Конструкторская часть

Общий вид и техническая характеристика гидравлического экскаватора Komatsu PC300-8SE представлены в графической части на чертеже ф. А1.
Рассмотрим особенности гидравлического экскаватора Komatsu PC300-8SE более подробно.
Для достижения высоких уровней производительности и экологичности компания Komatsu разрабатывает основные компоненты своих машин с привлечением средств тотального контроля.
Это ведет к созданию нового поколения высокопроизводительных и экологически безопасных экскаваторов.
Малотоксичный двигатель по сравнению с экскаватором PC300-7 на двигателе Komatsu SAA6D114E-3 выброс оксидов азота снижен на 33 %.
Данный двигатель отвечает требованиям нормативов EPA Tier 3 и EU Stage 3A, регламентирующих токсичность отработавших газов.
Новый двигатель SAA6D114E-3, разработанный компанией Komatsu, позволяет значительно снизить выброс оксидов азота за счет точного многоступенчатого впрыска топлива, регулируемого контроллером двигателя.
Использование системы впрыска топлива высокого давления, разработанной специально для строительных машин, повышает долговечность двигателя.
Используемый на этом экскаваторе высокоэффективный метод согласования работы двигателя и гидросистемы позволяет значительно снизить почасовой расход топлива, а такая функция как экономичный режим работы (Е) и наличие ЭКО-указателя обеспечивают работу в энергосберегающем режиме.
Расход топлива снижен на 3% по сравнению с PC300-8 - на основании данных, полученных по системе KOMTRAX, при стандартном режиме работы. Расход топлива зависит от условий эксплуатации.
Объем новой кабины PC300-8SE увеличен на 14 %, что обеспечивает дополнительные комфортные условия работы. Большая кабина делает возможным наклон сиденья с подголовником назад в полностью горизонтальное положение.
Особенности экскаватора Komatsu PC300-8SE:
- высокая производительность и низкий расход топлива: высокая мощность, эффективность эксплуатации и топливная экономичность повышают производительность и снижают расходы на топливо;
- мощное тяговое усилие обеспечивает превосходные характеристики по рулевому управлению и способности преодолевать подъемы;
- значительное усилие резания грунта - при нажатии кнопки включения максимальной мощности усилие резания грунта временно повышается на 7%;
- два режима управления стрелой - при помощи переключателя можно переходить в режим резания грунта, требующий повышенной мощности, или в режим плавного управления стрелой;
- информационно-коммуникационные технологии:
- большой многоязычный ЖК-дисплей с высокой разрешающей способностью;
- обеспечение повышенной эффективности работы;
- наличие системы контроля состояния оборудования (EMMS).
- безопасная конструкция:
- кабина ROPS (ISO 12117-2) для защиты оператора в случае опрокидывания;
- противоскользящие настилы, предотвращающие соскальзывание ноги.
- камера заднего вида для контроля зоны позади машины (по дополнительному заказу).
- удобство обслуживания:
- увеличенный интервал замены масла в двигателе, масляного фильтра двигателя, масла и фильтра гидросистемы;
- фильтр грубой очистки топлива (с отделителем воды), входящий в стандартную комплектацию;
- расположение в ряд радиатора и маслоохладителя обеспечивает
возможность независимого снятия и установки этих двух устройств;
- наличие системы контроля состояния оборудования (EMMS).
- удобный доступ к масляному фильтру двигателя и крану слива топлива.
- топливный бак большой емкости.
- просторная удобная кабина:
- с хорошей звукоизоляцией.
- cлабая вибрация за счет установки кабины на демпфирующих опорах;
- герметичная кабина с избыточным давлением воздуха внутри и устанавливаемым по заказу кондиционером;
- cиденье оператора и консоль с подлокотником, позволяющие оператору управлять машиной в удобном для работы положении.
Во избежание излишнего расхода топлива на мониторе появляется соответствующее предупреждение, если двигатель работает в режиме холостого хода в течение 5 минут или более.
Экскаватор PC300-8SE имеет шесть рабочих режимов (P, E, L, B, ATT/P и ATT/E) (табл. 3.1).
Каждый режим обеспечивает соответствие частоты вращения двигателя и производительности насоса условиям применения.
Это обуславливает гибкость, при которой эксплуатационные характеристики оборудования соответствуют выполняемой работе.
Таблица 3.1 - Режимы работы Komatsu PC300-8SE
Рабочий режим Применение Преимущество
Р
Режим повышенной
мощности
• Максимальная производительность / мощность
• Малая продолжительность рабочих циклов
Е Экономичный
режим
• Оптимальная продолжительность рабочих циклов
• Повышенная топливная экономичность
L Грузоподъемный
режим
• Соответствующая скорость
навесного оборудования
• Грузоподъемность экскаватора повышается на 7% за счет повышения гидравлического давления
B Режим
гидромолота
• Оптимальные частота вращения двигателя,
работа гидравлического контура
ATT/p Навесное
оборудование
Режим повышенной
мощности • Оптимальная частота вращения двигателя, двухканальный гидравлический контур
• Режим повышенной мощности
ATT/E Навесное
оборудование
Экономичный
режим
• Оптимальная частота вращения двигателя,
двухканальный гидравлический контур
• Экономичный режим
Мощное максимальное тяговое усилие обеспечивает превосходные характеристики по рулевому управлению и способности преодолевать подъемы

. Максимальное тяговое усилие: 264 кН 26 900 кг
Значительное усилие резания грунта - при нажатии кнопки максимального повышения мощности усилие резания грунта дополнительно возрастает (на 8,5 сек).
Максима льное усилие резания рукоятью (согласно ISO): 160 кН (16,3 т) 171 кН (17,4 т) - то есть в режиме макс. мощности происходит повышение на 7 %.
Максимальное усилие резания ковшом (согласно ISO): 212 кН (21,6 т) 227 кН (23,1 т) - в режиме максимальной мощности наблюдается повышение на 7 %. Измерения проводились по методике ISO при работе в режиме максимальной мощности с рукоятью 3185 мм.
Эко-указатель, легко различимый в правой части многофункционального цветного дисплея, предназначен для экологичного и экономичного ведения работ.
Для работы с пониженным содержанием СО2 в выхлопных газах и эффективным расходом топлива необходимо удерживать шкалу в зеленом диапазоне.
Плавное ведение погрузочных работ за счет наличия двух сливных шлангов, что повышает эффективность работы гидросистемы (рис. 3.1). При выпрямлении рукояти часть масла сливается прямо в бак, обеспечивая ее плавное перемещение.
Рисунок 3.1 - Элементы гидросистемы
Стрела сохраняет плавающее положение и, перемещаясь вверх, уменьшает подъем передней части машины. Это ускоряет сбор взорванной скальной породы и зачистку поверхности. Увеличивается усилие опускания стрелы, что повышает эффективность рытья траншей треугольного и квадратного профиля в твердом грунте.
Режим плавного управления стрелой упрощает выполнение операций по сбору взорванной скальной породы и по зачистке поверхности. Если для повышения эффективности работ по выемке грунта требуется максимальное усилие резания, оператор может перейти в режим повышенной мощности.
Рисунок 3.2 - Режимы управления
В режиме плавного управления стрела сохраняет плавающее положение и, перемещаясь вверх, уменьшает подъем передней части машины. Это ускоряет сбор взорванной скальной породы и зачистку поверхности.
В режиме повышенной мощности увеличивается усилие опускания стрелы, что повышает эффективность рытья траншей треугольного и квадратного профиля в твердом грунте.
Усиленная cтрела SE 6,0 м.
Ковш Me (Me: улучшенная форма и повышенная эффективность) (рис. 2.8).
Рисунок 3.3 - Улучшенная форма ковша
Низкий уровень вибрации за счет установки кабины на демпфирующих опорах (рис. 3.3).
Рисунок 3.4 - Установка кабины
Кабина экскаватора PC300 установлена на вязкостных демпфирующих опорах с увеличенным рабочим ходом и дополнительной пружиной. Такая новая подвеска кабины в сочетании с основанием повышенной жесткости способствует снижению вибраций сиденья оператора.
Кондиционер с автоматическим управлением позволяет легко и с высокой точностью регулировать микроклимат в кабине, используя средства управления на большом ЖК-дисплее.
Функция двухуровневого управления воздушными потоками обеспечивает подачу прохладного воздуха к лицу оператора, а теплого воздуха к ногам.
Такое оптимальное распределение воздуха позволяет поддерживать комфортные условия работы в кабине в любое время года. Функция дефростера сохраняет прозрачность лобового стекла.
Рисунок 3.5 - Кабина Komatsu PC300-8SE
Стандартное оборудование Komatsu PC300-8SE.
Двигатель:
- автоматическая система прогрева двигателя;
- воздушный фильтр сухого типа с двойным фильтрующим элементом;
- двигатель Komatsu SAA6D114E-3;
- система защиты двигателя от перегрева;
- радиатор и маслоохладитель с пылезащитной сеткой;
- приточный вентилятор.
Электрооборудование:
- устройство автоматического замедления;
- генератор, 24 В/60 А;
- аккумуляторные батареи, 2 × 12 В/126 А • ч;
- стартер, 24 В/7,5 кВт;
- две рабочие фары (на стреле и с правой стороны).
Гидравлическая система:
- клапан удержания стрелы;
- система максимального повышения мощности;
- гидравлическая система управления РРС;
- два режима управления стрелой;
- систем выбора рабочего режима.
Ходовая часть:
- гидравлические регуляторы натяжения гусениц (с каждой стороны);
- опорный каток 7 с каждой стороны;
- башмак гусеницы 600 мм с тремя грунтозацепами.
Рабочие условия оператора:
- кондиционер с дефростером;
- многофункциональный цветной дисплей;
- зеркала заднего вида (правое, левое, заднее, боковое);
- кабина ROPS (согласно ISO 12117-2).
Прочее оборудования:
- противовес;
- электрический звуковой сигнал;
- задний отражатель;
- сигнал предупреждения о передвижении;
- противоскользящие настилы.
3.2 Расчет производительности одноковшового гидравлического экскаватора Komatsu PC300-8SE
Изучив особенности устройства, конструкции, предложения по их модернизации и принцип действия экскаватора Komatsu PC300-8SE, далее в работе необходимо рассчитать производительность выбранного экскаватора и запас тягового усилия в грунтах IV категории.
На процесс взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом существенное влияние оказывают следующие факторы:
— физико-механические свойства грунта,
— конструкция, геометрические параметры и состояние рабочего органа,
— режимы работы рабочего органа.
Мощность, необходимая при наиболее энергоемкой операции копания грунта экскаватором Komatsu PC300-8SE определяется по формуле:
, (3.1)
где А - удельная энергоемкость копания, равная работе, затрачиваемой на разработку 1 м3 грунта; для грунта IV категории примем 400 кПа = = 400 000 Па (табл