Особенности карьерной техники

Размещено на http://allbest.ru

Реферат

Карьерный автотранспорт

1. Общие сведения об устройстве карьерных автомобилей

По конструктивному исполнению подвижной состав карьерного автотранспорта разделяется на две основные группы:

· Автосамосвалы,

· автопоезда.

Автосамосвал -- автомобиль с кузовом (грузовой платформой) усиленной конструкции, расположенным на его раме и разгружающимся опрокидыванием назад или набок.

Автопоезд -- автомобиль-тягач с одним или несколькими прицепами или полуприцепами. В зависимости от назначения автопоезда кузов полуприцепа разгружается через дно, опрокидыванием назад или набок.

Специфические условия эксплуатации на открытых горных разработках карьерных автомобилей:

· высокая прочность механической части, позволяющая выдерживать ударные усилия при экскаваторной погрузке;

· обеспечение простой и полной погрузки и разгрузки кузова для сокращения длительности технологических операций;

· высокая маневренность для эффективной работы в условиях стесненных горных выработок;

· высокие устойчивость и проходимость в условиях сложного рельефа местности и движения по дорогам невысокого качества;

· на затяжных подъемах и спусках способность развивать достаточную скорость для сокращения рабочего цикла автомобиля и также необходимые тормозные усилия.

Перечисленные требования определяют выбор компоновочной схемы и основных параметров карьерных автомобилей в зависимости от их назначения. автосамосвал шаси двигатель трансмиссия

Двухосные автосамосвалы с задней разгрузкой:

· упрощена конструкция,

· выше надежность,

· лучше тягово-динамические качества

· выше маневренность.

Высокая вместимость кузова при перевозке легких грузов, делает предпочтительными автопоезда или автосамосвалы с донной разгрузкой.

При компоновке карьерных автомобилей (рисунок 1) определяющим является взаимное расположение:

· двигателя

· кабины,

· конструктивная схема шасси.

Компоновка, когда двигатель и кабина расположены рядом получила основное распространение, так как обеспечивает большую компактность автомобиля, хотя и усложняет обеспечение комфортных условий работы водителя, поскольку двигатель расположен в непосредственной близости от кабины.

2. Компоновочные схемы карьерных автомобилей

Конструктивная схема шасси в значительной мере определяет массу автомобиля и обеспечивает в первую очередь его маневренность. В большинстве случаев используется схема с управляемыми передними колесами при колесной формуле 4X2 (рисунок 1, а).

Использовании обеих осей в качестве ведущих (активных) управление автомобилем осуществляется одновременным поворотом обеих осей посредством системы гидроцилиндров (рисунок 1, в). Это позволяет уменьшить массу автомобиля, увеличить его маневренность, повысить (благодаря использованию восьми шин) грузоподъемность.

Увеличение числа осей до трех (рисунок 1, г) повышает грузоподъемность и проходимость автомобиля, но увеличивает его массу, ухудшает маневренность и усложняет конструкцию.

Рисунок 1 - Компоновочные схемы карьерных автомобилей

Конструкции шасси с рамой, состоящей из двух соединенных шарнирно частей повышает маневренность автомобиля (рисунок 1 , б).

Автопоезд с полуприцепом имеет 10 колес (рисунок 1, д), грузоподъемность увеличилась, но выросла его длина и снизилась маневренность.

Основные части карьерного автомобиля:

· двигатель,

· шасси,

· кузов (грузовая платформа).

Двигатель является источником механической энергии, приводящей автомобиль в движение. Это двигатели внутреннего сгорания, преобразующие тепловую энергию сгорающего топлива в механическую работу. На карьерных большегрузных автосамосвалах применяются двигатели с воспламенением от сжатия, (дизели).

В двигателях с воспламенением от сжатия горючая смесь приготовляется внутри цилиндра из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение горючей смеси происходит в результате повышения температуры воздуха при сильном его сжатии в цилиндре. Из-за применения высоких степеней сжатия (1 : 16; 1 : 17) дизельные двигатели обладают высокой экономичностью и расходуют топлива на единицу мощности меньше карбюраторных на 35--40 %. Тяжелое жидкое топливо дешевле, чем бензин.

Двигатели высокооборотные четырехтактные 6-, 8- и 12-цилиндровые V-образные мощностью от 250 до 1700 кВт и более с частотой вращения 1500--2000 об/мин. Тихоходные двигатели имеют частоту вращения 900 об/мин, что увеличивает их ресурс.

Газотурбинные двигатели:

· конструктивная простота,

· небольшая масса и габариты,

· облегченный запуск при низких температурах,

· малая токсичность выхлопных газов;

· но, резко увеличенный (в 2--2,5 раза) расход топлива,

· высокие стоимость и чувствительность к запыленности воздуха.

Практически единственным видом силовой установки остается двигатель внутреннего сгорания.

Шасси объединяет все части и механизмы для передачи вращающего момента от двигателя к ведущим колесам (трансмиссия)-, ходовую часть и механизм управления.

Режим работы карьерного автотранспорта характеризуется резким изменением нагрузки двигателя. Наиболее полное использование мощности достигается применением трансмиссии, обеспечивающей широкий диапазон регулирования.

Трансмиссия карьерных автосамосвалов должна отвечать следующим требованиям:

· обеспечивать движение груженой машины на затяжных подъемах и спусках с высокими скоростями, также плавное трогание с места;

· способствовать повышению долговечности двигателя и силовой передачи вследствие сглаживания ударов и колебаний;

· облегчать управление автомобилем.

Трансмиссии двух типов: гидромеханическая (рисунок 2, а) и электромеханическая (рисунок 2, б).

Рисунок 2 - Трансмиссии карьерных автомобилей

Гидромеханическая трансмиссия состоит из согласующего редуктора, соединенного с двигателем Д, гидротрансформатора ГТ, коробки передач КП и карданного вала KB, передающего вращающий момент через задний мост ЗМ на движущие колеса.

На самосвалах Белорусского автомобильного завода в одном агрегате конструктивно объединяются несколько узлов:

· согласующий редуктор,

· гидротрансформатор,

· трехступенчатая коробка передач,

· тормоз-замедлитель.

Гидротрансформатор автоматически изменяет тяговое усилие на ведущих колесах путем бесступенчатого преобразования крутящего момента. Энергия от ведущего вала к ведомому передается при помощи жидкости, заполняющей кольцевую полость между насосным и турбинным колесами гидротрансформатора.

Согласующий редуктор служит для совмещения характеристик двигателя и гидротрансформаторов.

Для автосамосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 принята коробка передач с тремя ступенями: I передача --движение на временных дорогах при суммарном удельном сопротивлении движению свыше 1000 Н/т; II передача -- движение на подъемах при суммарном сопротивлении от 600 до 1000 Н/т; III передача --движение на участках постоянных дорог при суммарном сопротивлении . до 600 Н/т.

Гидродинамический тормоз-замедлитель лопастного типа, создающий тормозной момент на ведущем валу коробки передач. Тормоз служит для поддержания постоянной скорости при движении самосвала на спусках без использования колесных тормозов, что повышает безопасность движения в условиях сложного профиля карьерных автодорог.

Гидромеханическая передача получает применение на карьерных автомобилях грузоподъемностью до 75--80т, до 100--120 т.

Для передачи крутящего момента от вала коробки передач к валу ведущего моста при переменных углах между валами служит карданная передача. Угол наклона карданного вала изменяется, так как ведущий моет может перемещаться относительно рамы из-за амортизации шин и подвески.

Электропривод ведущих колес:

· становится эффективным с увеличением грузоподъемности,

· обеспечивает оптимальные характеристике в различных режимах работы,

· простота управления.

· высокий к. п. д..

· двигатель работает в стабильном режиме независимо от нагрузки на ведущие колеса благодаря бесступенчатому регулированию скорости в широком диапазоне,

· возможность индивидуального привода колес с увеличением числа ведущих осей.

Электромеханическая трансмиссия состоит из генератора Г, вращаемого двигателем Д, параллельно или последовательно включенных тяговых электродвигателей ТД, приводящих в движение колеса через редуктор Р, аппаратов регулирования и упралвления АУ.

Применяются системы постоянного и постоянно-переменного тока. Электропривод автомобиля работает в двух режимах:

· тяговом

· электродинамического торможения.

В тяговом режиме механическая энергия двигателя тяговым генератором преобразуется в электрическую, поступающую в тяговые электродвигатели.

В режиме электродинамического торможения механическая энергия от колес автомобиля при его движении на спуске или по инерции передается тяговым электродвигателям, которые работают как генераторы.

Электромотор-колесо - основной элемент электромеханической трансмиссии, включает тяговый электродвигатель и планетарный редуктор. Компоновки мотор-колесо:

· тяговый двигатель размещается в ступице колеса (рис. 3.8),

· вынесен из ступицы и соединен с планетарным редуктором удлиненным валом.

Ступица колеса (корпус) объединяет все узлы мотор-колеса в единый агрегат и воспринимает основные нагрузки.

С силовой установкой мотор-колесо связано гибкими кабелями.

Электромеханическая трансмиссия позволяет создать средства автотранспорта в трех исполнениях:

· дизель-электрический самосвал с дизельной установкой, вращающей генератор, который подает питание на тяговые двигатели, приводящие автомобиль в движение;

· троллейвоз-самосвал с электрическими тяговыми двигателями, получающими электроэнергию от двухпроводной контактной сети;

· дизель-троллейвоз, представляющий собой комбинацию двух названных машин: на подъемах, где дороги имеют тяжелый профиль, питание дизель-троллейвоза осуществляется от контактной сети; при работе на забойных дорогах и на отвалах, где целесообразней отказаться от контактной сети, автомобиль приводится в движение дизельной установкой, вращающей генератор, питающий электроэнергией тяговые электродвигатели.

Ходовая часть автосамосвала состоит из следующих основных узлов: рамы, подвески, колес с шинами.

Рама служит основанием, на котором закреплены все части автомобиля и его кузов, изготовляются повышенной прочности под ударные нагрузки при погрузке экскаваторами.

Подвеска автосамосвала - это система амортизирующих элементов, размещаемых между колесами и всей надстройкой автомобиля. Предназначается для смягчения ударов при движении, обеспечения плавности хода путем гашения возникающих колебаний При загрузке на переднюю подвеску увеличивается в 1,5 раза, на заднюю ось --в 3 раза, при движении -до 3 раз.

Чтобы обеспечить плавный ход и устойчивость при движении в различных режимах, подвеска должна иметь переменную жесткость -- меньшую при движении без груза, большую при движении с грузом, обеспечивается пневмогидравлической подвеской.

Цилиндр подвески представляет собой пневматическую рессору поршневого типа в комбинации с гидравлическим амортизатором. Упругим рабочим элементом подвески является сжатый газ (азот), рабочей жидкостью -- жидкость для амортизаторов. Гидравлическая система работает при этом как амортизирующая, а использование сжатого газа обеспечивает подвеске требуемую переменную жесткость.

Резинометаллическая подвеска, представляющая собой набор резинометаллических шайб, обеспечивающих переменную жесткость подвески и гашение колебаний.

На переднюю ось карьерных самосвалов обычно устанавливаются два колеса, на заднюю ось и на ось полуприцепа -- четыре (по два спаренных колеса на каждую сторону). Колесо состоит из обода и пневматической шины. Обод служит для монтажа шины и крепления колеса к ступицам.

Камерные пневматические шины включает камеру и покрышку, применяют в самосвалах малой грузоподъемности.

В бескамерных шинах между покрышкой и ободом устанавливается уплотнительное кольцо, обеспечивающее необходимую герметичность. Для большегрузных карьерных самосвалов (грузоподъемность 75 т и более) основное применение получают бескамерные шины.

Шины карьерных самосвалов должны обладать:

· высокой износостойкостью,

· разрывной прочностью,

· теплостойкостью.

Механизмы управления включает:

· рулевое управление,

· тормозную систему,

· механизм разгрузки автомобиля.

Рулевое управление служит для изменения направления движения, поворотом передних колес без или с гидравлическим усилителем.

Рулевое управление состоит из механического и гидравлического приводов (рис. 3). Механический привод состоит из рулевой колонки 1, редукторов 2 и 3, центрального рычага 4, рулевых тяг 5 и карданных валов 6, 7. Гидравлический привод объединяет масляный бак, гидрораспределитель 8, гидроцилиндры поворота 9, шланги и маслопроводы. При повороте рулевого колеса рулевой механизм приводит в движение золотник гидроусилителя. При этом рабочая жидкость, подаваемая насосом, направляется в соответствующую полость гидроусилителя, придавая ему поступательное движение.

Рис. 3 - Привод автомобиля

Тормозная система включает тормоза:

· рабочий с ножным управлением,

· стояночный,

· вспомогательный.

Рабочий тормоз. Используются колесные тормоза барабанного типа с пневматическим или гидравлическим приводом, обладающие достаточной надежностью и эффективностью (тормозной путь 20 м, при скорости 40 км/ч и среднем замедлении 4,5 м/с²).

Пневматический привод не обеспечивает плавность торможения, увеличивает габариты тормозной аппаратуры.

С повышением грузоподъемности самосвалов нужен гидравлический или электрогидравлический привод.

Стояночный тормоз выполняется в виде фрикционной пары с механическим, пневматическим или гидравлическим приводом.

Вспомогательный тормоз. На автомобилях с гидромеханической трансмиссией используется тормоз-замедлитель. Его назначение -- поддержание постоянной скорости автомобиля за счет поглощения кинетической энергии.

При электромеханической трансмиссии в качестве вспомогательного применяется электродинамическое торможение.

Механизм разгрузки обеспечивает подъем и опускание платформы (кузова) самосвала или раскрывание и закрывание створок кузова полуприцепа.

Подъемный механизм:

· масляный бак,

· шестеренный насос,

· гидроцилиндры,

· гидрораспределитель,

· кран управления.

Гидроцилиндры подъемного механизма автосамосвалов выполняются телескопическими, трех- или четырехступенчатыми. Механизм разгрузки может быть зафиксирован в любом промежуточном положении.

Кузов (грузовая платформа) карьерного автосамосвала представляет собой сварную металлическую платформу с козырьком над кабиной, опирающуюся на раму и разгружающуюся подъемом назад. Полуприцепы выполняются с разгрузкой кузова через дно.

В последнем случае кузов оборудуется донными люками, закрывающимися секторным затвором.

Подъем платформы и открывание створок осуществляются гидравлическим механизмом. Наиболее распространена V-образная форма кузова, которая обеспечивает снижение высоты и центра тяжести автомобиля. Кузов состоит из основания, образованного лонжеронами, поперечин и бортов.

Днище выполнено в виде плиты толщиной 18--25 мм. Задний борт у кузова обычно отсутствует, он необходим только у автосамосвалов, предназначенных для перевозки легких грузов (например, угля). Кузов опирается на раму через резиновые амортизаторы.

Размещено на Allbest.ru