СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
ПРИВОДЫ. СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Лекция 2.
Привод — это совокупность силового оборудования, трансмиссии и системы управления, обеспечивающая приведение в действие механизмов (неполных органов) строительных машин.
Все строительные машины по силовому оборудованию разделяются на:
- работающие от собственной силовой установки, к ним относятся машины, снабженные теплосиловыми установками – двигателями внутреннего сгорания (ДВС),
- на использующие подведенную извне энергию, к ним относятся - машины с электрическим силовым оборудованием, запитываемые от внешней электросети с помощью кабеля.
Применяются следующие виды силового оборудования:
-Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) - дизельные и, очень редко, карбюраторные двигатели, используемые преимущественно для ручного инструмента.
- Электрические двигатели (генераторы):постоянного тока напряжением 380 В и в основном переменного тока с частотой 50Гц и напряжением 220 или 380 В. Для ручного инструмента в некоторых случаях используется частота 200 Гц (для повышения скорости вращения вала электромотора) и напряжение не выше 42 В (в целях безопасности труда).
- Комбинированное силовое оборудование:
- дизель и электромотор или гидростатическая передача, состоящая из гидронасоса и гидродвигателей с рабочим давлением гидрожидкости до 40 МПа.
- дизель или электромотор и пневмопривод, состоящий из компрессора и пневмодвигателей. Компрессоры выпускаются производительностью до 12 м3/ мин при давлении до 0,8 МПа (безопасно для персонала).
При выборе силового оборудования принимают во внимание следующие факторы:
- характеристики режима работы машины;
- внешние нагрузки;
- внешнюю механическую характеристику двигателя и его перегрузочную способность;
- КПД двигателя;
- габариты и массу;
- надежность работы двигателя и легкость пуска в различных климатических условиях и ряд других, иногда противоречивых, условий.
Рассмотрим подробнее важнейшую характеристику двигателя — его внешнюю механическую характеристику. Последняя представляет собой кривую, построенную в координатах М и n, где М - крутящий выходной момент на валу двигателя, а n - частота вращения выходного вала (рис. 2).
Рис. 2. Внешняя идеальная
механическая характеристика двигателя
Выходная мощность двигателя определяется по формуле:
где А-коэффициент размерности (1/9550) при [кг-м], [об/мин].
Характеристика в виде гиперболы М = f(п) является наилучшей, так как мощность двигателя, необходимая для выполнения рабочих операций, является постоянной (N = const).
Реальные внешние характеристики представляют собой ломаные кривые. Если это «падающие кривые», то такие характеристики называются «мягкими», если нет — то это «жесткие» характеристики и при этом N не может быть постоянной (рис. 3).
Рис. 3. Фактические внешние механические характеристики двигателей:
I - гидростатическая передача; 2 - электропривод
постоянного тока; 3 - дизель; 4 -электродвигатель
переменного тока с фазным ротором; 5 - электродвигатель
переменного тока с короткозамкнутым ротором
Мягкая характеристика двигателя позволяет автоматически снижать частоту вращения выходного вала с пропорциональным увеличением крутящего момента при возрастании сопротивления на рабочем органе строительной машины.
Перегрузочная способность двигателя определяется коэффициентом приспособляемости (коэффициентом запаса крутящего момента):
где Ммах и Мн - максимальное и номинальное (паспортное) значения крутящего момента на валу двигателя.
Двигатель с большой величиной kп не перегружается при использовании строительной машины с тяжелыми режимами работы. Внешняя нагрузка на рабочем органе двигателя, работающего в таких режимах, имеет знакопеременный характер с большой амплитудой колебаний. Этот режим используется в землеройных машинах циклического действия.