Будівельні машини

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Зміст
1. Силове обладнання.
1.2. Двигуни внутрішнього згоряння.
1.3. Електричні двигуни.
2 Приводи будівельних машин.
2.1. Гідравлічні приводи.
2.2. Пневматичний привід.
2.2.1. Особливості пневматичного приводу, гідності і недоліки.
2.3. Електричний привід.
3. Трансмісії.
3.1. Силова передача.
3.2. Зчеплення.
3.3. Карданна передача.
3.4. Диференціальний механізм.
Список літератури.

1.1.Двігатель внутрішнього згоряння
Двигун внутрішнього згоряння - це тип двигуна, теплова машина, в якій хімічна енергія палива (звичайно застосовується рідке або газоподібне вуглеводневе паливо), що згоряє в робочій зоні, перетвориться в механічну роботу.
Незважаючи на те, що двигуни внутрішнього згоряння є вельми недосконалим типом теплових машин (низький ККД, сильний шум, токсичні викиди, менший ресурс), завдяки своїй автономності (необхідне паливо містить набагато більше енергії, ніж найкращі електричні акумулятори) двигуни внутрішнього згорання дуже широко поширені , наприклад на транспорті.
Схема роботи чотиритактного циліндра двигуна, цикл Отто
1. впуск
2. стиск
3. робочий цикл
4. випуск
Основними типами ДВС є:
Поршневі двигуни - камерою згоряння є циліндр, де теплова енергія палива перетворюється в механічну енергію, яка з зворотно-поступального руху поршня перетворюється на обертальну, за допомогою кривошипно-шатунного механізму.
За типом використовуваного палива поділяються на:
Бензинові - суміш палива з повітрям готується в карбюраторі і далі у впускному колекторі, або у впускному колекторі за допомогою розпилюють форсунок (механічних або електричних), або безпосередньо в циліндрі за допомогою розпилюють форсунок, далі суміш подається в циліндр, стискається, а потім підпалюється при допомогою іскри, проскакує між електродами свічки.
Дизельні-спеціальна дизельне паливо впорскується в циліндр під високим тиском. Займання суміші відбувається під дією високого тиску і, як наслідок, температури в камері.
Газові - двигун, який спалює в якості палива вуглеводні, що знаходяться в газоподібному стані при нормальних умовах:
суміші зріджених газів - зберігаються в балоні під тиском насичених парів (до 16 атм). Випаровування в випарнику рідка фаза або парова фаза суміші східчасто втрачає тиск в газовому редукторі до близького атмосферному, і всмоктується двигуном у впускний колектор через повітряно-газовий змішувач або впорскується у впускний колектор за допомогою електричних форсунок. Запалювання здійснюється за допомогою іскри, проскакує між електродами свічки.
стислі природні гази - зберігаються в балоні під тиском 150-200 атм. Пристрій систем живлення аналогічно системам живлення скрапленим газом, відмінність - відсутність випарника.
генераторний газ - газ, отриманий перетворенням твердого палива в газоподібний. В якості твердого палива використовуються:
вугілля
торф
деревина
Газодизельних - основна порція палива готується, як в одному з різновидів газових двигунів, але запалювати не електричної свічкою, а запальний порцією дизпалива, що впорскується в циліндр аналогічно дизельному двигуну.
Роторно-поршневі - за рахунок обертання в камері згоряння багатогранного ротора динамічно формуються обсяги, в яких відбувається звичайний цикл ДВС.
Газотурбінні двигуни - енергія розширюються продуктів горіння передається на лопатки газової турбіни.
ДВС з упорскуванням води.
Додаткові агрегати, що вимагаються для ДВС
Недоліком ДВС є те, що він виробляє високу потужність тільки у вузькому діапазоні оборотів. Тому невід'ємними атрибутами двигуна внутрішнього згоряння є трансмісія і стартер. Лише в окремих випадках (наприклад, у літаках) можна обійтися без складної трансмісії.
Також ДВС потрібні паливна система (для подачі паливної суміші) і вихлопна система (для відводу вихлопних газів).
1.2.Двігатель електричний
Двигун електричний, машина, яка перетворює електричну енергію в механічну. Д. е.. - Основний вид двигуна в промисловості (див. Електропривод), на транспорті (див. Тяговий електродвигун), в побуті і т.д. За родом струму розрізняють постійного струму електродвигуни, основна перевага яких полягає в можливості економічною і плавного регулювання частоти обертання, і двигуни змінного струму. До останніх відносяться: синхронні електродвигуни, у яких частота обертання жорстко пов'язана з частотою струму живлення; асинхронні електродвигуни, частота обертання яких зменшується з ростом навантаження; колекторні електродвигуни з плавним регулюванням частоти обертання в широких межах.
Найбільш поширені асинхронні Д. е..; Вони прості у виробництві та надійні в експлуатації (особливо короткозамкнені). Їх головні недоліки: значне споживання реактивної потужності і неможливість плавного регулювання частоти обертання. У багатьох потужних електроприводах застосовують синхронні Д. е.. У тих випадках, коли необхідно регулювати частоту обертання, користуються Д. е.. постійного струму і значно рідше у цих випадках застосовують дорожчі і менш надійні колекторні Д. е.. змінного струму. Потужність Д. е.. від десятих часток Вт до десятків МВт. Розрізняють Д. е.. у відкритому виконанні, в яких обертаються і струмоведучі частини захищені від випадкового дотику і попадання сторонніх предметів; в захищеному виконанні (в т. ч. краплі-і брискозахищеність); закриті (пило-і вологозахищені) і герметичні; вибухобезпечні, в яких полум'я не виходить за межі двигуна при вибуху газів усередині нього.

2.Пріводом називається сукупність силового обладнання, трансмісії і систем управління, що забезпечують привид в дію механізмів машини та робочих органів.
2.1.Гідравліческій привід будівельних машин
У більшості сучасних моделей універсальних одноківшових екскаваторів, самохідних стрілових кранів, навантажувачів, бульдозерів, скреперів та інших будівельних машинах для передачі потужності від двигуна до робочих механізмів застосовується гідравлічний об'ємний (статичний) привід. В об'ємному гідроприводі використовується енергія (статичний напір) практично нестисливої ​​робочої рідини (мінеральне масло), що нагнітається гідравлічними насосами.
Робоча рідина всмоктується-з бака через фільтр насосом і подається через золотниковое розподільний пристрій в одну з порожнин силових циліндрів. З протилежних порожнин через той же розподільник робоча рідина зливається в бак.
Для запобігання гідросистеми від перевантажень на нагнітальної лінії встановлюють запобіжний клапан, скидальний при максимальному тиску, на яке він відрегульований, надлишок робочої рідини назад в бак. Привід насоса здійснюється від основного двигуна машини.
У гідроприводах будівельних машин широко поширені шестеренні, аксіально-поршневі насоси та гідромотори.
Насоси перетворять механічну енергію приводу в енергію потоку робочої рідини; гідромотори перетворять енергію потоку робочої рідини в механічну, обертаючи приводні вали механізмів.
Шестеренні насоси виконують із зовнішнім і внутрішнім зачепленням. Вони можуть мати одну або декілька секцій. На рис. 1.2 наведена схема односекційного насоса типу НШ із зовнішнім зачепленням. При обертанні шестерні, в напрямку, зазначеному стрілками, робоча рідина з бака надходить у всмоктувальну камеру корпусу 3 насоси. З камери всмоктування рідина, укладена в западинах шестерень, переноситься в камеру нагнітання і видавлюється в робочу магістраль. Кількість зубів шестерень коливається в межах від 6 до 12. Односекційні насоси розвивають робочий тиск до 100 кгс/см2 (10 млн. а).
Для отримання великих тисків - до 140 кгс/см2 (14 МПа) іноді застосовують багатосекційні насоси, що складаються з декількох пар шестерень - секцій (зазвичай двох або трьох), розташованих послідовно.
Шестеренні насоси прості по конструкції, малогабаритні і мають невисоку вартість. Основні їх недоліки - порівняно малий ККД (0,6-0,75) і невеликий термін служби при роботі з високим Тиском.
Аксіально-поршневі насоси та гідромотори (рис. 1.3) аналогічні за конструкцією і складаються з нерухомого розподільного диска, що обертається блоку поршнів з штоками і приводного валу. Блок має вісім розташованих по колу циліндрів. Приводний вал, що спирається на три шарикопідшипника, передає обертання блоку циліндрів через універсальний шарнір (карданний вал). Поршні також шарнірно пов'язані з приводним валом за допомогою штоків, кульові голівки яких завальцьовані під фланцевої частини валу.
Блок, що обертається на шарикопідшипнику, розташований до приводного валу під кутом сс = 30 °. Завдяки цьому при обертанні валу поршні рухаються разом з блоком і одночасно переміщаються зворотно-поступально вздовж осі циліндрів 6, поперемінно засмоктуючи робочу рідину з всмоктуючої магістралі і виштовхуючи її в напірну магістраль. Блок циліндрів притиснутий пружиною до нерухомого розподільного Всмоктування диску. У диску є два дугових вікна (рис. 1.3,6), через одне з яких рідина засмоктується з бака, а через інше нагнітається поршнями в напірну магістраль. Перемички між вікнами відділяють порожнину всмоктування від порожнини нагнітання. При обертанні блоку отвори циліндрів з'єднуються або зі всасиваюющей, або з напірної магістралями. За половину обороту валу кожен поршень переміщається до верхнього торця блоку, при цьому робоча рідина засмоктується під поршень з всмоктуючої магістралі через всмоктувальний вікно розподільного диска. За наступну половину обороту поршень рухається до нижнього торця блоку, при цьому рідина витісняється з-під поршня через нагнітальні вікно диска в напірну магістраль.
При використанні аксіально-поршневого насоса в якості гідродвигуна з напірної магістралі від насоса нагнітається робоча рідина та її тиск на поршні перетвориться в обертання приводного валу. Відпрацювала рідина відводиться від гідродвигуна по зливному трубопроводу. Для реверсування гідродвигуна міняють місцями нагнітальний і зливний трубопровід або змінюють напрямок потоків рідини в них на протилежне.
Сучасні аксіально-поршневі насоси розвивають робочий тиск до 160-175 кгс/см2 (16-17,5 МПа) і вище і мають високий ККД-до 0,96-0,98.
Розрізняють регульовані (змінної подачі) і нерегульовані (постійної подачі) аксіально-поршневі насоси. У нерегульованих насосів кут а нахилу обертового блоку циліндрів по відношенню до осі приводного валу постійний. У регульованому насосі є можливість зміни кута нахилу що качає блоку циліндрів в процесі роботи. При плавній зміні кута взаємного розташування валу і блоку циліндрів будуть відповідно плавно назад пропорційно змінюватися подача рідини Q (або продуктивність насоса) і тиск р, що розвивається насосом, при незмінній потужності насоса N, так як N = pQ. Причому якщо цей кут змінити на протилежний, то насос змінить напрямок подачі рідини також на протилежне.
Аксіально-поршневі насоси змінної подачі, забезпечені пристроями для повороту осі блоку в залежності від тиску в системі, використовують для автоматичного регулювання зусилля і швидкості робочого органу або виконавчого механізму машини при коливаннях зовнішнього навантаження.
На деяких моделях сучасних будівельних машин встановлені здвоєні аксіально-поршневі насоси, які складаються з двох уніфікованих качають вузлів, змонтованих в одному корпусі. Здвоєні насоси застосовують у разі, коли для обслуговування системи гідроприводу машини необхідно створити два потоки робочої рідини.
Такі насоси розвивають робочий тиск у системі гідроприводу до 250-300 кгс/см2 (25-30 МПа). За кількістю встановлюваних насосів або потоків рідини, що подаються в напірні лінії, класифікують системи гідроприводу стррітельних машин. На вітчизняних машинах найбільшого поширення набула двопотокова система приводу, в якій робоча рідина від двох або трьох насосів (секцій насоса) подається у дві напірні лінії.
Гідроциліндри - найпростіші гідравлічні двигуни із зворотно-поступальним рухом рухомого ланки, застосовувані для приводу елементів робочого обладнання будівельних машин. Розрізняють гідроциліндри односторонньої дії (плунжерні), передають примусове рухом ланці тільки в одному напрямку, і двосторонньої дії, у яких рухливе ланка може примусово переміщатися в протилежних напрямках. Основними елементами гідроциліндра двосторонньої дії (рис. 1.4) є: циліндричний корпус і поршень зі штоком. Рухомим ланкою може слугувати корпус або шток.
Найбільшого поширення в будівельних машинах з гідравлічним приводом отримали гідроциліндри двосторонньої дії з одностороннім штоком. Вони аналогічні по конструкції і принципу дії і відрізняються один від одного діаметром і ходом поршня. Порожнину гідроциліндра, в якій розташований шток, називається штокової, протилежна - поршневий.
Робоча рідина в поршневу і штокову порожнини надходить через штуцера. При подачі рідини під тиском від насоса в поршневу порожнину шток висувається з гідроциліндра, а при подачі рідини в штокову порожнину - втягується в нього. Герметичне поділ штокової і поршневий порожнин забезпечується ущільненням поршня. Ущільнення штока перешкоджає витоку робочої рідини з штокової порожнини.
Отвори в хвостовику корпусу і голівці штока служать для приєднання гідроциліндра за допомогою шарнірів до робочих органів і несучих конструкцій машини. Для компенсації перекосів з'єднувальних елементів гідроциліндри встановлюють на сферичних підшипниках.
Управління гідродвигунами здійснюється розподільними пристроями (розподільниками). Вони направляють потік робочої рідини від насоса по трубопроводах до робочих порожнинах гідродвигунів, управляють послідовністю їх дії і забезпечують відведення рідини з зливних порожнин в бак. Крім того, розподільні пристрої реверсують гідродвигуни і регулюють їх швидкість.
У гідросистемах будівельних машин застосовують головним чином золотникові розподільники. За кількістю приєднаних каналів золотникові розподільники ділять на двох-, трьох-і чотирьохходових. Для управління гідродвигунами двосторонньої дії застосовують, як правило, чотирьохходових розподільники з чотирма каналами (напір, слив і два робочих відведення). За кількістю фіксованих положень золотника - робітників позицій - розрізняють три-і чотирьохпозиційний розподільники. Положення золотника трьохпозиційного розподільника - два робочих і одне нейтральне, чотирьохпозиційного - два робочих, одне нейтральне і одне плаває.
Трьохпозиційний чотирьохканальний розподільник (див. рис. 1.1) управляє подачею робочої рідини в гідроциліндри механізму підйому стріли. За допомогою його можна поперемінно з'єднувати напірну і зливну лінії або з трубопроводом (робоче положення рукоятки управління 6), або з трубопроводом (положення Р2), змінюючи таким чином напрям руху штоків гідроциліндрів. У нейтральному положенні золотника (положення Н) можна зупиняти штоки гідроциліндрів і пов'язану з ними стрілу в будь-якому положенні, замикаючи входи в обидва трубопроводи. При замиканні ліній розподільник з'єднує напірну і зливну лінії і забезпечує розвантаження безперервно працює і подаючого робочу рідину насоса.
Чотирьохсекційний розподільник забезпечує четверте - плаваюче положення штока гідроциліндра. У плаваючому положенні золотник відсікає від напірної лінії розподільника обидві порожнини гідроциліндра і з'єднує їх з зливний лінією, в результаті чого шток або циліндр може вільно переміщатися під дією зовнішнього навантаження.
Золотникові розподільники випускають у двох виконаннях-моноблочному та секційному (розбірному). У моноблочного розподільника всі золотникові секції виконані в одному литому корпусі, число секцій постійно. У секційного розподільника кожен золотник встановлений в окремому корпусі (секції), що приєднуються до таких же суміжних уніфікованим секціях. Число секцій секційного розподільника можна зменшувати або збільшувати шляхом перемонтажа. На більшості вітчизняних машин встановлені секційні розподільники. У систему управління, входять також клапани різного призначення і дроселі.
Запобіжні клапани обмежують підвищення тиску рідини в системі сверхдопустімого і захищають елементи гідросистеми від перевантажень. Клапани регулюють на тиск, що перевищує номінальну на 10-15%. При тиску, що перевищує робочий, клапан відкривається і перепускає рідина в зливну лінію.
Редукційні клапани знижують тиск подається в систему рідини до певної величини незалежно від тиску, що розвивається насосом.
Зворотні клапани служать для пропуску потоку рідини тільки в одному напрямку.
Дроселі являють собою місцеві гідравлічні опори і призначені для зміни обсягу подачі рідини в гідродвигуни: у гідроциліндр з метою регулювання швидкості руху штока або в гідромотор для регулювання частоти його обертання. Зазвичай дросель ставлять на трубопроводі, що з'єднує зливний і напірну лінії. Дросель відводить частину потоку рідини в зливну лінію, зменшуючи тим самим подачу в гідродвигун.
Гідродинамічні передачі. Гідродинамічна передача являє собою гідромуфту (застосовується рідко) або гідротрансформатор, принцип дії яких заснований на гідродинамічному зв'язку між їхніми ведучими і веденими елементами. Гідромуфта або гідротрансформатор зазвичай пов'язують вали двигуна і виконавчого механізму.
Гідротрансформатор (рис. 1.5) забезпечує плавне автоматичне зміна величини переданого крутного моменту в залежності від мінливої-зовнішнього навантаження. Він складається з трьох коліс, забезпечених радіально розташованими криволінійними лопатками: ведучого (насоса), жорстко пов'язаного з валом двигуна; веденого (турбіни), з'єднаного з валом виконавчого механізму та проміжного направляючого 3 (реактора), закріпленого нерухомо. Порожнину корпусу гідротрансформатора заповнена маловязким маслом. При обертанні насоса його лопатки відкидають масло в бік турбіни. Б'ючись об лопатки турбіни, масло віддає їй частину кінетичної енергії, внаслідок чого турбіна починає обертатися в одному напрямку з насосом. З турбіни масло перетікає в напрямку, протилежному обертанню насоса, до нерухомих лопаток реактора, ударяється об них і, змінивши напрямок обертання, надходить потім в насос. У результаті удару на лопатках реактора виникає зусилля, що викликає появу реактивного моменту, що впливає на тубіну. Таким чином, на турбіну діють два моменти: крутний моментдвігателя, що передається через потік ротранеформатора рідини від насоса, і реактивний момент.
Це дозволяє отримувати на вихідному валу гідротрансформатора крутний момент, що перевищує момент приводного двигуна. При зменшенні частоти обертання турбіни зі збільшенням зовнішнього навантаження автоматично збільшується реактивний і, отже, сумарний крутний момент на вихідному валу. Відношення максимального крутного моменту до моменту двигуна, називане коефіцієнтом трансформації, становить 2,5-3,5.
Застосування гідротрансформатора в трансмісіях машин дозволяє вберегти двигун від перевантажень, поліпшити тягові якості машин, спростити їх кінематику, підвищити продуктивність.
2.2.Пневматіческій привід
Будь-який об'єкт, в якому використовується газоподібна речовина, можна віднести до газових систем. Оскільки найбільш доступним газом є повітря, що складається з суміші безлічі газів, то його широке застосування для виконання різних процесів обумовлено самою природою. У перекладі з грецької pneumatikos - повітряний, чим і пояснюється етимологічне походження назви пневматичні системи. У технічній літературі часто використовується більш короткий термін - пневматика.
Пневматичні пристрої почали застосовувати ще в далекій давнині (вітряні двигуни, музичні інструменти, ковальські хутра тощо), але найбільшого поширення вони отримали внаслідок створення надійних джерел пневматичної енергії - нагнітачів, здатних надавати газам необхідний запас потенційної і (або) кінетичної енергії.
Пневматичний привід, що складається з комплексу пристроїв для приведення в дію машин і механізмів, є далеко не єдиним напрямом використання повітря (у загальному випадку газу) в техніці і життєдіяльності людини. На підтвердження цього положення коротко розглянемо основні види пневматичних систем, що відрізняються як за призначенням, так і за способом використання газоподібного речовини.
За наявністю і причини руху газу всі системи можна розділити на три групи.
До першої групи віднесемо системи з природною конвекцією (циркуляцією) газу (частіше всього повітря), де рух і його напрямок обумовлено градієнтами температури і щільності природного характеру, наприклад, атмосферна оболонка планети, вентиляційні системи приміщень, гірничих виробок, газоходів тощо
До другої групи віднесемо системи з замкнутими камерами, не сполученими з атмосферою, в яких може змінюватися стан газу внаслідок зміни температури, обсягу камери, наддуву або відсмоктування газу. До них відносяться різні акумулюючі ємності (пневмобаллони), пневматичні гальмівні пристрої (пневмобуфери), всілякі еластичні надувні пристрої, пневмогідравлічні системи паливних баків літальних апаратів і багато інших. Прикладом пристроїв з використанням вакууму в замкнутій камері можуть бути пневмозахвати (пневмопрісоскі), які найбільш ефективні для переміщення штучних листових виробів (папір, метал, пластмаса тощо) в умовах автоматизованого і роботизованого виробництва.
До третьої групи слід віднести такі системи, де використовується енергія попередньо стисненого газу для виконання різних робіт. У таких системах газ переміщається по магістралях з відносно великою швидкістю і володіє значним запасом енергії. Вони можуть бути циркуляційними (замкнутими) і бесціркуляціоннимі. У циркуляційних системах відпрацьований газ повертається по магістралях до нагнітачу для повторного використання (як у гідроприводі). Застосування систем дуже специфічно, наприклад, коли неприпустимі витоку газу в навколишній простір або неможливе застосування повітря з-за його окисних властивостей. Приклади таких систем можна знайти у кріогенній техніці, де в якості енергоносія використовуються агресивні, токсичні гази або летючі рідини (аміак, пропан, сірководень, гелій, фреони та ін.)
У бесціркуляціонних системах газ може бути використаний споживачем як хімічний реагент (наприклад, в зварювальному виробництві, в хімічній промисловості) або як джерело пневматичної енергії. В останньому випадку в якості енергоносія зазвичай служить повітря. Виділяють три основні напрямки застосування стиснутого повітря.
До першого напряму відносяться технологічні процеси, де повітря виконує безпосередньо операції обдування, осушення, розпилення, охолодження, вентиляції, очищення і т.п. Дуже широке поширення одержали системи пневмотранспортірованія по трубопроводах, особливо в легкій, харчовій, гірничодобувній галузях промисловості. Штучні і кускові матеріали транспортуються в спеціальних посудинах (капсулах), а пилоподібні в суміші з повітрям переміщуються на відносно великі відстані аналогічно текучим речовин.
Другий напрямок - використання стисненого повітря в пневматичних системах управління (ПСУ) для автоматичного управління технологічними процесами (системи пневмоавтоматики). Цей напрямок одержав інтенсивний розвиток з 60-х років завдяки створенню універсальної системи елементів промислової пневмоавтоматики (УСЕППА). Широка номенклатура УСЕППА (пневматичні датчики, перемикачі, перетворювачі, реле, логічні елементи, підсилювачі, струменеві пристрої, командоаппарати і т.д.) дозволяє реалізувати на її базі релейні, аналогові та аналого-релейні схеми, які за своїми параметрами близькі до електротехнічним системам . Завдяки високій надійності вони широко використовуються для циклового програмного керування різними машинами, роботами у великосерійному виробництві, в системах управління рухом мобільних об'єктів.
Третім напрямком застосування пневмоенергіі, найбільш масштабним за потужністю, є пневматичний привід, який в науковому плані є одним з розділів обший механіки машин. У витоків теорії пневматичних систем стояв І.І. Артоболевський. Він був керівником Інституту машинознавства (Імаш) у Ленінграді, де під його керівництвом у 40 - 60-х роках систематизувалися і узагальнювалися накопичені відомості з теорії та проектування пневмосистем. Однією з перших робіт з теорії пневмосистем була стаття А.П. Германа "Застосування стисненого повітря в гірничій справі", опублікована в 1933 р ., Де вперше рух робочого органу пневмоустройства вирішується спільно з термодинамічним рівнянням стану параметрів повітря.
Значний внесок у теорію і практику пневмоприводів внесли вчені Б.М. Бежанов, К.С. Борисенко, І.А. Бухарін, А.І. Вощинін, Є.В. Герц, Г.В. Крейн, А.І. Кудрявцев, В.А. Марутів, В.І. Містків, Ю.А. Цейтлін та інші.
2.2.1.Особенності пневматичного приводу, достоїнства і недоліки
Область і масштаби застосування пневматичного приводу обумовлені його достоїнствами і недоліками, що випливають з особливостей властивостей повітря. На відміну від рідин, застосовуваних у гідроприводах, повітря, як і всі гази, має високу стискальністю і малою щільністю у вихідному атмосферному стані (близько 1,25 кг / м 3), значно меншою в'язкістю і більшої плинністю, причому його в'язкість істотно зростає при підвищення температури і тиску. Відсутність мастильних властивостей повітря і наявність певної кількості водяної пари, який при інтенсивних термодинамічних процесах у змінюються обсягах робочих камер пневмомашин може конденсуватися на їх робочих поверхнях, перешкоджає використанню повітря без надання йому додаткових мастильних властивостей і влагопоніженія. У зв'язку з цим в пневмопривода є потреба кондиціонування повітря, тобто надання йому властивостей, що забезпечують працездатність і продовжують термін служби елементів приводу.
З урахуванням вищеописаних відмінних особливостей повітря розглянемо переваги пневмопривода в порівнянні з його конкурентами - гідро-і електроприводом.
1. Простота конструкції та технічного обслуговування. Виготовлення деталей пневмомашин та пневмоапаратів не вимагає такої високої точності виготовлення і герметизації з'єднань, як у гідроприводі, тому що можливі витоки повітря не настільки істотно знижують ефективність роботи і ККД системи. Зовнішні витоку повітря екологічно нешкідливі і відносно легко усуваються. Витрати на монтаж і обслуговування пневмопривода дещо менше через відсутність зворотних пневмоліній та застосування в ряді випадків більш гнучких і дешевих пластмасових чи гумових (гумотканинних) труб. У цьому відношенні пневмопривід не поступається електроприводу. Крім того, пневмопривід не вимагає спеціальних матеріалів для виготовлення деталей, таких як мідь, алюміній і т.п., хоча в ряді випадків вони використовуються виключно для зниження ваги або тертя в рухомих елементах.
2. Пожежо-та вибухобезпечність. Завдяки цьому гідності пневмопривід не має конкурентів для механізації робіт в умовах, небезпечних по запаленню і вибуху газу і пилу, наприклад в шахтах з рясним виділенням метану, в деяких хімічних виробництвах, на борошномельних підприємствах, тобто там, де неприпустимо іскроутворення. Застосування гідроприводу в цих умовах можливо тільки при наявності централізованого джерела живлення з передачею гідроенергії на відносно велику відстань, що в більшості випадків економічно недоцільно.
3. Надійність роботи в широкому діапазоні температур, в умовах курною та вологою навколишнього середовища. У таких умовах гідро-та електропривод вимагають значно більших витрат на експлуатацію, так при температурних перепадах порушується герметичність гідросистем з-за зміни зазорів і ізолюючих властивостей електротехнічних матеріалів, що в сукупності з курній, вологою і нерідко агресивним навколишнім середовищем призводить до частих відмов. З цієї причини пневмопривід є єдиним надійним джерелом енергії для механізації робіт у ливарному та зварювальному виробництві, в ковальсько-пресових цехах, в деяких виробництвах з видобутку і переробки сировини та ін Завдяки високій надійності пневмопривід часто використовується в гальмівних системах мобільних та стаціонарних машин.
4. Значно більший термін служби, ніж гідро-та електроприводу. Термін служби оцінюють двома показниками надійності: гамма-відсоткової напрацюванням на відмову і гамма-процентним ресурсом. Для пневматичних пристроїв циклічної дії ресурс становить від 5 до 20 млн. циклів в залежності від призначення і конструкції, а для пристроїв нециклічного дії близько 10-20 тис. годин. Це в 2 - 4 рази більше, ніж у гідроприводу, і в 10-20 разів більше, ніж у електроприводу.
5. Висока швидкодія. Тут мається на увазі не швидкість передачі сигналу (керуючого впливу), а реалізуються швидкості робочих рухів, забезпечуваних високими швидкостями руху повітря. Поступальний рух штока пневмоциліндра можливо до 15 м / с і більше, а частота обертання вихідного валу деяких Пневмомотори (пневмотурбін) до 100 000 об / хв. Це гідність в повній мірі реалізується в приводах циклічної дії, особливо для високопродуктивного обладнання, наприклад в маніпуляторах, пресах, машинах точкового зварювання, в гальмівних і фіксують пристроях, причому збільшення кількості одночасно спрацьовують пневмоциліндрів (наприклад в багатомісних пристосуваннях для затиску деталей) практично не знижує час спрацьовування. Велика швидкість обертального руху використовується в приводах сепараторів, центрифуг, шліфувальних машин, бормашин та ін Реалізація великих швидкостей в гідроприводі і електроприводі обмежується їх більшої инерционностью (маса рідини і інерція роторів) і відсутністю демпфуючого ефекту, яким володіє повітря.
6. Можливість передачі пневмоенергіі на відносно великі відстані по магістральних трубопроводах і постачання стисненим повітрям багатьох споживачів. У цьому відношенні пневмопривід поступається електроприводу, але значно перевершує гідропривід, завдяки менших втрат напору в протяжних магістральних лініях. Електрична енергія може передаватися по лініях електропередач на багато сотень і тисячі кілометрів без відчутних втрат, а відстань передачі пневмоенергіі економічно доцільно до кількох десятків кілометрів, що реалізується в пневмосистемах великих гірських і промислових підприємств з централізованим харчуванням від компресорної станції.
Відомий досвід створення міської компресорної станції в 1888 р . одним з промисловців в Парижі. Вона постачала заводи і фабрики по магістралях протяжністю 48 км при тиску 0,6 МПа і мала потужність до 18500 кВт. З появою надійних електропередач її експлуатація стала невигідною.
Максимальна довжина гідросистем становить близько 250 - 300 м в механізованих комплексах шахт для видобутку вугілля, причому в них використовується зазвичай менш в'язка водно-масляна емульсія.
7. Відсутність необхідності в захисних пристроях від перевантаження тиском у споживачів. Необхідний межа тиску повітря встановлюється загальними запобіжним клапаном, що знаходяться на джерелах пневмоенергіі. Пневмодвигуни можуть бути повністю загальмовані без небезпеки пошкодження і перебувати в цьому стані тривалий час.
8. Безпека для обслуговуючого персоналу при дотриманні загальних правил, що виключають механічний травматизм. У гідро-і електроприводах можливе ураження електричним струмом або рідиною при порушенні ізоляції або розгерметизації трубопроводів.
9. Поліпшення провітрювання робочого простору за рахунок відпрацьованого повітря. Це властивість особливо корисно в гірських виробках і приміщеннях хімічних і металообробних виробництв.
10. Нечутливість до радіаційного та електромагнітного випромінювання. У таких умовах електрогідравлічні системи практично непридатні. Це гідність широко використовується в системах управління космічною, військовою технікою, в атомних реакторах і т.п.
Незважаючи на вищеописані гідності, застосовність пневмопривода обмежується в основному економічними міркуваннями з-за великих втрат енергії в компресорах та Пневмодвигуни, а також інших недоліків, описаних нижче.
1. Висока вартість пневмоенергіі. Якщо гідро-та електропривод мають ККД, відповідно, близько 70% і 90%, то ККД пневмопривода зазвичай 5-15% і дуже рідко до 30%. У багатьох випадках ККД може бути 1% і менше. З цієї причини пневмопривід не застосовується в машинах з тривалим режимом роботи і великої потужності, крім умов, що виключають застосування електроенергії (наприклад, гірничодобувні машини в шахтах, небезпечних по газу).
2. Щодо велику вагу і габарити пневмомашин через низький робочого тиску. Якщо питома вага гідромашин, що припадає на одиницю потужності, в 5-10 разів менше ваги електромашин, то пневмомашини мають приблизно таку ж вагу і габарити, як останні.
3. Труднощі забезпечення стабільної швидкості руху вихідної ланки при змінної зовнішньої навантаженні і його фіксації в проміжному положенні. Разом з тим м'які механічні характеристики пневмопривода в деяких випадках є і його гідністю. 4. Високий рівень шуму, що досягає 95-130 дБ при відсутності коштів для його зниження. Найбільш гучними є поршневі компресори та пневмодвигатели, особливо пневмомолоти та інші механізми ударно-циклічної дії. Найбільш гучні гідроприводи (до них відносяться приводи з шестеренними машинами) створюють шум на рівні 85-104 дБ, а зазвичай рівень шуму значно нижче, приблизно як у електромашин, що дозволяє працювати без жодних спеціальних засобів шумопониження.
5. Мала швидкість передачі сигналу (керуючого імпульсу), що призводить до запізнювання виконання операцій. Швидкість проходження сигналу дорівнює швидкості звуку і, залежно від тиску повітря, складає приблизно від 150 до 360 м / с. У гидроприводе і електроприводі, відповідно, близько 1000 і 300 000 м / с.
Перелічені недоліки можуть бути усунені застосуванням комбінованих моелектричним або пневмогідравлічних приводів.

2.3.Електропрівод
Електропривод, електричний привід, сукупність пристроїв для перетворення електричної енергії в механічну і регулювання потоку перетвореної енергії за певним законом. Е. є найбільш поширеним типом приводу.
Історична довідка. Створення першого Е. відноситься до 1838, коли в Росії Б. С. Якобі справив випробування електродвигуна постійного струму з живленням від акумуляторної батареї, який був використаний для приводу гребного гвинта судна. Проте впровадження Е в промисловість стримувалося відсутністю надійних джерел електроенергії. Навіть після створення в 1870 промислового електромашинного генератора постійного струму роботи по впровадженню Е. мали лише приватне значення і не грали помітної практичної ролі. Початок широкого промислового застосування Е пов'язано з відкриттям явища обертового магнітного поля і створенням трифазного асинхронного електродвигуна, сконструйованого М. О. Доліво-Добровольським. У 90-х рр.. широке поширення на промислових підприємствах отримав Е., у якому використовувався асинхронний електродвигун з фазним ротором для повідомлення руху виконавчим органам робочих машин. У 1890 сумарна потужність електродвигунів по відношенню до потужності двигунів всіх типів, що використовуються в промисловості, склала 5%, вже в 1927 цей показник досяг 75%, а в 1976 наближався до 100%. Значна частка належить Е., використовуваному на транспорті.
Основні типи Е. По конструктивною ознакою можна виділити три основні типи Е.: одиночний, груповий і багатодвигунні. Одиночний Е. застосовують в ручних машинах, простих металообробних і древообрабативающіх верстатах і приладах побутової техніки. Груповий, або трансмісійний, Е. у сучасному виробництві практично не застосовується. Багатодвигунні Е. - приводи багатоопераційних металорізальних верстатів, мономоторний тяговий Е. рейкових транспортних засобів. Крім того, розрізняють Е. реверсивні і нереверсивні (див. Реверсивний електропривод), а по можливості управління потоком перетвореної механічної енергії - нерегульовані і регульовані (в тому числі автоматизований з програмним керуванням та ін)
Основні частини Е. Е. всіх типів містять основні частини, що мають однакове призначення: виконавчу і пристрою керування.
Виконавча частина Е. складається звичайно з одного або декількох електродвигунів (див. Двигун електричний) і передавального механізму - пристрої для передачі механічної енергії двигуна робочому органу приводиться машини. У нерегульованих Е. найчастіше використовують електродвигуни змінного струму, що підключаються до джерела живлення або через контактор або автоматичний вимикач, який грає роль захисного пристрою, або за допомогою штепсельного роз'єму (наприклад, в побутових електроприладах). Частота обертання ротора електродвигуна такого приводу, а отже, і швидкість переміщення пов'язаного з ним робочого механізму, змінюється лише в залежності від навантаження виконавчого механізму. У потужних нерегульованих Е. застосовують асинхронні електродвигуни. Для обмеження пускових струмів між двигуном і джерелом встановлюють пускові реактори або автотрансформатори, які після розгону двигуна відключають. У регульованих Е. найчастіше застосовують електродвигуни постійного струму, частоту обертання якорів яких можна змінювати плавно, тобто безперервно, в широкому діапазоні за допомогою досить простих пристроїв управління.
У пристрої управління входять: кнопковий пульт (для пуску і зупинки електродвигуна), контактори, блок-контакти, перетворювачі частоти і напруги, запобіжники, а також блоки захисту від перевантажень в аварійних режимах. При харчуванні Е. від джерела змінного струму, що характерно для Е., що використовуються в промисловості і на електрорухомому складі, двигуни якого живляться від мережі змінного струму, як перетворюючих пристроїв застосовують електромашинні або статичні перетворювачі електроенергії - випрямлячі. При живленні від джерела постійного струму, що характерно для автономних електроенергетичних систем і електрорухомого складу, двигуни якого живляться від мережі постійного струму, перетворюють пристрої виконують у вигляді релейно-контакторна систем або статичних перетворювачів (див. Перетворювальна техніка). У 70-і рр.. 20 в. все частіше і в регульованих Е. стали застосовувати трифазні асинхронні і синхронні двигуни, регулювання режимів роботи яких здійснюють за допомогою статичних, в основному напівпровідникових, перетворювачів частоти. Е. зі статичними перетворювачами енергії, виконаними на базі ртутних або напівпровідникових вентилів, називаються вентильними Е. Одинична потужність вентильних Е. змінного струму, які використовуються, наприклад, для шахтних млинів, досягає 10 МВт і більше. Застосування в Е. вентильних перетворювальних пристроїв дозволяє вирішувати найбільш економічним чином завдання повернення енергії від електродвигуна джерела живлення (див. Рекуперативні гальмування).
До важливих показників, що визначають характеристики пристроїв управління регульованого Е., слід віднести плавність регулювання режиму роботи робочого механізму, багато в чому залежить від плавності регулювання приводного електродвигуна, і швидкодія. Релейно-контакторну пристрою управління при порівняно низькому швидкодії забезпечують поетапне (дискретне) регулювання режимів роботи, швидкодіючі статичні системи - безперервне регулювання. У найпростіших Е. щодо невеликої потужності операції, пов'язані з регулюванням режиму роботи виконавчого механізму, проводять за допомогою ручного управління. Недоліком ручного управління є інерційність процесу регулювання і викликаного цим зниження продуктивності виконавчого механізму, а також неможливість точного відтворення повторюваних виробничих процесів (наприклад, при частих пусках). Регулювання режимів роботи виконавчих механізмів Е. зазвичай здійснюють за допомогою пристроїв автоматичного управління. Такий Е., називається автоматизованим, широко використовується в системах автоматичного управління (САУ). У розімкнутих САУ зміна обурює впливу (наприклад, навантаження на валу електродвигуна) викликає зміну заданого режиму роботи Е. У замкнутих САУ завдяки зв'язку між входом і виходом системи у всіх режимах роботи автоматично підтримуються задані характеристики, які при цьому можна і регулювати за певним законом. У таких системах знаходять все більш широке застосування ЕОМ. Однією з різновидів автоматизованого Е. є стежить електропривод, в якому виконавчий орган з певною точністю відтворює руху робочого механізму, що задаються керуючим органом. За способом дії розрізняють стежать Е. з релейним, або дискретним, управлінням та з безперервним управлінням. Стежать Е. характеризуються потужностями від декількох Вт до десятків і сотень квт, застосовуються в різних промислових установках, військової техніки та ін У 60-і рр.. 20 в. в різних областях техніки знайшли застосування Е. з числовим програмним керуванням (ЧПК). Такий Е. використовують в багатоопераційних металорізальних верстатах, автоматичних та напівавтоматичних лініях. Створення автоматизованого Е. для обслуговування окремих технологічних операцій і процесів - основа комплексної автоматизації виробництва. Для вирішення цього завдання необхідно вдосконалення Е. як у напрямку розширення діапазону потужностей Е. і можливостей регулювання, так і в напрямку підвищення надійності та створення Е. з оптимальними габаритами і масою.

3. Трансмісія
(Від лат. Transmissio - передача, перехід), пристрій для передачі механічної енергії від двигуна до виконавчих органів машини або до інших робочих машин (верстатів, млинів тощо). Передача обертання від Т. (трансмісійного валу) до робочих машин зазвичай проводиться приводними ременями (контрпривода). У сучасній техніці під Т. розуміється вся сукупність передавальних пристроїв від валу двигуна до робочих органів машини, на якій він встановлений. Так, в автомобілі або тракторі до складу механічної Т. входять силова передача, зчеплення, карданна передача, диференціальний механізм та інші пристрої. На тепловозах, судах, вантажних автомобілях, тракторах використовуються також гідромеханічні (гидротрансформатор і механічна коробка передач), гідрооб'ємні (гідронасос з гідромоторами) і електромеханічні (генератор і електродвигуни) Т.
3.1.Сіловая передача
Силова передача, пристрій для передачі механічної енергії, зазвичай з перетворенням сил, моментів і швидкостей, а в деяких випадках - характеру руху. С. п. в приводах машин дозволяє погодити режими роботи двигуна і виконавчих органів машини, приводити в рух декілька механізмів від одного двигуна, здійснювати реверсування руху, змінювати обертаючі моменти і частоти обертання при збереженні постійного моменту і частоти обертання двигуна, перетворювати обертальний рух на поступальний , гвинтове та ін Найбільшого поширення в машинобудуванні отримали механічні С. п. з твердими ланками, нерідко використовуються також гідравлічні (див. Гідропривід машин), пневматичні та інші С. п. Іноді в одній машині для приводу різних механізмів можуть одночасно застосовуватися С. п. різних типів або їх комбінації (наприклад, гідромеханічні С. п.). Економічна доцільність використання в машинах швидкохідних двигунів (у зв'язку з їх меншими габаритом, масою і вартістю) визначає переважне поширення силових передач, що знижують частоту обертання веденого вала в порівнянні з ведучим. Найбільшу потужність можна передати за допомогою зубчастих С. ​​п. (відомі, наприклад, редуктори до суднових турбін потужністю понад 50 МВт). Потужність черв'ячних С. ​​п. Обмежена (звичайно 200 квт) недостатньо високим коефіцієнтом корисної дії та нагріванням. Ланцюгові С. п. можуть передавати потужність до 4 Мвт, фрикційні С. п. - до 300, ремінні С. п. - до 1,5 МВт. Механічні С. п. компактні, зручні для компонування машин, мають високу надійність, дозволяють відносно просто здійснювати необхідні перетворення руху і практично будь-які передавальні відносини; при належній якості виготовлення більшість С. п. має високий коефіцієнт корисної дії.
3.2.Сцепленіе
Зчеплення, зчіпна муфта, механізм транспортних машин для передачі крутного моменту від двигуна внутрішнього згоряння до коробки передач. С. забезпечує короткочасне роз'єднання валу двигуна і вала трансмісії, безударное перемикання передач і плавне рушання машини з місця. Залежно від числа відомих дисків розрізняють одно-, двох-і багатодискові С. Встановлювані в автомобілях С. зазвичай представляють собою одно-або дводискове муфту, диски якої стиснуті пружинами. Для забезпечення м'якості включення С. і зменшення крутильних коливань трансмісії між фрикційними накладками дисків часто встановлюють плоскі пружини, а кріплення дисків до їх маточина проводять через пружну муфту з витими пружинами (див. Демпфер) і т. п. Вимкнення С. здійснюється педаллю через систему важеля або гідравлічну передачу, а у важких машинах з допомогою сервоприводу (див. Виконавчий механізм). Вимкнення може бути автоматичним при перемиканні передач. Як С. використовують також багатодискові масляні муфти (в мотоциклах), нормально розімкнуті (в тракторах), гідродинамічні або гідродинамічні в поєднанні з фрикційними (в автомобілях), а іноді електромагнітні муфти з феромагнітної сумішшю (зазвичай в автомобілях для інвалідів).
3.3.Карданная передача
Карданна передача автомобіля (від імені Дж. Кардано), пристрій для передачі обертання від провідного вала до веденого, розташованих під кутом один до іншого. Часто в процесі роботи кут і відстань між валами безперервно змінюються. В автомобілях К. п. (рис. 1) застосовуються для з'єднання двигуна і коробки передач (кут до 5 °), коробки передач з роздавальної коробкою (кут до 5 °), коробки передач (роздавальної коробки) з головною передачею (кут до 15 °), а також в інших випадках (у рульовому приводі, для приводу лебідок і т. і.). К. п. включає карданний вал з двома (рідше одним) карданом. Якщо карданним валом з'єднуються механізми, кут і відстань між якими змінюються (наприклад, коробка передач і головна передача автомобіля), передбачається осьова компенсація у вигляді ковзного шліцьового з'єднання, що допускає зміну довжини валу в заданих межах. У залежності від величини кута між валами в К. п. можуть бути використані полукардани (жорсткі або пружні), повні кардани нерівних кутових швидкостей або кардани рівних кутових швидкостей. Найбільш поширені повні кардани (рис. 2), основними деталями яких є дві вилки, голчасті підшипники, хрестовина, опори для цапф хрестовини і ущільнюючі пристрої. Ккд одного кардана - 0,985-0,99.
3.4.Діфференціальний механізм
Диференціальний механізм, пристрій, що дозволяє отримувати результуюче рух як суму або різницю складових рухів. У Д. м. з одним ступенем свободи складові руху кінематично пов'язані і здійснюються одним приводом, а результуюче виходить як різницю цих рухів. Д. м. з одним ступенем свободи застосовують для отримання малих точних переміщень або великих сил (наприклад, у приладах, металорізальних верстатах і т.п.).
У Д. м. з двома і більше ступенями свободи складові руху незалежні і виконуються кожне своєю ланкою. Відомі різні типи таких Д. м., але найбільшого поширення набув Д. м. з конічними зубчастими колесами (зазвичай називається просто диференціалом), застосовуваний в автомобілях і ін транспортних машинах, механічних приводах і т.п. Залежність між дійсними швидкостями ланок Д. м. виражається формулою w 1 + w 2 = 2w B або n 1 + n 2 = 2n B, де w 1, w 2, w B і n 1, n 2 і n B відповідно кутові швидкості і частоти обертання центральних коліс і водила. У варіаторі, що працює за замкнутою схемою, Д. м. дозволяє розширити діапазон регулювання та здійснити реверсивне обертання вихідного валу. У металорізальних верстатах Д. м. застосовується з метою спрощення налаштування і зменшення числа необхідних для цього змінних зубчастих коліс. У лічильно-обчислювальних машинах Д. м. використовується для виконання математичної операції додавання параметрів.

Список літератури.
1. Літ.: Чілікін М. Г., Загальний курс електроприводу, 5 видавництво., М., 1971; Авен О. І., Доманицький С. М., Безконтактні виконавчі пристрої промислової автоматики, М. - Л., 1960; Електропривод систем управління літальних апаратів. М., 1973; Основи автоматизованого електроприводу, М., 1974. Ю. М. Іньков.
2. Літ.: Решетов Д. М., Передачі в машинах, М., 1953; Кудрявцев В. Н., Вибір типів передач, М. - Л., 1955; Проектування механічних передач, 3 вид., М., 1967; Деталі машин. Розрахунок і конструювання. Довідник, під ред. Н. С. Ачеркан, 3 вид., Т. 3, М ., 1969. А. А. Пархоменко.
3. Літ.: Хельдт П. М., Автомобільні зчеплення і коробки передач, пров. з англ., М., 1960; Борисов С. Г., Егліт І. М., Муфти зчеплення тракторів, М., 1972. Н. Я. Ніберг, І. М. Егліт.
4. Літ.: Малаховський Я. Е., Лапін А. А., Вєдєнєєв Н. К., Карданні передачі, М., 1962. М. І. Лур'є. Н. Я. Ніберг.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
96.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Будівельні машини 2
Дорожньо-будівельні машини екскаватори
Росіяни сучасні будівельні машини
Будівельні машини 2 Підготовчі роботи
Будівельні матеріали
Будівельні розчини
Будівельні розчини 2
Будівельні професії
Будівельні та монтажні роботи
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru