Шагающее ходовое оборудование представляет собой специальную систему передвижения тяжелой техники, в частности карьерных экскаваторов. Его ключевыми компонентами являются опорная рама, лыжи (или башмаки) и непосредственно механизм шагания, который приводит всю конструкцию в движение.
Типы и схемы механизмов шагания
Существует два основных типа механизмов шагания, различающихся по принципу действия и конструкции: кривошипные и гидравлические. Независимо от типа, они обычно состоят из двух идентичных и синхронно работающих узлов, которые расположены симметрично относительно продольной оси машины для обеспечения устойчивости.
Цикл передвижения
Полный цикл шагания, общий для любого вида такого оборудования, включает в себя строгую последовательность операций:
- Опускание лыж на грунт.
- Подъем корпуса экскаватора.
- Непосредственное передвижение (шаг) машины.
- Опускание корпуса на новом месте.
- Подъем лыж для подготовки к следующему циклу.
Кривошипный механизм шагания
На примере экскаватора ЭШ-10.70А можно рассмотреть устройство кривошипного механизма. Он делится на две основные части: приводную и исполнительную. Исполнительная часть включает в себя пару эксцентриков, ноги, систему рычагов и сами лыжи, которые преобразуют вращательное движение в шагающее.
Гидравлический механизм шагания
Гидравлические системы получили широкое распространение, например, на драглайнах МК «Уралмаш» или модели 4250-W от Bucyrus-Erie. В качестве примера рассмотрим механизм экскаватора ЭШ-15.90.
Его основу составляют лыжи, подъемный и тяговый гидроцилиндры. Штоки этих цилиндров соединены общим шарниром на траверсе, которая, в свою очередь, шарнирно связана с лыжей. Сами цилиндры крепятся к металлоконструкциям надстройки и поворотной платформы.
Принцип работы гидравлического шагания
В рабочем положении экскаватора гидроцилиндры втянуты, лыжи подняты, а платформа опирается на базу. Процесс шагания начинается с выдвижения и опускания лыж на грунт. Затем давление в подъемных цилиндрах приподнимает один край машины, после чего тяговые цилиндры сдвигают корпус вперед на шаг длиной 1–2,5 метра. После опускания базы лыжи поднимаются, и цикл повторяется.
Преимущества и недостатки гидравлического механизма
Ключевые преимущества такой системы — плавность хода и возможность гибко регулировать траекторию движения. Основные недостатки — относительно низкий коэффициент полезного действия (около 0,6) и сложность конструкции привода, что предъявляет высокие требования к квалификации обслуживающего персонала.
Усовершенствованная конструкция для тяжелых машин
На сверхмощных машинах, таких как драглайн ЭШ-100.100, применяется более продвинутая гидравлическая схема. Ее особенность — полный отрыв опорной рамы от грунта во время шага. Перемещение осуществляется за счет скольжения гидростатических опор (скользунов) по направляющим на поверхности башмаков.
Конструкция включает четыре башмака, четыре подъемных и два тяговых гидроцилиндра. Подъемные цилиндры опираются на сферические гидростатические опоры, что является важным усовершенствованием.
Сравнительные характеристики усовершенствованной системы
Преимущества системы ЭШ-100.100:
- Более равномерное распределение веса машины на четыре точки опоры вместо двух.
- Полное отсутствие тения рамы о грунт, что исключает износ и возникновение вредных поперечных нагрузок.
- Независимая регулировка длины шага за счет раздельной работы цилиндров.
- Наличие шаровой опоры, которая устраняет изгибающие нагрузки на штоки, повышая надежность и долговечность узлов.