Назначение и классификация опорно-поворотных устройств
Опорно-поворотное устройство (ОПУ) является ключевым узлом экскаватора, выполняющим несколько важных функций. Оно служит опорой для поворотной платформы, воспринимает все внешние нагрузки, действующие на неё, и передаёт эти усилия на неподвижное шасси (базу) машины. Существует несколько принципов классификации этих устройств.
По типу используемых опорных элементов выделяют три основные группы: с катками, шариками и роликами. Кроме того, устройства различаются по способу передачи нагрузки: в многоопорных системах силы действуют непосредственно на опорные элементы, а в других конструкциях для этого используются промежуточные звенья, такие как оси, балансиры или гидравлические домкраты.
Катковые опорно-поворотные круги
Конструкция каткового круга включает в себя сам поворотный механизм, нижний кольцевой рельс на раме, верхний кольцевой рельс на платформе и центральную цапфу. Цапфа выполняет роль центрирующего элемента, обеспечивая соосность поворотной и неподвижной частей. Через полую трубу внутри цапфы часто прокладываются кабели питания и управления. Данный тип ОПУ, использующий цилиндрические катки, получил широкое распространение на отечественных роторных экскаваторах средней и большой мощности.
Шариковые опорно-поворотные круги
Шариковые устройства, напоминающие по конструкции крупногабаритный упорный шарикоподшипник, широко применяются в гидравлических и роторных экскаваторах. Они состоят из верхнего и нижнего колец с сегментными дорожками качения, между которыми расположены шарики, удерживаемые сепаратором.
По сравнению с катковыми, шариковые круги обладают рядом существенных преимуществ. Они способны воспринимать комбинированные нагрузки — как осевые (вертикальные), так и радиальные (горизонтальные). Это позволяет отказаться от центральной цапфы, освобождая ценное пространство в центре платформы. Кроме того, такая конструкция является более компактной по высоте, обеспечивает эффективную смазку и надёжную защиту рабочих элементов от загрязнения и влаги.
Роликовые и другие типы устройств
Однорядный роликовый круг состоит из двух колец и цилиндрических роликов. Особенность конструкции заключается в наличии у каждого кольца двух конических дорожек, образующих вместе замкнутую полость четырёхугольного сечения. Ролики внутри неё разделены на две группы: одна передаёт осевые нагрузки в одном направлении, другая — в противоположном, а радиальные нагрузки воспринимаются всеми роликами одновременно. Такая система позволяет эффективно работать с разнонаправленными усилиями. Примером применения служит роторный экскаватор ЭРГВ-630.
Многоопорные устройства, как показано на рисунке, используют цилиндрические катки, консольно закреплённые на осях в сепараторе. Центровка обеспечивается внутренним кольцом, которое монтируется на центральную цапфу.
Малоопорные системы, применяемые на многоковшовых экскаваторах, также используют катки, но большего диаметра. Их оси устанавливаются на балансиры, которые, в свою очередь, крепятся к общей оси балансира. Такая схема подвески обеспечивает автоматическое выравнивание и равномерное распределение нагрузки между всеми катками.
Наиболее совершенными для тяжёлых условий работы являются системы с гидравлическим подрессориванием опорных катков. Они устанавливаются на мощных роторных экскаваторах и гарантируют идеальное распределение веса машины между всеми опорными элементами, что повышает устойчивость и долговечность конструкции.