Приводы непосредственного действия
Привод – это система, состоящая из силового оборудования, трансмиссии и приборов управления, обеспечивающих приведение в действие рабочих органов и механизмов машины.
По системе приводов МЗР можно разделить на машины с групповым (однодвигательным) приводом и машины с индивидуальным (многодвигательным) приводом исполнительных механизмов.
По виду используемой энергии различают приводы тепловые, электрические, гидравлические, пневматические, а также смешанные (например, электрогидравлические). При этом понимается не только вид энергии, преобразуемой первичным двигателем, но и те ее виды, которые используются для передачи механической энергии, вырабатываемой первичным двигателем.
В МЗР преимущественно используются следующие виды приводов: однодвигательный от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или электрического с механической трансмиссией; однодвигательный от ДВС с гидравлической трансмиссией; многодвигательный электрический от ДВС или электродвигателя, соединенного с генератором, и с электроприводом отдельных исполнительных механизмов; многодвигательный от ДВС, соединенного с приводом отдельных исполнительных механизмов гидродвигателями.
Каждый вид приводов имеет достоинства и недостатки, а также свою область применения.
Приводы с ДВС отличаются независимостью от внешнего источника энергии, небольшой массой на единицу мощности, сравнительно высоким КПД. Вместе с тем они чувствительны к перегрузкам, их эксплуатация зависит от температурных условий, они имеют относительно малый срок службы, их нельзя реверсировать, требуется заправка топливом. ДВС применяются на бульдозерах, скреперах, автогрейдерах, рыхлителях, одноковшовых экскаваторах.
|
|
|
Приводы с усилителем
Электрические приводы не нуждаются в заправке топливом, допускают реверсирование, имеют высокий КПД, надежны и просты в эксплуатации даже при низкой температуре, долговечны, универсальны. Недостаток – требуется внешний источник энергии. Область применения – одно – и многоковшовые экскаваторы средней и большой мощности.
Гидравлические приводы по сравнении с другими имеют значительно меньшую массу и размеры и поэтому обладают малой инерцией. Они позволяют осуществлять бесступенчатое изменение выходных скоростей, преобразовывать вращательное движение в поступательное и наоборот; конструктивно просто обеспечивается защита гидроагрегатов от перегрузок. Недостатки – относительно высокая стоимость, сложность эксплуатации, относительно малая долговечность. Область применения: в сочетании с первичным двигателем на экскаваторах малой мощности, землеройно – транспортных машинах, машинах для специальных и вспомогательных работ, траншейных экскаваторах, а во вспомогательных приводах – во всех типах МЗР.
|
|
|
Пневматические приводы отличается плавностью включения и изменения усилий, простотой регулирования, надежностью. Эти системы работают при меньшем давлении, чем гидравлические, что определяет их преимущественное применение в системах управления муфтами и тормозами. При отрицательных температурах надежность пневматических приводов снижается.
Приводы МЗР должны: обеспечивать автономность силового оборудования от источника энергии; обладать высоким КПД; иметь минимальные размеры и массу при высокой надежности; обеспечивать простоту реверсирования исполнительных механизмов, независимость и возможность совмещения всех движений рабочих органов и двигателей и широкое регулирование их скоростей; обеспечивать работу машины при низких температурах воздуха (до -600 С) и в тропиках (при температуре воздуха до +400 С).
Дополнительные требования к приводам вытекают из режимов работы приводов в отдельных типах машин. Они сводятся: к обеспечению необходимых перегрузочных способностей привода, характеризуемых обычно соотношениями максимального Мmax и номинального Мном крутящего момента ( 
) и максимальной частоты вращения nmax на холостом ходу и nном при номинальной нагрузке ( 
); к необходимой форме механической характеристики М= 
; к оптимальной плавности нарастания движущих и тормозных моментов и ограничения от динамических перегрузок при стопорении рабочих органов и движений при упоре в препятствия
|
|
|
ДВС, их характеристики.
Источник энергии и оборудование для ее преобразования в приводах называют силовым оборудованием. По конструктивному назначению и роду используемой или преобразуемой энергии различают следующие виды силового оборудования МЗР: двигатели внутреннего сгорания (ДВС), электрические двигатели переменного и постоянного тока, гидравлические двигатели и насосы, гидротрансформаторы и гидромуфты, компрессорные установки.
Силовое оборудование должно удовлетворять требуемой мощности для преодоления рабочей нагрузки, характеру нагрузки, виду используемой энергии и климатическим условиям эксплуатации. У МЗР основным видом силового оборудования являются дизельные двигатели со следующим рядом мощностей 12-16; 30-40; 50-55; 65-80; 275-300; 400-500; 550-600; 730-880 кВт.
|
|
|
Соответствие двигателей характеру нагрузки определяется по их внешней скоростной (регуляторной) характеристике (рис. 3.1), показывающей зависимость эффективной мощности Ne, крутящего момента Me, часового Ge и удельного ge расхода топлива от частоты вращения ne (угловой скорости we) коленчатого вала. Me, Ne (we) и Ge – замеряются при стендовых испытаниях двигателя. Ne и ge являются производными:
; 
; (3.1)
Характерными точками внешней характеристики двигателя являются: номинальная частота вращения коленчатого вала nен, соответствующая наибольшей эффективной мощности двигателя Ne; частота вращения коленчатого вала nем, соответствующая максимальному крутящему моменту Mемах минимальная частота вращения коленчатого вала nемin, частота вращения коленчатого вала на холостом ходу nex; номинальный крутящий момент Meн (соответствующий крутящему моменту при nen); максимальный крутящий момент Мемах, максимальная мощность Nemax; минимальный часовой расход топлива на холостом ходу Gemin; часовой расход топлива при максимальной мощности Gen; минимальный удельный расход топлива gemin.
Регуляторные характеристики ДВС принято строить не только в функции частоты вращения коленчатого вала, но и в функции мощности двигателя или его крутящего момента. Если с увеличением нагрузки на рабочем органе незначительно снижается скорость движения последнего, то характеристику привода называют жесткой. Силовая установка при этом сильно перегружается. Регулирующие возможности такого привода ограничены .
При мягкой характеристике привод имеет свойство саморегулироваться т.е. автоматически снижать частоту вращения вала двигателя, соответственно увеличивая крутящий момент, или увеличивать скорость при снижении нагрузки.
Реальные внешние характеристики распространенных типов силовых установок показаны на рис. 3.2. При изменении крутящего момента на валу дизельного двигателя на 50-60% незначительно изменяется частота вращения; у карбюраторного же двигателя она практически не изменяется, т.е. эти силовые установки имеют жесткую характеристику. Иная картина наблюдается у дизеля с регулятором (кривая 2) и электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением (кривая 4), когда с ростом нагрузки от нуля до максимума частота вращения изменяется от максимального значения до нуля (мягкая характеристика).
Возможность преодоления двигателем повышенных сопротивлений вращению коленчатого вала двигателя оценивается коэффициентом приспосабливаемости двигателя Кпр:
; (3.2)
(у дизелей , не имеющих корректора подачи топлива, Кпр=1,00÷1,05, а при наличии корректора – Кпр=1,1÷1,2), или коэффициентом запаса крутящего момента Кз, который определяется с помощью следующей зависимости:
; (3.3)
Важным показателем ДВС является эффективный КПД, который представляет собой отношение теплоты превращаемой в эффективную работу, к теплоте, которая могла бы выделиться при полном сгорании топлива. Эффективный КПД величина не постоянная: минимальные значения он имеет на малых и больших числах оборотов вала двигателя, а максимальные значения 26-28% для карбюраторных двигателей и 32-37% для дизелей достигает при средних числах оборотов.
На некоторых МЗР устанавливают электрические или комбинированные дизель-электрические приводы. Силовой установкой такого привода является генератор, питаемый от внешней сети, или агрегат, сочетающий дизельный двигатель с генератором. Генераторы питают электродвигатели постоянного или переменного тока, приводящие исполнительные механизмы рабочего оборудования.
Двигатели переменного тока просты в управлении, надежны и удобны в эксплуатации, могут кратковременно выдерживать большие перегрузки. Существенный недостаток электропривода с двигателями переменного тока состоит в том, что он не может саморегулироваться.
Электродвигатели постоянного тока наиболее приемлемы для приводов МЗР с тяжелым режимом работы. Многомоторные приводы по схеме «генератор-двигатель» Г-Д или ТГ- Д (трехобмоточный генератор-двигатель) с электромашинным или магнитным усилителем обеспечивают бесступенчатое регулирование скорости и полное использование мощности силовой установки при изменении нагрузок в широком диапазоне.
Гидравлическое силовое оборудование может быть гидрообъемным (гидравлические насосы, двигатели, силовые цилиндры) и гидродинамическим (гидромуфты и гидротрансформаторы).
Из насосов, служащих для преобразования механической энергии первичного двигателя в энергию тока рабочей жидкости, применяются аксиальные, роторно-поршневые, пластинчатые (лопастные) и шестеренные. Гидравлические приводы работают при давлении от 6,3 до 31,5 МПа и более. В качестве рабочих жидкостей в них используют масла: индустриальное М12А, веретенное А4, авиационное АМГ и всесезонное ВМГЗ.
Компрессорные (пневматические) силовые установки состоят из приводного ДВС или электродвигателя, компрессора и системы воздухоподготовки. Установки могут быть стационарные, а также переносные, прицепные и самоходные. Применяемые компрессоры по принципу действия разделяют на поршневые, ротационные и винтовые. Передвижные компрессорные установки, используемые для привода МЗР, как правило, выпускают производительностью до 10 м3/мин при давлении до 0,8 Па.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 901; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!