Рассмотрим устройство и принцип действия сдвоенного одноступенчатого пла нетарного механизма поворота (ПМП) на примере трактора ТТ-4 — рисунок 36.

Коронная шестерня 8 находится в постоянном зацеплении с сателлитами 6, установленными на игольчатых подшипниках. Одновременно сателлиты находятся в постоянном зацеплении с солнечными шестернями 5, по наружным фланцам которых отцентрированы и закреплены тормозные барабаны 4. Водило 9 ПМП связаны с ведущими звездочками 1 гусениц.

ПМП работает следующим образом. При прямолинейном движении трактора тормоза 4 солнечных шестерен 5 затянуты, а остановочные 3 отпущены. В этом случае коронная шестерня 8 своим внутренним зубчатым венцом увлекает в направлении своего вращения сателлиты 6, которые обкатываясь вокруг заторможенных солнечных шестерен, вращают водила 9 и через торсионы, ведущие шестерни 2 конечных передач. На этом режиме ПМП работает как дополнительный понижающий редуктор.


Механизм поворота

Рисунок 36 Задний мост с ПМП: 1колесо ведущее; 2конечная передача;3тормоз

водила; 4тормоз солнечной шестерни; 5солнечная шестерня; 6сателлит;

7ведомая шестерня главной передачи; 8коронная шестерня; 9водило;10–корпус ПМП

При повороте трактора (влево) по дуге большого диаметра плавно растормаживают барабан 4–левый. Вращающиеся с коронной шестерней сателлиты начнут вращать и солнечную шестерню, вследствие чего скорость вращения их вокруг шестерни падает, водило и торсионы также замедляют скорость вращения, и трактор плавно поворачивает влево.

Для кругового поворота (разворота на месте) необходимо отпустить тормоз солнечной шестерни и затянуть тормоз водила 3.

При этом сателлиты больше не обкатывается вокруг солнечной шестерни, а только вращают ее. В зависимости от степени затяжки остановочного тормоза (водила) 3 трактор сделает крутой поворот или развернется «на месте».

Выше мы отмечали, что при прямолинейном движении ПМП работает как редуктор, т.е. создает некоторое передаточное число, которое определим с помощью равенства (132) — (na — nb∙(1+К) + nc∙К=0).

В соответствии с рисунком 36 последнее перепишем в виде:

n


Механизм поворота+К∙nМеханизм поворота— (К+1)∙nМеханизм поворота=0 , (142)

где K=rМеханизм поворота/rМеханизм поворота=ZМеханизм поворота/ZМеханизм поворота

При затянутом тормозе 2, nМеханизм поворота=0 и по соотношению (142) находим для ТТ-4 :

iпмп=n


Механизм поворота/nМеханизм поворота = (К+1) / К , (143)

где iпмп – передаточное отношение ПМП при полностью затянутом тормозе.

По аналогичной схеме выполнены механизмы поворота тракторов ТДТ-60/75, Т-140, у ТДТ-60/75 — К=2 и iпмп =3. У трелевочного трактора ТТ-4 ПМП выполнен с — i=1,41.

Силы и моменты, действующие на гусеничный трактор при повороте

Процесс поворота гусеничного трактора существенно отличается от процесса поворота колесного автомобиля.

Поворот гусеничной машины осуществляется изменением скоростей движения гусениц. При этом гусеницу, обладающую большей скоростью, называют забегающей, а гусеницу, обладающей меньшей скоростью и находящуюся ближе к центру поворота, отстающей.

Механизм поворота

Рисунок 37 Кинематика поворота гусеничной машины


Рассмотрим поворот гусеничной машины без прицепа. Центр тяжести машины описывает криволинейную траекторию. Одновременно машина вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр тяжести. Такое движение машины осуществляется в результате изменения моментов на ведущих колесах и их частот при помощи механизмов поворота и двигателя.

Рассмотрим вначале наиболее простой случай поворота — равномерный поворот на горизонтальном участке с постоянной угловой скоростью и с постоянным радиусом (рисунок 37).

Очевидно, что ωто/R , (144)

где νо – скорость точки 0т пересечения перпендикуляра, опущенного из центра поворота трактора 0 на его продольную ось симметрии;

R – радиус поворота.

Из схемы очевидно также: ν1=(R-B/2)∙ν0/R

ν2=(R+B/2)∙ν0/R, (145)

где ν1 и ν2 – скорость соответственно отстающей и забегающей гусениц;

В – расстояние между продольными осями гусениц, так называемая колея трактора.

При повороте трактора наряду с перекатыванием гусениц их опорные поверхности должны поворачиваться вокруг некоторых точек О1 и О2 называемых полюсами поворота гусениц.


Чтобы повернуть гусеницу на некоторый угол, необходимо сдвинуть относительно грунта ее опорную поверхность, преодолевая при этом силы трения между гусеницами и грунтом, срезая и сминая его, выворачивая шпорами и т. д.

Таким образом, при повороте гусеничной машины наряду с сопротивлением прямолинейному движению обязательно возникают дополнительные сопротивления вращательному движению. Эти сопротивления обычно очень велики, они приводят к перегрузке двигателя и снижению скорости движения трактора.

Поперечные реакции почвы, возникающие при вращении гусениц около полюсов, можно представить в виде суммы слагающих:

1. Поперечных составляющих сил трения, возникающих при скольжении опорной поверхности гусениц по почве.

2. Поперечных реакций почвы, вызываемых деформацией почвы под действием кромок гусениц.

3. Сил трения, возникающих при скольжении упорной поверхности зацепов в почве.

4. Сопротивления, возникающего вследствие бокового смещения точки приложения равнодействующей продольных реакций почвы на упорные поверхности зацепов;

5. Поперечных реакций почвы, вызываемых нагребанием почвы кромками гусениц.

В случае поворота трактора, движущегося без прицепа по горизонтали при равномерном давлении гусениц на почву и незначительных скоростях движения, полюсы вращения гусениц проходят через середины их опорных поверхностей.


Рассмотрим процесс поворота, приняв ряд допущений: движение происходит по горизонтальной площадке; нагрузка на опорные поверхности распределяются равномерно; скорости движения и ускорения малы, поэтому силами инерции можно пренебречь; ширина гусениц равна нулю.

В действительности процесс поворота значительно сложнее: ни одно из перечисленных условий не соблюдается, полюсы вращения гусениц не находятся на середине опорной поверхности, а смещаются под влиянием ряда факторов и т.д.

Однако рассмотрение упрощенной схемы сил и моментов, действующих на трактор дает возможность понять сложное явление поворота, выявить характер сил, действующих на машину, и наметить основные требования к ее механизму поворота. Рассмотрим процесс поворота одиночного трактора — рисунок 38. На схеме приведены :

Pf1 и Pf2 – силы сопротивления перекатыванию отстающей и забегающей гусеницы;

Рк1 и Рк2 – силы тяги на отстающей и забегающей гусеницах;

Мс – суммарный момент касательных сил трения и реакций грунта на опорной поверхности гусениц.

С учетом принятых допущений определим величину суммарного момента Мс сил сопротивления повороту обеих гусениц:

Механизм поворота


Рисунок 38 Схема поворота гусеничного трелевочного трактора без Ркр

L/2

Мс=4∙∫ μ∙(Gт/2∙L)∙xdx=μ∙Gт∙L/4 , (146)

0

где Gт – вес трактора, включая возможную нагрузку;

μ – коэффициент сопротивления повороту, учитывающий все указанные выше реакции почвы на погруженные в почву элементы гусениц, коэффициент μ принимается для данного радиуса поворота постоянным по всей длине опорных поверхностей гусениц;

L – длина опорных поверхностей гусениц;

X – расстояние элемента поверхности соприкосновения движителей с почвой от середины опорных поверхностей гусениц.

Величина коэффициента μ зависит от механических свойств грунта, конструкции гусеничных звеньев и их зацепов, глубины их погружения в почву и других параметров.

Для преодоления момента сопротивления повороту Мс к трактору необходимо приложить поворачивающий момент, который может быть создан силами тяги Рк1 и Рк2. Эти силы легко определяются из схемы на рисунке 38:

ΣМеханизм поворотаМо1к2∙В-Рf2∙B-Mc=0

ΣМо2к1∙В-Рf1∙B+Mc=0 (147)

о


Механизм поворотаткуда Рк2f2+Mc/B

Рк1f1 — Mc/B (148)

Примем Pf1=Pf2=f∙Gт/2 и, c учетом равенства (148), запишем:

Pк2=f∙Gт/2+μ∙Gт∙L/(4∙В), (149)

Pк1=f∙Gт/2-μ∙Gт∙L/(4∙В), (150)

где f – коэффициент сопротивления перекатыванию гусениц, принимаемый нами одинаковым при повороте и прямолинейном движении.

Сложив почленно равенства (149) и (150) получим:

Pк2+Pк1=f∙G T (151)

Почленно вычитая эти равенства получим:

Pк2-Pк1=2∙μ∙Gт∙L / (4B) , (152)

а с учетом равенства (146) получим:

(Pк2-Pк1)∙B/2=Mс (153)

Величина (Pк2-Pк1) / (B/2) называется поворачивающим моментом Мпов.

Как следует из равенства (153), при установившемся повороте трактора повора чивающий момент Мпов должен быть равен моменту сопротивления повороту.


Из сказанного очевидно, что механизм поворота гусеничной машины должен подводить к забегающей и отстающей гусеницам силы тяги Pк2 и Pк1, отличные от сил тяги прямолинейного движения.

Анализируя равенство (152) замечаем, что на поворотливость трактора существенно влияет отношение L / B – чем оно больше, тем труднее поворачивать трактор. При очень больших значениях L / B может потребоваться такая большая сила тяги на забегающей гусенице, что силы сцепления ее с грунтом будет недостаточно. Гусеница начнет буксовать, а машина не будет поворачиваться. Предельное значение L / B по сцеплению с грунтом может быть найдено из следующего соотношения: Pк2  φ∙Gт/2 (154)

или (f∙Gт/2)+μ∙Gт∙L / (4B)  (φ∙Gт/2)

откуда (L / B)  2∙(φ-f) / μ (155)

ТМеханизм поворотааким образом, с очень большим отношением (L / B) машины создавать нельзя.

Рисунок 39 Схема поворота гусеничного трелевочного трактора с Ркр

Сила тяги Pк2 всегда положительна – равенство (148), а знак силы Pк


Механизм поворотазависит от соотношения величин входящих в равенство (149). При очень больших значениях μ и L / B сила тяги Pк1<0, т.е. она должна быть направлена в сторону обратную движению гусеницы.

На величину момента Mc, а следовательно, и сил тяги Pк2 и Pк1 существенно влияет вид эпюры давления гусениц на грунт.

Силы, действующие на трактор перпендикулярно его продольной оси или продольные несимметрично приложенные силы, влияют на эпюру давлений, вызывают, кроме того появление дополнительного момента сопротивления повороту.

Рассмотрим поворот трактора с силой тяги на крюке — рисунок 39.

Под воздействием силы Pкр изменяется эпюра давления на грунт, а, следовательно, и эпюра сил сопротивления повороту.

И продольная и поперечная составляющие силы Pкр смещают полюса вращения О1 и О2. Они должны находится на линии, разделяющей эпюру сил сопротивления так, чтобы сумма всех поперечных

сил, включая силу Pкр∙Sinγ, была равна нулю.

Влияние изменения эпюры давления и смещения полюсов вращения на величину момента Mc учитывается поправочным коэффициентом К:

Mc=К∙μ∙Gт∙L / 4 (156)

Сила Pкр∙Sinγ создает дополнительный момент сопротивления:

Мдоп=Pкр∙Sinγ∙(lкр-xп) (157)

Результирующий момент сопротивления повороту будет:

Mрезсдоп=К∙μ∙Gт∙L / 4+Pкр∙Sinγ∙(lкр-xп) (158)

или в общем виде:

Мрез=λ∙μ∙Gт∙L/4 (159)

где λ –коэффициент, учитывающий влияние продольных и поперечных сил, дополнительных моментов, а также расположения центра тяжести машины.

studfiles.net

 

Механизмы поворота служат для вращения поворотной части кранов или крановых тележек относительно вертикальной оси. В зависимости от места расположения привода различаются механизмы с приводом, расположенным на поворотной или неподвижной частях крана и вне крановой конструкции.

Механизм поворота ( 10.1, а,б) состоит из двигателя У, соединительной муфты 2, тормоза 3, червячного редуктора 4, передающего движение шестерне 5, зубья которой входят в зацепление с зубьями неподвижного зубчатого колеса 6. При большом диаметре зубчатого колеса применяют цевочное, или штыревое, колесо, обеспечивающее передаточное число 8…16 при числе зубьев шестерни 9…12. Цевочное колесо представляет собой конструкцию ( 10,1, а), состоящую из двух плоских колец, соединенных между собой штырями (цевками). Вместо колец может применяться изогнутый швеллер. Преимущества цевочного зацепления: возможность реализации большого передаточного числа; удобство монтажа и эксплуатации.

Вместо червячного редуктора может применяться цилиндрический редуктор в сочетании с открытой конической передачей.

Механизм поворота состоит из двигателя 1, соединительной тормозной муфты 2, цилиндрического редуктора 3, открытой пары комических зубчатых колес 4, шестерни 5 и неподвижного цилиндрического зубчатого колеса 6. Необходимость применения сложной цепи передач с большим передаточным числом объясняется малой частотой вращения крана, не превышающей 1 …3,5об/мин. При частоте вращения ротора двигателя пп = 790…. 1000 об/мин необходимо реализовать систему передач с передаточным числом и= = 200… 1000.

Механизм поворота, расположенный вне крановой конструкции ( 10.1, б), состоит из двигателя 5, тормозной муфты 2, червячного редуктора 1, открытой зубчатой передачи 4, зубчатое колесо которой приводит в движение поворотную часть крана. Механизм поворота ( 10.1, г) состоит из следующих основных элементов: двигателя /, тормоза 2, редуктора 3, барабана 4, тягового каната 5, направляющих блоков 6 и приводного колеса 7. Такой механизм применяют преимущественно в башенных и мачто- во-стреловых кранах при углах поворота до 400°. Основное преимугцество канатном тяги — возможность смягчсния ударных нагрузок. Недостатки: большой габарит; вытяжка канатов, устраняемая применением подпружиненных направляющих блоков.

В поворотных грузовых тележках используют механизмы поворота с опорными приводными колесами ( 10.2). Механизм состоит из двигателя 7, тормоза 6, редуктора 5, открытой пары зубчатых передач 4, приводного конического колеса 3, опорного кругосого рельса 2 и упорных роликов 1. Весьма компактны механизмы с вертикальными фланцевыми двигателями и планетарными редукторами.

Механизм поворота с планетарным редуктором ( 10.3) состоит из двигателей /; б; двух тормозов 2; 5; конических зубчатых передач 3 4 планетарной передачи 7; зубчатых передач 8 и 9. Двух- и многоскоростные механизмы поворота, обеспечивающие различные скорости вращения крана в зависимости оч вылета, применяют с целью повышения производительности. Для достижения плавного пуска и торможения, бесступенчатого регулирования скорости можно использовать приводы с гидравлическими и электромагнитными передачами и тормозами I4J.

С целью ограничения инерционных нагрузок, возникающих при пуско-тормозных режимах, в состав червячных или цилиндрических редукторов вводят конические или пластинчатые муфты предельного момента, рассчитанные на передачу момента, равного 110…120 % пускового момента па данном валу. В качестве тормозных устройств обычно применяют автоматически действующие замкнутые колодочные тормоза для кранов, расположенных в зданиях; открытые управляемые тормоза для кранов, работающих вне помещений. В последнем случае тормоз должен иметь устройство для фиксации его в замкнутом положении, устанавливающееся на рычагах или педалях управления. Применение управляемых тормозов обеспечивает плавное торможение машины в условиях резкого изменения нагрузок от ветра, сил инерции.

 

www.bibliotekar.ru

Строительные машины и оборудование, справочник

Конструкция механизмов поворота зависит прежде всего от типа привода; механизмы поворота кранов с многомоторным приводом значительно отличаются от механизмов поворота кранов с одномоторным приводом.

Механизмы поворота стреловых кранов с индивидуальным приводом имеют примерно одинаковую конструкцию; они, как правило, размещены на поворотных платформах и состоят из двигателя, тормоза и редуктора.

На рис. 75 изображена конструкция механизма поворота и опорно-поворотного устройства крана КС-4361А.

Механизм поворота приводится в действие от общего двигателя всех механизмов крана. Коническая зубчатая шестерня реверсивного механизма вращения и передвижения крана входит в постоянное зацепление с коническими шестернями, сидящими на реверсивном валу. Нагрузки на вертикальный вал воспринимаются вверху радиальным шарикоподшипником, а внизу — упорным шарикоподшипником и двухрядным сферическим роликоподшипником. На нижнем конце вертикального вала жестко посажена шестерня, входящая в зацепление с зубчатым колесом, свободно сидящим на вертикальном валу. На валу помимо зубчатого колеса размещены тормозной шкив, зубчатая муфта и шестерня; все они жестко соединены с валом. Во время вращения вала и при выключенной муфте зубчатое колесо свободно вращается на валу и передает вращение зубчатому колесу, жестко сидящему на валу. Вместе с зубчатым колесом вращается вертикальный вал и таким образом мощность передается механизму передвижения.

При включении муфты приходит во вращение вал и шестерня начинает обегать зубчатый Еенец; поворотная платформа начинает вращаться относительно центрального вала. Зубчатый венец имеет внутреннее зацепление.

Конструкция опорно-поворотного устройства крана КС-4361А принципиально мало чем отличается от конструкции опорно-поворотного устройства крана КС-5363; оно также выполнено в виде двухрядного упорного шарикоподшипника, состоящего из трех колец, однако их соединение и функции в кране КС-4361А отличаются от соединений кругов и их функций в кране КС-5363.

Наружные кольца (см. рис. 75) соединены не с рамой ходовой тележки, а с поворотной платформой; внутреннее кольцо соединено с неповоротной рамой ходовой тележки. Таким образом, внутреннее кольцо является неподвижным, оно играет роль базы опорно-поворотного устройства, т. е. функции колец в кранах КС-5363 и КС-6361А поменялись.

Механизм поворота

Рис. 75. Механизм поворота и опорно-поворотное устройство крана КС-4361А:
1, 2, 16, 26 — болты, 3 — масленка, 4, 9 — фланцы, 5, 12, 14 — валы, 6 — крышка, 7,8 — зубчатые колеса, 10 — зубчатая муфта, 11— шариковая обойма, 13 — шкив, 15, 23, 27 — шестерни, 17, 19 — наружные кольца, 18 — регулировочная прокладка, 20, 21 — шарики, 22 — зубчатый венец (внутреннее кольцо), 25 — сухарь

Механизм поворота

Рис. 76. Механизм поворота крана КС-5363
1 — пробка, 2, 11 — шестерни, 3, 7 — крышки, 4 — корпус редуктора, 5, 10, 13 — зубчатые ко леса, 6 — вертикальный вал, 8 — масленка. 9, 15 — подшипники, 12 — вал, 14 — Еал-шестер ня, 16 — тормоз, 17 — шкив, 18 — электродви гатель, 19 — депная муфта

В связи с этим изменилось и расположение шариков: опорные шарики расположены сверху, а захватные — снизу.

На рис. 76 изображена конструкция механизма поворота крана КС-5363 с индивидуальным приводом.

Механизм поворота

Рис. 77. Механизм поворота крана СКГ-40А:
1, 3, 5—7, 9, 12 — шестерни и зубчатые колеса, 2 — корпус редуктора, 4 — эксцентрик, 8 — опора выходного вала, 10 — выходной вал редуктора, 11 — консоль опоры выходного вала

Механизм приводится в движение от электродвигателя, соединенного цепной муфтой с входным валом-шестерней трехступенчатого редуктора. Ведомая полумуфта одновременно является тормозным шкивом постоянно замкнутого колодочного тормоза. Корпус редуктора также служит картером. Шестерни, заключенные в корпусе, и нижние подшипники смазываются маслом, залитым в картер. При замене масла его сливают через пробку. Верхние подшипники смазываются через масленки, ввернутые в крышки.

Литой корпус редуктора имеет вертикальный разъем по линии осей валов. Соединение двух частей корпуса редуктора — болтовое.

На рис. 77 изображен механизм поворота крана СКГ-40А. Принципиальных отличий в данном механизме от механизма вращения крана КС-5363 нет. Конструктивные отличия заключаются в следующем: корпус редуктора полностью сварной, все передачи выполнены цилиндрическими, выходной вал в редукторе расположен консольно, вторая опора вала расположена вне редуктора, непосредственно у бегунковой шестерни; передачи и подшипники смазываются от плунжерного насоса, расположенного непосредственно в корпусе редуктора, вблизи вала шестерни. Насос приводится в действие от эксцентрика, соединенного общей шпонкой с валом вместе с зубчатым колесом.

Механизм поворота

Рис. 78. Механизм поворота крана КС-4362:
1, 20, 23—25 — подшипники, 2, 8 — регулировочные прокладки, 3, 10 — болты, 4, 27 — шестерни, 5, 13 — крышки, 6 — горизонтальный стакан, 7 — вал-шестерня, 9 — тормоз, 11— зубчатая муфта, 12 — уплотнение, 14 — опора, 15 — электродвигатель, 16 — соединительная муфта, 17 — шкив тормоза, 18 — редуктор, 19 — сливная трубка, 21 — трубки, 22 — масляный насос, 26 — вертикальный вал

Механизм поворота крана КС-4362 (рис. 78) по конструкции отличается от механизмов поворота кранов, рассмотренных ранее. Оригинальным является система смазывания механизма.

Кинематическая цепочка передач привода включает в себя электродвигатель, трехступенчатый редуктор, бегунковую шестерню входящую в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного круга.

Вал электродвигателя и входной вал-шестерня редуктора соединены зубчатой муфтой. Ведомая полумуфта имеет шлицевую посадку на входном валу. Рядом с ведомой полумуфтой, также на шлицах, укреплен шкив постоянно замкнутого тормоза. Электродвигатель крепят к опоре, приваренной к поворотной раме.

Первая пара передач редуктора — коническая, две последующие — цилиндрические. Ведомая коническая шестерня закреплена на промежуточном вертикальном валу-шестерне с помощью шпонки.

Шестерни и подшипники редуктора смазываются плунжерным масляным насосом, который приводится в действие от эксцентрика, находящегося на промежуточном валу. Масло от насоса к месту смазки подается по трубкам. Отработавшее масло попадает в бак, а оттуда по сливной трубке поступает в фильтр и после очистки вновь засасывается насосом.

На рис. 79 приведен механизм поворота крана КС-6471 с гидравлическим приводом. Кинематическая схема механизма включает в себя гидромотор, четырехступенчатый редуктор и бегунковую шестерню.

В корпусе редуктора смонтирован постоянно замкнутый дисковый тормоз, внутренние диски которого укреплены на валу гидромотора. Механизм тормозится под действием пружины.

При работе двигателя рабочая жидкость поступает в полость гидроцилиндра. Под давлением рабочей жидкости шток гидроцилиндра перемещается вниз и сжимает пружину. Диски тормоза разъединяются, и вал редуктора освобождается. Весь механизм включается в работу, бегунковая шестерня обегает венец и поворачивается верхняя часть крана.

Верхние подшипники редуктора заполнены консистентным смазочным материалом через масленки, ввернутые в крышку. Верхние зубчатые передачи смазываются путем разбрызгивания масла, залитого в картер редуктора, при вращении быстроходного вала. Для предохранения от вытекания смазочного материала из картера редуктора установлены армированные манжетные уплотнения.

Уровень масла контролируют щупом. Масло заливают в картер редуктора через пробку-щуп. Масло сливается через отверстие в гайке.

Механизм поворота

Рис. 79. Механизм поворота крана КС-6471:
1 — гидромотор, 2, 14 — гайки, 3 — шток, 4 — вертикальный редуктор, 5 — щуп, 6 — пробка-щуп, 7 — дисковый тормоз, 8 — гидроца-линдр, 9 — трубка, 10 — пружина, 11 — уплотнение, 12 — шестерня, 13 — зубчатый венец
Читать далее: Поворотные рамы

stroy-technics.ru

  Главная       Учебники — Экскаваторы      Машинист экскаватора одноковшового (У. И. Сапоненко)

 поиск по сайту   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

Механизм поворота и передвижения экскаватора

В гидравлических полноповоротных экскаваторах передача энергии от дизеля на механизмы поворота и передвижения идет через гидропривод.

Механизм поворота (рис. 3.3) предназначен для поворота рабочего оборудования вокруг вертикальной оси. На неполноповоротных экскаваторах

(на базе трактора) поворот рабочего оборудования осуществляется гидроцилиндрами, а на полноповоротных гидромотором относительно неподвижной ходовой рамы поворачивается подвижная поворотная платформа, на которой расположено рабочее оборудование. При включении гидромотора 8 одновременно срабатывает гидротолкатель 6 нормально замкнутого тормоза. Тормоз выключается, муфта 7 освобождается. Вращающий момент передается от вала 9 гидромотора 8 через муфту 7 и понижающий редуктор на шестерню-бегунок 1, которая, обкатываясь по зубчатому венцу 2 (рис. 3.4) опорно-поворотного устройства (ОПУ), поворачивает подвижную платформу вокруг вертикальной оси. От поворота платформа удерживается тормозом, расположенным на муфте 7 (см. рис. 3.3). Вместе

с редуктором поворачивается соединенная с ним болтами 3 поворотная платформа.

 

 

 

 

 

Механизм поворота

Рис. 3.3. Механизм поворота экскаватора:
1 — шестерня-бегунок; 2 — вал механизма поворота; 3 — болт крепления редуктора к поворотной платформе; 4, 12 — шестерни; 5, 11 — валы-шестерни; 6 — гидротолкатель тормоза; 7 — муфта; 8 — гидромотор; 9 — вал гидромотора; 10 — корпус

 

 

 

Механизм поворота

Рис. 3.4. Роликовое опорно-поворотное устройство:
1 — кольцо; 2 — зубчатый венец; 3 — ролик; 4 — нижняя обойма; 5 — верхняя обойма

 

 

 

 

Опорно-поворотное устройство (см. рис. 3.4) обеспечивает свободное вращение поворотной платформы и воспринимает нагрузки статические (вес платформы и оборудования, расположенного на ней) и динамические (толчки, удары и др.), возникающие в процессе работы. Опорно-поворотное устройство состоит из двух обойм (колец) — верхней 5 и нижней 4, соединенных между собой и с поворотной платформой при помощи болтов, зубчатого венца 2 на кольце 1, закрепленного на раме. Между обоймами и зубчатым венцом по окружности расположены шарики или ролики 3, отделенные сепараторами.

Механизм передвижения служит для привода хода, т.е. передачи вращающего момента от гидромотора на движитель.

В гусеничных гидравлических экскаваторах механизм передвижения состоит из гидромотора, муфты, тормоза и редуктора на каждую гусеничную тележку. Вращение от гидромотора передается на ведущее колесо. Между гидромоторами и редукторами установлены нормально замкнутые тормоза, удерживающие гусеничный движитель во время работы и стоянки. Выключение тормозов (растормаживание) производится при помощи гидротолкателя, давление жидкости в них подается одновременно с включением гидромотора хода, и экскаватор начинает движение. Включение тормоза происходит под действием пружины при отключении гидромотора. Для изменения направления движения гусеничного экскаватора гидромотор, находящийся со стороны поворота, останавливают, а для разворота на месте нужно включить реверс, при этом одна гусеница будет двигаться вперед, другая — назад. Изменение скорости движения происходит в зависимости от частоты вращения вала двигателя.

В пневмоколесных гидравлических экскаваторах привод хода осуществляется от гидромотора 15 (рис. 3.5) через узлы механической трансмиссии: коробку передач, карданную передачу, ведущие мосты и конечные передачи на ведущие колеса.

 

 

 

 

Механизм поворота

Рис. 3.5. Схема привода механизмов хода и поворота экскаватора:
1 — дизель; 2 — гидрораспределители; 3,4 — клапанные блоки; 5 — гидромотор поворота платформы; 6 — шестерня-бегунок; 7 — зубчатый венец; 8 — шестерни первой и второй передачи механизма хода; 9 — задний ведущий мост; 10 — тормоз механизма хода; 11 — подшипники; 12 — зубчатая полумуфта переключения передач; 13 — зубчатая полумуфта включения переднего ведущего моста; 14 — передний ведущий мост; 15 — гидромотор привода хода; 16 — центральный коллектор;
17 — сдвоенный насос; 18 — бак

 

 

Механизм поворота

Рис. 3.6. Коробка передач экскаватора:
a — устройство; б— кинематическая схема; 1 — зубчатая полумуфта включения переднего ведущего моста; 2,4, 6,8, И — шестерни; 3 — зубчатая полумуфта переключения передач; 5 — гидромотор; 7,
9 — валы-шестерни; 10 — тормоз; 12 — вторичный вал; 13 — зубчатая полумуфта; 14 — корпус

 

 

 

 

Коробка передач (рис. 3.6) — двухскоростная, переключение передач производится зубчатой полумуфтой 3. При введении ее в зацепление с шестерней 8 получаем первую (пониженную, или рабочую) скорость, а с шестерней 2 — вторую (повышенную, или транспортную) скорость. Гидромотор 5 вращает шестерню 6 и через шестерню 4 и промежуточный вал-шестерню 7 передается вращение на шестерни 2 и 8, которые установлены на валу-шестерне 9 на подшипниках, т.е. вращаются вхолостую. Зубчатая полумуфта 3 находится в нейтральном положении (как показано на рис. 3.6), передачи вращающего момента на вал-шестерню 9 не будет. При включении зубчатой полумуфты 3 с одной из шестерен 2 или 8, которые имеют зубья внутреннего зацепления со стороны полумуфты, будет происходить передача вращающего момента с шестерни 2 или 8 на зубчатую полумуф-ту 3, которая соединена с валом-шестерней 9 шлицами. С вала-шестерни 9 вращающий момент передается на шестерню 11 и на вал 12 и далее через зубчатые полумуфты 1 и 13 па карданные валы. На валу-шестерне 9 находится стояночный тормоз 10, удерживающий механизм хода при неработающем гидромоторе.

Рассмотрим действие привода механизма хода и поворота экскаватора (см. рис. 3.5).

Дизель 1 приводит в действие насос 17, подающий рабочую жидкость под давлением из бака 18 через гидрораспределители 2 к гидромоторам механизмов поворота 5 и хода 15. В гидросистеме предусмотрены клапанные блоки 3 и 4, которые служат для плавного пуска и остановки механизмов и их предохранения от чрезмерных нагрузок.

Механизм поворота приводится в действие от гидромотора 5, который передает вращение через двухступенчатый редуктор шестерне-бегунку 6, находящейся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом 7.

Для привода механизма хода установлен гидромотор 15 на коробке передач, который через шестерни 8, шестерни на подшипниках 11, включенную зубчатую муфту 12 передает движение заднему 9 и переднему 14 (при пониженной скорости зубчатой полумуфтой 13) мостам ходового устройства. Механизм хода оборудован стояночным тормозом 10. Рабочая

жидкость подается к гидромотору 15 и обратно отводится в бак 18 через центральный коллектор 16.

 

 

 

 

 

 

 

 

   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

 

 

 

 

sinref.ru

 

Изобретение относится к узлам грузоподъемных машин, а именно к поворотным механизмам подъемников, кранов и кранов-манипуляторов, в частности для поворота поворотных платформ подъемников (вышек) и стреловых самоходных кранов.

Известен механизм поворота, содержащий приводной двигатель, вал которого кинематически связан с ведущим валом выполненного в виде модуля планетарного редуктора, имеющего ведомый вал и включающего в себя солнечную шестерню на ведущем валу, два коронных колеса, первое из которых закреплено в корпусе редуктора, а второе, выполненное с торцевой дисковой поверхностью, связано с ведомым валом, сателлит, выполненный, по крайней мере, одновенцовым и закрепленный с указанными коронными колесами и солнечной шестерней, а также тормоз для связи вала приводного двигателя с корпусом редуктора (см. авторское свидетельство СССР №424804, В66С 23/84, опубл. 1974 г.).

Конструкция этого механизма поворота представляет собой пример обычного проектирования, в основу которого положен принцип функционирования механизма. В связи с этим для решения задачи ремонтопригодности все узлы механизма связаны между собой соединительными муфтами валами. В таком виде механизм представляет собой пространственно разнесенную систему с повышенными массогабаритными показателями. Использование такого механизма на конкретном грузоподъемном устройстве приводит к необходимости решать ряд компоновочных прикладных задач по увязке механизма с агрегатами объекта, смонтированными по иной компоновочной схеме.

Кроме того, известен планетарный редуктор, построенный по кинематической схеме ЗК, описанной в кн. «Планетарные передачи», Справочник под ред. д.т.н. В.Н.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1977, стр.159, рис.9.2. Механизмы такого типа могут использоваться как с одновенцовыми сателлитами, так и с двухвенцовыми сателлитами и позволяют реализовывать широкий диапазон разновариантных схем на базе стандартного набора звеньев. Но независимо от реализованного варианта видно, что в каждой схеме присутствует водило, выполненное общим как для первой, так и для второй ступеней, которое установлено на отдельных подшипниках. В данной конструкции водило и коронная шестерня выходного вала установлены на подшипниках качения.

Основным недостатком описанного планетарного редуктора является наличие двух подшипников качения у водила, двух подшипников качения на выходном валу. Кроме того, сам тормоз по конструкции представляет собой сложный механизм, состояние тормозных дисков которого определяет надежность его работы. В связи с этим целесообразно было бы отказаться от тормоза в планетарном редукторе для поворота грузоподъемных платформ. Другим недостатком описанной схемы планетарного редуктора является то, что для осуществления поворота платформы в аварийной ситуации, когда вышла из строя энергетическая установка, необходимо иметь автономную гидравлическую установку, которая будет заменять основную насосную установку.

Настоящим изобретением решается техническая задача по исключению отдельных подшипников водила (водило посажено на вал гидромотора), используются подшипники выходного вала гидромотора. Также в предлагаемом решении на выходном валу используется только один подшипник качения, второй подшипник заменен подшипником скольжения, причем в качестве одной из поверхностей трения используется наружная поверхность подвижного коронного колеса. В известных решениях эта поверхность не несла такой функциональной нагрузки, как опорная поверхность подшипника. В результате исключения одного подшипника качения уменьшаются габаритные размеры и масса редуктора, а использование тонкостенного подшипника скольжения не увеличивает линейные размеры редуктора. Дополнительно настоящим изобретением решается вопрос вращения редуктора при выходе из строя энергетической установки. Это достигается путем нарезания на водиле зубчатого венца и установки вместо заливной пробки специальной пробки-шестерни, вращая которую гаечным ключом осуществляется вращение планетарного редуктора. Другим достоинством нового изобретения является отсутствие тормоза (дискового или колодочного) как узла (т.е. редуктору не требуется тормоз), так как используется планетарный механизм с одновенцовым сателлитом по схеме 3К, который в комплексе с КПД гидромотора является самотормозящимся (эффект червячного редуктора). Достигаемый при этом технический эффект заключается в упрощении конструкции и повышении ее надежности и эффективности при уменьшении массогабаритных показателей.

Таким образом, поставленная задача достигается тем, что механизм поворота, содержащий гидромотор, на валу которого установлено водило с, по крайне мере, одновенцовыми сателлитами, входящими в зацепление с двумя коронными колесами, первое из которых, неподвижное, закреплено в корпусе редуктора, а второе, подвижное, связано с выходным валом или выполнено с ним одной деталью и установлено в одном подшипнике качения и одном подшипнике скольжения, причем рабочей, подвижной поверхностью подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, а неподвижной поверхностью является внутренняя поверхность корпуса редуктора.

В одном из вариантов выполнения механизма поворота, для случая аварийного отключения основного привода, водило имеет зубчатый венец, в зацепление с которым может входить пробка-шестерня, которая устанавливается в данном случае в отверстие заливной пробки и может вращаться с помощью гаечного ключа.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического эффекта указанной совокупностью существенных признаков.

На чертеже изображен продольный разрез конкретного механизма поворота для автогидроподъемника.

Механизм поворота, например, для автогидроподъемника содержит гидромотор 1, закрепленный на корпусе 2, в общем случае представляющем собой корпус планетарного редуктора, в данном случае выполненного составным. Планетарный редуктор имеет выходной вал 3, выполненный одной деталью с подвижным коронным колесом. На выходном валу 3 закрепляется шестерня для зацепления с ответным элементом поворотной платформы (не показана).

Планетарный ряд редуктора содержит водило 4 на валу гидромотора (входном валу), которое кинематически связано с неподвижным коронным колесом 5 и подвижным коронным колесом 3 в виде диска через, по меньшей мере, один сателлит 6, выполненный одновенцовым или двухвенцовым (на фиг.1 показан сателлит одновенцовый). По меньшей мере, один сателлит смонтирован на водиле, входит в зацепление с обоими коронными колесами и находится на одном уровне с входным валом гидромотора, что позволяет уменьшить вертикальный размер механизма.

Выходной вал 3 выполнен за одно с подвижным коронным колесом (одной деталью) и установлен на двух подшипниках, один из которых является подшипником скольжения, причем рабочей, подвижной поверхностью подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, что позволяет дополнительно уменьшить вертикальный размер механизма поворота. Неподвижной поверхностью подшипника скольжения является внутренняя поверхность корпуса редуктора.

В аварийной ситуации, когда гидромотор не может вращаться, для возможности поворота выходной шестерни механизма при отказе энергетической установки поворотной платформы (например, выход из строя насоса гидросистемы) на место заливной пробки 7 редуктора устанавливается пробка-шестерня 8 с шестигранной головкой под гаечный ключ, которая входит в зацепление с зубчатым венцом 9, нарезанным (или закрепленном) на водиле 4. Вращая пробку-шестерню 8, осуществляют вращение планетарного редуктора.

Механизм поворота поворотной платформы автогидроподъемника работает следующим образом.

При подаче рабочего давления на гидромотор 1 начинает вращаться водило 4. От вращения водила начинают вращаться сателлиты, которые, взаимодействуя с неподвижным коронным колесом 5, приводят во вращение подвижное коронное колесо 3, которое установлено на подшипниках скольжения и качения. Такое исполнение позволяет существенно уменьшить массогабаритные параметры редуктора и повысить срок службы.

Исключение одного подшипника качения и применение вместо него подшипника скольжения с уменьшением габаритов редуктора, позволило упростить конструкцию редуктора с сохранением функций подшипника за счет использования в качестве поверхностей подшипника скольжения наружной поверхности подвижного коронного колеса и внутренней поверхности корпуса редуктора.

В традиционных редукторах выходной вал установлен, как правило, на двух подшипниках качения, каждый из которых имеет высоту. Исключение в предлагаемой конструкции одного подшипника качения и замена его на подшипник скольжения позволили сэкономить высоту редуктора и улучшить массогабаритные показатели, повысив при этом ресурс подшипникового узла, так как одной из поверхностей подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, которая ранее никак не использовалась и к тому же имеет большую опорную поверхность по конструктивным особенностям планетарного редуктора. Такое конструктивное решение подшипникового узла низкооборотного коронного колеса существенно повышает надежность и долговечность редуктора, работающего в режиме больших нагрузок частой сменой направления вращения.

Использование водила, которое так же установлено без подшипников, а напрессовано на вал гидромотора, также позволяет уменьшить вес редуктора.

Использование дополнительного зубчатого венца на водиле позволяет вращать редуктор в аварийных ситуациях, когда не работает гидромотор. Использование такой конструкции позволяет отказаться от использования на грузоподъемных устройствах, где используется редуктор поворота, от автономных гидростанций для складывания оборудования в транспортное положение при отказе основной энергетической установки.

Использование планетарной передачи с одновенцовым сателлитом по схеме ЗК, в комплексе с КПД гидромотора приводит к достижению эффекта самоторможения, что проверено на опытных образцах и позволяет отказаться от тормоза как отдельного узла.

Исключение подшипников, тормоза со своим приводом и аварийной гидростанции, наиболее сложных и недолговечных деталей и узлов, позволило получить компактную установку с многофункциональным назначением части звеньев, т.е. с совмещением одной деталью по меньшей мере двух функций.

1. Механизм поворота, содержащий гидромотор, на валу которого установлено водило с, по крайней мере, одновенцовыми сателлитами, входящими в зацепление с двумя коронными колесами, первое из которых, неподвижное, закреплено в корпусе редуктора, а второе, подвижное, связано с выходным валом или выполнено с ним одной деталью, отличающийся тем, что подвижное коронное колесо установлено в одном подшипнике качения и одном подшипнике скольжения, причем рабочей, подвижной поверхностью подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, а неподвижной поверхностью является внутренняя поверхность корпуса редуктора.

2. Механизм поворота по п.1, отличающийся тем, что для случая аварийного отключения основного привода водило имеет зубчатый венец, в зацепление с которым может входить пробка-шестерня, которая устанавливается в данном случае в отверстие заливной пробки и может вращаться с помощью гаечного ключа.

www.findpatent.ru

Механизм поворота

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.