Принцип работы гидравлического экскаватора: освещаем тщательно

Техническое обслуживание гидросистем машин должно осуществляться высококвалифицированными специалистами с помощью высокоточных диагностических приборов, выводящих сведения о неполадках на компьютер. Последний должен указывать методы устранения неисправностей. Такой подход находит все более широкое применение.

Однако, даже если рядом нет грамотного специалиста, а из средств диагностирования имеются только простые приборы измерения, определить причины неисправности гидросистемы можно достаточно точно и быстро, используя логический метод их нахождения. При этом необходимо хорошо понимать основные принципы гидравлики и знать основы работы и устройства каждого элемента гидропривода.

Принцип работы одноковшового экскаватора

Основной двигатель приводит в действие насосы, которые создают избыточное давление масла в гидроцилиндрах, и при этом вытягивается стрела. Водитель в кабине с помощью рычагов управляет движениями ковша и щита.

Конструкция

Как мини-, так и карьерные гидравлические экскаваторы представляют собой одноковшовые машины циклического действия. В соответствии с общепринятой классификацией специальная техника данного типа характеризуется наличием:

• гусеничного движителя или колесной базы;
• дизельного двигателя, который обеспечивает привод всех рабочих механизмов;
• гидросистемы с главным насосом переменой производительности и электронным блоком, контролирующим ее работу;
• прямой или обратной лопаты, которая имеет жесткую шарнирную связь со стрелой.

Карьерные экскаваторы могут комплектоваться ковшами для разных типов грунта, в том числе специальными, предназначенными для работы с материалами высокой плотности. Такое оборудование характеризуется стойкостью к износу и обычно поставляется дополнительно к заказу спецтехники.

Как определить простейшие неисправности гидросистемы?

Определить неисправности можно двумя способами:

• с помощью органов чувств;
• с помощью приборов и инструментов.

Простейшие неисправности гидравлической системы можно определить с помощью органов чувств — увидев, ощутив, услышав, — причем очень быстро. На практике многие проблемы решаются именно таким способом, без применения каких-либо инструментов.

Если с помощью органов чувств не удалось выявить неисправность, то необходимо использовать приборы: манометры, расходомеры и т.п.

Какие преимущества дает гидравлический привод

• Упрощение кинематики трансмиссии и рабочего оборудования.
• Уменьшение габаритов и массы машины при сохранении мощности.
• Расширение номенклатуры совместимого сменного оборудования.
• Максимальное использование мощности силовой установки.
• Рациональное совмещение рабочих операций.
• Плавность движений, точная ориентация рабочего органа.
• Повышение универсальности и мобильности экскаваторов, улучшение качества работ, возможность выполнения операций в труднодоступных местах.
• Повышение производительности машин на 30–35 %.
• Увеличение усилия копания в среднем в 1,5–2 раза.
• Бесступенчатая регулировка скоростей.
• Доступность запчастей, возможность модернизации техники.
• Улучшение условий труда машиниста.

Гидравлические машины более подвижные и технологически гибкие, чем механические. Экскаваторы имеют уменьшенную массу, поэтому могут работать как прямой, так и обратной лопатой. Гидравлические модели предпочтительны для выполнения операций в сложных горно-геологических условиях.

Типы одноковшовых экскаваторов

Погрузчик пользуется огромным ковшом, который при погрузке и разгрузке может поворачиваться под любым углом.

Бульдозер разгребает и выравнивает строительные площадки при помощи укрепленного спереди щита.

Землеройная машина зачерпывает землю отвалом, смонтированным под прицепом, и перевозит свой груз в любое место.

Виды гидравлических экскаваторов по типу рабочего оборудования

• Шарнирно-рычажные. Данные экскаваторы обеспечивают возможность менять угол наклона стрелы, поворачивать ковш относительно рукояти, регулировать положение рукояти с ковшом.
• Телескопические. Рабочие движения таких машин ограничиваются выдвижением и втягиванием телескопической стрелы.

Как подойти к поиску более сложных неисправностей гидросистемы?

Перед тем как начинать поиск неисправностей, нужно четко знать, какие параметры гидравлической системы необходимо измерить, чтобы получить информацию о месте нахождения неисправности, и с помощью каких специальных инструментов, приборов и оборудования это сделать.

Измеряемые параметры

Для нормального функционирования машины на ее рабочий орган должна быть передана определенная сила (крутящий момент) с определенной скоростью и в определенном направлении. Соответствие этих параметров заданным и должен обеспечить гидропривод, преобразующий гидравлическую энергию потока жидкости в механическую энергию выходного звена. Правильная работа рабочего органа зависит от параметров потока — расхода, давления и направления.

Следовательно, для проверки работы гидравлической системы необходимо проверить один или несколько из этих параметров. Для принятия решения о том, какие параметры надо проверить, необходимо получить полную информацию о неисправности.

Часто сообщение о неисправности в машине состоит из довольно неточной информации, например: «недостаточная мощность». Мощность зависит как от усилия на выходном звене, так и от его скорости, т.е. от двух параметров. В этом случае для принятия решения о том, какой параметр нужно проверить, следует задать более целенаправленные вопросы: привод работает слишком медленно или он не развивает требуемого усилия или крутящего момента?

После определения сути неисправности (недостаточная скорость или сила, неправильное направление движения рабочего органа) можно определить, отклонение какого параметра потока (расхода, давления, направления) от требуемого значения привело к этой неисправности.

Хотя процедура поиска неисправности основана на контроле расхода, давления и направления потока, имеются и другие параметры системы, которые можно измерить как с целью локализации неисправного узла, так и для определения причин его неисправности:

•  давление на входе в насос (вакуумметрическое) — для выяснения неисправностей во всасывающих линиях;
• температура — обычно более высокая температура одного из узлов системы (по сравнению с температурой остальных) является верным признаком того, что имеет место утечка;
• шум — при систематических и рутинных проверках шум является хорошим индикатором состояния насоса;
• уровень загрязнения — при неоднократном появлении отказов гидросистемы следует проверить загрязненность рабочей жидкости для определения причин неисправности.

Виды сменных рабочих органов для гидравлических экскаваторов

• Обратные лопаты различной вместимости для копания выемок ниже уровня стоянки машины, выгрузки грунта, зачистки основания забоя. Поворот ковша относительно рукояти позволяет работать в стесненных условиях, в непосредственной близости от инженерных коммуникаций.
• Прямые лопаты с поворотным ковшом для разработки грунтов как выше, так и ниже уровня стоянки, для погрузочных мероприятий. Оборудование позволяет выполнять планирование и зачистку основания в забое.
• Специальные ковши для рытья узких траншей и дренажных работ.
• Двухчелюстные грейферы для рытья котлованов, колодцев и траншей, для погрузки камней и крупнокусковых материалов, копания глубоких выемок, в том числе в стесненных условиях. Оборудование крепят вместо ковша, к рукояти обратной лопаты. Возможно продольное и поперечное раскачивание грейфера. Для копания колодцев глубиной до 30 м в оборудовании используют промежуточные удлиняющие вставки.
• Ковши со сплошной режущей кромкой и зубьями. Применяются для зачистных и планировочных работ.
• Погрузочные ковши увеличенной вместимости для доставки мелкокусковых и сыпучих материалов на уровень, расположенный выше стоянки машины, для разработки и погрузки грунтов в транспортные средства или отсыпки в отвал.
• Бульдозерные отвалы. Используются для засыпки траншей, ям, небольших котлованов.
• Специальные захваты для бревен и труб.
• Крановая подвеска для монтажных и грузоподъемных работ.
• Однозубые и многозубые рыхлители для работы с плотными, мерзлыми грунтами, для взламывания асфальтовых покрытий.
• Гидравлические, пневматические, гидропневматические молоты со сменными рабочими органами для разрушения скальных грунтов, кирпичной кладки, железобетона, дорожных покрытий, фундаментов, трамбовки почвы, дробления негабаритных кусков горных пород, погружения шпунта и свай.

Специальные приборы, инструменты и оборудование для диагностики гидросистемы

В гидравлической системе давление обычно измеряется манометром или вакуумметром, а расход — расходомером. Кроме этого, для специалиста по диагностике могут быть полезны и другие приборы и инструменты:

• преобразователь давления и самописец — если точность измерения давления должна быть выше точности, которую обеспечивает манометр, а также если необходимо измерить давление при переходном процессе или при действии реактивных возмущений со стороны внешней нагрузки (преобразователь давления выдает переменное напряжение, зависящее от приложенного давления);
• градуированный сосуд и секундомер — при измерении очень малых расходов, например утечек, с их помощью можно получить большую точность, чем при измерении расходомером;
• температурный датчик или термометр — для измерения температуры в гидравлическом баке можно установить температурный датчик (часто его совмещают с индикатором уровня рабочей жидкости), причем рекомендуется пользоваться датчиком, выдающим сигнал тревоги, как только температура рабочей жидкости становится слишком низкой или слишком высокой;
• термопара — для измерения локальной температуры в системе;
• измеритель шума — повышенный шум также является явным признаком неисправности системы, в особенности для насоса. При помощи измерителя шума всегда можно сравнить уровень шума «подозреваемого» насоса с уровнем шума нового насоса;
• счетчик частиц — позволяет с высокой степенью достоверности определить уровень загрязненности рабочей жидкости.

Сферы и особенности применения

Основная область использования гидравлического экскаватора – разработка грунтов (в массиве или дробленых) с их последующей погрузкой в транспортные средства или выбросом в отвал. Эти самоходные машины находят применение в следующих отраслях:

• в добыче полезных ископаемых открытым способом в карьерах,
• возведении зданий и сооружений,
• строительстве трубопроводов и объектов транспортной инфраструктуры.

Машина приспособлена для выемки грунта, расположенного ниже основания, и ее целесообразно использовать при рытье котлованов. Экскаваторы, оснащенные прямой лопатой, в основном применяются при разработке скальных и каменистых массивов средней крепости. При этом может производиться погрузка грунта в кузова автомобилей или на железнодорожные платформы. Землеройные машины с обратной лопатой являются более универсальными и могут использоваться для выполнения широкого спектра задач. Они обеспечивают рытье узких траншей с вертикальными стенками под фундаменты и трубопроводы. С их помощью возможно сооружение небольших котлованов, в том числе в крепких грунтах.

Диагностика гидросистемы при функциональной неполадке в экскаваторе

Шаг 1. Неправильная работа привода может иметь следующие причины:

• скорость исполнительного механизма не соответствует заданной;
• подача рабочей жидкости исполнительного механизма не соответствует заданной;
• отсутствие движения исполнительного механизма;
• движение в неправильном направлении или неконтролируемое движение исполнительного механизма;
• неправильная последовательность включения исполнительных механизмов;
• «ползучий» режим, очень медленная работа исполнительного механизма.

Шаг 2. По гидравлической схеме определяют марку каждого компонента системы и его функцию

Шаг 3. Составляют списки узлов, которые возможно, являются причиной нарушения функционирования машины. Например, недостаточная скорость исполнительного механизма привода может быть следствием недостаточного расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр, или ее давления. Следовательно, надо составить список всех узлов, которые влияют на эти параметры.

Шаг 4. На основании определенного опыта диагностирования определяют приоритетный порядок проверки узлов.

Шаг 5. Каждый узел, содержащийся в списке, подвергают предварительной проверке в соответствии с очередностью. Проверка проводится по таким параметрам, как правильная установка, настройка, восприятие сигнала и т.д., с целью выявления ненормальных признаков (как, например, повышенные температура, шум, вибрация и т.п.)

Шаг 6. Если в результате предварительной проверки узел, имеющий неисправность, не найден, то проводят более интенсивную проверку каждого узла с применением дополнительных инструментов, без снятия узла с машины.

Шаг 7. Проверка с использованием дополнительных приборов должна помочь найти неисправный узел, после чего можно решить, следует его ремонтировать или заменить.

Шаг 8. Перед повторным запуском машины необходимо проанализировать причины и последствия неисправности. Если неполадка вызвана загрязнением или повышением температуры гидравлической жидкости, то она может повториться. Соответственно, надо провести дальнейшие мероприятия по устранению неисправности. Если сломался насос, то его обломки могли попасть в систему. До подключения нового насоса гидроситему следует тщательно промыть.

*Подумайте над тем, что могло привести к повреждению, а также о дальнейших последствиях этого повреждения.

Технические характеристики

Устройство гидравлического экскаватора отличается высокой сложностью. Техника оборудуется полноповоротной платформой, на которой смонтирована силовая установка. Дизельный двигатель, вспомогательные механизмы и агрегаты обеспечивают землеройным машинам данного вида высокую эксплуатационную надежность и превосходные технические характеристики:

• мощность до 4500 л. с.;
• массу в снаряженном состоянии до 980 т;
• максимальное усилие отрыва свыше 730 кН;
• объем стандартного ковша с обратной лопатой при заполнении с шапкой до 12 м³;
• максимальную скорость вращения до 3,9 об/мин при повороте платформы.

В рабочем контуре гидравлического экскаватора устанавливаются аксиально-поршневые насосы, которые создают давление до 350 бар. Гидросистема обеспечивает машине высокую производительность и простоту технического обслуживания.

Гидравлические экскаваторы Cat®

Американский концерн Caterpillar предлагает большой ассортимент специальной техники различного назначения. Мини-, карьерные гидравлические экскаваторы, спецтехника малой и средней мощности характеризуются высокой эффективностью и способны выполнять широкий спектр работ. Производитель предлагает большой выбор гусеничных и колесных моделей, поэтому каждый заказчик имеет возможность выбрать машину с наиболее подходящими параметрами для выполнения тех или иных задач. Гидравлические экскаваторы Cat® просты в применении и обслуживании, обладают высокой эксплуатационной надежностью. Производитель предлагает большой выбор дополнительного оборудования, что существенно расширяет возможности техники. Кабина оператора обеспечивает максимальный уровень комфорта, а при разработке органов управления большое внимание было уделено их эргономике. Бортовой процессор позволяет контролировать состояние узлов и механизмов, предусмотрена система диагностики и сбора данных о параметрах функционирования силовой установки и гидравлических контуров.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Как и где можно получить права на управл... Описание и технические характеристики эк... Характеристики популярных современных и... Технические характеристики и модификации...