CC BY
38
Тищук Людмила Ивановна, канд. техн. наук, доцент, liudmila. tishchuk@mail. ru, Россия, Воронеж, филиал Ростовского государственного университета путей сообщения в г. Воронеж
UNIVERSAL EQUA TION OF ELASTIC LINE OF A BEAM OF LINEAR RIGIDITY N.I. Fedorinin, K.N. Solomonov, L.I. Tishchuk
For a beam whose stiffness varies linearly along the axis, the elastic line equation is obtained, which makes it possible to determine the deflections of the beam under the influence of the most common force factors in practice. Regardless of the number of force factors, for the successful application of the obtained equation, it is sufficient to determine only two constants from the boundary conditions. The influence of linearly varying distributed load is taken into account.
Key words: deflection, elastic line equation, linear stiffness.
Fedorinin Nikolay Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, n_fedorinin@mail.ru, Russia, Voronezh, branch of Rostov State University of Railway Transport in Voronezh,
Solomonov Konstantin Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, konssol@list.ru, Russia, Voronezh, branch of Rostov State University of Railway Transport in Voronezh,
Tishchuk Lyudmila Ivanovna, candidate of technical sciences, docent, liudmila.tishchuk@mail.ru, Russia, Voronezh, branch of Rostov State University of Railway Transport in Voronezh
УДК 621.86; 69
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-521-524
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЭКСКАВАТОРОВ
A.C. Коростин
Работа посвящена анализу конструктивных особенностей и принципиальных схем оборудования гидравлических экскаваторов, которые нашли применения во многих сферах экономики. Приводится информация о сфере применения подобного оборудования, анализируются условия эксплуатации. Исследуются основные конструкции и их особенности, влияющие на эксплуатацию. В работе основной акцент сделан на типовую схему и конструкцию гидравлического экскаватора ЭЦУ-150, что связано с его широкой распространенностью на территории Российской Федерации. Также приведена классификация таких гидравлических экскаваторов по конструктивному признаку. Приводятся основные достоинства и недостатки конструкции и эксплуатации подобного вида техники для подъемно-разгрузочных и иных работ. Делаются выводы о возможности применения гидравлических экскаваторов и их особенностях.
Ключевые слова: конструкция, гидравлический экскаватор, особенности, принципиальная схема, технология, машина, строительство.
Гидравлические экскаваторы применяются во многих сферах деятельности, преимущественно в области строительства, при этом существует множество конструкций и особенностей, которые имеют принципиальные отличия и обуславливают их эксплуатационные характеристики [1-10].
Для того чтобы выполнять целый комплекс выемочно-погрузочных работ в сфере строительства используется гидравлический экскаватор, который может быть на гусеничном или колесном ходу. Кабина оператора располагается на поворотной платформе. Для расширения функциональных возможностей данной спецтехники может использоваться дополнительное навесное оборудование.
Рабочий орган - это ковш с составной стрелой. Система приводится в действие с помощью гидравлической системы. Он относится к спецтехнике циклического действия, поэтому последовательно может выполнять такой ряд операций:
резать (копать) грунт и заполнять ним полость ковша; перемещать ковш на другое место и выгружать грунт; возвращать ковш к месту выемки и повторять цикл.
На длительность рабочего цикла будут влиять характеристики модели, а также некоторые внешние условия. Экскаватор, в том числе карьерный или мини-модель, является спецтехникой, оснащенной одним ковшом и выполняющей действия циклического характера. Для выполнения этой работ техника оснащена:
Известия ТулГУ. Технические науки. 2022. Вып. 9
ходовой частью, которая может быть колесной или гусеничной;
дизельным двигателем, благодаря которому приводятся в движение все рабочие механизмы;
гидравлической системой;
блоком управления;
лопатой.
Если экскаватор предназначается для карьерных разработок, то он будет оснащаться специальным ковшом, способным работать с плотными материалами. Изготавливается такой ковш из высокопрочной износостойкой стали.
Гидравлический привод позволяет сделать массу техники меньшей при той же мощности. Также упрощается и кинематика трансмиссии. Таким образом, мощность силовой установки может быть использована по максимуму. При этом рабочие операции можно рационально совместить. Из преимуществ гидропривода также стоит выделить плавность и точность движения рабочего органа. Компактные, но мощные гидравлические машины могут функционировать даже в труднодоступных местах. Производительность таких машин обычно выше на 30-35%.
Если сравнивать гидравлические модели с механическими, то можно отметить, что первые являются технологически гибкими и более подвижными. Запчасти на такую технику доступны, при этом можно также обеспечить модернизацию техники. Регулировка скоростей здесь является бесступенчатой. Благодаря уменьшенной массе гидравлический экскаватор может работать любой лопатой - прямой или обратной. Но чаще всего встретить гидравлические модели экскаваторов можно при выполнении геологических задач или в горнодобывающей промышленности.
Различают такие виды рабочих органов:
1. Шарнирно-рычажные. Они могут изменять угол наклона стрелы, а также возможен поворот ковша по отношению к рукояти. При этом само положение рукояти можно регулировать. Благодаря повороту ковша можно использовать технику на небольшом пространстве, то есть в местах, где невозможно маневрировать.
2. Телескопические. Телескопическая стрела у таких моделей может выдвигаться и втягиваться. Других движений нет.
Обратная лопата может быть разной вместимости и предназначается для создания выемок, зачистки основания забоя и так далее. Прямая лопата при наличии поворотного ковша можно разрабатывать грунт ниже или выше уровня стоянки техники. Также прямая лопата может использоваться для погрузки и выгрузки. С помощью такого оборудования можно осуществлять планирование и зачищать основание в забое. Для дренажных работ используются ковши специального назначения. Также их применяют для создания узких траншей. Вместо ковша может быть прикреплен двухчелюстной грейфер. Ним можно рыть котлованы, траншей и колодцы, а также осуществлять погрузку камней и других кусковых материалов. Крепится грейфер к рукояти обратной лопаты. Если необходимо создать колодец глубиной до 30 м, то необходимо использовать удлиняющие вставки. Принципиальная схема гидравлики экскаватора приведена на рисунке [11].
Ковши, оснащенные сплошной режущей кромкой и зубьями - необходимы для зачистки и планировочных работ. Для погрузочно-разгрузочных работ могут применяться ковши большого рабочего объема.
В зависимости от поставленных перед техникой задач, на нее могут устанавливать бульдозерный отвал, захват для труб, крановую подвеску для выполнения монтажных работ, специальные рыхлители для разлома асфальта или мерзлого грунта. Для того чтобы разрушить кирпичную кладку или скальной грунт, используются молоты со сменными рабочими органами.
Благодаря возможности использования навесного оборудования, гидравлические экскаваторы широко применяются в горнодобывающей промышленности, в строительстве трубопроводов, для сноса зданий и сооружений и так далее.
В итоге можно прийти к следующим выводам: применение механических машин позволяет значительно упростить и ускорить работу. Применение гидравлических экскаваторов связано с надежностью, простотой конструкции, а также высокой универсальностью. Описаны и оценены конструктивные особенности и возможности эксплуатации такой техники.
Список литературы
1. Бабокин Г.И. Методика расчета энергоэффективности одноковшового экскаватора с электроприводом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 12. С. 2428.
2. Шавыраа Ч.Д., Куулар О.О. Применение экскаватора ЭКГ-5и в горнодобывающей промышленности Республики Тува // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 6. С. 179-184.
3. Минаков Е.И., Мешкова Е.О. Анализ методов построения информационно-измерительных и управляющих систем транспортного обеспечения горных выработок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 11. С. 75-78.
4. Хуршудян Г.М. Гидравлические преобразователи крутящего момента. М.: Государственное союзное издательство судостроительной промышленности, 2017. 268 с.
5. Тутов С.С. Исследование напряжений в звене горной машины при повышенных нагрузках // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 10. С. 534-536.
6. Динамика машин и управление машинами: Справочник / В.К.Асташев, В.И.Бабшукин, И.И.Вульфон и др.; Под ред. Г.В.Крейнина. М: Машиностроение, 1988. 240 с.
7. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М.: Машиностроение, 1984. 336 с.
8. Кузнецов Ю.А., Тарасов Е.С., Смикалин Н.С. Применение и конструкции подъемно-транспортных машин при строительстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 80-84.
9. Брауде В.И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин. Л.: Машиностроение, 1978. 232 с.
10. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982. 543 с.
11. Экскаватор цепной ЭЦУ-150. Руководство по эксплуатации с паспортом ЭЦУ-150.00.00.000РЭ // sinref.ru - библиотека онлайн. [Электронный ресурс] URL: https://www.sinref.ru/000 uchebniki/00800ekscovatori/005 00 Ekskavator ecu 150 rukovod-
stvo zinre/014.htm (дата обращения: 05.07.2022).
Коростин Александр Сергеевич, студент, korostin.alexander@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
FEATURES OF THE DESIGN AND OPERATION OF HYDRA ULIC EXCAVATORS
A.S. Korostin
The work is devoted to the analysis of design features and schematic diagrams of equipment for hydraulic excavators, which have found application in many areas of the economy. Provides information about the scope of such equipment, analyzes the operating conditions. The main structures and features that affect operation are investigated. In the work, the main emphasis is placed on the typical scheme and design of the ETSU-150 hydraulic excavator, which is due to its wide distribution on the territory of the Russian Federation. A classification of such hydraulic excavators according to their design features is also given. The main advantages and disadvantages of the design and operation of this type of equipmentfor lifting and unloading and other works are given. Conclusions are drawn about the possibility of using hydraulic excavators and their features.
Key words: design, hydraulic excavator, features, schematic diagram, technology, machine, construction.
Korostin Alexander Sergeevich, student, korostin.alexander@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
