Общие сведения и классификация рулевого управления дорожно-строительных машин

Схема насосной системы гидравлического управления показана на рис. 3. Рабочая жидкость, поступающая из масляного бака, нагнетается насосом через обратный клапан в аккумулятор, одновременно жидкость подводится к золотникам распределителя. После того как давление в аккумуляторе достигает рабочего, автоматически открывается клапан-пилот и жидкость без давления сливается в бак. Этим осуществляется разгрузка насоса и уменьшается его износ. Рисунок — 3 Схема насосной системы гидравлического управления.

Если клапан-пилот или система его управления выходятизстроя, избыточная жидкость, подаваемая насосом, сливается в бак через предохранительный клапан, включенный параллельно и настроенный на несколько большее давление, чем клапан. При остановке насоса обратный клапан закрывается, и система удерживается под давлением, чему способствует наличие аккумулятора. Последний состоит из цилиндра, в котором может перемещаться поршень. При нагнетании рабочей жидкости поршень перемещаясь, сжимает пружину, чем не только обеспечивается необходимое давление жидкости при закрытом обратном клапане, но и ее резерв, благодаря чему становится возможной кратковременная работа механизма управления при выключенном насосе. Перемещение поршня в рабочем цилиндре осуществляется рабочей жидкостью при открывании золотника распределителя 6. Жидкость, находящаяся в другой полости цилиндра, вытесняется через распределитель в масляный бак. Фильтр служит для очистки жидкости от посторонних включений. Давление в сети контролируется манометром, установленным за обратным клапаном.

В насосных системах управления давление в гидросистеме составляет 30—100 кг/см2.Безнасосные системы управления просты по конструкции, отличаются большой надежностью и долговечностью, применяются в основном для маломощных машин и механизмов. Здесь давление в сети создается мускульным усилием оператора, что ограничивает область применения безнасосного гидравлического управления. Схема безнасосной системы показана на рис. 4. При нажатии на педаль рабочая жидкость, находящаяся в цилиндре-датчике, через трубопровод вытесняется в рабочий цилиндр, поршень которого связан с исполнительным механизмом. Утечки жидкости пополняются из бачка. Обратный клапан предотвращает возврат жидкости из цилиндра обратно в бачок. Безнасосное гидравлическое управление является более быстродействующим, чем рычажное или пневматическое, так как обладает большей жесткостью, чем пневматическое, и кинематика его более проста, чем у рычажного. Время действия составляет 0,15—0,2 сек.

В дорожных машинах безнасосное гидравлическое управление часто применяется в сочетании с насосным управлением. Рабочая жидкость, используемая в безнасосных системах, отличается от рабочей жидкости, применяемой в насосных системах. Эту жидкость иногда называют тормозной жидкостью, она состоит из 50% глицерина и 50% этилового спирта. Рабочая температура тормозной жидкости обычно не превышает температуры окружающего воздуха, поэтому к ней предъявляются повышенные требования по сравнению с жидкостями насосных систем, рабочая температура которых значительно выше температуры окружающей среды. Основным требованием является незначительное изменение вязкости в зоне температур ±40° С. Изменения вязкости существенно влияют на к. п. д. системы. Максимальное усилие на рычаге управления не должно превышать 10—12 кГ, а на педали — 25—30 кГ. Пневматическая система управления получает все большее распространение благодаря ряду преимуществ перед гидравлическим.

Основными преимуществами пневматического управления является большая плавность включений и возможность аккумулирования энергии. Давление в системе пневматического управления не превышает 7—8 кг/см2, в то время как в гидроприводе достигает 65—100 кПсм2. Поэтому при пневматическом управлении размеры цилиндров и трубопроводов получаются большими и ввиду этого оно может применяться лишь при небольших усилиях. Пневматическая система открывает большие возможности для осуществления автоматизации управления. Особенно легко это достигается при сочетании пневматического управления с дистанционным электрическим. Рисунок 4 — Схемабезнасосной системы 1 — компрессор; 2 — маслои влагоочиститель; 3 — манометр; 4 — ресивер; 5 — распределитель; 6 — цилиндр; 7 — рабочая камера; 8 — ленточный тормоз.

На практике обычно находят применение комбинации различных систем управления: гидромеханические, гидропневмоэлектрические и др. Такие комбинации дают большие возможности для дистанционного управления и для автоматизации управления с применением электроники. Большими достоинствами в отношении широкого диапазона усилий, скоростей и мощности, а также возможности автоматизации отличаются электрические системы управления. Применение электрических систем управления возможно для стационарных машин при наличии электрической сети и для самоходных машин с дизельэлектрической установкой. Привод рулевого управления. В настоящее время на самоходных пневмоколесных машинах применяются следующие виды привода рулевого механизма: ручной, где используется только мускульная сила водителя; с приводом от двигателя, где обычно используется гидравлическая насосная система; с применением гидравлических и пневматических сервоусилителей. Схема ручного рулевого управления без усилителей показана на рис.

5. Здесь вращение рулевого колеса (штурвала) передается через червячную пару на вал сошки. Нижний конец сошки перемещает продольную рулевую тягу, которая, воздействуя на рычаг, поворачивает Цапфу левого колеса. Поперечная рулевая тяга обеспечивает одновременный поворот цапфы правого колеса. Рычаги поворотных цапф II, балка передней оси и поперечная рулевая тяга образуют шарнирный четырехзвенный механизм, называемый рулевой трапецией. Этот тип рулевого управления может применяться только на сравнительно небольших машинах. При проектировании рулевого управления этого типа кинематическая схема и передаточное число системы выбираются так, чтобы поворот управляемого колеса от нейтрального положения на угол 40—45° соответствовал повороту рулевого колеса на 1,5—2,5 оборота. Здесь меньшее значение выбирается для легких машин, а большее — для тяжелых. Рисунок 5 — Схема рулевого управления с применением гидравлической насосной системы:

1 — трубопровод, 2 — рычаг, 3 — распределитель, 4 — силовой цилиндр, 5 — насос, 6 — масляный бак, 7 — управляемый валец катка.

Рисунок — 6 Схема рулевого управления с системой следящего действия.

Достоинством такой системы является простота конструкции, легкость управления машиной и надежность работы, а недостатком — отсутствие чувствительности при повороте машины. Кроме того, поворот при неработающем двигателе становится практически невозможным. Рисунок 7 — Схема рулевого управления с гидроусилителем.

В некоторых случаях такой механизм снабжают системой следящего действия. В этих системах углы поворота колес пропорциональны усилию водителя. Примером применения системы следящего действия является рулевой механизм одноосного тягача, используемого для полуприцепных землеройных машин (рис. 6). При повороте рулевого колеса, связанного с червячным редуктором, золотник занимает положение, обеспечивающее подачу масла к той или другой полости цилиндров поворота вертикальной цапфы поворотной оси тягача. Штоки обоих цилиндров при этом одновременно производят вращение поворотной цапфы в одну сторону. При повороте колес тягача на угол, требующий перехода штоков через нейтральные крайние положения 00° и 00″, производится автоматическое переключение золотников рычагами 6, на которые действуют тяги цилиндров. Возврат золотников 5 в исходное положение осуществляется пружинами.

Следящее действие системы обеспечивается обратной связью штурвала с поворотной Цапфой. Получила распространение на мощных тягачах и тяжелых самоходных машинах система рулевого управления с гидроили пневмоусилителем. Усилители должны удовлетворять следующим требованиям: 1) при выходе их из строя управление машиной должно осуществляться обычным способом; 2) необходимо наличие системы следящего действия; 3) запаздывание в срабатывании усилителя должно быть минимальным. Упрощенная схема гидроусилителя заключается, при повороте рулевого колеса червяк стремится повернуть сектор червячного колеса и рычаг, который тягой должен осуществить поворот колес. Если сопротивление повороту колес велико и усилие водителя на штурвале оказывается недостаточным, червяк, подобно винту в гайке, будет перемещаться в осевом направлении вместе с золотником распределителя и откроет доступ масла (сжатого воздуха) через трубопровод в цилиндр-усилитель. Поршень переместится в цилиндре и своим штоком через зубчатую рейку и зубчатый сектор, рычаг и тягу повернет колеса, одновременно с этим червячный сектор, воздействуя начервяк, переместит его вместе с золотником распределителя в исходное положение и прекратит движение поршня. При повороте штурвала в противоположную сторону в таком же порядке произойдет обратный поворот колес. По сравнению с пневматическими гидравлические усилители имеют ряд преимуществ, к числу которых относятся: возможность получения больших давлений, что уменьшает габариты рабочих цилиндров, и большая скорость срабатывания (время запаздывания не превышает 0,02 —0,04 сек).При определении производительности насоса для гидросистемы усилителя следует учесть, что рабочий цилиндр должен успевать поворачивать колеса быстрее, чем это может сделать водитель. В противном случае при быстрых поворотах система будет работать как ручная, т. е. без помощи усилителя.

Заключение

.

Около 80% всех строительных работ осуществляется автомобильным транспортом. Достоинства автомобилей — большая скорость, высокая маневренность, способность передвигаться по кривым участкам с малым радиусом закругления, преодолевать крутые подъемы дорог, возможность доставлять разнообразные грузы непосредственно к объекту строительства. Этот вид транспорта получил наиболее широкое распространение в условиях дорожного строительства. Расходы только на дорожно-строительный транспорт составляют 12… 15% стоимости строительно-монтажных работ. Основные части строительных машин (за исключением рабочего оборудования), а также их агрегаты, сборочные единицы и детали имеют много общего. В данной работе была представлена классификация машин с рулевым управлением, а также проведен анализ применениея и определениянаиболее рациональных методов повышения производительности дорожно-ремонтного транспорта в конкретных условиях строительства. Список используемой литературы1. Баловнев В. Дорожно-строительные машины и комплексы. (Омск, Сиб.

АДИ, 2001).

2. Гальперин М. И., Домбровский Н. Г. Строительные машины: учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1980.

3. Васильев А. А. Дорожные машины. Учебник для автомобильно-дорожных техникумов. (Москва. Машиностроение. 1987 г).

4. Мигляченко В. П., Сергеев П. Г. Дорожно-строительные машины. (М.: Лесная промышленность, 1978).