебедки цилиндрическими пневмокамернымя муфтами и применение дисковой главной муфты позволяют ограничить величину действующих наибольших нагрузок. Стрелоподъемная лебедка рассчитана на маневрирование нагруженной стрелой и опускание ее на режиме двигателя. Рабочие скорости дают возможность применять крановое оборудование как для перегрузочных, так и для монтажных работ. С этой целью предусмотрено существенное уменьшение некоторых рабочих скоростей, чтобы обеспечить производство монтажных работ при строительстве зданий и промышленных сооружений. Управление стрелоподъемной лебедкой осуществляется независимо от других рабочих операций. Для создания безопасных условий работы крановое оборудование снабжается концевыми выключателями подъема груза и стрелы и ограничителем грузоподъемности. Экскаватор Э-656 (рис. 196) с ковшом емкостью 0,65 мъ на пневмоколесном ходу имеет поворотную платформу и рабочее оборудование, аналогичные экскаватору Э-652 (см. табл. 4). Ходовая тележка состоит из сварной рамы и двух ведущих мостов с блокирующимися дифференциалами. Каждое колесо экскаватора снабжено пневматическим колодочным тормозом прямого действия. Во избежание откатывания машины при разработке грунта в ходовом механизме экскаватора предусмотрен тормоз замкнутого типа. На экскаваторе Э-656 применена пневматическая система управления. Для управления поворотом колес использовано рулевое управление автомобильного типа с пневматическими сервоусилителями. Имея повышенные скорости передвижения, экскаватор Э-656 может быть быстро перевезен с объекта на объект без использования для этой цели тяжеловозных прицепов. Кроме выполнения различных земляных работ, экскаватор может найти широкое применение с крановым оборудованием для производства погрузочно-разгрузочных и монтажных работ. Использование экскаватора в качестве строительно-монтажного крана обеспечивается наличием пониженных скоростей подъема и опускания грузов, подъема и опускания стрелы, поворота платформы и передвижения машины. На кране возможно совмещение подъема груза, подъема стрелы с поворотом платформы или передвижением машины. Независимое управление стрелоподъемным механизмом и необходимое снижение скоростей подъема и опускания стрелы достигнуто за счет установки дополнительного шестеренно-червячного реверса стрелы (модель Э-655). Снижение числа оборотов поворотной платформы до 1 об/мин и скорости хода экскаватора до 0,35 км/час получено путем увеличения передаточного отношения шестерен двухскоростного редуктора поворотного механизма. Во избежание перегрузки механизмов поворота и передвижения для включения фрикционных муфт реверсивного механизма установлены пневматические цилиндры уменьшенного диаметра. Кран снабжается указателем фактических вылетов стрелы со шкалой допускаемой грузоподъемности, а также ограничителем высоты подъема груза. Возможное запрокидывание стрелы крана при работе на малых вылетах предотвращается специальным телескопическим упором. § 52. ЭКСКАВАТОРЫ С КОВШАМИ ЕМКОСТЬЮ 0,75—0,8 м3 Отечественной промышленностью экскаваторы с ковшом емкостью 0,75 м3 выпускались под марками Э-751 (с электродвигателем) и Э-752 (с дизелем КДМ-46). После модернизации этч экскаваторы стали называться соответственно Э-753 (рис. 197) и Э-754. В настоящее время вместо них выпускаются экскаваторы Э-801 с ковшом емкостью 0,8 ж3 и пневматическим управлением. Характеристика этих экскаваторов приведена в табл. 5. — Л . , Ю О A H *- S’S 2 4 S s 32 л 3 g я о s M !».v> , T i    “ TO О Я ^ Ы S О
►>    О S . _ x a в* _ ЧГ5 ^ •V ^ 0'° <D So я 2 £. g 4> s rt о ft ^ is=sJ s
.si.
X 0
* I о « 3
гзю D< rt Си °* «ъ « rt -g® и
11
и “ G ' f0 <y o°° я M e-.-a;
s °«м 5 " О Я m*-. с ° Я О I со О Ч 1Г 1 к ю ПЯ ££ « . я h й р* я I « s § О I^SSb Й «:
м те % Seva 2^ca
оз •- ег •=! £<м 0 га щ о Хсм f= Яхо с н и я " 5 L.- * Ю « н CiR Ля 5 « я v> * со »е ■“ego“ Г" о.§ и Ч CD1 Я40 I Я Хн «ч и I га га о. о, .: "5 at; С У « ^ Я >>
Ё*« §| £ ^£!? Я g- I « 3 я я 2 <*, ■§ = э“ ш !: о ш ■' >*о Я^ * С ш 2 ’■ч I ф 0    I *а •- <вЧ5 а о s 5- "С S 1    « О cf 1 >>чо >-, cfxo С
CU
Типы экскаваторов Показатели Емкость ковша прямой лопаты в м3 Другие виды сменного оборудования Драглайн, кран, грей Драглайн, фер, трамбовка грейфер Двигатель .......... Электри Дизель дизель ческий Мощность двигателя ..... 93 л. с. 93 л. с. Управление .......... Рычажное Рычажное Пневмати ческое Скорость передвижения в км/час: первая ........... вторая ........... Минимальная продолжительность цикла для прямой лопаты в сек. Проектная производительность для прямой лопаты в мъ/час .... Общий вес экскаватора в т ... Удельное давление на грунт в кг/смs Длина крановой стрелы в м . . . Максимальная грузоподъемность в т На рис. 198 представлена кинематическая схема экскаваторов Э-753 и Э-754. Передача движения от вала двигателя к валу главной лебедки осуществлена шестернями 1, 2, 3, 4 и 5. При включении главной муфты главный трансмиссионный 'вал и вал главной лебедки постоянно вращаются. В связи с применением на экскаваторах Э-753 и Э-754 зависимого напорного механизма на валу главной лебедки устанавливаются два барабана: возвратный и подъемный. На схеме пунктиром показана запасовка канатов, обеспечивающая реверсивное вращение напорного вала 8 при включении фрикционов главной лебедки. Передача движения от напорного вала 8 к рукояти производится кремальерными рейками 7. Фрикционы 9 и тормоза 10 главной лебедки ленточные, наружного типа;1 включение фрикционов осуществляется с 'Помощью сервомеханизмов. Фрикционы 11 реверсивного механизма также имеют наружные фрикционные ленты, управляемые рычажной системой. Стрелоподъемная лебедка 12 выполнена по такой же конструктивной схеме, как и лебедка экскаватора ОМ-202. Конструкция поворотного и верхнего ходового механизмов также аналогична соответствующим механизмам экскаватора ОМ-202. Горизонтальный ходовой вал состоит из трех частей: средней и двух полуосей, которые работают как одно целое, при включении обеих кулачковых муфт 13. При повороте экскаватора подвижные полумуфты могут быть Рис. 198. Кинематическая схема экскаваторов Э-753 и Э-754: /, 2 и 3— шестерни редуктора; 4— ведущая шестерня привода главной лебедкн; 5 — шестерня главной лебедки; 6—кремальерные шестерни; 7 — кремальерные рейки; 8 — напорный вал; 9 — фрикционы главной лебедки; 10 — тормоза главной лебедки; // — фрикционы реверсивного механизма; 12 — стрелоподъемиая лебедка; 13 — кулачковые муфты поворота экскаватора; 14—двигатель поочередно выключены рычагом с поста машиниста и введены в зацепление со стопорами на ходовой раме. Торможение ходовой тележки против произвольного перемещения экскаватора при работе в забое осуществляется храповым устройством с двумя собачками. Конструкция одновальной главной лебедки экскаваторов Э-753 и Э-754 видна на рис. 199. Эта лебедка по устройству в основном аналогична описанной в предыдущем параграфе главной лебедке экскаватора ОМ-201. Существенная разница заключается в ином расположении подъемного и возвратного барабанов. Устройство реверсивного механизма экскаваторов Э-753 и Э-754 показано на рис. 200. Главный трансмиссионный вал 8, являющийся горизонтальным валом реверсивного механизма, установлен на двух роликоподшипниках 2 и 6, из которых первый опирается на станину, а второй — на картер конических шестерен 16 и 17. Вал получает вращение от шестерни 1. Одновременно с валом вращаются шкивы 9 фрикционов реверса. Для привода во вращение конических шестерен механизма реверса нужно включить один из ленточных фрикционов наружного типа. Фрикционы включаются системой тяг и рычагов при перемещении рычага на пульте управления. В результате этого перемещения происходит поворот двуплечего рычага 4, затягивающего сбегающий конец 3 фрикционной ленты 11. От фрикционной ленты вращение передается крестовине 7, связанной со ступицей 10, и далее конической шестерне 17. При включении левого фрикциона начинает вращаться левая коническая шестерня, а при включении правого фрикциона — правая коническая шестерня. Эти шестерни заставляют вращаться в ту или другую сторону коническую шестерню 16 и вертикальный реверсивный вал 13, от которого получают привод поворотный и ходовой механизмы. Вал 13 установлен на двух подшипниках 12 и 15. Обе опоры вала являются подвижными, т. е. могут перемещаться при изменении длины вала от температурного воздействия или при подъеме вала в случае регулировки зацепления конических шестерен реверсивного механизма. Правильность зацепления конических шестерен может быть проверена определением угла поворота крестовины 7. При поворачивании крестовины вручную в ту или другую сторону она может несколько вращаться относительно вала вместе с шестерней 17 за счет зазора между зубцами шестерен. Если этот зазор будет нормальным, то перемещение крайней точки крестовины не должно превышать 2—3 мм. В случае перемещения крайней точки, находящейся в наибольшем удалении от оси вала 8, более чем на 2—3 мм возникает необходимость в уменьшении зазора между зубцами шестерен. Чрезмерный зазор может быть устранен, как и у экскаватора Э-505, удалением части прокладок между нижней крышкой вала 13 и корпусом 14 реверсивного механизма. При
Рис. 200. Реверсивный затяжке болтов, крепящих крышку, вертикальный вал поднимается вверх и зазор в шестернях уменьшается. На рис. 201 представлена схема фрикционной муфты реверсивного механизма. Сбегающий конец 2 фрикционной ленты соединен с натяжным болтом 1, связанным с двуплечим рычагом 4. Набегающий конец ленты присоединен к крестовине 7. Фрикционный шкив 5 вращается вместе с валом 8, на котором он жестко закреплен с помощью шлицев. 7 Рис. 201. Фрикционная муфта реверсивного механизма: 1 — натяжной болт; 2 — сбегающий конец фрикционной ленты; 3 — пружина; 4 — двуплечий рычаг; 5 — шкив фрикционной муфты; 6 — рычаг хомута муфты включения; 7 — крестовина; S — горизонтальный вал реверсивного механизма; 0, II и 12 — шарниры; 10—кольцевой рычаг Фрикционная лента и крестовина 7 остаются неподвижными, если муфта не включена. При включении муфты рычаг 6 хомута перемещается по стрелке, поворачивая при этом кольцевой рычаг 10 и двуплечий рычаг 4. Одновременно с рычагом 4 перемещается натяжной болт, а вместе с ним и сбегающий конец 2 фрикционной ленты, затягивающейся вокруг шкива 5. Лента приходит в движение и через крестовину 7 (см. рис. 200) приводит во вращение коническую шестерню 17 реверсивного механизма. Прл выключении муфты возвратная пружина 3 (рис. 201), находящаяся в сжатом состоянии, отводит ленту от шкива. Регулировка фрикционов заключается в следующем, 1.    Пружину 3 натяжного болта 1 затягивают на заводе с силой 120—130 кг, что соответствует ее сжатию на 6 мм. Сжатие пружины должно быть постоянным и при регулировке не должно изменяться. Затяжка пружины до отказа или работа без .пружины не допускаются. 2.    При включенном положении должен быть обеспечен распор шарниров 9 и 12, т. е. шарнир 11 должен находиться на прямой, соединяющей шарниры 9 и 12. 3.    С помощью натяжного болта фрикционная лента натягивается до тех пор, пока между ней и шкивом не будет создан зазор, равный 1,5—2 мм. Равномерный отход ленты от шкива достигается установкой регулировочных роликов, закрепленных на крестовине. Экскаватор имеет только одну скорость вращения платформы, поэтому двухскоростной редуктор в трансмиссии отсутствует. На поворотном валу установлен тормоз, регулируемый таким образом, чтобы при боковом крене машины до 15° не происходило самопроизвольного вращения платформы. Ходовое оборудование экскаватора Э-754 описано в § 32 (см. рис. 75). Экскаваторы Э-753 и Э-754 все время выпускались с рычажным управлением, которое, обладая простотой обслуживания, требует от машиниста более высокого физического напряжения, чем при работе с гидравлическим или пневматическим управлением. Конструктивная схема рычажного управления подробно описана в § 34. Экскаватор Э-801 (рис. 202) имеет емкость ковша прямой лопаты для разработки грунтов III—IV категории 0,8 м3, а емкость ковшей драглайна и грейфера 0,75 м3. При работе в грунтах I—II категории могут быть применены облегченные ковши прямой лопаты и драглайна емкостью 1 мъ. Для сменного оборудования драглайна, грейфера и крана предусмотрена решетчатая стрела длиной 11 м. При работе с крановым оборудованием решетчатая стрела может быть удлинена до 20 м двумя вставками длиной 3 и 6 м. Кинематическая схема экскаватора Э-801 (рис. 53), описанная в § 24, отличается существенной новизной. Она обеспечивает работу со всеми видами сменного рабочего оборудования, независимый привод стрелоподъемной лебедки, подъем и опускание стрелы с грузом на режиме двигателя и совмещение различных операций: подъем и опускание стрелы одновременно с поворотом платформы или передвижением машины. В отличие от экскаватора Э-754 экскаватор Э-801 имеет две скорости хода и вращения поворотной платформы. С этой целые предусмотрен двухскоростной редуктор, помещенный в закрытую масляную ванну, как и все остальные передачи механизмов но платформе. С целью обеспечения высокого коэффициента полезного действия большинство передач машины смонтировано на подшипниках качения. Уплотнения узлов подшипников выполнены из сева-китовых колец, надежно удерживающих масло от вытекания из мест смазки. На экскаваторе применен гусеничный ход многоопорного типа с цепным приводом ведущих колес. Гусеницы стопорятся храповыми устройствами. Пульт управления пневматической системой находится в кабине машиниста, изолированной ст машинного отделения и обогреваемой в холодное время года. Рис. 202. Экскаватор Э-801 с оборудованием прямой лопаты Некоторые узлы и механизмы экскаватора Э-801 имеют устройство, одинаковое с аналогичными узлами и механизмами других экскаваторов. Так, например, фрикционы главной лебедки почти одинаковы по конструкции с фрикционами экскаватора Э-2001 (см. ниже). § 53. ЭКСКАВАТОРЫ С КОВШАМИ ЕМКОСТЬЮ 1—1,25 л*3 Универсальные экскаваторы на гусеничном ходу с ковшом емкостью 1 м3 выпускались вначале с приводом от электродвигателя (модель Э-1003) и дизеля (модель Э-1004). Впоследствии экскаваторы Э-1003 (рис. 203) и Э-1004 подверглись модернизации и стали выпускаться под марками Э-1003А и Э-1004А. В 1956 г. емкость ковша этих машин была увеличена до 1,25 м3, и они получили марки Э-1251 и Э-1252. Характеристика этих экскаваторов приведена в табл. б.
Показатели Типы экскаваторов Емкость ковша прямой лопаты в м:< Другие виды оборудования . . Драглайн, кран Драглайн, кран, грейфер, копер Двигатель . . Дизель Электри Дизель тричес ческий Мощность двигателя...... 120 л. с. 120 л. с. Управление..... . . . . Г идравлическое Скорость передвижения в км/час . . Минимальная продолжительность цикла для прямой лопаты в сек. Проектная производительность для прямой лопаты в мг!час .... Общий вес экскаватора в т . . . Удельное давление на грунт в кг/см2 Длина крановой стрелы в м . . . . Максимальная грузоподъемность в т Основным видом рабочего оборудования всех перечисленных моделей экскаваторов является прямая лопата. Кроме того, они могут быть оснащены оборудованием драглайна и крана. С экскаваторами Э-1003А, Э-1004А, Э-1251 и Э-1252 дополнительно поставляется оборудование грейфера и копра. Для оборудования прямой лопаты завод может поставлять также ковш емкостью 1,5 м3 для работы в грунтах I—III категории. На рис. 51 была показана кинематическая схема экскаваторов Э-1003 и Э-1004. Эта схема имеет следующие характерные особенности: 1.    Передача движения от вала двигателя главному трансмиссионному валу осуществлена шестеренным редуктором и парой цилиндрических шестерен. 2.    На главном трансмиссионном валу, кроме двух одноконусных фрикционных муфт реверсивного механизма, установлена аналогичная по конструкции муфта возврата рукояти. 3.    Независимый напорный механизм имеет цепной привод от вала главной лебедки к напорному валу. Напорное движение рукояти обеспечивается так же, как и у экскаватора Э-505, включением левого фрикциона главной лебедки (см. рис. 59). От напорного вала к двухбалочной рукояти движение передается кремальерными шестернями и рейками (см. рис. 64). 4.    Схема обеспечивает только одну скорость вращения платформы и хода экскаватора. Переключение с хода на поворот осуществляется сблокированными кулачковыми муфтами. 5.    Горизонтальный ходовой вал состоит из трех частей, и все операции при передвижках производятся посредством кулачковых муфт, стопоров и ходового тормоза, как у экскаватора Э-505. 6. Стрелоподъемная лебедка с червячным приводом (см. рис. 62) является периодически действующей от реверсивного механизма при вводе в зацепление шестерни на червячном валу с шестерней на поворотном валу. В кинематической схеме экскаваторов Э-1003А и Э-1004А имеются некоторые дополнения, внесенные во время модернизации экскаваторов Э-1003 и Э-1004 и направленные на улучшение их эксплуатационных показателей. Экскаваторы стали поставляться с комбинированным напорным механизмом (см. рис. 68), в котором на напорном валу установлен дополнительный барабан со звездочкой для закрепления на нем второй ветви подъемного каната. Предусмотрена возможность монтажа зависимого напорного механизма, детали для которого могут быть изготовлены по запросу потребителей. Для кранового оборудования обеспечен спуск груза и крюка на режиме двигателя с одновременным увеличением максимальной грузоподъемности до 20 т и длины решетчатой стрелы для монтажных работ до 30 м с оснащением ее гуськом длиной 5 м. Для принудительного спуска крюка с грузом или без груза на грузовой барабан главной лебедки устанавливается звездочка, соединяемая цепью со звездочкой на главном трансмиссионном валу. Таким образом, если растормозить грузовой барабан и включить муфту возврата, то будет происходить спуск груза на режиме двигателя с определенной скоростью. Подъем груза производится включением левого фрикциона главной лебедки. На экскаваторах Э-1004 (Э-1004А) в качестве силовой установки используется дизель 2Д6, отрегулированный на мощность 120 л. с. Главной муфтой экскаватора при этом является фрикционная муфта сцепления дизеля, смонтированная в закрытом кожухе. Устройство муфты сцепления показано на рис. 204. От коленчатого вала дизеля через маховик вращение передается ведущему диску 4 муфты, соединенному с маховиком болтами 20. Шкив 4 вращается вместе с кронштейнами 21, к каждому из которых шарнирно прикреплены двуплечий рычаг 6 и стакан 8 с роликом 7 и пружиной 9. Рычаги 6 в свою очередь шарнирно связаны тягами 5 с нажимным диском 3. Между нажимным диском 3 и ведущим диском 4 помещается ведомый диск 2 с наклепанными фрикционными накладками. Ведомый диск 2 зубчатым зацеплением соединен с валом / муфты, опирающимся на два подшипника 14 и 22, один из которых установлен в маховике, а другой — в корпусе муфты. Муфта включения 18 с одной стороны связана обоймой и бугелем с вилкой 12 и валиком 10, а с другой стороны — серьгами 19 со стаканами 8. Включение главной муфты производится переводом рычага, находящегося слева от пульта управления, в крайнее заднее по-310 ложение. Валик 10 при этом поворачивается против часовой стрелки и вилка 12 через бугель и обойму отводит вправо муфту включения 18. Серьги 19, перемещаясь также вправо, повернут стаканы 8 с роликами 7, а вместе с тем и рычаги 6 относительно кронштейнов 21. Рис. 204. Главная муфта экскаватора Э-1004: / — вал главной муфты: 2 —ведомый диск; 3 — нажимной диск; 4 — ведущий диск; 5 —тяга; 6 —двуплечий рычаг; 7 — ролик; 8 — стакан; 9 — пружииа; 10 — валик; // — люк; /2 —вилка бугеля; 13 — масленка; 14 — роликоподшипник; 15 — фланец; 16—стопорное кольцо; 17—маслопроводиый канал; 18—муфта включения; 19 — серьга; 20— болт крепления; 21 — кронштейн; 22 — шарикоподшипник Поворот рычагов 6 вызовет перемещение тяг 5 и нажимной диск 3 прижмет ведомый диск 2 к ведущему диску 4. За счет возникшей силы трения ведомый диск начнет вращаться вместе с дисками 3 и 4. Одновременно вращение будет передано валу 1 муфты, который через фланец 15 приведет в движение трансмиссию машины. Полностью сцепление будет включено, если мт’фта включения 18 упрется в стопорное кольцо 16. В этом случае ролики 7 располагаются на плоских скосах рычагов 6, фиксируя включенное положение муфты. При выводе роликов 7 из этого положения пружины 9 сначала несколько сжимаются, вследствие чего для поворота рычага включения требуется приложить вначале некоторое усилие. Это служит предохранением против самовыключения муфты при работе дизеля под нагрузкой. При выключении муфты рычаг на пульте управления переводится в крайнее переднее положение. Муфта включения 18 перемещается влево, и сцепление выключается, при этом нажимной диск 3 должен быть прижат к маховику. Суммарный зазор между дисками составляет около 4 мм. В выключенном положении стаканы 8 расположены либо вертикально, либо переходят за вертикаль на угол 10°. Ролики 7 упираются во впадины рычагов 6, обеспечивая полное выключение муфты. Наличие пружин 9 создает плавность при включении главной муфты и обеспечивает длительную ее работу без регулировки при износе ведомого диска 2. В случае замасливания нужно промыть рабочие поверхности через люк 11. Масло для смазки подшипников подается через масленку 13, откуда поступает к роликоподшипнику 14 и далее по каналу 17 — к шарикоподшипнику 22. На рис. 205 показаны главный трансмиссионный вал и вертикальный вал реверса. Горизонтальный вал 2 опирается на два сферических роликоподшипника. В правой опоре подшипник в продольном направлении закреплен неподвижно, а в левой опоре он имеет боковые зазоры, необходимые для осевого перемещения подшипника при удлинении вала с повышением температуры, а также для установки правильного зацепления конических шестерен реверса. Звездочка 12 и конические шестерни 5 и 7 свободно установлены на шарикоподшипниках вместе с приваренными к ним дисками, на которых закреплены фрикционные колодки 8. изготовленные из-пластмассы. На каждую муфту устанавливается шесть секторных колодок. Одноконусные фрикционные шкивы 4, 9 я 11 жестко соединены с валом, но могу г перемещаться вдоль оси по шлицам. Наружная поверхность шкивов изготовлена ребристой для увеличения поверхности охлаждения. Улучшение циркуляции воздуха внутри муфты на внутренней части шкивов достигается лопатками, направляющими поток воздуха к поверхностям трения. На ступице каждого шкива помещены шарикоподшипники со стальными литыми корпусами муфт включения 3 и 10, имеющими цапфы для соединения с вилками рычагов включения 1. Все три фрикционные муфты управляются с помощью гидравлической системы. При включении главной муфты на экскаваторах Э-1004 или электродвигателя на экскаваторах Э-1003 горизонтальный вал 2 получает вращение от жестко закрепленного на нем зубчатого колеса 13. Вместе с валом приходят во вращение и фрикционные шкивы 4, 9 и 11. Л Т. То я хл х.- Для включения механизма реверса или возврата рукояти масло под давлением подается в один из трех гидроцилиндров 18 и перемещает шток 19. В результате этого перемещения поворачивается рычаг 1 и шкив 4 передвигается вдоль вала. Шкив входит в соприкосновение с фрикционными колодками и приводит во вращение фрикционный диск вместе с конической шестерней 5, от которой движение передается к вертикальному реверсивному валу 15. Аналогичным образом получают вращение коническая шестерня 7 и звездочка 12. От вертикального вала 15 осуществляется привод поворотного и ходового механизмов и стрелоподъемной лебедки. Вал 15 установлен на двух роликоподшипниках и в нижней части опирается на упорный шарикоподшипник, воспринимающий осевое давление от конических шестерен. Для регулировки зазора в зацеплении конических шестерен вал может быть перемещен вдоль своей оси. С этой целью между нижней крышкой вала и поворотной платформой помещаются регулировочные прокладки, которые частично удаляются при подъеме вала вверх путем затягивания болтов, крепящих нижнюю крышку. Коническая шестерня 14 установлена на валу на шлицах и, находясь в зацеплении с коническими шестернями 5 и 7 горизонтального вала, может вращаться в ту или другую сторону в зависимости от включения фрикционных муфт реверса. Цилиндрическая шестерня 17, передающая движение поворотному валу, также закреплена на валу 15 с помощью шлицев и поэтому вращается одновременно с ним. Как правило, регулировка зацепления конических шестерен производится при ремонте во время полной разборки вертикального вала или при замене конических шестерен. На рис. 206 показан поворотный и верхний ходовой механизмы экскаваторов Э-1003 и Э-1004. Поворотный вал 2 смонтирован в поворотной платформе на подшипниках качения. На верхнем конце вала на шлицах установлены шкив 4 поворотного тормоза и подвижная кулачковая полумуфта 5. Вторая полумуфта изготовлена заодно с зубчатым колесом 3, свободно вращающимся на двух шарикоподшипниках. Зубчатое колесо 3 находится в постояннном зацеплении с шестерней вертикального реверсивного вала, с паразитной шестерней 6, а также может включаться в зацепление с шестерней на червячном валу стрелоподъемной лебедки. На нижнем конце поворотного вала жестко закреплена обитающая шестерня 1 поворотного механизма, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом, закрепленным на ходовой раме. Поворотный вал может быть приведен во вращение только в том случае, если будет включена кулачковая полумуфта 5 и одна из фрикционных муфт реверсивного механизма. В результате вращения поворотного вала шестерня 1 начнет обкатываться вокруг зубчатого венца, осуществляя тем самым вращение поворотной 314 платформы относительно ходовой тележки. Для торможения поворотной платформы при переездах, а также при работе в забое предусмотрен поворотный тормоз открытого типа, включаемый гидравлической системой. В случае отсутствия давления в системе поворотная платформа может быть заторможена этим же тормозом с помощью ручного механического управления. Рис. 206. Поворотный и верхний ходовой механизмы экскаваторов Э-1003 и Э-1004: 1 — обегающая поворотная шестерня; 2 — поворотный вал; S — зубчатое колесо; 4 — шкив поворотного тормоза; 5 — кулачковая полумуфта; 6 — паразитная шестерня; 7 —кулачковая полумуфта; 8 — шестерня; 9 — вертикальный ходовой вал Верхний ходовой механизм предназначен для передачи вращения от зубчатого колеса 3 поворотного механизма через паразитную шестерню 6 на вертикальный ходовой вал 9 и далее к нижнему ходовому механизму. Шестерня 8 установлена на валу свободно на шарикоподшипниках и может передавать вращение ходовому валу лишь в том случае, если будет включена кулачковая полумуфта 7. Управление кулачковыми полумуфтами 5 и 7, как указывалось выше, сблокировано таким образом, что они не могут быть включены одновременно, поэтому операции поворота платформы и передвижения экскаватора совершаются раздельно. Нижний ходовой механизм экскаваторов Э-1003 и Э-1004, изображенный на рис. 207, получает привод от вертикального ходового вала 9, установленного на двух роликоподшипниках 10 в центральной цапфе 11. К ходовой раме также крепится зубчатый венец 12, выполненный заодно с кругом катания. Конические шестерни 8 и 16 закреплены на валах с помощью шлицев и шпонок и помещаются в картере /, залитом маслом. Горизонтальный ходовой вал 2 состоит из средней части и двух полуосей 5. Кулачковые полу-муфты 3 я 4 либо соединяют среднюю часть вала с полуосями во время передвижения экскаватора по прямой, либо разъединяют среднюю часть вала от одной из полуосей при повороте экскаватора. Опорными подшипниками для средней части вала служат втулки в картере 1, а для полуосей 5 — втулки в кронштейнах 15 ходовой рамы и втулки, опирающиеся на цапфы средней части вала. На выступающих за ходовую раму концах полуосей приварены цепные звездочки 14, передающие движение ведущим колесам гусеничного хода. Рис. 207. Нижний ходовой механизм экскаваторов Э-1003 и Э-1004: 1 — корпус; 2 — горизонтальный ходовой вал; 3 — неподвижная полумуфта; 4 — подвижная полумуфта; 5 — полуось; 6 — шкив ходового тормоза; 7 — ходовая рама; 8 — коническая шестерня; 9 — вертикальный ходовой вал; 10— опорный роликоподшипник; И— центральная цапфа; 12 — зубчатый венец; 13—стопор; 14 — звездочка; 15 — кронштейн; 16 — коническая шестерня Стопоры 13, прикрепленные болтами к ходовой раме, служат для стопорения подвижных кулачковых полумуфт и соответственно полуосей, если нужно повернуться на месте. Ходовой тормоз 6 предназначен для торможения гусеничного хода против произвольного перемещения экскаватора при работе в забое. Тормоз постоянно находится во включенном положении под воздействием пружины. Он выключается гидравлической системой с помощью соответствующего рычага на пульте управления. Описание других узлов экскаваторов Э-1003 и Э-1004 дано выше в § 5—35 (см. рис. 15, 51, 52, 59, 62, 64, 68, 70, 81, 82). Конструкция узлов экскаваторов Э-1003А (Э-1251) и Э-1004Л (Э-1252) принципиально мало изменена по сравнению с описанными выше узлами экскаваторов Э-1003 и Э-1004. Наиболее существенному усовершенствованию были подвергнуты рабочее оборудование прямой лопаты, напорный механизм и крановое оборудование. Кроме того, некоторые изменения были внесены в ходовой механизм, в стрелоподъемную лебедку и гусеничный ход. Одно-316 временно был изменен внешний вид машины и облегчены условия работы для машиниста за счет улучшения обзора из кабины и обеспечения доступа к механизмам с обеих сторон машины без выхода из кабины. § 54. ЭКСКАВАТОРЫ С КОВШАМИ ЕМКОСТЬЮ 2 жЗ Экскаваторы Э-2001 (рис. 208) с ковшом емкостью 2 м3 предназначены для выполнения землеройных работ больших объемов в промышленном, гидротехническом и дорожном строительстве, а также для работы в карьерах горнорудной промышленности. Выпускаются эти машины со сменным рабочим оборудованием прямой лопаты, драглайна и крана. Рис. 208. Экскаватор Э-2001 с ковшом емкостью 2 м3 Для разработки средних и легких грунтов дополнительно к оборудованию прямой лопаты имеются ковши емкостью 2,5 и 3 м3. В зависимости от длины применяемой стрелы (15, 20 и 25 м) оборудование драглайна снабжается ковшами емкостью 2, 1,5 и 1 ж3. Экскаваторы Э-2001 по кинематической схеме (рис. 209) и конструкции большинства узлов в значительной степени унифицированы с экскаваторами Э-1003А (Э-1251). Характеристика экскаватора Э-2001 приведена в табл. 7. Привод механизмов осуществляется от асинхронного электродвигателя 1. Далее вращение передается зубчатой муфтой 2 шестерням 3, 4, 5 и 7 редуктора привода главного трансмиссионного вала 6. Шестерня 9 вращает вал 8 главной лебедки. Цепные звездочки 12 и 13 возврата и напора рукояти, а также подъемный барабан 18 установлены на валах свободно и получают вращение при включении ленточных фрикционов 10 и 20 внутреннего типа. Торможение напорного и подъемного механизмов производится ленточными тормозами 11 и 19, шкивы которых, как и Рис. 209. Кинематическая схема экскаватора Э-2001: 1 — электродвигатель; 2 — зубчатая муфта; 3, 4, 5 и 7 — шестерни редуктора; 6 — главный трансмиссионный вал; 8 — вал главной лебедки; 9 и 24— шестерни привода главной лебедки; 10, 20, 21, 22 — фрикционы; И и /9 —тормоза; 12 и 13—звездочки; 14— цепная передача; 15 — напорный вал; 16 — кремальерная рейка; /7—. кремальерная шестерня; 18 — подъемный барабан; 23 и 25 — конические шестерни реверса; 26 и 27 — шестерни привода стрелоподъемной лебедки; 28 — стрелоподъем-ный барабан; 29 и 34 — шестерни привода поворотного и ходового механизмов; 30 — червячная пара; 31 — тормоз; 32 — вертикальный реверсивный вал; 33 — кулачковая муфта включения поворотного механизма; 35 — поворотный вал; 36 — обегающая поворотная шестерня: 37 — кулачковая муфта включения ходового механизма; 38 — шестерня вертикального ходового вала; 39 — вертикальный ходовой вал; 40 — зубчатый венец; 41 — звездочка; 42 — тяговый барабан драглайна или грузовой барабан крана; 43 — подъемный барабан драглайна Показатели Емкость ковша прямой лопаты в иг ..... Драглайн, кран Электрический Пневматическое
Другие виды оборудования . . Двигатель ................ Мощность двигателя в кет........ Управление .......... Скорость передвижения в км/час....... Минимальная продолжительность цикла для прямой ло паты в сек. ... ........... Проектная производительность для прямой лопаты в м3/час ............... Общий вес экскаватора в г...... Удельное давление на грунт в кг/см2 ..... Длина крановой стрелы в ж . . Максимальная грузоподъемность в т у экскаваторов Э-505 и Э-651, изготовлены заодно со шкивами фрикционов. Передача движения напорному валу 15 осуществляется через цепную передачу 14. Напорный вал сообщает поступательное движение двухбалочной рукояти через кремальерные шестерни 17 и кремальерные рейки 16. Возврат рукояти производится при включении ленточного фрикциона 21 внутреннего типа, установленного на главном трансмиссионном валу 6. При работе драглайном к правому фрикционному шкиву крепится подъемный барабан 43, а к левому — тяговый барабан 42 со звездочкой 41, соединенной цепной передачей с валом 6. Такая схема позволяет принудительно разматывать тяговый канат ео время подъема груженого ковша драглайна путем включения фрикциона 21. Во время работы с крановым оборудованием в качестве грузового барабана используется тяговый барабан 42 драглайна. Подъем груза при этом осуществляется включением левого фрикциона 10, а спуск груза иа режиме двигателя — при включении фрикциона 21. Фрикционные муфты 22 реверсивного механизма также являются ленточными внутреннего типа. При включении одной из этих муфт в движение приводится вертикальный реверсивный вал 32 через конические шестерни 23 и 25. Цилиндрические шестерни 25 и 29, установленные на этом валу, входят соответственно в зацепление с шестерней 27 привода стрелоподъемной лебедки и с шестерней 34, привода поворотного механизма. Шестерня 27 может быть выведена из зацепления с шестерней 26 и тогда стрелоподъемный барабан 28, получающий вращение через червячную пару 30, будет отключен от трансмиссии. Червячная передача обеспечивает торможение стрелоподъемного барабана, однако для гарантии от произвольного вращения барабана в выключенном положении на валу червяка установлен постоянно замкнутый тормоз 31. Реверсирование стрелоподъемной лебедки осуществляется фрикционами 22. Шестерни 34 и 38, свободно установленные на поворотном 35 и вертикальном ходовом 39 валах, могут привести их в движение, если будут включены кулачковые муфты 33 или 37, управление которыми сблокировано так же, как и на экскаваторах Э-1003. Обегающая шестерня 36 имеет постоянное внутреннее за- / — корпус левого опорного подшипника; 2— зубчатое колесо; 3 — левый шкив фрикциона и тормоза; 4—возвратная звездочка; 5 — напорная звездочка; 6 — вал главной лебедки; 7 — подъемный барабан; 8 — правый шкив фрикциона и тормоза; 0 — крестовина правого фрикциона; 10 — корпус правого опорного подшипника цепление с зубчатым венцом 40, закрепленным на ходовой раме. Ходовой механизм экскаватора Э-2001 выполнен по схеме, аналогичной с экскаватором Э-1003. Разница заключается в том, что здесь для стопорения гусеничного хода при работе в забое применяется не ходовой тормоз, а два управляемых храповых устройства. Устройство главной лебедки экскаватора показано на рис. 210. Вал главной лебедки опирается на два сферических роликоподшипника, расположенные в специальных корпусах. Левый корпус 1 установлен на стойке, отлитой заодно с корпусом главного редуктора. Правый корпус 10 установлен на приваренной к поворотной платформе станине главной лебедки. Левый опорный подшипник закреплен неподвижно, а правый имеет возможность осевого перемещения при изменении длины вала от температурных воздействий. Зубчатое колесо 2, выполненное совместно с крестовиной левой фрикционной муфты, посажено на вал жестко. Так же жестко на шлицах закреплена специальная крестовина 9 правой фрик- Рис. 211. Фрикционная муфта главной лебедки экскаватора Э-2001: 1 — крестовина; 2, 12 и 18 — регулировочные ролики; 3 — стяжной болт; 4 — рычаг; 5 — сбегающий конец фрикционной ленты; 6, 11 и 19 — оттяжные пружины; 7 — палец; 8 и 9 — серьги; 10 — набегающий конец фрикционной ленты; 13 — рычаг; 14 — возвратная пружина; 15 — шток пневмоцилиндра; 16 и 20 — угольники соединения частей ленты; 17 — пневмоцилиндр ционной муфты. Шкивы 3 и 8, являющиеся одновременно и фрикционными и тормозными, установлены на сферических роликоподшипниках. К левому шкиву 3 прикреплена ведомая звездочка 4 реверса главной лебедки. Сменные части рабочего оборудования (напорная звездочка 5 для лопаты, тяговый барабан для драглайна и грузовой барабан для крана), присоединяются к звездочке 4. Подъемные барабаны 7 лопаты и драглайна крепятся непосредственно к правому шкиву 8. Фрикционные муфты главной лебедки имеют различие только лишь в конструкции крестовин. Для удобства монтажа фрикцион-21—247    321 ная лента правой муфты изготовлена из двух частей, а фрикционная лента левой муфты (рис. 211) — из трех частей. Между собой отдельные части лент соединяются болтами при помощи угольников 16 и 20. Набегающий конец 10 фрикционной ленты через серьгу 9 присоединяется к крестовине 1, а сбегающий конец 5 через серьгу 8 закрепляется на рычаге 4, другой конец которого соединяется со стяжным болтом 3. Рис. 212. Фрикционная муфта реверсивного механизма экскаватора Э-2001: 1— крестовина; 2 — первая часть фрикционной ленты; 3 — двуплечий рычаг; 4 — регулировочный ролик; 5 — стяжной болт; 6 — палец; 7—серьга; 8 — болт; 9 — серьга; 10 — ре* гулнровочный болт; //— оттяжная пружина; 12 — вторая часть фрикционной ленты; 13, 15 — регулировочные ролики; 14 — пневмоцилиндр; 16 — угольник На крестовине монтируются цилиндр 17 пневматической системы управления и возвратная пружина 14. Шток 15 цилиндра и пружина 14 прикрепляются к рычагу 13, второй конец котор&о закреплен на крестовине пальцем 7. К рычагу 13 присоединяется также стяжной болт 3. Муфта включается золотником на пульте управления При 57ом воздух по каналу в валу главной лебедки и трубке поступает в цилиндр 17. Под давлением воздуха поршень перемещается в цилиндре, передвигает шток 15 и поворачивает рычаг 13, преодолевая противодействие пружины 14. Вместе с рычагом 13 вокруг пальца 7 поворачивается рычаг 4, увлекаемый стяжным болтом 3. Рычаг 4, поворачиваясь против часовой стрелки, раздвигает концы ленты. При этом зазор между лентой и шкивом выбирается 322 и фрикционные накладки входят в соприкосновение со шкивом. Фрикционная лента, вращающаяся вместе с крестовиной, приводит в движение фрикционный шкив, одновременно' с которым начинают вращаться барабан и звездочки. Выключение муфты происходит при помощи возвратной пружины 14, которая в момент включения была растянута. Пружина 14, сжимаясь, поворачивает рычаги 13 и 4 по часовой стрелке и, сближая концы 5 и 10 ленты, отводит ее от шкива. Этому способствуют также оттяжные пружины 6, 11 и 19, находившиеся в растянутом состоянии. Регулировка хода штока 15 и зазора между лентой и шкивом производится стяжным болтом 3. Укорачивая при помощи гайки с двойной резьбой длину болта 3, уменьшают ход штока, который после регулировки должен быть не более 50—60 мм. При этом зазор между лентой и шкивом должен быть не менее 1—'1,5 мм и равномерным по всей окружности, что достигается соответствующей установкой эксцентричных осей регулировочных роликов 2, 12 и 18. Реверсивный механизм экскаватора Э-2001 по конструктивной схеме во многом идентичен с реверсивным механизмом экскаватора Э-1003. Наиболее существенное отличие имеется в конструкции фрикционных муфт, которые на экскаваторе Э-2001 являются ленточными внутреннего типа вместо одноконусных колодочных на экскаваторе Э-1003. На рис. 212 представлена одна из муфт, установленных на главном трансмиссионном валу экскаватора Э-2001. От описанной выше конструкции муфты она отличается тем, что фрикционная лента состоит из двух частей, соединенных между собой с помощью угольника 16. Воздух к пневмоцилиндрам 14 включения муфт подводится по продольным сверлениям в главном трансмиссионном валу. Выключается муфта возвратной пружиной, находящейся в пневмоцилиндре 14 Величина хода штока и радиальный зазор между лентой и шкивом регулируются изменением длины стяжного болта 5. В нормально отрегулированной муфте ход штока должен быть не более 30 мм, а зазор — не менее 1—1,5 мм. Стрелоподъемная лебедка экскаватора Э-2001 состоит из трех основных узлов: червячного редуктора, 'Стрелоподъемного барабана и механизма включения (рис. 213). На верхнем конце вала червяка 8 на шлицах установлена подвижная шестерня 1, которая при включении лебедки вводится в зацепление с зубчатым колесом 7 на вертикальном реверсивном валу 6. Для облегчения включения торцы зубьев на обеих шестернях скруглены. На нижнем конце вала червяка смонтирован постоянно замкнутый тормоз 9. Тормозная лента одним концом закреплена на неподвижном кронштейне, а второй ее конец постоянно затягивается пружиной. Тормоз смонтирован таким образом, что он самозатягивается при опускании стрелы. В отличие от экскаваторов ОМ-202, Э-753 и Э-1003 включение лебедки осуществляется пневматической системой управления. С этой целью установлен цилиндр 4. Сжатый воздух поступает в полость над поршнем 5. При перемещении' поршня вниз шток 3 толкает вниз шестерню 1 и, сжимая пружину 2, вводит шестерню в зацепление с колесом 7. При переводе рукоятки на пульте управления в нейтральное положение воздух удаляется из цилиндра 4 и шестерня 1 выходит из зацепления под действием возвратной пружины 2. Устройство поворотного и ходового механизмов, а также гусеничного хода экскаватора Э-2001 не имеет существенного отличия от аналогичных меха
низмов и узлов, рассмотренных выше машин. На рис. 214 представлена принципиальная схема пневматического управления экскаватора Э-2001. Компрессор 15 производительностью 0,4 мг/мин с приводом от электродвигателя 16 нагнетает воздух через масловла-гоотделитель 17 и мокрый ресивер 18 в основной ресивер 19. К ресиверу 19 подключен регулятор дав*-ления 14, который автоматически выключает электродвигатель 16 компрессора при достижении давления воздуха 8 кг/см2 и автома-Рис. 213. Механизм включения стрелоподъем- тически включает элект-нон лебедки экскаватора Э-2001: I — шестерня; 2 — возвратная пружина: 3 — шток; РОДВИГЭТв Ь При ПОНИ- 4 — пневмоцилиндр; 5 — поршень; 6 — вертикальный жеНИИ ДЭВЛеНИЯ ДО вал реверсивного механизма; 7 — зубчатое колесо; ^ ^ irolrti2 8 — вал червяка; 9 — тормоз    0,0 КЗ/СМ .
литель; /5 —мокрый ресивер; 19 — ресивер; 20—■ поворотный тормоз; 21 — стрелоподъемняя лебедка; 22—фрикцион возврата рукояти; 23 — левый фрикцион главной лебедки
От ресивера 19 сжатый воздух по магистральной трубке поступает в распределительный коллектор 6, смонтированный под пультом пневмоуправления. Из коллектора 6 воздух поступает к золотникам управления. При перемещении рукояток и педалей на пульте управления открываются золотники и сжатый воздух поступает в соответствующий исполнительный цилиндр. При возвращении рукояток управления в нейтральное положение золотники соединяют исполнительные цилиндры с атмосферой. Для быстрого выключения муфты или тормоза воздух из исполнительного цилиндра выходит в атмосферу не через золотник, а через клапан быстрого оттормаживания. При этом воздух за небольшой промежуток времени освобождает цилиндр и исполнительный механизм быстро выключается. На ресивере 19 устанавливают, кроме регулятора 14, предохранительный клапан, манометр и спускной краник. На выводе в магистральную трубку ввертывают штуцер редукционного клапана 13, ограничивающего давление в коллекторе до 6,5 кг/см2. Предохранительный шариковый клапан отрегулирован на давление 9 кг!см2, в случае превышения которого шарик открывает отверстие, сообщающее ресивер с атмосферой. После того как давление в ресивере упадет, шарик под действием пружины закроет входное отверстие. Воздухопроводы системы в основном выполнены в виде трубок диаметром 17 и 10 мм. Пульт управления подсоединен при помощи шлангов. Укладка труб произведена с уклоном в сторону нижней точки, где ввернуты краники для периодического спуска конденсата и продувки системы. В зимнее время машинист не должен допускать замерзания конденсата, слив которого из узлов системы надо производить до 3—4 раз в смену. Для включения фрикционных муфт и тормозов применены дифференциальные клапаны, аналогичные но принципу действия клапанам, показанным на рис. 91. § 55. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЭКСКАВАТОРЫ С КОВШАМИ ЕМКОСТЬЮ В 1955 г. наша промышленность начала серийно выпускать гидравлические экскаваторы Э-153 (рис. 3 и 215) с ковшом емкостью 0,15 м3 на базе трактора «Беларусь». Эти легкие и мобильные машины позволяют широко механизировать мелкие объемы земляных работ на разбросанных объектах. Наличие дополнительного оборудования бульдозера намного расширяет область применения экскаватора. Техническая характеристика экскаватора Э-153 приведена в табл. 8. Все оборудование смонтировано на тракторе МТЗ-2 «Беларусь». Основная не-326 сущая часть — рама 8 крепится болтами к хомутам полуосей трактора и к продольным балкам двигателя. Необходимая устойчивость экскаватора во время работы обеспечивается управляемыми опорными башмаками 12, установленными на раме. Рис. 215. Экскаватор Э-153 с рабочим оборудованием обратной лопаты: / — сиденье машиниста; 2 —рычаги управления; 3 — цилиндр стрелы; 4 — цилиндр ковша; 5—цилиндр рукояти; 6—поворотная колонна; 7— цилиндры опорных башмаков; 8 — рама; 9 — цилиндр поворота; 10—насосная группа; //--гидрораспределитель; 12 — опорные башмаки; 13 — отвал бульдозера; 14 — цилиндр бульдозера; 15 — педаль В задней части рамы смонтирована полая цапфа, являющаяся осью вращения поворотной колонны 6, на которой установлено рабочее оборудование с гидравлическими цилиндрами 3, 4 и 5. При работе экскаватора рабочее оборудование может поворачиваться в плане на 180°. Для перевода в транспортное положение рабочее оборудование дополнительно поворачивают на 78° и устанавливают над трактором вдоль его продольной оси (рис. 216). На нижней части рамы помещаются цилиндры поворота 9 (см. рис. 215), вращающие поворотную колонну вместе с рабочим оборудованием с помощью втулочно-роликовой цепи и звездочки, жестко закрепленной на валу поворотной колонны. В передней части трактора смонтирован отвал 13 бульдозера с цилиндром 14, шарнирно соединенным с дышлом, которое жестко крепится болтами к продольным балкам двигателя. Гид- Показатели
Емкость ковша прямой и обратной лопат в ж3 . Двигатель ...............
Мощность двигате.ля в л. с. . Управление ........ Скорость передвижения в км/час:
0,15 Дизель Д-36 37 Г идравлическое
вперед 4,56ч-13,0 до 30 5,3 1,5
назад .................. Минимальная продолжительность цикла прямой лопаты в сек......... Производительность в м3/час Общий вес экскаватора в т Максимальная грузоподъемность в г равлический привод экскаватора осуществляется от насосной группы 10, состоящей из двух насосов плунжерного типа Н'ПА-64 производительностью 98 л/мин. Насосы приводят в действие цилиндры 3, 4 п 5 рабочего оборудования, цилиндры 9 поворотного механизма, цилиндры 7 опорных башмаков и цилиндр 14 отвала бульдозера. Цилиндр 3 поднимает и опускает стрелу, цилиндры 5 поворачивают рукоять, цилиндр 4 поворачивает ковш обратной лопаты и открывает днище ковша прямой лопаты. Рис. 216. Экскаватор Э-153 в транспортном положении Управление машиной осуществляется рычагами 2 одним человеком при помощи гидрораспределителей 11. Сиденье 1 машиниста может быть повернуто на 180°. При одном его положении машинист управляет трактором во время передвижения, а при другом — работой экскаватора. Экскаватор Э-153 выпускается с рабочим оборудованием прямой и обратной лопат и крана. Для переоборудования экскаватора 328 с обратной (рис. 217, а) на прямую лопату (рис. 217, б) достаточно повернуть ковш на 180° и переставить пальцы штоков цилиндров ковша и рукояти. Для работы с крановым оборудованием ковш снимают с рукояти и вместо него устанавливают крановую подвеску (рис. 217, в). Цилиндр поворота ковша в этом случае не используется, но для уменьшения монтажных работ его оставляют на рукояти, закрепляя при этом шток цилиндра пальцем наспе-циальной проушине. Стрела экскаватора    и
представляет собой труб-    Ц чатую сварную конструк-    vv\ цию, оснащенную двумя концевыми проушинами для шарнирного соединения с поворотной колонной и рукоятью. При переходе с одного вида оборудования на другой положение стрелы не изменяется. Рукоять имеет аналогичную со стрелой конструкцию и постоянно соединена с верхним шарниром стрелы. С помощью кронштейнов, приваренных к рукояти, производится различная установка гидроцилиндров, ковша и крановой подвески, чем достигается получение того или иного вида сменного рабо-    г-ей-
чего оборудования.    *3=— Сварной ковш с уси-    ^ ленной передней стенкой используется для работы    '//У как прямой, так и обрат-ной лопатой.    zty&rn / Поворотная колонна Л экскаватора показана на    Лу рис. 218. Поворотный кор- j I \ /у . пус 1 установлен на кони-ческих роликоподшипни- ках на опорном цилиндре Рис. 217. Рабочее оборудование экскаватора 2 и приводится во враще-    Э-153: «    с — оборудование обратной лопаты; о — оборудо- НИ6 ОТ ЦеПНОИ ЗВвЗДОЧКИ вание прямой лопаты; в — крановое оборудование 4 через поворотный вал 3. Звездочка 4 получает вращение от цепи, соединенной со штоками цилиндров поворота. Для передачи движения от поворотного вала 3 на поворотный корпус / в верхней части колонны смонтирована зубчатая муфта, подвижная полумуфта 5 которой установлена на шли- 5    цах на поворотном валу, а неподвиж ная полумуфта изготовлена заодно с крышкой поворотного корпуса. Во время работы при поворотах зубчатая муфта постоянно включена.
На рис. 219 приведена принципиальная кинематическая и гидравлическая схемы экскаватора Э-153. Насосы / и 2 нагнетают масло из бака 3 в распределители 5. При включении рукояток на пульте управления масло от распределителей поступает в цилиндры и за счет развиваемого давления в 75 ат производит работу по перемещению стрелы, рукояти, ковша и т. п. После установки рукояток управления в нейтральное положение масло из цилиндров возвращается к распределителям, а затем по сливной линии попадает сначала в фильтры, а затем в бак. На экскаваторе применены цилиндры двойного действия, что обеспечивает принудительное перемещение штоков в ту или другую сторону. Принятая схема дает возможность применять совмещение операций. Та1к, например при работе прямой лопатой одновременно могут производиться поворот колонны. Рис. 218. Поворотная ко- подъем рукояти и открывание ковша, а лонна экскаватора Э-153: при работе обратной лопатой — пово-1 - поворотный корпус; 2 - ,рот колонны, подъем стрелы и рукояти. опорный цнлнндр; 3 — пово*    Тт ротный вал; 4—цепная    ЦИЛИНДр СТреЛЫ, КрОМе ВКЛЮЧвНИЯ звездочка; ^5^—зубчатая по- «вперед», «назад» И «заперТОГО ПОЛО- жения» (стрела неподвижна), имеет также «плавающее положение». В последнем 'случае стрела может опускаться под действием собственного веса, создавая тем самым напор на грунт. Перевод в плавающее положение осуществляется при нажатии машинистом на педаль 15 (см. рис. 215). Во время копания при запертом положении в цилиндре ковша может развиваться давление, намного превосходящее нормальное давление при рабочем перемещении штока. Для того чтобы при этом не произошла по- ломка элементов рабочего оборудования в гидравлической системе, установлены предохранительные клапаны. Насосы 1 и 2 (рис. 219) получают привод от двигателя трактора через ускоряющий редуктор с цилиндрическими шестернями. От надежной работы насосной группы зависит работа всего экскаватора. Поэтому особо строгому контролю должно подвергаться масло, заливаемое в систему, так как наличие в нем механических примесей и влаги может быстро привести к выходу на- Рис. 219. Кинематическая и гидравлическая схемы экскаватора Э-153: /. 2—насосы; 3 — масляный бак емкостью 200 л; 4—педаль плавающего положения; 5 — гидрораспределители; 6 — гидроцилиндр стрелы; 7 — гидроцилнндры рукояти; 8 — гидроцнлиндр ковша; Р — гидроцилиндр бульдозера; 10—гидроцилиндры поворота; И — гидроцилиндры выносных опор сосов из строя. Распределители 5 предназначены для распределения рабочей жидкости, поступающей от насосов, по цилиндрам 6, 7, 8, 9, 10 я 11. За счет особой конструкции так называемых дроссель-золотников достигается изменение потока масла как по величине, так и по направлению. В распределителях, кроме того, установлены специальные пружинные устройства для возвращения дроссель-золотников в нейтральное положение после выключения рукояток управления. Сварной масляный бак 3 имеет перегородки, встречаясь с которыми поступающая жидкость успокаивается, отделяя образовавшуюся эмульсию. В крышке бака монтируется бачок фильтров и сапун (воздушный фильтр из латунной сетки), служащий для соединения бака с атмосферой. Масло, поступающее от распределителей, подвергается очистке в проволочном фильтре, установленном в специальном бачке, а затем уже перетекает в масляный бак. Фильтры надо периодически разбирать для продувки и очистки. Вскрытие бака и промывку деталей, находящихся в нем, можно производить только в помещении, свободном от пыли. Все цилиндры, за исключением цилиндров поворота, имеют одинаковое устройство. В цилиндрах поворота 10 масло поступает только в полости под поршнями, а полости над поршнями соединены через сапун с атмосферой и связаны между собой трубкой. После постановки цилиндров на машину они должны быть заполнены маслом, а весь воздух, находившийся в них, следует удалить через запорную иглу штуцеров, проводящих жидкость в полости цилиндров. После окончания работы на экскаваторе штоки цилиндров нужно по возможности глубже втянуть внутрь цилиндров, а оставшиеся открытыми поверхности штоков густо смазать тавотом. Гидропроводы экскаватора состоят из стальных бесшовных труб, резиновых армированных шлангов высокого давления и уплотняющих штуцерных соединений. После пайки все трубы испытываются на герметичность маслом под давлением 200 кг!см2. Смена труб или шлангов должна производиться в закрытом помещении. В качестве рабочей жидкости на экскаваторе рекомендуется применять следующие сорта минеральных масел: веретенное АУ, трансформаторное и веретенное 2, которые по своему качеству должны соответствовать стандартам и храниться в специально предназначенной для этого таре. Гидросистема заправляется маслом в закрытом помещении. Вся промежуточная тара (бачки, ведра) должна быть тщательно промыта в бензине и насухо вытерта. Таким же образом надо подготовить и воронку. После заливки масляного бака следует включить привод питающих насосов и заполнить маслом цилиндры, а затем долить масло в бак до уровня высшей черты смотровых окон и завернуть заливную горловину бака. Смена масла в гидросистеме экскаватора производится в первый раз после 10 час. работы с начала эксплуатации, второй раз через 100 час., а в дальнейшем через каждые 500 час. работы, но не реже одного' раза в год. Кроме правильного ухода за гидросистемой экскаватора, следует также строго следить за состоянием всех других узлов и деталей. Под особым