Эксплуатация современных моделей автомобильных кранов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Техническая часть. Гидравлические силовые передачи автомобильного крана

1.1 Общее устройство крана, на котором проходил производственную практику

1.2 Паспортные данные крана

1.3 Организация производства работ автомобильными кранами

1.4 Гидравлические силовые передачи автомобильного крана

1.4.1 Типы гидравлических силовых передач

1.4.2 Устройство и принцип работы гидронасосов и гидромоторов

1.4.3 Устройство и принцип работы гидроцилиндра

1.4.4 Обязанности машиниста крана (крановщик) по техническому Обслуживания гидравлических силовых передач

1.4.5 Возможные неисправности и методы устранения или ремонта гидравлических силовых передач автомобильного крана

Глава 2. Охрана труда и техника безопасности

2.1 Охрана труда при эксплуатации автомобильных кранов. Основные Опасные и вредные производственные факторы

2.2 Требования безопасности к эксплуатации. Обслуживанию и Ремонту гидравлических силовых передач

2.3 Виды ответственности

2.4 Пожарная безопасность

2.5 Охрана окружающей среды

Заключение

Введение

К числу массовых профессий в строительном комплексе относится профессия «машинист крана автомобильного». Особенности трудовой деятельности машиниста непосредственно связаны с развитием конструкций и технологии применения автомобильных кранов. Это обстоятельство вызывает необходимость в постоянном повышении квалификации и непрерывной переподготовке рабочих, обученных профессии машиниста крана автомобильного.

На малоэтажных объектах в сельском строительстве, в местах устройства, ремонта коммуникаций жилищно-коммунального хозяйства автомобильный кран является ведущей машиной для выполнения монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. На строительных площадках, где ведущей грузоподъемной машиной становится башенный кран, автомобильные краны выполняют вспомогательные погрузочно-разгрузочные операции, укладку штабелей, подачу материалов на небольшие отдельно стоящие и пристроенные здания, монтаж инвентарных зданий, тепловых пунктов и блочно-комплектных трансформаторных подстанций.

Рост и обновление парка автомобильных кранов сопровождается увеличением их грузоподъемности, совершенствованием конструкций, улучшением эксплуатационных качеств. Для поддержания кранов в работоспособном состоянии имеется разветвленная сеть эксплуатационных баз, создаются сервисные технические центры. За последнее десятилетие грузоподъемность автомобильных кранов увеличилась с 12,5 до 40 тонн. Предприятия краностроения одновременно с увеличением грузоподъемности автомобильных кранов значительно совершенствуют их конструкции, применяют гидропривод, устанавливают многосекционные телескопические стрелы, унифицируют опорно-поворотные устройства, оснащают приборы безопасности микропроцессорными ограничителями нагрузки. Большое значение уделяется совершенствованию систем управления, удобству работы в кабинах, облегчению проведения технического обслуживания и ремонта.

Эффективность и безопасность эксплуатации современных моделей автомобильных кранов во многом зависят от умелого их использования по назначению в технологическом процессе монтажных и погрузочно-разгрузочных работ, поэтому непрерывно повышаются требования к квалификации машиниста крана автомобильного. Только обладая хорошими знаниями современных конструкций автомобильных кранов и технологии их применения, можно стать высококвалифицированным машинистом, соблюдать требования безопасности труда при управлении краном и во время его технического обслуживания.

Перед тем, кто выбрал профессию машиниста крана автомобильного, стоит задача в ходе совершенствования своего профессионального мастерства повышать квалификацию рабочего с 3-го до 6-го разряда посредством периодического обучения в учреждениях профессионального образования по более сложной учебной программе.

«Строительная фирма №3» - одна из самых крупных строительных организаций г.Туймазы.

История фирмы насчитывает около 70 лет и тесно связана с открытием и эксплуатацией месторождений нефти на западе Башкирии, развитием города Туймазы и рабочих поселков.

Наряду с традициями, опытом и знаниями она впитала в себя современную технологию, высокую квалификацию и передовые методы строительства.

Фирма насчитывает более 300 человек промышленного персонала.

Такой размах работ, достигнутый организацией, объясняется основными принципами, которым следует фирма в своей деятельности:

· современная технология

· качество

· минимальные сроки

· доступная цена.

Фирма владеет современными проектами, технологиями строительства многоквартирного и индивидуального жилья, передовыми методами организации труда, Не ограничиваясь только строительными проблемами, фирма активно развивает подсобное производство по выпуску строительных деталей и конструкции, изделий из дерева и металла.

С 2007 года начали осваивать и внедрять новые технологии -- сборно-щитовое домостроение, в основе которого заложена конструктивно-планировочная система для строительства «легкого» прочного дома, отвечающего всем современным требованиям. Данный вид строительства является наиболее перспективным, так как позволяет сдать индивидуальное жилье за короткий срок. При стандартном строительстве это было бы не возможно.

Главная задача организации -- успешная реализация бизнес-стратегии фирмы с помощью планомерного внедрения новейших информационных и управленческих технологий.

Благодаря высококвалифицированным специалистам, знающим и любящим свое дело, фирма предлагает следующие работы (услуги):

· Cтроительно-монтажные работы;

· Монтаж систем инженерного обеспечения;

· Реконструкция, ремонт объектов промышленного, жилищного и культурно-бытового назначения;

· Изготовление щитовых домов;

· Строительство коттеджей;

· Изготовление пластиковых окон и витражей;

· Изготовление строительных материалов,изделий, конструкций;

· Высококачественные отделочные работы;

· Услуги автотранспорта, строительных машин и механизмов;

· Услуги кафе;

Услуги базы отдыха о.Кандры-куль

Глава 1. Техническая часть. Гидравлические силовые передачи автомобильного крана

1.1 Общее устройство автомобильного крана КС 3577-4

Автокраны КС-3577-4 Ивановец полноповоротные, с гидравлическим приводом механизмов, с жесткой подвеской телескопической стрелы предназначены для механизации погрузочно-разгрузочных и монтажных работ на рассредоточенных объектах.

Автомобильный кран КС-3577-4 (рис. 1) грузоподъемностью 14 тонн с двухсекционной телескопической стрелой, с поворотными выносными опорами смонтирован на шасси МАЗ-5337.

Рис. 1. Общий вид автокрана КС-3577-4 Ивановец 14 тонн

1 - подвеска крюковая; 2 - стрела; 3 - кабина крановщика; 4 - рама поворотная; 5 - опора поворотная; 6 - механизм блокировки рессор заднего моста; 7 - рама опорная; 8 - опора выносная; 9 - запасное колесо; 10 - шасси

Краны автомобильные предназначены для механизации погрузочно-разгрузочных и монтажно-строительных работ на рассредоточенных объектах.

Кран состоит из несущих сварных металлоконструкций, механических и гидравлических агрегатов, конструктивно объединенных в две основные части: неповоротная часть; поворотная часть. Неповоротная и поворотная части крана соединяются между собой через опорно-поворотное устройство.

В неповоротную часть входят:

· шасси;

· опорная рама с выносными опорами;

· привод насоса;

· гидробак;

· гидроаппаратура;

· трубопроводы;

· вращающееся соединение.

В поворотную часть крана входят:

· поворотная платформа;

· телескопическая стрела;

· механизм изменения вылета (гидроцилиндр изменения угла наклона стрелы);

· механизм поворота;

· лебедка механизма подъема;

· гидроаппаратура с трубопроводами;

· кабина крановщика с органами управления и приборами;

· электрооборудование с приборами безопасности;

· противовес.

В качестве базового шасси для автомобильных кранов обычно применяются автомобильные шасси КАМАЗ, МАЗ, ЗИЛ, КРАЗ, УРАЛ и др. Но в последнее время изготовители автокранов во всем мире отдают предпочтение шасси специально созданым для установки на них крановой надстройки, это так называемые спецшасси автомобильного типа. Они во всем схожи с обычными автомобилями, исключение составляет лишь рама.

Рама шасси базовых автомобилей была самым слабым местом в тандеме автомобиль-кран, трещины рамы стали обычным явлением, их заваривали, усиливали накладками, но это помогало не надолго. Многие годы производители автокранов пытались снизить нагрузки передаваемые от крановой надстройки на раму и наконец-то нашли решение они объединили раму автомобиля и опорную раму крановой установки в одно целое. Так появилось на свет новое шасси. В остальном же это такой же автомобиль, с колесами, кабиной и двигателем.

Опорная рама служит основанием для крановой установки и представляет из себя жесткую сварную конструкцию из продольных и поперечных балок. В средней части рамы имеется площадка с приваренным кольцом, служащим для крепления опорно-поворотного устройства. Поперечные балки служат для установки в них выносных опор автокрана. Выносные опоры служат для увеличения опорного контура и представляют из себя в большинстве случаев сварные балки коробчатого сечения. В обойме опоры закреплен гидроцилиндр вывешивания. Шток гидроцилиндра оснащен сферической головкой, которой опирается на подпятник. В рабочее и транспортное положение выносные опоры приводятся гидроцилиндрами выдвижения опор, установлеными внутри балок. В транспортном положении опоры фиксируются механическими замками, для предотвращения самопроизвольного выдвижения опор.

К передней части опорной рамы крепится надрамник с установленными на нем опорой стрелы и кронштейнами крепления гидробака, на некоторых моделях на надрамнике также установлены кронштейны крепления насосов.

Опорная рама крепится к автомобильной раме при помоши болтов или стремянок, для предотвращения смещения опорной рамы вдоль шасси автомобиля на лонжеронах автомобильной рамы иногда устанавливают упоры.

При работе крана опорная рама принимает на себя все нагрузки от поворотной части крана и через выносные опоры передает их на площадку.

Привод насоса крановой установки в большинстве случаев осуществляется от коробки отбора мощности, установленной на коробке переключения передач, через карданные валы.

Коробки отбора мощности представляют из себя одноступенчатый редуктор и устанавливаются либо на картере коробки передач, либо монтируются на крышке КПП. Для включения, коробки отбора мощности оборудуются пневмо цилиндрами, управление включением происходит дистанционно из кабины водителя.

Однако многие производители кранов уже отказались от практики отбора мощности от двигателя предназначенного для передвижения крана и устанавливают на краны дополнительные двигатели привода насосов. Таким образом увеличивается ресурс основного двигателя и уменьшается вредное воздействие на окружающую среду.

Гидробак служит для хранения рабочей жидкости и компенсации её объема при работе крана.

Также в гидробаке происходит частичное охлаждение рабочей жидкости, выделение из нее воздуха и отстаивание твердых частиц.

Гидробак устанавливается на раме крана и представляет из себя металлическую емкость снабженную масляным фильтром, запорным клапаном на всасывающей магистрали, указателем уровня жидкости, воздушным клапаном со встроенным фильтром, указателем температуры рабочей жидкости, магнитоуловителем и клапаном для присоединения ручного насоса. Всасывающая и сливная полости разделены перегородкой.

Масляный фильтр снабжен перепускным клапаном, который срабатывает при полном загрязнении фильтроэлементов, и датчиком сигнализирующим о частичной загрязненности фильтра. Работа крана с удаленными фильтроэлементами не допускается.

На неповоротной части крана установлена следующая гидроаппаратура: гидробак; гидронасосы аксиально-поршневые или шестеренчатые; ручной насос для аварийного приведения крана в транспортное положение; кран двухходовой; гидрораспределитель управления выносными опорами, с предохранительными клапанами; трубопроводы, выполненные из стальных бесшовных холоднодеформированных труб и рукавов высокого и низкого давления.

Трубопроводы предназначены для транспортирования потоков рабочей жидкости.

Основная часть трубопроводов выполнена из стальных холодно- или горячедеформированных труб. В местах где необходима компенсация взаимного смещения трубопроводов или трубопроводов и гидроаппаратуры применяются рукава.

В сливных, дренажных и всасывающих магистралях применяются рукава с нитяной оплеткой, концы рукавов заделываются хомутами.

В напорных магистралях применяются рукава высокого давления с металлической оплеткой, концы рукавов снабжены фитингами и заделаны обжимными втулками.

Вращающееся соединение служит для передачи рабочей жидкости от насосов, установленных на неповоротной части крана, к гидроаппаратуре, установленной на поворотной части крана, и обратно.

Корпус вращающегося соединения неподвижно закреплен на неповоротной части болтами, а вращающаяся обойма соединена с поворотной часть крана при помощи поводка.

Поворотная платформа это сварная металлоконструкция на которую установлены:

- телескопическая стрела с механизмом изменения длины стрелы, который состоит из гидроцилиндра и двух канатных полиспастов выдвижения и задвижения верхней секции стрелы, возможна установка нескольких гидроцилиндров;

- механизм изменения угла наклона стрелы (один или два гидроцилиндра подъема стрелы);

- механизм подъема, состоящий из грузовой лебедки, каната и крюковой подвески (возможна установка двух механизмов подъема, один из которых является вспомогательным);

- гидрооборудование крана;

- кабина крановщика с органами управления;

- противовес.

Стрела телескопическая состоит из основания, нескольких выдвижных секций и механизма изменения длины стрелы.

Основание и выдвижные секции представляют собой сварные конструкции из стали.

В зависимости от модели крана механизм выдвижения может состоять из одного длинноходового гидроцилиндра и двух канатных полиспастов. В этом случае гидроцилиндр обеспечивает выдвижение второй секции, а полиспаст обеспечивает синхронное выдвижение верхней секции. На некоторых моделях крана вместо канатного полиспаста применен второй гидроцилиндр.

Для уменьшения сил трения на секциях стрелы установлены плиты скольжения. Для предотвращения бокового смещения в передней части секций предусмотрены боковые упоры с возможностью регулировки зазора, в задней части секций установлены боковые накладки. На некоторых моделях кранов предусмотрен механизм фиксации секций в выдвинутом состоянии.

Стрела крепится на стойках поворотной платформы осью.

Механизм изменения вылета (гидроцилиндр изменения угла наклона стрелы)

В качестве механизма изменения вылета стрелы применяется гидроцилиндр, в зависимости от грузоподъемности крана применяют один или два гидроцилиндра.

Механизм поворота служит для вращения поворотной платформы крана. Механизм поворота состоит из редуктора, гидромотора и зубчатого венца поворотной опоры.

На краны могут устанавливаться двухступенчатые, соосные редукторы с цилиндрическими шестернями или планетарные. Все редукторы снабжены нормально-замкнутым тормозом. В двухступенчатых редукторах применяется колодочный тормоз, в планетарных - многодисковый. Размыкание тормоза происходит одновременно с началом вращения платформы. Лебедка служит для подъема и опускания груза.

Конструкции лебедок самые разнообразные общее у них одно все они состоят из гидромотора, редуктора, грузового барабана и тормоза.

Гидромотор применяется регулируемый, аксиально-поршневой, редуктор может быть цилиндрический, двухступенчатый или планетарный. Тормоз грузовой лебедки нормально-замкнутый колодочный или многодисковый. Встречаются лебедки у которых в качестве корпуса редуктора используется грузовой барабан.

Гидроаппаратура крана служит для изменения направления потоков рабочей жидкости, поддержания в гидросистеме крана заданного давления, управления исполнительными механизмами крана.

Гидроаппаратура включает в себя распределительные, регулирующие и вспомогательные устройства. К распределительной аппаратуре относятся двухходовой кран, гидрораспределители (основные и дополнительные), кран затяжки крюка. К регулирующей аппаратуре относятся предохранительные клапаны, обратные клапаны, обратные управляемые клапаны (гидрозамки), тормозные клапаны. К вспомогательной аппаратуре относятся фильтры, размыкатели, гидротолкатели, вращающееся соединение, трубопроводы.

Кабина крановщика является местом управления крановыми механизмами.

В кабине установлены органы управления крановыми механизмами, щиток приборов, стеклоочиститель, светильник, вентилятор, отопительная установка. В кабине установлено регулируемое сиденье. На некоторых моделях кранов кабины снабжены гидроприводом и могут отклоняться назад.

к устройству.

Электрооборудование включает в себя токосъемник кольцевого типа, приборы освещения и сигнализации, приборы безопасности. Токосъемник предназначен для электрической связи электрооборудования поворотной и неповоротной частей крана. Приборы безопасности служат для обеспечения безопасной работы крана и предохранения механизмов и конструкций крана.

1.2 Паспортные данные крана

Основные параметры и характеристики автокрана КС-3577-4 на базе МАЗ-5337

Вылет (минимальный - максимальный), м:

с основной стрелой ………………3,2-13,0

с выдвинутой стрелой и гуськом ………. 7,4-16,0

со стрелой 14 м, вставкой и гуськом …………..10,0-18,0

Скорость подъема (опускания) груза, м/мин:

с основной стрелой номинальная … 0,2-10,0

увеличенная (с грузом не более 4,5 т) со сменным стреловым оборудованием (гусек, вставка) …………… 0,4-20,0

Скорость передвижения автокрана КС-3577-4 Ивановец 14 тонн, км/ч, не более:

рабочая без груза транспортная (своим ходом) …. 10

с основной стрелой …………………… 80

с основной стрелой и гуськом и гуськом …….....40

транспортная (на буксире) ………………… 40

Скорость выдвижения (втягивания) секции стрелы, м/мин, не более ……..15

Скорость изменения вылета (средняя), м/мин, не более ……15

Время полного изменения вылета (для основной стрелы), с (мин), не менее ………………………..40 (0,67)

Частота вращения, об/мин:

с основной стрелой ……………………….. 0,3-2,5

со сменным стреловым оборудованием ……………….0,3-0,8

Угол поворота, град:

без груза на крюке ……………………. 360

с грузом на крюке …………………240

Преодолеваемый уклон пути, град …………… 0-14

Минимальный радиус поворота по оголовку стрелы 8 м, м, не более …...10,8

Геометрические параметры автокрана КС-3577-4 14 тонн на шасси МАЗ-5337

База, м …………………..3,950

Колея, м:

передних колес ………………………2,032

задних колес ……………………1,792

База выносных опор, м ………………….. 4,15

Расстояние между выносными опорами, м:

передними ……………………………………. 5,08

задними ……………………………………..4,90

Длина, м ………………………………….. 9,85

Ширина, м ………………………… 2,5

Высота, м ………………………………3,65

Габарит задний, м …………………. 2,67

Масса автокрана конструктивная с основной стрелой,т………………..14,80

Масса автомобильного крана КС-3577-4 на шасси МАЗ-5337 14 тонн в транспортном положении, т:

с основной стрелой ……………………. 15,50

с основной стрелой и гуськом …………… 15,82

Нагрузка осей шасси в транспортном положении на основание, т:

автокран с основной стрелой - передней оси - 6,10 / задней оси - 9,40

автомобильный кран с основной стрелой и гуськом - передней оси - 6,30 / задней оси - 9,52

Максимальная нагрузка выносной опоры на основание рабочей площадки, тс, не более: передней ………………………….19,00

задней ………………………….13,00

1.3 Организация производства работ автомобильными кранами.

Под организацией работы автомобильных кранов понимается система мероприятий обеспечивающих их рациональное использование при минимальных затратах труда и предусматривающих выполнение работ в планируемые сроки с соблюдением правил техники безопасности и противопожарных мероприятий. Организация работы автомобильных кранов производится в соответствии с проектом производства работ (ППР), который составляют на основе передового опыта применения этих машин в народном хозяйстве.

Работы, выполняемые автомобильными кранами, сводятся в основном к трем видам: погрузочно-разгрузочные, монтажные и вертикальный транспорт материалов. Погрузочно-разгрузочные работы и вертикальный транспорт материалов составляют наибольший удельный вес в общем объеме работ, доля монтажных работ значительно меньше и в основном приходится на автомобильные краны повышенной грузоподъемности (10--16 т).

Погрузочно-разгрузочные, монтажные работы и вертикальный транспорт материалов являются составными частями единого технологического процесса в строительстве. Строительные объекты, на которых выполняют эти работы, различаются почвенно-климатическими условиями, способом возведения и видом сооружений. На рассредоточенных объектах, где экономически нецелесообразно применять разнотипные грузоподъемные машины, погрузочно-разгрузочные, монтажные работы и вертикальный транспорт материалов производят с помощью одного автомобильного крана.

Задача машиниста состоит в том, чтобы быть активным участником в проведении мероприятий, обеспечивающих повышение производительности труда, улучшение его организации и повышение эффективности использования крана.

1.4 Гидравлические силовые передачи автомобильного крана

Гидравлическая силовая передача состоит из гидравлического насоса (гидронасоса), устройств, передающих энергию рабочей жидкости, и гидравлических двигателей (гидродвигателей).

Гидравлический насос преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости, идущую на питание гидравлических двигателей. Энергия потока рабочей жидкости передается от гидронасоса к гидродвигателю с помощью различных устройств для подвода рабочей жидкости (гидравлические баки, подвижные вращающиеся соединения, трубопроводы, различная соединительная арматура).

Гидродвигатель преобразует энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию, приводящую в действие гот или иной исполнительный механизм крана.

Гидравлические силовые передачи автомобильных кранов обеспечивают жесткую (в пределах несжимаемости жидкости) связь между гидронасосом и гидродвигателем через рабочую жидкость, перемещающуюся по системе трубопроводов.

На автомобильных кранах применяют три типа гидравлических машин: гидронасосы, гидромоторы и гидроцилиндры.

Гидронасосы характеризуются объемной подачей, давлением, полезной мощностью и полным КПД.

Объемная подача -- это объем жидкости, подаваемой насосом в единицу времени.

Давлением насоса называется приращение механической энергии, полученное каждой единицей массы жидкости, проходящей через насос, т. е. разность удельных энергий жидкости при выходе из насоса и при входе в него.

Полезная мощность насоса -- мощность, сообщаемая насосом подаваемой рабочей жидкости и определяемая произведением давления насоса и его подачи.

Отношение полезной мощности к мощности, потребляемой насосом, называют КПД насоса. Эта величина характеризует все потери в насосе, складывающиеся из объемных и гидромеханических потерь. Каждая из этих потерь характеризуется соответствующим КПД.

Объемный КПД учитывает внутренние перетечки рабочей жидкости из полости нагнетания в полость всасывания и наружные утечки из корпуса через зазоры.

Механический КПД учитывает потери, возникающие при вращении и взаимном перемещении деталей насоса, гидравлический КПД -- потери давления, возникающие при движении жидкости по внутренним каналам насоса.

Полный КПД насоса равен произведению объемного, гидравлического и механического КПД.

На автомобильных кранах применяют гидропередачи с нерегулируемыми насосами (постоянной подачи). Скорость в таких передачах регулируют комбинированным способом: с одной стороны, изменением частоты вращения приводящего двигателя (двигатель базового автомобиля) и, следовательно, гидронасоса, а с другой стороны, путем прямого регулирования подачи с помощью регулирующих гидроаппаратов.

На автомобильных кранах применяют два типа нерегулируемых гидравлических насосов: шестеренные и аксиально-поршневые; последние наиболее перспективные.

Шестеренный насос. Две шестерни, входящие в зацепление друг с другом, заключены в корпус. Ведущая шестерня закреплена на ведущем валу на шпонке, а ведомая получает от нее вращение. Так как зацепление шестерен внешнее, то и сам насос называется шестеренным насосом с внешним зацеплением.

Всасывающая гидролиния подведена к шестерням с той стороны, где зубья выходят из зацепления, а напорная -- со стороны, где зубья входят в зацепление. Головки зубьев, входя в зацепление, выжимают масло из впадин между зубьями, создавая давление в напорной гидролинии гидросистемы. Жидкость от всасывающей гидролинии перемещается к напорной гидролинии в полостях, образованных впадинами зубьев и стенкой корпуса насоса.

Конструктивно шестерни выполнены заодно с валами, образуя вал-шестерни. Вал-шестерни размещаются в алюминиевом корпусе, закрытом крышкой. На хвостовике ведущей вал-шестерни сделаны шлицы для соединения насоса с двигателем или валом трансмиссии. Для уменьшения торцовых утечек вал-шестерни устанавливают в корпусе на специальных плавающих втулках, положение которых относительно друг друга фиксируется лысками и проволокой. Плавающие втулки прижимаются к шестерням вал-шестерен за счет давления рабочей жидкости, подаваемой к их торцам в полостях. По мере износа торцов шестерен и втулок зазор между ними, а следовательно, и торцовые утечки остаются минимальными (так называемая гидравлическая компенсация торцовых зазоров). Чтобы уменьшить радиальные утечки, стремятся сделать минимальный зазор между шестернями и корпусом насоса.

Резиновые кольца и манжетное уплотнение предотвращают утечку жидкости из корпуса насоса. Жидкость, просачивающаяся по валам шестерен, поступает через каналы в полости, соединенные с камерой всасывания. Все это позволяет увеличить объемный КПД насоса и значительно удлинить срок его службы. По простоте конструкции и стоимости изготовления шестеренные насосы обладают несомненными преимуществами по сравнению с насосами других типов, поэтому их применяют в тех гидропередачах, где КПД не имеет существенного значения.

На автомобильных кранах применяют шестеренные насосы типа НШ в приводах выдвижения выносных опор (краны с механическим приводом) и в гидравлических системах управления (краны серии МКА).

Недостатки аксиально-поршневых насосов -- необходимость в тонкой фильтрации рабочей жидкости, сложность изготовления и небольшая долговечность некоторых деталей.

Гидромоторы, применяемые для привода исполнительных механизмов кранов, по инструктивному исполнению аналогичны соответствующим насосам. Все описанные выше насосы могут работать и как гидродвигатели, т. е. обратимы без изменений. Как правило, предпочтительно применять в схемах гидропривода те же типы гидромоторов, что и насосы.

Гидроцилиндры на автомобильных кранах применяют возвратно-поступательные одно- и двустороннего действия.

Манжета и резиновые кольца препятствуют утечкам рабочей жидкости из штоковой полости гидроцилиндра в атмосферу, а резиновое кольцо препятствует перетечкам рабочей жидкости между штоковой и поршневой полостями. Для предохранения внутренних полостей гидроцилиндра от попадания пыли и грязи в крышке установлен грязесъемник.

Аналогичная конструкция у гидроцилиндров выдвижения опор, управления стабилизаторами и выключателями подвесок (гидроцилиндры блокировки подвесок). Отличие заключается только в исполнении крышки гильзы и хвостовика штока. Так, у гидроцилиндров выносных опор вместо крышки-проушины установлена простая крышка с отверстием, а вместо проушины шток заканчивается шаровым наконечником, опирающимся во время работы на башмак выносной опоры.

Несколько другую конструкцию имеют длинноходовые гидроцилиндры (ход поршня 6 м и более) для выдвижения секций телескопических стрел. Жидкость в поршневую полость гидроцилиндра поступает через канал в крышке штока и трубу. В штоковую полость жидкость подводится через канал и полый шток. Гильза гидроцилиндра крепится с помощью цапф, расположенных на крышке гильзы, а шток -- посредством проушины, внутри которой установлен сферический подшипник. Для уменьшения скорости движения штока в конце хода при его выдвижении применен демпфер.

Если механизм, приводимый в действие гидроцилиндром, находится под нагрузкой, то при прекращении подачи или отвода рабочей жидкости (привод гидроцилиндра не работает) возможно самопроизвольное перемещение штока (или гильзы) из-за утечек в гидроагрегатах привода этого механизма. Для исключения возможности самопроизвольного перемещения штока (или гильзы) на гидроцилиндрах устанавливают специальные гидроаппараты-гидрозамки, которые обеспечивают поток рабочей жидкости только в одном направлении.

Гидрозамок, устанавливаемый на гидроцилиндрах подъема стрелы и выдвижения ее секций, состоит из корпуса, крышки, в которой расположен поршень, воздействующий на шток. Когда привод гидроцилиндра не работает, запорный элемент находится в нижнем положении и прижат пружиной, надежно предохраняя гидроцилиндр от утечек жидкости из канала, соединенного с гидроцилиндром, в канал, из которого жидкость поступает в гидрораспределитель.

При включенном положении золотника гидрораспределителя и подаче жидкости в канал запорный элемент сжимает пружину и поднимается вверх, пропуская жидкость в канал и далее в гидроцилиндр. Для прохода жидкости из канала в канал жидкость под давлением подается в канал. Поршень, перемещаясь, передвигает шток, который открывает клапан, расположенный в запорном элементе. Каналы соединяются между собой, и давление в них частично выравнивается, поэтому для открывания запорного элемента требуется малое усилие.

Для устранения в гидросистеме вибраций и автоколебаний при работе гидроцилиндра полость, противоположная полости подвода гидролинии управления, отделена от общей полости нагнетания -- слива, а утечки из нее отводятся в бак через канал, соединенный с дренажной гидролинией.

Гидрозамок, устанавливаемый на гидроцилиндрах выносных опор и блокировки подвесок, состоит из корпуса, запорного элемента и пружины. На запорный элемент воздействует поршень, расположенный в крышке. Отличительная особенность этого гидрозамка от вышеописанного -- возможность ориентировать крышку, к которой подводится жидкость, относительно корпуса. Это позволяет упростить разводку гидролиний выносных опор.

Устройства для подвода рабочей жидкости. Рабочая жидкость поступает в систему гидропривода из специального гидробака, в котором хранится запас жидкости, необходимый для обеспечения нормальной работы системы. К насосу рабочая жидкость поступает по всасывающей гидролинии, а от насоса по напорной гидролинии через вращающееся соединение -- к двигателям исполнительных механизмов. Отработавшая жидкость возвращается в бак через вращающееся соединение по сливным гидролиниям. В бак отводятся также по дренажным гидролиниям утечки жидкости, происходящие в отдельных узлах системы привода. Бак служит для помещения запаса циркулирующей в гидросистеме крана рабочей жидкости, улучшения теплоотвода, очистки рабочей жидкости от мелких взвесей и предотвращения эмульсирования.

На автомобильных кранах в основном применяют баки открытого типа, в которых внутренняя полость связана с атмосферой через сапун или специальное отверстие в крышке заливной горловины (в крышке имеется фильтрующая набивка, обеспечивающая очистку попадающего в бак воздуха). Корпус бака сварен из листового проката. Рабочая жидкость в баке должна быть на уровне 0,8 его высоты (не выше), следят за этим по указателю уровня. Сапун снабжен колпачком, препятствующим попаданию в бак пыли. Иногда указатель уровня или сапун объединяют с пробкой в единую конструкцию.

Отверстие всасывающей гидролинии снабжено запорным клапаном для перекрытия жидкости при ремонтах и расположено почти у дна бака, но так, чтобы в гидросистему не засасывались осадки. Отверстие сливной гидролинии расположено так, что оно всегда находится ниже минимального уровня рабочей жидкости. Это позволяет избежать вспенивания жидкости при работе гидропривода. Утечки из гидросистемы отводятся в бак через дренажную гидролинию.

Между полостями слива и всасывания установлены две перегородки, которые, удлиняя путь рабочей жидкости, способствуют более полному удалению из нее взвесей и пузырьков воздуха. Кроме того, перегородки обеспечивают поступление в полость всасывания верхних более чистых слоев масла. Рабочей жидкостью бак заправляют через отверстие, закрытое пробкой, и фильтр грубой очистки. Сливают жидкость через штуцер. Для очистки рабочей жидкости от различных примесей в гидролинии устанавливают магистральные, а в баках -- встроенные фильтры. Во встроенных фильтрах жидкость фильтруется так же, как в магистральных фильтрах. Обозначают и обслуживают эти фильтры одинаково.

Фильтры характеризуются тонкостью фильтрации рабочей жидкости, которая оценивается по наименьшему размеру частиц, задерживаемых фильтром. Фильтры изготовляют с тонкостью фильтрации 10; 25; 40; 63; 80 и 125 мкм.

Внутри корпуса магистрального фильтра установлены фильтрующие элементы. Внутри крышки находится перепускной клапан, прижимаемый к седлу пружиной. Через отверстие отработавшая рабочая жидкость поступает к фильтрующим элементам. При этом более крупные частицы оседают на дне корпуса, а мелкие -- задерживаются фильтрующими элементами. Очищенная рабочая жидкость из внутренней полости фильтропакета поступает на слив к выходному отверстию.

Трубопроводы на автомобильных кранах применяют жесткие и эластичные. Жесткие используют для соединения узлов гидропривода, не перемещающихся относительно друг друга: для систем низкого давления (1,6 -- 2,0 МПа) -- стальные цельнотянутые трубы или трубы из полимерных материалов; высокого давления -- стальные цельнотянутые трубы; для линий управления и подключения контрольных приборов при расположении соединяемых узлов в стесненных условиях -- медные трубы.

1.4.1 Типы гидравлических силовых передач

Гидравлическая силовая передача состоит из гидравлического насоса (гидронасоса), устройств, передающих энергию рабочей жидкости, и гидравлических моторов (гидромоторов).

Гидравлический насос преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости, идущую на питание гидравлических двигателей. Энергия потока рабочей жидкости передается от гидронасоса к гидродвигателю с помощью различных устройств для подвода рабочей жидкости гидравлические баки, подвижные вращающиеся соединения, трубопроводы, различная соединительная арматура).

Гидромотор преобразует энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию, приводящую в действие тот или иной рабочий механизм крана.

Гидравлические силовые передачи обеспечивают жесткую (в пределах несжимаемости жидкости) связь между гидронасосом и гидродвигателем через рабочую жидкость, перемещающуюся по системе трубопроводов.

На подъемно-транспортных и строительных машинах применяют три типа гидравлических машин: гидронасосы, гидромоторы и гидроцилиндры.

Гидронасосы характеризуются объемной подачей, давлением, полезной мощностью и полным кпд. Объемная подача -- это объем жидкости, подаваемой насосом в единицу времени. Давлением насоса называется приращение механической энергии, полученное каждой единицей массы жидкости, проходящей через насос, т.е. разность удельных энергий жидкости при выходе из насоса и при входе в него. Полезная мощность насоса - мощность, сообщаемая насосом подаваемой рабочей жидкости и определяемая произведением давления насоса и его подачи. Отношение полезной мощности к мощности, потребляемой насосом, называют коэффициентом полезного действия (кпд) насоса. Эта величина характеризует все потери в насосе, складывающиеся из объемных и гидромеханических потерь. Каждая из этих потерь характеризуется соответствующими кпд. Объемный кпд учитывает внутренние перетечки жидкости из полости нагнетания в полость всасывания и наружные утечки из корпуса через зазоры. Механический кпд учитывает потери, возникающие при вращении и взаимном перемещении деталей насоса, гидравлический кпд - потери давления, возникающие при движении по внутренним каналам насоса. Полный кпд насоса равен произведению объемного, гидравлического и механического кпд.

Применяют гидропередачи с нерегулируемыми насосами (постоянной подачи). Скорость в таких передачах регулируют комбинированным способом: с одной стороны, изменением частоты вращения приводящего двигателя (двигатель базового автомобиля) и, следовательно, гидронасоса, а с другой стороны, путем прямого регулирования подачи с помощью регулирующих гидроаппаратов. Существует два типа нерегулируемых гидравлических насосов: преимущественно шестеренные и аксиально-поршневые; первые наиболее перспективные и часто используемые.

Шестеренный насос имеет две шестерни, входящие в зацепление друг с другом, заключенные в корпусе. Ведущая шестерня закреплена на ведущем валу на шпонке, а ведомая получает от нее вращение. Так как зацепление шестерен внешнее, то и сам насос называется шестеренным насосом с внешним зацеплением. Всасывающая гидролиния подведена к шестерням с той стороны, где зубья выходят из зацепления, а напорная -- со стороны, где зубья входят в зацепление. Головки зубьев, входя в зацепление, выжимают масло из впадин между зубьями, создавая давление в напорной гидролинии гидросистемы. Жидкость от всасывающей гидролинии перемещается к напорной гидролинии в полостях, образованных впадинами зубьев и стенкой корпуса насоса.

Шестеренные насосы НШ-10Е-3-Л (а), НШ-50-3-Л (б) и схема зацепления их шестерен (в):

1, 17 - крышки; 2 -- манжета крышки; 3 - кольцо уплотнительное; 4 - пластина; 5, 11, 18 - манжеты; 6, 14 - шестерни ведомые; 7 - корпус; 8 - подшипники;

9, 13 - шестерни ведущие; 10 -- втулка левая; 12 -- компенсатор; 15 -- втулка правая; 16 - корпус; 19 - кольцо опорное; 20 - кольцо ограничительное; А -- линия всасывания; Б - линия нагнетания.

Движение жидкости в шестеренном насосе показано на рис .стрелками. Конструктивно шестерни выполнены заодно с валами, образуя вал-шестерни. Вал-шестерни размещаются в алюминиевом корпусе , закрытом крышкой . На хвостовике ведущей вал-шестерни сделаны шлицы для соединения насоса с двигателем или валом трансмиссии. Для уменьшения торцевых утечек вал-шестерни устанавливают в корпусе на специальных плавающих втулках положение которых друг относительно друга фиксируется лысками и проволокой. Плавающие втулки прижимаются к шестерням вал-шестерн за счет давления рабочей жидкости, подаваемой к их торцам в полостях. По мере износа торцов шестерен и втулок зазор между ними, а следовательно, и торцевые утечки остаются минимальными (так называемая гидравлическая компенсация торцевых зазоров). Чтобы уменьшить радиальные утечки, -стремятся сделать минимальный зазор между шестернями и корпусом насоса. Резиновые кольца и манжетные уплотнения предотвращают утечку жидкости из корпуса насоса. Жидкость, просачивающаяся по валам шестерен, поступает через каналы в полости, соединенные с камерой всасывания (на рисунке не показано). Все это позволяет увеличить объемный кпд насоса и значительно удлинить срок его службы. По простоте конструкции и стоимости изготовления шестеренные насосы обладают несомненными преимуществами по сравнению с насосами других типов, поэтому их применяют в тех гидропередачах, где кпд не имеет существенного значения.

Гидромотор -- гидродвигатель вращательного действия -- предназначен для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения выходного вала.

Гидромоторы имеют сходное с насосом конструктивное устройство. Отличие состоит в некоторых особенностях распределительного узла, обеспечивающего работу механизма в качестве реверсивного гидромотора. Описанные выше насосы могут работать и как гидродвигатели, т.е. обратимы без изменений. Нерегулируемый гидромотор работает по схеме при которой подвод к одному из отверстий в крышке гидромотора рабочая жидкость через полукольцевой паз распределителя поступает под поршни, полости которых в данный момент соединены с этим пазом. Под действием давления рабочей жидкости поршни выдвигаются из блока цилиндров и через шатун поворачивают вал. Вместе с валом поворачивается и блок цилиндров с поршнями, в результате чего в работу постоянно вступают новые поршни, в то время как поршни, совершающие относительно блока цилиндров обратный ход через другой полукольцевой паз распределителя и второе отверстие в крышке, выталкивают рабочую жидкость из гидромотора, обеспечивая непрерывное вращение вала. Частота вращения вала зависит от расхода рабочей жидкости через гидромотор: чем расход больше, тем выше частота вращения вала. При подводе рабочей жидкости к другому отверстию крышки изменяется направление вращения вала гидромотора. Внутренние утечки, как и у насоса, отводятся через дренажное отверстие в корпусе. В целях увеличения производительности применяют регулируемые гидромоторы. Особенностью регулируемого гидромотора является то, что он оборудован специальным устройством - регулятором, позволяющим в процессе работы изменять угол наклона блока цилиндров относительно оси вала, вследствие чего изменяется ход поршней, а следовательно, -- и рабочий объем гидромотора. Благодаря этому частоту вращения вала гидромотора можно регулировать не только изменением расхода рабочей жидкости через гидромотор, но и изменением его рабочего объема.

Рассмотрим устройство регулируемого гидромотора . Узел регулятора включает в себя установленный в корпусе поршень с поводковым пальцем, втулку с золотником, пружины и со стержнем и крышку.



Регулируемый гидромотор (а) и его обозначение на гидравлической схеме (б):

1 -- вал; 2 - манжета; 3, 14, 22, 24 -- уплотнительные кольца; 4, 11 -- крышки; 5, 18 -- корпус; 6 - шатун; 7, 16 - поршни; 8 -- блок; 9, 20 -- винт; . 10, 21 -- пробки; 12, 23 - пружины; 13 - плунжер; 15 -- рычаг; 17 - палец; 19 -- золотник; 25 -- распределитель; 26 - шип; 27,” 28 - подшипники; 29 -- обратный клапан.

Угол наклона оси блока цилиндров относительно оси вала определяется положением поршня в корпусе. Втулка с золотником образуют гидрораспределитель, управляющий поршнем. Золотник имеет гидравлическое управление через канал в крышке. Клапан с логической функцией «ИЛИ» обеспечивает подвод поступающей в гидромотор рабочей жидкости к средней канавке втулки, независимо от того, к какому из основных отверстий гидромотора рабочая жидкость подводится, т.е. независимо от направления вращения вала гидромотора. На рисунке гидромотор изображен в положении, соответствующем его номинальному рабочему объему. В этом случае давление в линии управления отсутствует и золотник под действием пружины находится в верхнем положении, соединяя канал со средней канавкой втулки, а полость с дренажом. Давление поступающей в гидромотор рабочей жидкости передается в полость, фиксируя положение поршня изображенное на рисунке.

При подаче давления управления к каналу золотник переместится в нижнее положение, соединяя полость с дренажом, а другую полость со средней канавкой втулки. В этом случае подводимая к гидромотору рабочая жидкость поступит в полость и переместит поршень в верхнее положение, уменьшая угол наклона блока цилиндров, тем самым, рабочий объем гидромотора. Частота вращения вала гидромотора при том же расходе рабочей жидкости увеличится пропорционально уменьшению рабочего объема. Винтом ограничивается минимальный угол наклона блока цилиндров, а стержнем регулируется установочная длина пружины, определяющая минимальное давление управления. Наиболее предпочтительным считается, когда в схемах гидропривода применяются насосы и гидромоторы одного типоразмера.

Гидроцилиндры применяют: возвратно-поступательные одно- и двустороннего действия. Гидроцилиндры одностороннего действия делятся на поршневые, плунжерные, плунжерные телескопические. Шток или плунжер в них движется под действием рабочей жидкости только в одном направлении. Обратное движение выполняется под действием внешних сил или пружины. В гидроцилиндре двустороннего действия шток и поршень движутся в обоих направлениях под действием рабочей жидкости. Эти гидроцилиндры могут быть с одно- и двусторонним штоком или телескопические. Необходимым условием работы гидроцилиндра является герметизация штока в месте его выхода из корпуса, герметизация штоковой и поршневой полостей. Для герметизации используются кольца и манжеты из резины , пластмассы и композиционных материалов. Главные параметры гидроцилиндров - внутренний диаметр гильзы цилиндра (иногда говорят просто диаметр цилиндра) и рабочее давление, определяющее эксплуатационную характеристику гидроцилиндра.

Устройства для подвода рабочей жидкости. Рабочая жидкость поступает в систему гидропривода из специального гидробака, в котором хранится запас жидкости, необходимый для обеспечения нормальной работы системы. К насосу рабочая жидкость поступает по всасывающей гидролинии, а. от насоса по напорной гидролинии через вращающееся соединение - к двигателям исполнительных механизмов

.

Гидроцилиндры одно- (а) и двустороннего (б) действия: 1 - поршневой; 2 -- плунжерный; 3 -- плунжерный телескопический; 4 -- с односторонним штоком; 5 -- с двусторонним штоком; 6 -- телескопический

1.4.2 Устройство и принцип работы гидронасосов и гидромоторов

В объемных гидроприводах наряду с шестеренными широко используют роторные аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно один другому, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно из-за вращения вала кривошипа перемещаются относительно цилиндров. Аксиально-поршневые гидромашины выполняют по двум основным схемам: с наклонным диском и с наклонным блоком цилиндров.

Гидромашина с наклонным диском включает в себя блок цилиндров, ось которого совпадает с осью ведущего вала, а под углом а к нему расположена ось диска, с которым связаны штоки поршней. Ниже рассмотрена схема работы гидромашины в режиме насоса. Ведущий вал приводит во вращение блок цилиндров.

При повороте блока вокруг оси насоса на 180° поршень совершает поступательное движение, выталкивая жидкость из цилиндра. При дальнейшем повороте на 180° поршень совершает ход всасывания. Блок цилиндров своей шлифованной торцовой поверхностью плотно прилегает к тщательно обработанной поверхности неподвижного гидрораспределителя в котором сделаны полукольцевые пазы. Один из этих пазов соединен через каналы со всасывающим трубопроводом, другой -- с напорным трубопроводом. В блоке цилиндров выполнены отверстия, соединяющие каждый из цилиндров блока с гидрораспределителем. Если в гидромашину через каналы подавать под давлением рабочую жидкость, то, действуя на поршни, она заставляет их совершать возвратно-поступательное движение, а они, в свою очередь, вращают диск и связанный с ним вал.Таким образом работает аксиально-поршневой гидромотор. Принцип действия аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным блоком цилиндров заключается в следующем. Блок цилиндров с поршнями и шатунами наклонен относительно приводного диска вала на некоторый угол. Блок цилиндров получает вращение от вала через универсальный шарнир. При вращении вала поршни и связанные с ними шатуны начинают совершать возвратно-поступательные движения в цилиндрах блока, который вращается вместе с валом. За время одного обо-рота блока каждый поршень производит всасывание и нагнетание рабочей жидкости. Один из пазов в гидрораспределителе соединен со всасывающим трубопроводом, другой -- с напорным. Объемную подачу аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком цилиндров можно регулировать, изменяя угол наклона оси блока относительно оси вала в пределах 25°. При соосном расположении блока цилиндров с ведущим валом поршни не перемещаются и объемная подача насоса равна нулю.

Конструкция нерегулируемого аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным диском показана на рис. http://remgidro.ru/images/stories/stati/aksporshnereg.jpgВ корпусе вместе с валом вращается блок цилиндров. Поршни опираются на наклонный диск и благодаря этому совершают возвратно-поступательное движение. Осевые силы давления передаются непосредственно корпусным деталям -- передней крышки через люльку и задней крышке корпуса -- через башмаки поршней и гидрораспределитель, представляющие собой гидростатические опоры, успешно работающие при высоких давление и скорости скольжения.

В аксиально-поршневом насосе-гидромоторе применена система распределения рабочей жидкости торцового типа, образованная торцом блока цилиндров, на поверхности которого открываются окна цилиндров, и торцом гидрораспределителя.

Система распределения выполняет несколько функций. Она является упорным подшипником, воспринимающим сумму осевых сил давления от всех цилиндров; переключателем соединения цилиндров с линиями всасывания и нагнетания рабочей жидкости; вращающимся уплотнением, разобщающим линии всасывания и нагнетания одну от другой и от окружающих полостей. Поверхности образующие систему распределения, должны быть взаимно центрированы, а одна из них (поверхность блока цилиндров) -- иметь небольшую свободу самоориентации для образования слоя смазки. Эти функции выполняет подвижное эвольвентное шлицевое соединение между блоком цилиндров и валом. Чтобы предотвратить раскрытие стыка системы распределения под действием момента центробежных сил поршней, предусмотрен центральный прижим блока пружиной.

В нерегулируемом аксиально-поршневом насосе-гидромоторе с реверсивным потоком и наклонным блоком цилиндров ( http://remgidro.ru/images/stories/stati/aksporshreg.jpgось вращения блока цилиндров наклонена к оси вращения вала. В ведущий диск вала заделаны сферические головки шатунов, закрепленных также с помощью сферических шарниров в поршнях.

При вращении блока цилиндров и вала вокруг своих осей поршни совершают относительно цилиндров возвратно-поступательное движение. Вал и блок вращаются синхронно с помощью шатунов, которые, проходя поочередно через положение максимального отклонения от оси поршня, прилегают к его юбке и давят на нее. Для этого юбки поршней выполнены длинными, а шатуны снабжены корпусными шейками. Блок цилиндров, вращающийся вокруг центрального шипа, расположен по отношению к валу под углом 30° и прижат пружиной к распределительному диску который этим же усилием прижимается к крышке.

Рабочая жидкость подводится и отводится через окна в крышке. Поршни, находящиеся в верхней части блока, совершают ход всасывания рабочей жидкости. В то же время нижние поршни вытесняя жидкость из цилиндров, совершают ход нагнетания. Манжетное уплотнение в передней крышке гидромашины препятствует утечке масла из нерабочей полости насоса.

1.4.3 Устройство и принцип работы гидроцилиндра

Цилиндр гидравлический (сокр. гидроцилиндр) - это гидравлический двигатель объемного типа, работа которого основана на возвратно-поступательном движении выходного звена. Структурно гидроцилиндры представляют собой емкость, внутри которой находится поршень со штоком. Движение поршня происходит при увеличении давления рабочей жидкости, за счет увеличения ее количества.

...