Инженерно-технические методы и средства безопасной эксплуатации сверхмощных тракторов и агрегатов на их базе

7.2.

Несмотря на совершенство конструкций сверхмощных тракторов и агрегатов на их базе, ряд вопросов, касающихся обеспечения технической и пожарной безопасности, нуждается в доработке. Решение указанных вопросов хотя и производится на стадии эксплуатации, однако в ряде случаев не является эффективным путем снижения травматизма и обеспечения нормируемых условий труда. Наиболее действенным средством решения этой проблемы является разработка специальных средств обеспечения безопасной эксплуатации мощных тракторов.

Автомат предотвращения аварийных ситуаций за счет превышения тракторным дизелем предельно допустимого скоростного режима, схема которого показана на рис. 7.1, предназначен для экстренной остановки двигателя. Он имеет два реле Р1 и Р2. Первое содержит два нормально разомкнутых контакта К1-1, а второе — две пары контактов, из которых К2.-1 нормально разомкнутые, а К2-2 — нормально замкнутые. Реле Р1 питается от тахогенератора Т через выпрямитель, собранный на диодах Д-7Ж. Тахогенератор приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. Контакты К2-2 замыкают цепь питания электромагнитного клапана Ж, который установлен в линии топливопровода высокого давления (на рисунке показан один клапан и топливопровод). Регулировка порога срабатывания обеспечивается сопротивлением R1.

Автомат работает следующим образом. Когда частота вращения двигателя превысит предельно допустимые значение, напряжение на

выходе тахогенератора Т будет достаточным для срабатывания реле Р1. Контакты К1-1 замыкаются. При замыкании цепи через выключатель К1 питание подается на реле Р2. При этом контакты К2-1 замыкаются и блокируются цепью питания обмотки реле Р2 на случай, если произойдет снижение частоты вращения коленчатого вала двигателя и разомкнутся контакты К1-1- Контакты К2-2 размыкаются и разрывают цепь питания обмотки электромагнитного клапана Ж-Последний закрывает доступ топлива в форсунки, перепуская его на входную линию топливного насоса. Контакты К2-1 при этом остаются замкнутыми до полной остановки двигателя. Повторный пуск двигателя может быть осуществлен только при снятии питания с реле Р2 (при устранении причины аварийной ситуации).

Автомат экстренной остановки турбины (АОТ) трактора предназначен для предотвращения аварийных ситуаций в случае резкого повышения частоты вращения газотурбинного двигателя. Он вводится в систему топливоподачи ГТД.

Автомат экстренной остановки турбины, схема которого дана на рис. 7.2, состоит из командной и исполнительной цепей, электрически связанных между собой. В командную цепь входят переменное сопротивление R1 и поляризованное реле Р1. Питается она выпрямленным током от тахогенератора Т. Исполнительная цепь включает электромагнитное реле Р2 с парой нормально разомкнутых контактов К2-1 и парой нормально замкнутых контактов К2-2. В нее же входят и нормально разомкнутые контакты Д7-/ реле Р1. Через контакты К2-2 проходит цепь электромагнитных клапанов, которые открывают топливу доступ к насосу Н и к форсункам. Подача питания к исполнительной цепи производится от батареи напряжением 24 В при замкнутом выключателе К1.

При достижении турбиной предельной частоты вращения напряжение на обмотке реле Р1 становится достаточным для его срабатывания. После этого замыкаются контакты К1-1, и питание от батареи через них поступает на обмотку реле Р2, которое при этом также срабатывает — его контакты К2-1 замыкаются, а К2-2 размыкаются. При размыкании последних разрывается цепь питания обмоток электромагнитных клапанов ЭК, и они прекращают доступ топлива к насосу и форсункам. Роль контактов К2-1 сводится к тому, чтобы заблокировать питание обмотки реле Р2 при снижении частоты вращения турбины и размыкания вследствие этого контактов К.1-1. В этом случае цепь электромагнитных клапанов остается разорванной до полной остановки турбины и устранения причин резкого увеличения частоты вращения. Очередной запуск можно произвести только при замкнутой цепи ЭМК, для чего необходимо переключателем К1 обеспечить обмотку реле Р2. При этом должны замкнуться контакты К2-2. После этого переключатель К1 следует опять поставить в рабочее положение. Автомат использовался для предотвращения аварийных ситуаций при исследованиях, испытаниях и эксплуатации газотурбинных тракторов.

Устройство для суфлирования одновальных тракторных ГТД, схематически показанное на рис. 7.3, предназначено для исключения аварийных ситуаций вследствие потерь масла с воздушно-масляной смесью в тех одновальных ГТД, в конструкциях которых плоскость заднего корпуса редуктора свободно сообщается с атмосферой. Поскольку в лабиринты подшипников ротора двигателя от компрессора для уплотнения подается воздух, то он может просочиться в редуктор двигателя, шестерни которого смазываются маслом. В результате образуется воздушно-масляная смесь, которая выходит через полость зад-него корпуса редуктора, что сопряжено с потерей масла и при недосмотре может привести к аварии. Поэтому необходимо отделить воздух от масла, которое нужно вновь направить в двигатель. С этой целью указанная полость закрывается, с двигателя снимается тахогенератор ТД-1, а на его место устанавливается отводная трубка 5, сообщающаяся с атмосферой через центробежный суфлер 3. Последний установлен на ГТД и приводится во вращение от электродвигателя посредством 'Шкивов 1 и 2. Ротор 4 суфлера вращается с частотой 9000—13 ООО мин-1. Под действием центробежных сил масло отбрасывается к внутренней поверхности корпуса, на которой имеется маслосборная канавка. По ней масло прогоняется в специальную проточку, откуда через штуцер оно сливается в масляный бак. Очищенный от масла воздух выводится по каналу из суфлера в атмосферу.

Автоматическое сцепное устройство для энергонасыщенных ма-шинно-тракторных агрегатов, изображенное на рис. 7.4, предназначено для автоматической сцепки-расцепки тракторов с прицепными машинами, с которыми в основном и работают сверхмощные тракторы. Этим исключается необходимость присутствия операторов в зоне маневрирования и, как следствие, возможность травмирования.

Устройство состоит из корпуса 1 с посадочным углублением 2, имеющим дренажное отверстие, и подпружиненного упора 3 с осью 4

и пружиной 5. Выступ 6 выполнен на сцепной тяге прицепа, которая имеет шарнир 7. Последний обеспечивает перемещение в вертикальной плоскости.

Рис. 7.3. Принципиальная схема суфлирования одновального газотурбинного двигателя

Рис. 7.4. Автоматическое сцепное устройство для безопасной сцепки-расцепки тракторов

В состав тяги, кроме того, входит пластинчатая пружина 8, закрепленная на ее нижней поверхности и обеспечивающая удержание выступа 6 в горизонтальной (или близкой к ней)

плоскости. Упор 3 снабжен поддерживающим болтом для устранения перекосов при перемещении. Пружина 5 установлена на оси 4 и действует одним концом на корпус 1, а другим — на упор 3, перемещая его в крайнее правое положение. Корпус 1, устанавливаемый на поперечине 9 механизма задней навески трактора, имеет направляющую поверхность 10.

Работает это устройство следующим образом. При необходимости: сцепки трактор движется задним ходом, а системой навески высоту корпуса 1 устанавливают таким образом, чтобы на его направляющую поверхность 10 попал выступ 6 тяги. Последний, двигаясь по направляющей поверхности 10, перемещает упор 3 устройства влево, сжимая пружину 5. В момент нахождения выступа 6 над углублением 2 он под, действием собственной массы опускается в него, прекращая тем самым воздействие на упор 3. Сжатая перемещением выступа 6 пружина 5 при распрямлении перемещает упор 3 в крайнее правое положение к таким образом обеспечивает фиксацию выступа 6 в углублении 2, препятствуя выходу выступа из последнего под влиянием тяговых усилий. Для расцепления машин тракторист из кабины через трос перемещает шарнир 7 с осью 4 влево, передвигая таким образом упор 3 в крайнее левое положение и нарушая фиксацию им выступа 6 в углублении 2. При движении трактора вперед выступ 6 скользит по конусной поверхности посадочного углубления 2 и выходит из него.

Конфигурация направляющей 10 и наличие шарнира 7 позволяют осуществлять сцепку-расцепку даже в условиях несовпадения осей трактора и машины как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Предохранительное устройство для карданного вала [3], показанное на рис. 7.5, предназначено для прекращения передачи вращения на карданный вал в случае снятия с него ограждения, исключая таким образом возможности получения травм в результате наматывания

частей одежды рабочих на карданный вал. Оно состоит из корпуса 1, закрепленного на кожухе приводной машины (например, заднего моста трактора); подвижной шлицевой втулки 2, установленной на одном из шлицевых концов вала 3 устройства; вилки 4 для перемещения шлицевой втулки 2; подвижной в продольном направлении оси 5, на которой закреплена вилка 4\ пружины 8. Вал 3 своим внутренним концом входит в подшипник, установленный в выточке ведущего шлицевого вала 7 (например, вала отбора мощности трактора), а наружным жестко соединен с карданным валом приводной машины. Подвижная ось 5 под действием пружины 8 стремится занять крайнее правое положение, чему может препятствовать торец защитного кожуха 6 карданного вала (если он установлен).

Рис. 7.5. Предохранительное устройство для карданного вала

Устройство функционирует следующим образом. При установке защитного кожуха 6 карданного вала приводной машины фланец ограждения закрепляется на корпусе 1 и, воздействуя на ось 5, перемещает ее и зафиксированную на ней вилку 4, входящую в паз шлицевой втулки 2 (а значит, и саму втулку 2) влево. Последняя соединяет шлицевые валы 7 и 3, которые передают вращающий момент на карданный вал приводной машины. При снятии защитного кожуха 6 пружина 8 перемещает ось 5, вилку 4 и шлицевую втулку 2 вправо, разъединяя ведущий 7 и ведомый 3 валы. В результате прекращается передача вращения на кардан даже при вращении ведомого вала 3.

Предохранительное устройство для тракторов [4] предназначено для предотвращения начала движения при открытых дверях и исключения несчастных случаев, связанных с выпаданием из кабин тракторов. Для рассмотрения его обратимся к рис. 7.6.

Устройство состоит из фигурной пластины 1, выполненной как одно целое с поводком 2, пружины 3, пальца 4, соленоида 5, включателя

6 и сигнальной лампы 7.

Рис. 7.6. Предохранительное устройство, исключающее движение тракторов при открытых дверцах кабины

Пластина 1, изготовленная из алюминиевого1 сплава, установлена в коробке перемены передач в месте размещения кулисы и фиксирована на ней с помощью четырех специальных винтов таким образом, что имеется возможность перемещения только в осевом направлении. На поводке 2 установлена пружина 3, упирающаяся одним концом в торец фигурной пластины 1, а другим — в торец неподвижного соленоида 5. В результате обеспечивается соответствующее перемещение пластины 1 в крайнее левое положение, при котором выступы и впадины как на кулисе, так и на пластине 1 в вертикальной плоскости совпадают. Соленоид 5, установленный соосно с поводком 2, крепится на корпусе коробки перемены передач. В него входит стальной палец 4, жестко закрепленный на поводке 2. Включатель 6, установленный в электрической цепи питания соленоида 5 и сигнальной лампы
7, имеет привод от двери машины.

Работает устройство следующим образом. При остановке машины и открывании дверей срабатывает включатель 6, обеспечивая подачу напряжения от источника тока на соленоид 5. Одновременно загорается сигнальная лампа 7, указывая оператору на то, что двери открыты. При прохождении тока через соленоид на палец 4 будет действовать осевое усилие, в результате чего он, а следовательно, и связанная с ним фигурная пластина перемещаются вправо, сжимая пружину 3. Палец остается в этом положении до тех пор, пока открыты двери и включен двигатель. При этом впадины кулисы перекрываются выступами фигурной пластины и включить любую из передач невозможно, поскольку рычаг переключения передач не может занять необходимое фиксированное положение, чему препятствует положение пластины 1Г показанное на рисунке пунктиром. Для включения скорости необходимо закрыть дверь. Включатель 6 при этом вновь срабатывает, и соленоид обесточивается, благодаря чему на палец 4 прекращается действие осевого усилия. Пружина 3, находившаяся до этого в сжатом состоянии, перемещает пластину 1 в крайнее левое положение, при котором выступы и впадины как на кулисе, так и на пластине 1 в вертикальной плоскости совпадут. При наличии в машине двух дверей каждая из них оборудуется включателем, параллельным включателю 6. В случае необходимости двигаться при открытых дверях (например, при переезде через ледовые переправы), устройство отключается прерыванием цепи тока. Можно также, включив необходимую скорость при закрытых дверях, начать движение (без переключения скорости, на всей трассе) с последующим открыванием дверей.

Устройство для предотвращения опрокидывания тракторов [5], схематически показанное на рис. 7.7, предназначено для автоматической остановки машин при чрезмерном (недопустимом по соображениям устойчивости) их наклоне. Оно имеет датчик положения 1, выполненный из стеклянной трубки в виде полукольца, заполненного токопроводящей жидкостью (ртутью). Датчик имеет центральный 1-образный электрод, подключенный к источнику электроэнергии (генератору) машины, и по 2 боковых электрода с каждой из сторон полукольца, расположенных на двух уровнях. Нижние из них соединены с источником звукового 3 и светового 2 сигналов, а верхние—с двумя после-довательно соединенными через промежуточное реле 4 соленоидами

5 и 7, сердечники которых посредством двуплечих рычагов 6 и 8 механически связаны с педалями муфты сцепления и тормоза. В цепи управления промежуточным реле имеется выключатель 9, в нормальном положении которого контакты постоянно замкнуты. Датчик устанавливается на машине (как правило в кабине) и подключен, как и все Элементы устройства, к ее источнику электрической энергии.

Устройство работает следующим образом. При движении машины за счет энергии работающего двигателя в системе электрооборудования поддерживается заданное постоянное напряжение, подводимое к центральному электроду датчика. Во время езды по горизонтальной., поверхности (или в пределах допустимых устойчивостью кренов) центральный электрод с боковыми не соединяется, и устройство находится в подготовленном к работе состоянии. При наклоне машины в ту или иную сторону на угол более установленного через ртуть образуется электрическое соединение центрального электрода с одним из нижних боковых. Этим обеспечивается подача напряжения на устройства звуковой 3 и световой 2 сигнализации, указывающие водителю на опасную (с точки зрения опрокидывания) ситуацию. Дальнейший наклон машины в сторону приближения к предельно допустимому обеспечивает электрическое соединение через ртуть центрального х-образного электрода с одним из верхних боковых. В результате напряжение подается на промежуточное реле 4. Последнее при протекании через него тока срабатывает и обеспечивает замыкание силового контакта. После этого через соленоиды 5 и 7 проходит электрический ток, и происходит втягивание сердечников, которые воздействуют на двухплечие рычаги 6 и 8. Этим обеспечивается перемещение педалей муфты сцепления и тормозов в сторону выключения (муфты) и включения (тормозов) соответственно. В результате без участия оператора, который в таких ситуациях, находясь в близком к шоковому состоянии, нередко совершает запоздалые или неверные действия, отсоединяется трансмиссия от источника энергии. Происходит автоматическое гаше-ние кинетической энергии агрегата за счет торможения. В ряде случаев это предотвращает опрокидывание или наезды на препятствия, а если последние и совершаются, то при меньшей кинетической энергии агрегата, что способствует уменьшению степени повреждения машин и тяжести возможных травм. Дальнейшее управляемое движение агрегата при ликвидации аварийной ситуации возможно только при нажатии и удержании оператором кнопки выключателя 9 в выключенном положении до тех пор, пока агрегат не займет безопасное положение (не разъединится центральный или один из верхних электродов).

Рис. 7.7. Устройство для предотвращения опрокидывания тракторов с приводом исполнительных механизмов от электроисточников

Устройство для предотвращения запуска двигателя при включенной скорости [99] предназначено для исключения резкого начала движения тракторов, а значит, и реальности получения связанных с этим травм.

Устройство, изображенное на рис. 7.8, содержит диэлектрическую пластину 1, на которой закреплена металлическая рамка 2 с шестью подвижными контактами. Каждый из последних состоит из оси 3 с упором под пружину 4 и шплинта 5, который вставляется в отверстие оси с тем, чтобы ось под действием пружины не могла выйти из отверстия рамки. Подвижный контакт К магнето М электрическим проводником П соединяется с рамкой 2, а значит, и со всеми подвижными контактами. Устройство четырьмя винтами закрепляется в коробке перемены передач трактора на ограничивающей пластине в таком положении, чтобы против каждой впадины последней находился подвижный контакт.

Оно работает следующим образом. При включенной передаче существует электрическая связь первичной обмотки О магнето М через подвижный контакт устройства и рычага коробки перемены передач с массой трактора, чем исключается возможность запуска пускового двигателя трактора. Это объясняется тем, что во вторичной обмотке О катушки зажигания отсутствует ЭДС, в результате чего между электродами свечи искра не образуется. При установке рычага коробки перемены передач в нейтральное положение электрическая цепь низкого

напряжения магнето не соединяется с массой; поэтому оно работает как обычно, и запуск пускового двигателя становится возможным.

Разрывная муфта для безопасного управления технологическим процессом [99], реализуемого с использованием сельскохозяйственных агрегатов, показанная на рис. 7.9, предназначена для исключения травмирования трактористов и прицепщиков тросами, необходимыми для управления ходом технологических процессов с использованием сельскохозяйственных (и лесохозяйственных) агрегатов. В целях предотвращения травм тросы управления прицепными машинами и двухсторонней связи между трактористом и лицами, обслуживающими агрегат, должны оборудоваться разрывными муфтами. Муфта состоит из левой 1 и правой 2 полумуфт, соединенных между собой шариковыми фиксаторами (с шариками 3 и фиксирующей обоймой 9) и валика 4, на котором установлены пружина 5 и регулировочная гайка

6 с контрагайкой 7. Хвостовик правой части валика 4 заканчивается четырехгранником, необходимым для удержания последнего при изменении положения регулировочной гайки. На полумуфту навернут захват 8. В корпусе полумуфты 1 расположено четыре шарика 3, являющихся фиксаторами. В замкнутом положении муфты они запираются в кольцевой канавке валика 4 правой полумуфты 2, которая по отношению к валику стремится занять определенное положение, устанавливаемое пружиной 5.

Разрывная муфта работает следующим образом. В случае рывка или отсоединения прицепной машины усилие, действующее на соединительный трос, а значит, и на обе половины муфты, резко возрастает. Когда оно превысит усилие сжатой пружины 5, полумуфта 2 сместится относительно валика 4 вправо, сжимая пружину. В то же время последний остается неподвижным относительно полумуфты 1. Движение полумуфты 2 вправо будет продолжаться до тех пор, пока шарики не выйдут из-под полумуфты 2, а следовательно, и из кольцу, вой канавки валика. При этом обе половины муфты разъединятся, и возможный несчастный случай (при нахождении руки тракториста в замке троса управления) будет исключен.

Порог срабатывания разрывной муфты зависит от усилия сжатой пружины 5, которое устанавливается регулировочной гайкой 6. Последнее однако не должно превышать допустимых ССБТ усилий на органах управления сельскохозяйственными агрегатами.

Соединение полумуфт осуществляется путем вдвигания валика 4 в полумуфту 1. С того момента, когда выступающие шарики 3 полумуфты I начнут соприкасаться с полумуфтой 2, последняя перемещается относительно валика 4 вправо, сжимая пружину 5 до тех пор, пока фиксирующие шарики 3 не войдут в кольцевую канавку валика 4. При этом пружина, дополнительно сжатая, перемещает полумуфту 2 влево и тем самым фиксирует обе половины муфты, обеспечивая их надежное соединение.

Рис. 7.8. Устройство для предотвращения запуска тракторных двигателей при включенной скорости

Рис. 7.9. Разрывная муфта для безопасного управления ходом технологических процессов с использованием сельскохозяйственных тракторных агрегатов (I—8)

содержание .. 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 ..