Карьерный самосвал БелАЗ 75131

Введение 

Карьерный самосвал БелАЗ 75131 обладает большой грузоподъемностью (от 130 до 136 тонн). Чаще всего этот самосвал используется на открытых горных разработках  и успешно справляется с задачами перевозки большого объема горной породы и других сыпучих грузов. Карьерный самосвал БелАЗ 75131 способен решать задачи по транспортировке грузов в любых климатических условиях. БелАЗ 75131 может дополнительно укомплектовываться кондиционером, системой автоматического пожаротушения, улучшенной системой смазки. В этом карьерном самосвале были использованы улучшенные модели рамы, гидравлической системы, электронного управления тяговым электроприводом. Эти технические новшества позволили самосвалам этой марки стать более надежными в эксплуатации. Карьерный самосвал БелАЗ 75131 обладает более комфортной и удобной кабиной с большим радиусом обзора.

 

1. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

1.1 Общие  сведения

Рулевое управление самосвала — гидрообъемного типа, с внутренней гидравлической обратной связью. Оно включает гидравлический рулевой механизм А1 (рисунок 1.1), соединенный карданным валом с валом рулевой колонки, усилитель потока А2, коллектор А5, аксиально-поршневой насос Н1 переменной производительности, три пневмогидроаккумулятора АК3 — АК5, два гидроцилиндра поворота Ц11 и Ц12, фильтры Ф2, Ф3, Ф5, масляный бак и маслопроводы.

Рисунок 1.1 —  Принципиальная гидравлическая схема  рулевого управления:

Н1 – аксиально-поршневой  насос переменной производительности; А1 – гидравлический рулевой механизм; А2 – усилитель потока; А5 – коллектор; НМ1 – гидромотор рулевого механизма; Р1 – гидрораспределитель рулевого механизма; Р2 – гидрораспределитель выбора направления поворота; Р3, Р4 – гидрораспределители усилителя потока; Р5 – приоритетный клапан; Р8 – гидрораспределитель для разрядки пневмогидроаккумуляторов; АК3-АК5 – пневмогидроаккумуляторы; Ф2, Ф3, Ф5 – фильтры; К1 – подпорный клапан; КО1, КО2, КО3, КО4, КО5, КО6, КО7 – обратные клапаны; КП1, КП2, КП3 – предохранительные клапаны; ДД3 – датчик давления; Ц11, Ц12 – гидроцилиндры поворота;

I – в тормозную гидросистему; II – в гидросистему опрокидывающего механизма

 

Гидравлический рулевой механизм А1

Гидравлический  рулевой механизм (гидроруль) представляет собой сблокированный с насосом-мотором  следящий гидрораспределитель, входным  сигналом для которого является вращение рулевого колеса; объем рабочей жидкости, подаваемой от насоса-дозатора к гидроцилиндру, пропорционален углу поворота руля. Гидроруль выполнен со встроенным усилителем потока и при работе без питающего насоса имеет уменьшенную подачу, равную номинальному рабочему объему, обеспечивая возможность управления экскаватором в аварийном режиме. Встроенные предохранительный, обратный, противоударный и противовакуумный клапаны предохраняют гидроруль от перегрузок по давлению, вытекания рабочей жидкости при обрыве трубопровода питания, скачков давления в результате ударных воздействий дороги на колеса.

  - Р1 – гидрораспределитель  рулевого механизма;

Гидрораспределитель управляет движением выходного  звена гидродвигателя путём перенаправления потоков рабочей жидкости.

- КО1 - обратный клапан;

Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения  изменения направления потока среды  в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном  направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия.

- НМ1 – гидромотор рулевого  механизма;

Гидромотор (гидравлический мотор) — гидравлический двигатель, предназначенный для сообщения  выходному звену вращательного движения на неограниченный угол поворота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А2 – усилитель  потока

 

- КП1 – предохранительный  клапан

- КП2 – предохранительный  клапан

Предохранительный клапан — трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением, путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

- КО2 -  обратный клапан;

-  КО3 -  обратный клапан;

- Р2 – гидрораспределитель  выбора направления поворота;

  - Р3 - гидрораспределитель  усилителя потока

- Р4 - гидрораспределитель  усилителя потока

- КО5 -  обратный клапан;

 Р5 – приоритетный  клапан;

- КП3 – предохранительный клапан

-  КО6 -  обратный клапан;

 К1 – подпорный клапан;

 

А5 - коллектор 

-  Р8 – гидрораспределитель  для разрядки пневмогидроаккумуляторов;

- КО7 -  обратный клапан;

 Пневмогидроаккумуляторы

Гидроаккумулятор  — это сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать гидравлическую энергию и возвращать её в систему в нужный момент

-  ДД3 - Датчик давления

Датчик давления — устройство, физические параметры  которого изменяются в зависимости  от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар).

Аксиально-поршневой  насос переменной производительности

- Н1

Гидроцилиндры поворота Ц11 и Ц12

Фильтры Ф2, Ф3, Ф5

- Ф2                 - Ф3  - Ф5

 

 

1.2 Принцип работы гидропривода

После пуска двигателя поток рабочей  жидкости от регулируемого аксиально-поршневого насоса Н1 через фильтр Ф3 и обратный клапан КО7 подается через коллектор А5 к усилителю потока А2. Из коллектора рабочая жидкость поступает на зарядку пневмогидроаккумуляторов рулевого управления и рабочей тормозной системы. Пневмогидроаккумуляторы предназначены для накопления под давлением рабочей жидкости, которая поступает в гидросистему рулевого управления для ее подпитки, а также в аварийной ситуации, когда по какой-либо причине будет прекращена подача рабочей жидкости от насоса.

Наличие в гидросистеме пневмогидроаккумуляторов позволяет  при внезапной остановке двигателя или отказе насоса достаточно быстро повернуть управляемые колеса из среднего положения в крайнее и вернуть их назад для съезда в безопасное место и остановки самосвала.

К гидрораспределителю  Р1 рулевого механизма рабочая жидкость поступает через усилитель потока А2, который управляется этим же гидрораспределителем.

При нейтральном  положении рулевого колеса (отсутствии поворота) и работающем двигателе рабочая жидкость от насоса и пневмогидроаккумуляторов через коллектор А5 поступает по гидролинии HP к приоритетному клапану Р5 усилителя потока А2 и далее по гидролиниям подводится к гидрораспределителю Р3 усилителя потока и к закрытому гидрораспределителю Р1 гидравлического рулевого механизма А1.

При повороте рулевого колеса влево золотник гидрораспределителя  Р1 рулевого механизма поворачивается и позволяет маслу пройти через  гидрораспределитель Р1 рулевого механизма  и повернуть ротор. С другой стороны ротора масло проходит через отверстия в гидрораспределителе блока управления рулевого механизма и поступает в гидролинию L и далее к гидрораспределителю выбора направления Р2 усилителя потока. По мере роста давления в гидролинии L масло проходит также в полость пружины золотника гидрораспределителя Р2. Под давлением масла золотник гидрораспределителя Р2 смещается в правую (по схеме) сторону. Это перемещение позволяет маслу пройти через каналы в золотнике гидрораспределителя Р2 к гидрораспределителю Р3 и через дроссельное отверстие в торец его золотника.

Под давлением  масла золотник гидрораспределителя  Р3 смещается в левую (по схеме) сторону  и открывает в гильзе имеющееся  в ней отверстие ровно настолько, чтобы пропустить масло, поступающее от блока управления рулевого механизма через гидрораспределитель Р2.

Одновременно  в результате перемещения золотника  гидрораспределителя Р3 открываются  отверстия в зоне установки пружины этого гидрораспределителя, и масло из приоритетного клапана Р5 поступает в полость золотника гидрораспределителя Р3. Под давлением масла, поступающего из полости золотника гидрораспределителя Р3, смещается золотник гидрораспределителя Р4 относительно его пружины, что позволяет через дополнительный ряд отверстий в золотнике гидрораспределителя Р3 направить дополнительное количество масла в полость золотника гидрораспределителя Р4. Суммарное количество масла через гидрораспределитель Р3 усилителя потока по напорным гидролиниям подается в поршневую полость левого гидроцилиндра поворота Ц11 и штоковую полость правого гидроцилиндра поворота Ц12. Происходит поворот управляемых колес влево. Из противоположных полостей гидроцилиндров масло вытесняется обратно в усилитель потока и через гидрораспределитель Р2 по гидролинии НТ сливается в гидробак.

При повороте рулевого колеса вправо масло проходит через гидрораспределитель Р1 рулевого механизма и поступает в гидролинию R и далее к гидрораспределителю Р2 усилителя потока. Под давлением масла золотник гидрораспределителя Р2 смещается в левую (по схеме) сторону.

Через усилитель  потока масло проходит таким же образом, как и при повороте в левую  сторону.

Суммарное количество масла через гидрораспределитель  Р3 усилителя потока по напорным гидролиниям  подается в поршневую полость  правого гидроцилиндра поворота Ц2 и штоковую полость левого гидроцилиндра поворота Ц1. Происходит поворот управляемых колес вправо.

Из противоположных полостей гидроцилиндров масло вытесняется обратно в усилитель потока и через гидрораспределитель Р2 по гидролинии НТ сливается в гидробак.

В усилителе  потока установлены также противоударные предохранительные клапаны КП1 и КП2, которые предназначены для снятия забросов давления в гидроцилиндрах в случае экстремальной ситуации. При отсутствии поворота золотник гидрораспределителя выбора направления Р2 находится в нейтральном (среднем) положении и перекрывает выход масла из гидроцилиндров. Это создает гидравлический “замок” на гидроцилиндрах поворота, препятствующий их перемещению.

При наезде на препятствие, вызывающее экстремальную нагрузку, стремящуюся повернуть колеса влево, возрастет давление в противодействующих полостях гидроцилиндров. Предохранительные клапаны отрегулированы на давление 24 МПа и при достижении этого давления клапан откроется и соединит указанные полости гидроцилиндров со сливной гидролинией. В тоже время в противоположных полостях гидроцилиндров давление станет меньше атмосферного. Для выравнивания давления масла в полостях гидроцилиндров в усилителе потока установлены обратные клапаны КО2 и КО3, которые пропускают масло в гидроцилиндры со сливной гидролинии.

Давление рабочей  жидкости в гидросистеме рулевого управления определяется настройкой клапанов отсечки, установленных в насосах, и составляет 16 — 16,5 МПа.

При повороте управляемых  колес на неподвижном самосвале, когда требуется максимальное давление в гидросистеме рулевого управления, и при минимальной производительности насоса на низких оборотах двигателя возможно снижение эффективности рулевого управления (“тяжелый руль”). Явление это имеет положительный характер с точки зрения сохранности шин.

 

2. ТОРМОЗНЫЕ  СИСТЕМЫ

2.1 Общие сведения

Самосвал  оборудован рабочей, стояночной, вспомогательной  и запасной тормозными системами.

Рабочая тормозная  система с гидравлическим приводом, разделенным на контур передних и  контур задних тормозов, действует на все колеса. Она предназначена для регулирования скорости движения или остановки самосвала в любых дорожных условиях, а также при недостаточной эффективности вспомогательного тормоза.

Стояночная  тормозная система имеет гидравлический привод и действует на колеса заднего моста. Она предназначена для затормаживания самосвала на стоянках, при погрузке и разгрузке, а так же в аварийных ситуациях при отказе рабочей тормозной системы.

Вспомогательный тормоз – электрический в режиме торможения тяговых электродвигателей.

В качестве запасного (аварийного) тормоза используется стояночный и исправный контур рабочей  тормозной системы.

 

Рисунок 2.1 –  Принципиальная гидравлическая схема  тормозных систем:

Н1 – аксиально-поршневой  насос переменной производительности; Ф1, Ф3 – фильтры; А5 – коллектор; К07 – обратный клапан; Р8 – гидрораспределитель для разрядки пневмогидроаккумуляторов; ДД1-ДД3 – датчики давления;  
АК1-АК5 – пневмогидроаккумуляторы; К08 – двойной защитный клапан; РД1, РД2 – реле давления; А3 – кран рабочего тормоза; А4 – кран стояночного тормоза; ВК1-ВК3 – выключатель сигнала торможения; Ц1, Ц2 – цилиндры стояночного тормоза; Ц3-Ц6 – цилиндры рабочих тормозных механизмов заднего контуров; Ц7-Ц10 – цилиндры рабочих тормозных механизмов переднего контуров;

I – в гидросистему опрокидывающего механизма; II – в гидросистему рулевого управления

 

Кран рабочего тормоза - А3

 

 

  

Кран стояночного тормоза А4

 

 

Коллектор А5

Р8 – гидрораспределитель  для разрядки пневмогидроаккумуляторов

К07 – обратный клапан

ДД3 – датчик давления;  
       АК3-АК5 – пневмогидроаккумуляторы;

 

Цилиндры стояночного тормоза - Ц1, Ц2

Цилиндры рабочих тормозных механизмов заднего контуров - Ц3-Ц6

 

 

 

Цилиндры рабочих тормозных механизмов переднего контуров Ц7-Ц10

 

Двойной защитный клапан К08

 

Реле давления РД1, РД2

  

 

Выключатель сигнала торможения ВК1-ВК3

   

 

 

2.2 Работа гидравлического  привода тормозных систем.

При работающем двигателе  рабочая жидкость из бака аксиально-поршневым  насосом переменной производительности Н1 (рисунок 2.1) через фильтр Ф3 подается в коллектор А5, и заряжает пневмогидроаккумуляторы АК3 – АК5 рулевого управления.

Далее через фильтр Ф1, двойной  защитный клапан К08, рабочая жидкость поступает в пневмогидроаккумуляторы АК1, АК2 заднего и переднего контуров рабочей тормозной системы и заряжает их.

От пневмогидроаккумуляторов АК1, АК2 рабочая жидкость под давлением  подводится к крану рабочего тормоза  А3. При снятом усилии с педали золотники  крана рабочего тормоза перекрывают каналы от пневмогидроаккумуляторов, а полости цилиндров Ц3 – Ц10 рабочего тормоза соединяют со сливом. Самосвал расторможен.