Механизм действия опорно-поворотных устройств. Сущность и виды цапф

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для чего предназначены вал и оси? Чем они различаются? Как соединены с валами и осями посаженные на них колеса, шкивы и т. п.? Перечислите конструктивные формы валов. Приведите примеры их применения. Что такое цапфа? Перечислите виды цапф в зависимости от их назначения

Каждая машина состоит из узлов, собранных из отдельных механизмов и деталей. Деталью принято называть неделимую часть машины, состоящую из монолитного куска материала или из нескольких кусков, соединенных между собой неподвижно при помощи сварки или иного неразъемного соединения.

Под механизмами условно будем понимать сочетание двух или нескольких деталей, связанных между собой и обусловливающих вполне определенное движение одной детали относительно другой.

Назначение механизмов состоит в передаче движения или усилия с вполне определенной целью. Любой механизм, какой бы сложности он ни был, состоит из отдельных узлов и деталей.

При рассмотрении механизма можно различить однотипные, однородные по своему назначению детали и соединения. Так, например, во многих механизмах, имеющих различное назначение, можно встретить оси, валы, зубчатые передачи, поэтому целесообразно вначале познакомиться с этими наиболее характерными деталями и их соединениями.

Вал представляет собой тело вращения цилиндрической, конической и другой формы, опирающееся на две или несколько опор. На валу закрепляются шкивы, зубчатые колеса, маховики и т. п. Некоторые из этих деталей, называемые ведущими, получают вращательное движение от постороннего источника энергии (двигателя). К другим деталям вращение передается валом. Они называются ведомыми.

Момент обязательно передает усилие (вращающий момент), а поэтому испытывает деформации кручения и изгиба.

Валы по форме разделяются на прямые или изогнутые (коленчатые), целые или составные (собранные из нескольких частей), сплошные или полые (пустотелые).

Широкое распространение получили коленчатые валы. Они применяются в двигателях внутреннего сгорания, в паровых машинах, поршневых насосах (компрессорах). Длинные валы, например гребные валы кораблей, из-за сложности их изготовления делают составными (разъемными). Полые, или трубчатые, валы применяют тогда, когда необходимо уменьшить их все ли пропустить через внутреннее отверстие вала другие детали. Например, шпиндели токарных, револьверных и других станков делаются полыми. В их отверстия вставляются прутки обрабатываемого металла.

Если вал не передает вращательного движения, а только поддерживает вращающиеся части, его называют осью. Таким образом, ось в отличие от вала не испытывает кручения, а подвергается лишь изгибу.

Оси делятся на неподвижные (например, оси колес велосипеда, мотоцикла, передних колес автомобиля) и подвижные, которые вращаются вместе с закрепленными на них деталями (например, оси железнодорожных и трамвайных прицепных вагонов).

Валы и оси воспринимают во время работы большие нагрузки. Поэтому их изготавливают из углеродистой конструкционной стали, подвергают обработке давлением и проверяют на прочность. Оси и валы быстроходных и тяжелых машин изготавливают из высококачественных (легированных) сталей, а для повышения прочности еще подвергают дополнительной термической обработке.

Часть вала или оси, которая находится на опоре (например, на подшипнике), называется цапфой.

Цапфа, находящаяся на конце вала или оси, называется шипом. Цапфа, расположенная в промежутке между другими деталями, называется шейкой. Если на вал или ось действует продольная (осевая) нагрузка, то цапфа этого вала или оси называется пятой.

Для того чтобы цапфа не сдвигалась на опоре продольно, ее диаметр делают меньше диаметра вала, что образует упорный заплечик.

Размеры шипов и шеек выбираются с таким расчетом, чтобы они могли выдерживать большие нагрузки, быстро меняющиеся во время работы машины. Примером может служить работа валов прокатных станов, молотов и прессов.

Для чего в конструкциях башенных кранов применяют грузовые каретки? Опишите особенности устройства ходовых тележек и их компоновки на нижней раме. Как устроены опорно-поворотные устройства и где они размещены? Для чего служит противовес

Для чего в конструкциях башенных кранов применяют грузовые каретки?

Грузовые каретки обеспечивают вертикальное перемещение по стоечным направляющим грузонесущих органов. Грузонесущие органы прикрепляются к грузовой каретке. Они служат для захвата и подачи грузов. Грузовые подъемники GR98A, ЖК-40 оборудованы грузонесущими органами в виде неповоротных платформ. Они не подают груз в проем здания.

Рис. 3. Грузовая каретки подъемника С-598А: 1 -- дощатый настил. 2, 4 -- ходовые ролики, 3 -- рама, 5 -- палец, 6 -- подвижная обойма, 7 -- тяга, 8 -- поперечина, 9 -- пружина, 10 -- рычаг, 11 -- эксцентриковый ловитель

Опишите особенности устройства ходовых тележек и их компоновки на нижней раме.

Рельсовое ходовое устройство, на базе которого производят, в основном, башенные краны состоит из ходовой рамы, которая получаемые нагрузки передает непосредственно на крановые пути. Составными частями ходовой рамы являются опорная рама, тележка ходовая и ходовые колеса. Тележки ходовые являются опорной основой для четырех поворотных флюгеров. Для снижения центра тяжести, уменьшения транспортных габаритов рама максимально опущена вниз, в связи с чем флюгеры выполняют трапециевидными, с уменьшением их высоты в месте соприкосновения с тележками ходовыми.

Тележки ходовые делятся по типу на ведущие (с приводом) и без привода (ведомые). Ведущие тележки ходовые состоят из сварной рамы, двух колес и приводного агрегата. Грузоподъемность таких тележек ходовых - до 60 т. Шарнирный шкворень, расположенный в верхней части рамы тележки ходовой, позволяет тележке поворачиваться относительно флюгера при движении крана по траектории круга, а также приводить ходовую тележку в транспортное состояние при перемещении крана.

Рис. 4. Тележка ходовая: 1 - Круг роликовый 1085.35.00 СБ, 2 - Рама нижняя 1080.27.00 СБ, 3 - Цепь гусеничная 1080.34.00 СБ, 4 - Редуктор хода 1080.28.00 СБ, 5 - Тормоз хода 1080.29.00 СБ, 6 - Электродвигатель ДПЭ-52, 7 - Система гидравлическая 1080.37.00 СБ, 8 - Муфта переключения левая 1080.30.00 СБ и правая 1080.31.00 СБ, 9 - Гусеничный ход 1080.33.00 СБ

Ряд строительных машин -- башенные и стреловые краны, одноковшовые экскаваторы, некоторые виды погрузчиков -- состоят из неповоротной части, являющейся опорой (основанием), и поворотной, на которой смонтированы рабочие органы и основные механизмы их привода.

Поворотная часть машин соединяется с неповоротной при помощи опорно-поворотного устройства, которое удерживает поворотную часть машины относительно не поворотной в заданном положении и служит для передачи на неповоротную часть нагрузки от силы тяжести поворотной части и внецентренных нагрузок от рабочих органов и ветровых давлений.

Рис. 5. Схема опорно-поворотного устройства на колонне: а -- с подпятником у верхней опоры; б -- с подпятником у нижней опоры

Опорно-поворотные устройства могут быть с опорными поверхностями на колонне, расположенными в двух уровнях, отстоящих один от другого на значительном расстоянии, или в виде поворотного круга на роликах, шариках или катках. У первых реакции от нагрузок направлены горизонтально, а у вторых -- вертикально.

Опорно-поворотные устройства с опорными поверхностями на колонне широко применяются у башенных кранов большой грузоподъемности с неповоротной башней, а также на кранах более раннего выпуска. Эти опорно-поворотные устройства бывают с нижним или верхним расположением центральной цапфы и подпятника. При расположении подпятника на верхнем уровне остов (неповоротная часть) машины выполняется в виде усеченного конуса 1 или пирамиды, вершина которых несет на себе центральную цапфу 3 и шариковый подпятник 4. В верхней части поворотной фермы 5 предусматривается ступица 2, надеваемая на цапфу 3. На нижнем уровне конусообразного выступа расположены опорные ролики 7, воспринимающие горизонтальные усилия от кругового рельса (бандажа) 6 поворотной фермы шатра 5.

При нижнем расположении центральной цапфы поворотная часть имеет конусообразный выступ, а у основания предусматривается соответствующее заглубление для цапфы 3 и подпятника 4.

Большинство современных кранов и экскаваторов выпускаются с опорно-поворотными устройствами в виде поворотного круга двух видов: шариковые или роликовые и с центральной цапфой и катками, катающимися по круговому рельсу.

Для чего служит противовес?

Для повышения устойчивости грузоподъемных машин против опрокидывания применяются дополнительные грузы согласно ГОСТ 12.2.068-81, которые в зависимости от назначения называют противовесом или балластом. Противовес служит для уравновешивания машины или ее отдельных частей во время работы, балласт -- для повышения ее устойчивости в нерабочем состоянии. Правильное сочетание противовеса и балласта позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию грузоподъемной машины при минимальной массе ее как в рабочем, так и в нерабочем состоянии.

Как устроена базовая часть полноповоротного гидравлического пневмоколесного и гусеничного экскаватора? Опишите общую структуру гидравлической системы и охарактеризуйте ее составные части

опорный поворотный ось цапфа

Как устроена базовая часть полноповоротного гидравлического пневмоколесного и гусеничного экскаватора?

Рис. 6. Одноковшовый полноповоротный пневмоколесный экскаватор: 1 - силовая установка; 2 - поворотная платформа; 3 - кабина оператора; 4 - моноблочная стрела; 5, 7,10 - гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 6 - рукоять; 8 - ковш; 9 - опора-отвал; 11 - пневмоколесное ходовое устройство; 12 - выносная опора

Ходовое устройство экскаваторов оснащено опорой-отвалом переднего расположения и задней аутригерной балкой с двумя выносными гидроуправляемыми опорами. Основное рабочее оборудование гидроэкскаваторов - обратная лопата с ковшами различной вместимости; сменные рабочие органы - грейфер, рыхлитель, гидромолот МГ-300, гидроножницы.

Экскаватор ЕК-18-16 (погрузочная модификация экскаватора ЕК-18) применяется для погрузки-разгрузки сыпучих и несыпучих грузов и оснащается погрузочными грейферами и бревнозахватом с ротатором.

Пневмоколесный экскаватор ЕК-17 (5846) на базе автомобильного шасси Урал-5557 оснащен оборудованием обратная лопата с ковшом вместимостью 0,65 м3 и применяется для выполнения малообъемных земляных и погрузочных работ на рассредоточенных объектах, удаленных на значительные расстояния. Скорость движения машины составляет до 70 км/ч. Рабочее оборудование смонтировано на поворотной платформе и включает моноблочную стрелу, рукоять, ковш и гидроцилиндры управления. На поворотной платформе установлены: автономная силовая установка экскаваторного оборудования, механизм поворота платформы и кабина оператора. Рама шасси снабжена четырьмя выносными гидроуправляемыми опорами.

Гусеничные экскаваторы ЕТ-14, ЕТ-16, ЕТ-18 (Рис.6) и ЕТ-25 на базе специальных гусеничных шасси с двигателями тракторного типа выполнены по единой конструктивной схеме, максимально унифицированы и отличаются друг от друга эксплуатационной массой, габаритными размерами, мощностью силовых установок. Ходовое устройство экскаватора выполнено с уширенными гусеничными лентами для передвижения и работы машины на слабонесущих грунтах.

Рис. 7. Одноковшовый полноповоротный гусеничный экскаватор ЕТ-18: 1 - гусеничное ходовое устройство; 2 - противовес; 3 - силовая установка; 4 - поворотная платформа; 5 - кабина оператора; 6, 8, 10 - гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковша; 7 - стрела; 9 - рукоять; 11 - ковш

Гусеничные экскаваторы серии ЕТ предназначены для разработки фунтов I-IV категорий и предварительно разрыхленных мерзлых грунтов, а также для погрузочно-разгрузочных работ на рассредоточенных объектах промышленного, городского и сельского строительства. Основное рабочее оборудование экскаваторов - обратная лопата с моноблочной стрелой и ковшами различной вместимости, сменные рабочие органы: гидромолот МГ-300, погрузочные и копающие грейферы, рыхлитель, гидроножницы, бревнозахват, кусторез, фрезерная головка и т. п.

Опишите общую структуру гидравлической системы и охарактеризуйте ее составные части.

Эти экскаваторы представляют собой многомоторные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический объемный привод. Параметры гидравлических экскаваторов регламентированы ГОСТ 30067-93 «Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные». По сравнению с механическими гидравлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее количество основных и вспомогательных движений рабочего оборудования, что значительно расширяет их технологические возможности и обеспечивает высокий уровень механизации земляных работ, особенно в стесненных условиях.

Гидравлический привод позволяет: значительно упростить кинематику трансмиссии и рабочего оборудования; расширить номенклатуру сменного рабочего оборудования; уменьшить габариты машины; рационально совмещать рабочие операции; максимально использовать мощность силовой установки; повысить мобильность и универсальность машин и улучшить качество выполняемых работ, сообщать сменным рабочим органам движения, позволяющие выполнять земляные работы в труднодоступных местах; обеспечивать плавность движения и точную ориентацию рабочего органа; реализовать большие (в 1,5...2 раза) усилия копания; повысить производительность машин в среднем на 30...35 %; улучшить условия труда машиниста.

Рис. 8. а. б. Гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием

Рис. 9 в. Гидравлические экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием

Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования состоят: 1 - опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6,8,9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста; 14 - гусеничное ходовое устройство; 15 - ковш прямой лопаты; 16 - телескопическая стрела

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным (рис. 8, а, б) и телескопическим (рис. 9, в) рабочим оборудованием, для удержания и приведения в действие которого, используют жесткие связи - гидравлические цилиндры. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования являются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического - выдвижение-втягивание телескопической стрелы.

К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.

Обратная лопата является самым распространенным видом рабочего оборудования гидравлических экскаваторов и предназначена для копания выемок, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.

Рис. 10. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

Список используемой литературы

Белецкий Б.Ф., Булгакова И.Г. Строительные машины и оборудование: справочное пособие для производственников, студентов стр. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Феникс, 2005. - 606 с.

Волков Д. П. Строительные машины и средства малой механизации: учеб. для вузов. - М.: Изд-во Академия, 2006. - 525 с.

Волков Д. П., Крикун В. Я. Строительные машины и средства малой механизации: учеб. для студ. сред. проф. образования. - 2-е изд., стер.. - М.: Академия, 2009. - 480 с.

Волков Д. П., Крикун В. Я. Строительные машины: учеб. для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: АСВ, 2002. - 376 с.

Волков С.А., Евтюков С.А. Строительные машины: учеб. для строит. вузов. - М.: Изд-во ДНК, 2008. - 704 с.

Добронравов С. С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. М.: Высш. шк., 2003. - 575 с.

Добронравов С.С., Добронравов М.С. Строительные машины и оборудование: справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк. - 2006. - 445 с.

Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. М.: Высш. шк., 2006. - 575 с.

Доценко А.И. Коммунальные машины и оборудование: учеб. пособие для вузов. - М.: Архитектура-С, 2005. - 344 с.

Доценко А.И. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. - М.: Высшая школа, 1995. - 400 с.

Доценко А.И. Строительные машины: учеб. для вузов. - М.: 2003. - 416 с.

Размещено на Allbest.ru