ГИДРОПРИВОД ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА Российский патент 1994 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к машиностроительному гидроприводу и может быть использовано для привода одноковшовых гидравлических экскаваторов.

В настоящее время для гидравлического привода одноковшовых экскаваторов применяются гидросистемы в основном с открытой циркуляцией потока. Закрытая циркуляция имеет ряд преимуществ в сравнении с открытой - обеспечивается повышение КПД за счет использования рекуперации энергии, эффективного использования объемного регулирования реверсивных насосов, насосно-аккумуляторного привода, упрощаются соединения насосов и гидродвигателей, улучшается фильтрация рабочей жидкости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидропривод, содержащий реверсивные регулируемые насосы, гидроцилиндры и гидромоторы хода и поворота, гидрораспределители, гидроаккумуляторы, гидролинии, обратные и управляемые обратные клапаны [1]. К недостаткам указанного гидропривода следует отнести использование силового гидроаккумулятора только для привода поворота, использование для аккумулирования энергии механических аккумуляторов, отсутствие адресно-скоростной системы управления, отсутствие системы запуска машины в зимнее время. Привод поворота и привод подъема стрелы являются самыми нагруженными, попутные нагрузки при опускании стрелы позволяют аккумулировать энергию рабочего оборудования при опускании и рекуперировать ее в приводе, однако весьма важно организовать обмен запасенной энергией между контурами поворота и подъема. Использование механических аккумуляторов небезопасно для строительно-дорожной техники, поэтому в предлагаемом гидроприводе аккумулирование энергии осуществляется гидропневматическими аккумуляторами.

Применение реверсивных регулируемых насосов весьма выгодно энергетически, однако усложняет систему управления, например, в а.с. N 1004551 для управления таким насосом пришлось использовать блока клапанов ИЛИ, поэтому в предлагаемом гидроприводе задача управления решается с помощью адресно-скоростной системы.

Цель изобретения - увеличение общего КПД гидропривода экскаватора.

Достигается это тем, что с целью увеличения общего КПД привода для поворота платформы и подъема стрелы применены отдельные силовые гидроаккумуляторы, один из силовых гидроаккумуляторов связан гидролинией с всасывающей линией насоса управления, силовые гидроаккумуляторы связаны линией с обратным клапаном, в каждом из блоков сервоуправления два золотника связаны с полостями регуляторов насоса, а два других - с полостями управления силовых гидрораспределителей, линия управления гидрораспределителем, установленным между поршневыми полостями гидроцилиндров стрелы, связана с поршневой полостью одного из гидроцилиндров стрелы и с одной из линий насоса через гидрораспределитель.

По сравнению с известным использование экскаватора с предлагаемым гидроприводом обеспечит эффективное использование экскаватора, а также улучшит управление и увеличит производительность машины.

На чертеже представлена схема гидропривода экскаватора.

Гидропривод содержит гидробак, гидролинии, реверсивные регулируемые насосы, силовые и подпиточный гидроаккумуляторы, гидроцилиндры, гидромоторы хода и поворота, гидрораспределителя, обратные и управляемые обратные клапаны.

Изменение величины рабочих объемов регулируемых реверсивных насосов 1 и 2 может осуществляться одновременно с включением любого из гидроприводов. При этом, например, в блоке 3 сервоуправления (блоке СУ) включаются два золотника и рабочая жидкость (РЖ) попадает как в гидролинии 5 или 6 к полостям регулятора 7 управления насосом 1, так и в линию 8 гидрораспределителя (ГР) 9 гидроцилиндра (ГЦ) 10 ковша. Таким образом одной ручкой на блоке СУ осуществляется включение золотника гидрораспределителя и регулирование скорости движения гидропривода (адресно-скоростная система управления). Также включаются золотники в блоке 4 СУ. Сигналы в линиях 11 и 12 идут к регулятору 13 насоса 2, в линиях 14 и 18 - к полости ГР 15 гидроцилиндров 16 и 17 стрелы или полости ГР 19 гидроцилиндра 20 рукояти. ГР 21 и 22 предназначены для управления ходом, ГР 23 и 24 - для сброса излишков рабочей жидкости из полостей насосов 1 и 2. С помощью электроуправляемого ГР 25 осуществляется подвод питания к блокам СУ 3, 4, 26, открывание управляемых обратных клапанов (гидрозамков ГЗ) 27 и 28 у силового гидроаккумулятора ГАК 29 и ГАК 30 подпитки. ГР 31 управляет гидрозамком 32 силового ГАК 33, предназначенного для привода гидромотора 45 поворота платформы.

Гидропривод работает следующим образом. После запуска двигателя для подготовки гидропривода к работе необходимо включить ГР 25, который передает РЖ к блокам СУ 3 и 4 и открывает ГЗ 27 и 28. Для опускания стрелы нажатием ручки из блоков СУ 4 включаются для сервозолотника и в линии, например 12 и 14, подается рабочая жидкость к регулятору 13, ГР 24 и к полости ГР 15. На экскаваторе применено верхнее расположение гидроцилиндров стрелы и поэтому опусканию соответствует подача рабочей жидкости в поршневую полость. От насоса 2 РЖ попадает в линию 34. При включении ГР 15 рабочая жидкость передается в поршневую полость ГЦ 17. Давление в поршневой полости вызывает включение золотника ГР 35, и поршневые полости гидроцилиндров 16 и 17 соединяются. Из штоковой полости ГЦ 16 рабочая жидкость через ГР 15 возвращается по линии 36 к насосу 2. Из штоковой полости гидроцилиндра 17 по линии 37 рабочая жидкость попадает в ГАК 29 и заряжает его. Таким образом, опускание происходит одновременно с зарядкой ГАК 29. В связи с разными объемами поршневых и штоковых полостей гидроцилиндров 16 и 17 во время опускания в линии 36 будет дефицит рабочей жидкости. Для его восполнения от ГАК подпитки от ГАК подпитки 30 через обратный клапан 38 происходит подпитка линии 36.

Для подъема стрелы рабочая жидкость после включения двух золотников в блоке СУ 4 подается в линии 11 и 14. Регулятор 13 насоса 2 направляет РЖ в линию 36 и далее через ГР 15 в линию 41 в штоковую полость ГЦ 16. В это время поршневая полость оказывается связанной с всасывающей линией 34 насоса 2. Золотник ГР 35 занимает нижнюю позицию и разобщает поршневые полости ГЦ 16 и 17. Таким образом, поршневая полость ГЦ 16 через линию с обратным клапаном 40 соединяется с линией подпитки 42, через которую заполняет гидроаккумулятор 30, подпитывающий гидросистему. В это время ГАК 29 разряжается по линиям 37 в штоковую полость ГЦ 17. Подъем рабочего оборудования осуществляется ГЦ 16 при подаче в него рабочей жидкости насосом 2, а гидроцилиндр 17 поднимает рабочее оборудование при подаче в него РЖ от гидроаккумулятора 29. Для этого ГЗ 27 открыт с помощью ГР 25. Разность объемов поршневых и штоковых полостей вызывает избыток рабочей жидкости в линии 34. Этот избыток сливается через ГР 24 в линию 42 к подпиточному ГАК 30 или на слив через клапан 43. Таким же образом включаются, подпитываются и управляются гидроприводы хода, рукояти и ковша.

Силовой ГАК 33 для привода поворота платформы заряжается из линии 44 от насоса 1 или 2 через обратные клапаны 46 и 47. Эта зарядка может быть выполнена перед началом работы, в дальнейшем параллельно присоединение ГАК 33 к насосам обеспечивает его подзарядку. Для включения гидромотора 45 поворота используется педальный блок СУ 26. Перед включением с помощью ГР 31 открывается ГЗ 32 гидроаккумулятора 33. Давление в линии 48 или 49 смещает золотник ГР 50 и одновременно воздействует на регулятор 51 гидромотора поворота 45, устанавливая такой рабочий объем, какой необходим. Соответственно изменению рабочего объема происходит разгон поворотной платформы. При совмещениях подъема стрелы и поворота по линии 44 возможна передача энергии, накопленной в ГАК 33, в штоковую полость ГЦ стрелы 17. Торможение платформы производится либо изменением рабочего объема гидромотора 45, либо установкой ГР 50 в нейтраль. Во втором случае остаток энергии жидкости используется для подзарядки подпиточного ГАК 30.

Наличие для привода подъема стрелы и для поворота отдельных гидроаккумуляторов энергии рабочей жидкости, возникающей при попутных нагрузках (при опускании стрелы, при торможении платформы), а также использование параллельного подключения ГАК 33 к обоим насосам 1 и 2 и, кроме того, линия 44 между двумя силовыми ГАК 33 и 29 позволяет эффективно использовать рекуперацию энергии и обмен энергией между приводами стрелы и поворота. Кроме того, введение ГАК 33 позволяет использовать его для зимнего запуска основного двигателя путем соединения ГАК 33 через линию 52 и кран 53 с всасывающей линией насоса 54 управления. Насос 54 в отличие от насосов 1 и 2 имеет меньший момент страгивания и в данном случае используется в моторном режиме для прокручивания коленчатого вала основного двигателя и запуска в зимнее время.

Использование: привод одноковшовых гидравлических экскаваторов. Сущность изобретения: силовые гидроаккумуляторы соединены между собой гидролинией с обратным клапаном, а один из них связан с всасывающей линией насоса. Каждый блок сервоуправления выполнен с золотниками. Два из них соединены с полостями регуляторов реверсивных насосов, а два других - с полостями управления силовых гидрораспределителей привода исполнительных органов. Поршневые полости гидроцилиндров привода стрелы соединены гидрораспределителем с полостью управления, соединенной с поршневой полостью одного из гидроцилиндров стрелы, и через гидрораспределитель привода стрелы - с одним из реверсивных насосов. 1 ил.

ГИДРОПРИВОД ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА, включающий блоки сервоуправления, насос, соединенный всасывающей линией с баком и гидролиниями с подпиточным гидроаккумулятором, силовые гидроаккумуляторы, связанные через управляемые обратные клапаны с гидромотором поворота и гидроцилиндрами привода стрелы, реверсивные насосы с регуляторами, соединенные с силовыми гидрораспределителями привода исполнительных органов, имеющими полости управления, отличающийся тем, что силовые гидроаккумуляторы соединены между собой гидролинией с обратным клапаном, а один из них связан с всасывающей линией насоса, при этом каждый блок сервоуправления выполнен с золотниками, два из которых соединены с полостями регуляторов реверсивных насосов, а два других - с полостями управления силовых гидрораспределителей привода исполнительных органов, причем поршневые полости гидроцилиндров привода стрелы соединены посредством гидрораспределителя с полостью управления, соединенной с поршневой полостью одного из гидроцилиндров стрелы и через гидрораспределитель привода стрелы - с одним из реверсивных насосов.