Koparko-ładowarki
Podstawowe parametry KOPARKO – ŁADOWARKI i główne zespoły maszyny.
Koparko- ładowarki powstały w Polowie XX wieku. Pierwsze konstrukcje maszyn oparte były na ciągnikach rolniczych. Dopiero w ostatnim piętnastoleciu obserwuje się zasadnicze zmiany wynikające z odejścia od ciągnika rolniczego jako maszyny bazowej koparko - ładowarki.
Koparko – ładowarki są samobieżnymi maszynami roboczymi wyposażonymi w dwa osprzęty robocze:
1. Osprzęt koparkowy – zabudowany jest na tylnej części maszyny i mocowany do ramy poprzecznej nośnika osprzętu. Osprzęt koparkowy służy do pracy do wykonywania robót ziemnych w gruntach I – IV kategorii, tj. od lekkiego piasku do ciężkich glin i twardych iłów.
2. Osprzęt ładowarkowy – zabudowany na ramie wzdłużnej z przodu maszyny, służy do pracy w gruntach kategorii I lub wyższych, ale spulchnionych i niezleżałych. Podstawowe parametry koparko – ładowarek: np. koparko – ładowarki Volvo BL 61
· Moc silnika - kW ( 1kW = 1,36 kM ) 61KW (91KM)
· Masa maszyny 7740 – 9800 kg
· Wymiary ( dł x szer x wys ) 5,81 x 2,45 x 3,75 m
2
Charakterystyka osprzętu koparkowego:
- pojemność łyżki nominalnej, 0,19 m3
- szerokość łyżki ładowarkowej, 2350mm
- największy zasięg kopania R = 5,86 m
- największa wysokość kopania H1 = 6,25 m
- najwyższa wysokość wyładunku T = 4,53 m
- największa głębokość kopania H = 5,32 m
Charakterystyka osprzętu ładowarkowego:
- pojemność łyżki ładowarkowej, 1 m3
- szerokość łyżki nominalnej, 610 mm
- największa wysokość wyładunku Hmax = 2,86 m
- największy zasięg wyładunku Kmax = 1,1 m
- Kąt rozładunku a1 = 49o
Główne zespoły koparko – ładowarki to:
1. Podwozie
2. Nadwozie
3. Osprzęt koparkowy
4. Osprzęt ładowarkowy
5. Hydrauliczna instalacja osprzętów roboczych
6. Instalacja elektryczn
Budowa koparko - ładowarki
Osprzęt ładowarkowy -
zamontowany z przodu
maszyny, przeznaczony
do pracy w gruntach
sypkich kat. 1 ÷ 3.
1. Łyżka ładowarki
2. Cylinder łyżki
3. Wysięgnik
4. Kabina
5. Oś tylna
6. Zbiornik paliwa
7. Cylinder wysięgnika
8. Oś przednia
Osprzęt koparkowy zamontowany z tyłu maszyny i przeznaczony do pracy w gruntach kat. 1 ÷ 4.
1. Łyżka koparki 8. Stabilizatory
2. Siłownik łyzki 9. Prowadnica przesuwu ospzętu koparkowego
3. Ramię łyżki 10. Siłowniki blokujące osprzęt koparkowy
4. Wysięgnik 11. Siłowniki obrotu osprzetu koparkowego
5. Siłownik ramienia łyżki 12. Mechanizmu obrotu
6. Siłownik wysięgnika 13. Przegub obrotu osprzętu koparkowego
7. Zbiornik oleju hydraulicznego
Układy napędowe koparko – ładowarek
Zadaniem układu napędowego jazdy jest przeniesienie napędu z silnika spalinowego na koła jezdne maszyny. Źródłem napędu wszystkich mechanizmów koparko-ładowarki, w tym również napędu jazdy, jest silnik spalinowy wysokoprężny. Napęd może być przenoszony z silnika tylko na jedną i wówczas mówimy o maszynie z jedną osią napędową, zwykle jest to oś tylna(np. koparko-ładowarka Ostrówek).
Obecnie produkowane koparko-ładowarki wyposażone w napęd na obie osie, maszyny te mogą pracować w ciężkich warunkach terenowych. Gdy napęd jest przekazywany na obie osie, to prędkość
maszyn jest ograniczana, większe prędkości maszyna może rozwijać, gdy napęd przedniej osi zostanie odłączony. Jest to zalecane w czasie długich przejazdów, zwłaszcza po drogach publicznych.
W koparko – ładowarkach stosowane są następujące układy napędu jazdy:
Mechaniczny układ napędu jazdy, składa się:
1. Silnik spalinowy,
2. Sprzęgło główne cierne tarczowe suche,
3. Mechaniczna skrzynia biegów,
4. Wały napędowe,
5. Mosty napędowe (przekładnia główna 5a, mechanizm różnicowy 5b, półosie 5c ),
6. Zwolnice (5d),
7. Koła jezdne (6)
Sprzęgło główne ma za zadanie przenieść moment obrotowy z silnika spalinowego na skrzynię biegów. Moment obrotowy z koła zamachowego jest przeniesiony na tarczę sprzęgła, z której napęd jest odbierany przez wałek sprzęgłowy skrzyni biegów. Tarcza sprzęgłowa jest dociskana przez tarczę dociskową i sprężyny. Rozłączenie sprzęgła następuje przez wciśnięcie pedału, następnie przez cięgna i dźwignie, co powoduje przesunięcie łożyska oporowego. Łożysko wywiera nacisk na łapki, które ściskają sprężyny, a tym samym zwalniają docisk, powodując zatrzymanie tarczy sprzęgła.
Skrzynia biegów służy do zmiany prędkości i kierunku jazdy. W maszynach o mechanicznym układzie napędu jazdy są to przeważnie zwykłe stopniowe skrzynie biegów, którymi steruje ręcznie operator z kabiny, włączając odpowiedni bieg za pomocą dźwigni zmiany biegów. Różne wartości przełożenia uzyskujemy łącząc ze sobą koła zębate o różnej średnicy i liczbie zębów.
Do zalet mechanicznego układu napędowego jazdy należą: duża sprawność i niskie koszty. Do wad natomiast zalicza się obciążenia dynamiczne, znaczny zakres czynności konserwacyjnych i męczącą obsługę, zwłaszcza w maszynach dużej mocy.
Układ hydrokinetyczny napędu jazdy
Zasada pracy napędów hydrokinetycznych polega na przenoszeniu momentu obrotowego przez rozpędzone cząsteczki cieczy.
Napęd od silnika spalinowego 1 jest przekazywany przez przekładnię hydrokinetyczną 2 do skrzyni biegów 3. Ze skrzyni biegów poprzez wały napędowe napęd przekazywany jest do mostów napędowych 4 i 5, a następnie przez zwolnice na koła jezdne.
Głównym zespołem napędu hydrokinetycznego jest przekładnia hydrokinetyczna zwana też zmiennikiem momentu. Składa się trzech podstawowych elementów: wirnika pompy – napędzanego od silnika, wirnika turbiny i wirnika kierownicy.
Obudowa przekładni hydrokinetycznej jest wypełniona olejem pod ciśnieniem od 0,2 do 0,8 MPa, jest to olej pobrany przez pompę hydrauliczną z misy olejowej skrzyni biegów. Podczas przekazywania napędu przekładnia hydrokinetyczna zmienia wartość momentu obrotowego od 1,5 do 3,5 raza. Maksymalna wartość wyjściowego momentu obrotowego jest uzyskiwana podczas ruszania obciążonej maszyny z miejsca, czyli przy największej różnicy prędkości wirnika pompy i turbiny.
Podczas pracy przekładni hydrokinetycznej następuje grzanie się oleju, zalecana temperatura pracy zmiennika momentu wynosi od 75 do 105oC, max. 120oC. Po przekroczeniu temperatury max. należy zatrzymać maszynę i nie wyłączając silnika odczekać na wolnych obrotach silnika do obniżenia temp. do około 95oC. Wysoka temperatura pracy prowadzi do zniszczenia uszczelnień w zmienniku momentu oraz skrzyni biegów.
Skrzynia biegów służy do zmiany prędkości i kierunku jazdy. Skrzynie biegów pracujące z przekładnią hydrokinetyczną są skrzyniami o stałym zazębieniu kół zębatych, co daje możliwość przełączenia biegów pod obciążeniem, bez przerywania strumienia mocy. Do włączania biegów służą sprzęgła cierne wielotarczowe załączane hydraulicznie. Ciśnienie oleju dociskającego tarcze wynosi 1,5 MPa.
W koparko – ładowarkach stosowane są skrzynie Power Shift (w pełni automatyczne) oraz skrzynie Syncro Shuttle, które składają z hydraulicznego zespołu zmiany kierunku jazdy przód – tył oraz 4-biegowej przekładni z synchronizacją wszystkich czterech biegów włączanych dźwignią z kabiny.
W skrzyniach Power Shift przełączanie biegów
odbywa się pod obciążeniem sprzęgłami ciernymi sterowanymi elektrohydraulicznie.
Sterowanie to daje się łatwo zautomatyzować,
co pozwala operatorowi zdecydować o ręcznym lub w pełni automatycznym trybie pracy skrzyni. Dobór przełożenia odbywa się samoczynnie, w zależności od oporów jazdy.
Zalety napędu hydrokinetycznego: proste sterowanie, zwiększanie momentu w sposób ciągłyod 1÷3 razy, ograniczenie drgań przenoszonych na układ napędowy,cicha praca, korzystne warunki bhp.
Wady: Mała sprawność, max.85%,większe zużycie paliwa, grzanie się oleju w układzie napędowym.
Most napędowy – to zespół elementów nośnych i napędowych spełniający rolę osi przejmującej część ciężaru maszyny oraz przekazują napęd od wału napędowego do kół jezdnych.
Most napędowy składa się z następujących zespołów:
1. Obudowa mostu,
2. Przekładnia główna,
3. Mechanizm różnicowy,
4. Półosie napędowe,
5. Zwolnice,
6. Koła jezdne.
Przekładnia główna jest to stale zazębiona przekładnia o przełożeniu zwalniającym; wałek atakujący i koło talerzowe. Przekładnia główna przenosi i zwiększa moment obrotowy oraz zmienia kierunek przekazywania napędu ze wzdłużnego na poprzeczny. Tego kierunku nie zmienia wtedy, gdy silnik zamocowany jest poprzecznie do kierunku jazdy.
Mechanizm różnicowy rozdziela napęd na półosie napędowe oraz umożliwia toczenie się kół jezdnych z różnymi prędkościami obrotowymi na łukach lub nierównościach terenu. Mechanizm różnicowy składa się z obudowy w której zamontowany krzyżak, na krzyżaku osadzone są obrotowo
satelity zazębione z kołami koronowymi. W koronkach osadzone są półosie napędowe.
Półosie napędowe przekazują napęd z mechanizmów różnicowych na przekładnie zwalniające. Przekładnie zwalniające zwane też zwolnicami służą do zmniejszenia prędkości obrotowej i dalszego zwiększenia momentu obrotowego, a tym samym do zwiększenia uciągu maszyny. Zwolnice montowane są w mostach napędowych lub w piastach kół jezdnych. Obecnie jako zwolnice stosowane są w większości przekładnie planetarne. Przekładnia planetarna składa się z koła pierścieniowego o uzębieniu wewnętrzym, koła słonecznego, satelitów oraz jarzma satelitów, przy czym jeden z elementów jest unieruchomiony, najczęściej koło pierścieniowe (koło z uzębieniem wewnętrznym).
W koparko – ładowarkach stosowane są podwozia kołowe. Typowe podwozie kołowe składa się z ramy sztywnej i zamocowanych do niej zespołów układu napędowego. Do ramy zamocowane są mosty napędowe: jeden na sztywno a drugi przegubowo. Koło jezdne składa się z tarczy koła oraz ogumienia pneumatycznego o szerokim biezniku z odpowiednim profilem.
Rama Koparko - ładowarki
Podstawowym zespołem koparko-ładowarki jest rama maszyny. Do ramy są przymocowane wszystkie zespoły i elementy maszyny. Wspólnie z osprzętami roboczymi stanowi ona tak zwaną strukturę nośną, która przenosi wszystkie obciążenia działające na maszynę w czasie pracy, transportu i postoju. Ze względu na duże obciążenie wszystkie zespoły należące do struktury nośnej koparko-ładowarki są wykonane jako konstrukcje spawane z elementów wykonanych ze stali o podwyższonej wytrzymałości. Stosuje się w nich również odlewy staliwne i odkuwki, głównie w bardziej skomplikowanych węzłach konstrukcyjnych.
Na ramie maszyny zamontowane są zespoły układu napędowego, kabina wraz z mechanizmami sterowania oraz osprzęt koparkowy i ładowarkowy.
Osprzęt koparkowy – składa się z następujących zespołów:
1. Rama poprzeczna,
2. Mechanizm obrotu,
3. Wysięgnik,
4. Ramię łyżki,
5. Układ dźwigniowy,
6. Łyżka,
7. Układ hydrauliczny sterowania osprzętem koparkowym....
jusznw