Лабораторная работа № 9 Изучение конструкции погрузочно-транспортных машин

1. Цель работы

«Изучить компоновочные схемы и основные узлы погрузочно-транспортных машин типа ПД и ПТ».

2. Общие сведения

Стандартом предусмотрено создание погрузочно-транспортных машин двух типов:

ковшовые грузоподъемностью 2, 3, 5, 8, 12т, в которых горная масса транспортируется в ковше;

кузовные грузоподъемностью 2, 5, 4, 6, 10, 12т, в которых горная масса грузится ковшом и транспортируется в кузове.

Стандартом принята следующая система обозначений: ковшовые машины – ПД, машины с кузовом – ПТ с цифрами через тире, указывающими грузоподъемности в тоннах. Например, ковшовая машина грузоподъемностью 5т – ПД-5; машина с кузовом грузоподъемностью 10т – ПТ-10.

Ковшовые машины рассчитаны на погрузку и транспортирование горной массы плотностью 2,0т/м³. Сменные ковши предназначены для руд с плотностью, меньшей или большей расчетной. Кузовные машины имеют постоянную емкость кузова и рассчитаны на погрузку и транспортирование горной массы плотностью 2,5 т/м³.

Мощность привода машин позволяет преодолевать подъемы до 18⁰.

Технические характеристики наиболее распространенных отечественных и зарубежных погрузочно-транспортных машин с грузонесущим бункером приведены в табл.1.

3. Конструкция машин

Машины состоят из ходовой части, погрузочного органа, аккумулирующего органа, системы управления, системы очистки выхлопных газов, системы управления.

3.1. Ходовые части

В табл.2 приведены основные технические данные ходовых частей характерных моделей погрузочно-транспортных машин отечественного и зарубежного производства.

Таблица 1

Технические характеристики погрузочно-транспортных машин

Марка машины

Институт или фирма

Страна

Емкость, м3

Грузоподъе-мность,т

Размеры, мм

Тип привода

Установленная мощность, л.с.

Максималь-ная скорость передвижения машины,км/ч

Масса, т

ковша

кузо-ва

ширина

высота (максимальная)

Высота в транспортном положении

Длина (максима-льная)

ПДВ-2 МПДВ-1 ПДН-3Д 1ПДН-2 1ПДН-2Э ПДН-1В Т-2G Т-4G Kaвo-310 Kaвo-510 Т-7GD TL-2 TL-4 Эймко-803 LB-125/1000 TL-50 TL-110

НИПИгормаш » » » » » «Атлас-Копко» » » » » «Тайку» » «Эймко» - «Джой» »

РФ » » » » » » » » » Япония » Англия ГДР США »

0,12 0,15 1,5 0,25 0,25 Вибролоток 0,12 0,3 0,13 0,5 1,5 0,12 0,3 0,25 0,25 Нет дан-ных 1,72

1,0 1,5 6,0 1,8 1,8 1,2 0,76 1,8 1,0 2,25 5,0 0,72 1,80 1,28 1,25 3,9 9,6

2,5 3,0 15,0 4,8 4,0 3,0 1,5 3,6 2,5 5,0 12,0 1,5 4,0 3,0 3,0 6,4 15,5

1350 1650 2700 1870 1850 1320 1460 1875 1770 1850 2500 1730 1850 1524 1755 Нет дан-ных 3500

1600 2200 3400 2450 2600 1750 2070 2550 2310 2700 Нет дан-ных 2070 2620 2210 2150 1600 4470

1600 1650 2500 2100 2300 1600 1390 1710 1450 1755 2400 1540 1700 2120 1650 Нет дан-ных 2500

3100 3000 1900 4070 3350 3400 2500 3350 2920 3600 8500 2820 3300 3353 2935 Нет дан-ных 7920

Пневматический То же Дизельный Пневматический Электрический То же Пневматиче-ский То же » » Дизельный Пневматиче-ский То же Электрический Пневматиче-ский Дизельный »

39 62 215 58 37 45 18 27 32 64 200 21 42 48 32 110 220

5,0 4,8 20,0 5,0 5,0 4,0 3,6 5,4 5,0 5,0 20,0 5,4 5,4 5,2 5,0 30,0 30,0

4,2 3,6 20,0 4,8 4,8 3,2 2,1 4,65 2,7 5,5 21,0 2,27 5,01 4,5 3,0 11,1 17,0

Таблица 2

Характеристика ходовых частей

Марка машины	Институт или фирма	Схема ходовой части	Подвеска	Привод	Мощность привода. л.с.	Число скоростей, вперед, назад	Число ведущих колес	Шины, дюймы	Радиус поворота,м		База, мм	Клиренс, мм	Преодалева-емый подъем, градус
									внешний	внутренний
С грузонесущим кузовом
ПДВ-2	«НИПИгормаш»	Трехколесная	Жесткая	Пневмати- ческий	28	Плавное регулиро- вание	2	8,25-15 и 160-254 мм (спаренные)	2,2	1,6	1100	230	8
МПДН-1	То же	С бортовым поворотом	>>	То же	32	То же	4	8,25-15	Поворот на месте		1080	200	12
ПДН-3Д	>>	Со всеми уп-равляемыми колесами	Передний мост балан-сирный	Дизельный	190	3	4	18,00-25	8,8	4,9	3500	300	18
ПДН-1В	>>	Гусеничная	Балансир-ная	Электриче-ский	42	2	Гусе-ницы	_	Поворот на месте		-	220	32
Каво-310	«Атлас-Копко»	С бортовым поворотом	Жесткая	Пневмати- ческий	24	Плавное регулиро- вание	4	9,00-10	То же		910	220	12
Эймко-803	«Эймко»	То же	>>	Электриче-ский или пневмати- ческий	36	То же	4	Сплошные диаметром 580 мм	>>		1041	165	4
Тайку Т-3Н	«Ничимен»	С бортовым поворотом	>>	Пневмати- ческий	19	>>	4	8,25-13	>>		950	185	4
TL 53-3	«Джой»	Шарнирно-сочлененная	>>	Дизельный	125	_	2	14,00-24 и 16,00-25	8,93	6,14	4038	254	_
TL-60	То же	То же	>>	>>	145	3	4	16,00-25	8,63	5,38	3760	200	18
Экспаскуп	>>	>>	>>	>>	195	4	4	20,5-25	5,11	1,74	4500	300	17
195АS14	«Блау Нокс»	>>	Гидропнев-матическая	>>	195	_	2	16,00-25 и 18,00-25	_	_	4500	_	_

Марка машины	Институт или фирма	Схема ходовой части	Подвеска	Привод	Мощность привода. л.с.	Число скоростей, вперед, назад	Число ведущих колес	Шины, дюймы	Радиус поворота,м		База, мм	Клиренс, мм	Преодалева-емый подъем, градус
									внешний	внутренний
С грузонесущим ковшом
ДК-2,8Д	«НИПИгормаш»	Шарнирно-сочлененная	Жесткая	Дизельный	190	2	4	18,00-25	8,00	4,9	3600	400	18
G-ST-1	«ГХХ-Штер-краде»	То же	>>	>>	70	4	4	8,25-20	4,57	2,41	2590	165	32
G-ST-3	То же	>>	>>	>>	130	4	4	16,00-25	4,88	2,11	2490	380	18
ST-5A	«Вагнер»	>>	>>	>>	174	4	4	18,00-25	6,20	2,85	3400	500	19
ST-8A	То же	>>	>>	>>	174	4	4	26,5-25	6,30	2,95	3450	320	30
G-ST-11	«ГХХ-Штер-краде»	>>	>>	>>	225	4	4	26,5-25	6,90	3,53	3650	340	31
911-LHD	«Эймко»	>>	Задний мост балансирный	>>	98	2	4	7,5-15	2,57	1,22	1530	207	_
915-LHD	То же	>>	То же	>>	196	4 (две авто-матические)	4	18,00-25	6,17	2,84	3405	380	_
802-LHD	>>	С рулевым мостом	Рулевой мост балан-сирный	Пневмати-ческий	60	Плавное регулиро-вание	4	7,00-12 (передние сдвоенные)	3,50	1,65	1143	190	_
450M	«Вабко»	Шарнирно-сочлененная	Жесткая	Дизельный	250	3	4	26,5-25	7,29	_	4110	508	_
L-110	«Шопф»	То же	>>	>>	128	3	4	16,00-25	7,4	4,6	3650	_	27
462-HCS	«ANF»	>>	>>	>>	130	_	4	18,00-24	6,5	3,3	3800	300	29
100DH	«Тамрок»	>>	>>	>>	55	4	4	10,00-20	4,5	2,25	2300	250	27

Наибольшее применение нашла пневмошинная ходовая часть.

Пневмошинная ходовая часть включает собственно колеса с шинами, управляемые и приводные мосты, систему подвески, механизмы рулевого управления и тормозных устройств, а также раму, объединяющую все эти механизмы. В некоторых машинах роль рамы может выполнять кузов. В сборочную группу ходовой части часто включают двигатель и трансмиссию от двигателя к колесам.

Пневматическая шина состоит из резиновой камеры, наполненной сжатым воздухом, покрышки и защитной ленты. Эластичность шины за счет сжатого воздуха в камере создает очевидные преимущества пневмоколес: амортизацию динамических нагрузок в процессе всего рабочего цикла, своеобразный «пружинящий» эффект при внедрении погрузочного органа в штабель, хорошие условия работы машиниста.

В последнее время расширяется использование в подземных машинах бескамерных пневматических шин.

Покрышка состоит из резинокордового каркаса, промежуточного упругого слоя и наружного резинового слоя – протектора. В качестве корда для шин, применяемых на подземном самоходном оборудовании, в большинстве случаев используют высокопрочные полимерные материалы – капрон и нейлон, что в несколько раз повышает срок их службы.

Учитывая, что нагрузки на колеса погрузочно-транспортных машин достигают значительных величин (например, суммарная нагрузка на передний мост во время черпания материала может превышать собственную массу всей машины), на качество корда обращается особое внимание. Изготавливаются шины с числом слоев корда от 14 до 16, а также с металлическими кордовыми нитями, увеличивающими срок активной службы пневмошин в несколько раз при одновременном увеличении грузоподъемности.

Рисунки протекторов шин, применяемых для погрузочно-транспортных колес, разнообразны. Установлено, что наибольшая величина сцепления и наименьший износ при работе машин на почвах калийных рудников или по породам мелкой (типа песка) фракции, обеспечиваются гладким (без рисунка) протектором. При работе на тяжелых скальных породах рекомендованы протекторы с глубокой (до150-200мм) поперечной наклонной нарезкой, существенно затрудняющей повреждения каркаса.

Для использования в универсальных условиях служат протекторы с двухсторонней диагональной нарезкой, дающие наибольшую силу тяги.

Обычно каркас шин в несколько раз долговечнее протектора, поэтому большой интерес представляет применение шин со съемным протектором.

На рис. 1 приведена конструкция защитной ленты ведущих колес машины ПДВ-2. Основу цепи составляют пластины, изогнутые по форме колеса. Боковые поверхности пластин приварены к звеньям стандартной круглозвенной цепи и обеспечивают свободу относительно перемещения пластин.

Рис.1. Защитная лента ведущих колес машины ПДВ-2

Рис. 2. Защитная лента пневмоколес машины МПДН-1

Защитные ленты (рис. 2) пневмоколес машины МПДН-1 выполнены в виде отдельных пластин, соединенных шарнирно друг с другом пальцами. Края пластин отогнуты для предохранения от повреждений боковых поверхностей протекторов. Выступы пластин наплавлены твердым сплавом, что уменьшает истирание лент.

Принципиальные схемы ходовых частей определяются прежде всего числом ведущих и управляемых колес, системой подвески и способом управления машиной. Все разнообразные схемы ходовых частей погрузочно-транспортных машин в этом случае могут быть сведены к шести основным типам (рис. 3)

Для ходовых частей машин с грузонесущим кузовом характерна двухмостовая безрессорная подвеска. У малогабаритных моделей распространены жесткое крепление в раме ведущего моста и балансирное крепление управляемого моста с ограничением угла поворота (рис. 3, а). Такая система подвески создает трехопорную схему передачи усилий на раму, отличающуюся определенностью распределения нагрузок в пределах допускаемого ограничителем угла поворота.

В последнее время для малогабаритных машин широко применяется система с жестким креплением четырех приводных колес к раме и бортовой системой поворота (рис. 3, в). Постоянный контакт всех колес с почвой достигается за счет малых размеров колей и базы ходовой части. Схема с жесткой подвеской обоих мостов к одной раме обеспечивает хорошее сцепление и напорное усилие. Машина поворачивается за счет разности скоростей колес левой и правой сторон шасси со скольжением (юзом).

Отсутствие управляемых колес значительно упрощает конструкцию машины и увеличивает полезный объем кузова. Минимальный радиус поворота резко уменьшается по сравнению с радиусом поворота машин с управляемыми колесами. Центр поворота обычно располагается внутри контура машины.

Рис. 3. Принципиальные схемы ходовых частей погрузочно-транспортных машин:

а– с балансирным управляемым мостом;б– с балансирным мостом и всеми управляе-мыми колесами;в– с бортовой системой поворота;г– с шарнирно-сочлененной рамой;д– с управляемым колесом трехколесного шасси;е– с шарнирно-сочлененной рамой и балансирным мостом.

Схема (рис. 3, б) находит применение для машин с грузонесущим кузовом большой емкости, в этом случае все колеса одновременно являются и ведущими, и управляющими. Балансир устанавливается обычно на одном из мостов. Привод всех колес от одного главного двигателя при этом получается достаточно сложным, так как требуется передать вращение на колеса, которые имеют при движении машины разные скорости и углы поворота как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях. Более простыми получаются конструкции с индивидуальными колесными приводами, т. е. с применением гидравлических или электрических мотор-колес, питаемых бортовой энергетической системой. Общими недостатками поворота погрузочно-транспортных машин с помощью управляемых колес являются трудность обеспечения малого радиуса поворота и уменьшение полезного объема машины из–за необходимости оставления ниш в ходовой части и кузове для размещения поворотных колес.

Наиболее прогрессивной схемой, особенно для машин с грузонесущим ковшом, следует считать шарнирное сочленение двух половин рам (рис. 3, г). Шарнирное сочленение рамы имеет две степени свободы, позволяющие производить поворот одной полурамы относительно другой на ±45⁰ в горизонтальной плоскости и поворот одного моста относительно другого на ±20⁰. За счет поворота вокруг вертикальной оси шарнира достигается хорошая маневренность, так как при выполнении поворота изменяется очертание самой машины в горизонтальной плоскости, улучшается устойчивость и проходимость. Горизонтальная (продольная) ось шарнира разделяет две полурамы машины, благодаря чему неровности дороги преодолеваются без увеличения напряжений в раме, что значительно снижает динамические нагрузки на несущие элементы шасси.

Шарнирное сочленение рамы упрощает конструкцию привода колес. Жесткое крепление мостов к полурамам дает возможность создавать прочную конструкцию ведущих мостов, удовлетворяющую самым тяжелым условиям эксплуатации. У некоторых машин применяется шарнирное сочленение рам с одной вертикальной осью шарнира. В этом случае один из мостов, как правило не ведущий, выполнен балансирным (рис. 3, е).

Важным преимуществом шарнирно-сочлененных рам является возможность агрегатирования моторной части с передней секцией различного назначения: погрузочный ковш, бульдозер, оборудование для бурения и зарядки, вспомогательные транспортные средства и т. д. Такие конструкции уже разрабатываются в настоящее время.

К недостаткам схемы шарнирного сочленения относятся трудности компоновки погрузочно-транспортных машин с грузонесущим кузовом, когда рабочая и грузовая полурамы существенно отличаются друг от друга габаритами и массой.

Трехколесная схема шасси (рис 3, д) обеспечивает минимальный радиус поворота без юза колес. Она хорошо себя зарекомендовала на малогабаритных погрузочно-транспортных машинах, работающих в стесненных условиях подэтажных выработок.