ГИДРОПРИВОД ЭКСКАВАТОРА Российский патент 1995 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к гидравлическим приводам экскаваторов.

Известен гидравлический привод, включающий силовые насосы с регуляторами мощности в виде гидроцилиндров, блок управления, исполнительные гидродвигатели, гидрораспределители, систему сервоуправления и систему трубопроводов, регулятор мощности каждого силового насоса снабжен дополнительным гидроцилиндром, поршень которого связан с поршнем гидроцилиндра регулятора мощности посредством толкателя; при этом полость каждого дополнительного гидроцилиндра со стороны толкателя соединена с блоком управления, а другая полость с напорным трубопроводом системы сервоуправления [1]
Недостатками этого гидропривода являются: необходимость в постоянно действующем насосе сервоуправления, вызывающем дополнительный расход энергии привода; запуск приводного двигателя осуществляется при максимальной производительности силовых насосов, что крайне затруднительно, особенно в условиях Севера, вызывает дополнительные затраты топлива; для включения любого исполнительного гидродвигателя оператору необходимо совершить две операции: включить золотниковый гидрораспределитель, управляющий данным гидродвигателем, а также включить дросселирующий золотник, перекрывающий сливную магистраль, что ухудшает эргономические характеристики экскаватора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гидравлический привод, содержащий насосы, напорные и сливные гидролинии, исполнительные гидродвигатели, гидрораспределители, подключенные к исполнительным гидродвигателям и к напорным и сливным гидролиниям, регуляторы мощности насосов, состоящие из имеющих толкатели, штоки и подпружиненные поршни управляющих гидроцилиндров, рабочие полости которых со стороны толкателей сообщены с напорными гидролиниями, и из дополнительных камер с размещенными в них с возможностью взаимодействия с толкателем плавающими поршнями, и сервосистему, подключенную к дополнительным камерам со стороны противоположной толкателям, сервосистема выполнена из имеющих камеру управления двухпозиционных гидропереключателей и гидроаккумуляторов, подключенных к двухпозиционным гидропереключателям, каждый из которых выполнен с возможностью сообщения в одной из позиции своего золотника дополнительной камеры регуляторов мощности с гидроаккумулятором, а в другой позиции золотника со сливной гидролинией, при этом камера управления каждого двухпозиционного гидропереключателя сообщена с одной из напорных гидролиний [2] Недостатком этого гидропривода является необходимость в гидроаккумуляторах, которые, как показал опыт эксплуатации, не обеспечивают запуск приводного двигателя при минимальной производительности насоса после многодневной остановки.

Целью изобретения является повышение надежности гидравлического привода и снижение в нем энергетических потерь.

Достигается это тем, что в гидроприводе экскаватора, включающего насосы, напорные и сливные гидролинии, исполнительные гидродвигатели, гидрораспределители, связанные с исполнительными гидродвигателями, регулятор мощности, состоящий из корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень, и дополнительного гидроцилиндра, имеющего полость с плавающим поршнем, с одной стороны которого расположен кинематически взаимодействующий с последним и с подпружиненным поршнем толкатель и сервосистема с источником постоянного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, гидропривод снабжен источником переменного давления, а сервосистема выполнена из источника вспомогательного давления, с независимым приводом и гидролинии подвода вспомогательного давления, которая посредством клапана "ИЛИ" сообщена с полостью дополнительного гидроцилиндра со стороны, противоположной толкателю, и с источником постоянного давления, а полость дополнительного гидроцилиндра со стороны толкателя посредством гидролинии сообщена с источником переменного давления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что полости дополнительного гидроцилиндра соединенных с линией нагнетания источника дополнительного давления и с двумя источниками давления, причем величина одного из этих давлений в процессе работы гидропривода постоянных, а величина другого переменна. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показывает, что признаки, отличающие это устройство от известных решений и пpототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображен гидропривод экскаватора.

Гидропривод содержит двухпоточный регулируемый насос 1. Исполнительными гидродвигателями рабочего оборудования являются гидроцилиндр 3 поворота стрелы, гидроцилиндр 4 поворота рукоятки и гидроцилиндр 5 поворота ковша. В качестве гидродвигателя передвижения экскаватора применены гидромоторы 6 и 7 хода, а для поворота платформы использован гидромотор 8. В гидроприводе использованы две группы золотниковых гидрораспределителей с открытой на слив централью. Элементы гидропривода связаны между собой системой трубопроводов, защищенных от перегрузок клапанной аппаратурой (не показана), а золотниковые гидрораспределители связаны с сервосистемой (связи не показаны). Секция А насоса 1 связана с группой золотниковых гидрораспределителей 9 и 10, управляющих гидромоторами 8 поворота платформы и хода левой гусеницы 6. Кроме того, при невыполнении одной из этих операций возможно суммирование потока секции А с потоком секции Б. Секция Б связана с группой золотниковых гидрораспределителей 11.14, управляющих гидромотором 7 хода правой гусеницы, гидроцилиндрами 3, 4, 5 поворота стрелы, рукоятки и ковша.

Регулятор 15 мощности насоса 1 состоит из корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 20 и дополнительного гидроцилиндра 16, имеющего полость с плавающим поршнем 17, с одной стороны которого расположен кинематически взаимодействующий с последним и с подпружиненным поршнем 20 толкатель 18. Кроме того, в составе гидропривода имеется сервосистема, выполненная из источника вспомогательного давления 2 с независимым приводом и гидролинии вспомогательного давления Р₁, которая посредством клапана ИЛИ 22 сообщена с полостью дополнительного гидроцилиндра 16 со стороны, противоположной толкателю 18 и с источником постоянного давления, а полость дополнительного гидроцилиндра со стороны толкателя 18 сообщена с источником переменного давления Р₂, причем величина этого давления по сигналу оператора может изменять свое значение в диапазоне Р₂=0.Р₁.

Гидропривод работает следующим образом.

До начала работы регулятор мощности 15 выставляет качающие узлы секций А и Б насоса 1 в положение, соответствующее максимальной подаче. Перед включением приводного двигателя оператор насосом 2 с независимым приводом через клапан "ИЛИ" сервосистемы закачивает жидкость в полость дополнительного гидроцилиндра 16 со стороны, противоположной толкателю 18. При этом плавающий поршень 17, преодолевая усилие пружин регулятора мощности 15, смещается и через толкатель 18 перемещает плавающий поршень 20 вправо, уменьшая рабочие объемы качающих узлов секций А и Б до минимальных значений. Таким образом обеспечивается легкий запуск двигателя, в том числе при отрицательных значениях температуры окружающей среды.

После запуска двигателя появляется возможность подачи давления Р₁ и Р₂ в полости дополнительного цилиндра 16, источником этих давлений может быть один из изменяющихся в гидроприводе не указанных на рисунке вспомогательных насосов, имеющих привод от двигателя.

При этом возможны следующие варианты:
1) Р₁= Р₂ в этом случае силы давления, действующие на плавающий поршень 17 с обеих сторон, уравновешены и регулятор мощности 15 работает как в обычном режиме (без дополнительной камеры 16);
2) Р₁Р₂ при этом происходит дополнительное уменьшение рабочего объема качающих узлов А и Б насоса 1(т.е. мощности) вплоть до достижения минимальных значений при Р₂=0, что используется для обеспечения наиболее экономичных режимов во время технологических пауз, а также для обеспечения ряда специальных режимов работы, когда величина подачи насоса 1 не должна превышать некоторого заданного значения.

Как показывают расчеты, максимальное значение давления, необходимого для подачи в полости дополнительной камеры 16, составляет порядка 0,3 МПа для насосов с рабочим объемом (112+112)см³ при необходимости подачи рабочей жидкости количеством 0,3 дм³ (при изменении рабочего объема секций насоса от 112 см³ до нуля), что легко достижимо за счет мускульной энергии. Кроме того, учитывая периодичность работы, возможен привод насоса 2 за счет энергии вспомогательных устройств, например, от электродвигателя, питаемого энергией электроаккумулятора.

Использование: гидропривод экскаваторов. Сущность изобретения: гидропривод содержит насосы, напорные и сливные гидролинии, исполнительные гидродвигатели, гидрораспределители, подключенные к исполнительным гидродвигателям и к напорным и сливным гидролиниям, регулятор мощности насоса. Сервосистема выполнена из источника вспомогательного давления, привод которого осуществляется от любого источника, кроме приводного двигателя гидропривода. Гидролинии подвода вспомогательного давления подключены к полости дополнительного гидроцилиндра через клапан ИЛИ со стороны, противоположной толкателю, а гидролинии подвода основных давлений реализуются от источника, привод которого осуществляется от приводного двигателя. Одно из давлений постоянно по величине и через клапан ИЛИ подается в полость дополнительной камеры со стороны, противоположной толкателю, а другое давление подается в полость дополнительного цилиндра со стороны толкателя по величине изменяется от нуля до величины не превышающей величины давления, подаваемого в полость дополнительной камеры. 1 ил.

ГИДРОПРИВОД ЭКСКАВАТОРА, включающий насосы, напорные и сливные гидролинии, исполнительные гидродвигатели, гидрораспределители, связанные с исполнительными гидродвигателями, регулятор мощности, состоящий из корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень, и дополнительного гидроцилиндра, имеющего полость с плавающим поршнем, с одной стороны которого расположены кинематически взаимодействующий с последним и подпружиненным поршнем толкатель и сервосистема с источником постоянного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, гидропривод снабжен источником переменного давления, а сервосистема выполнена из источника вспомогательного давления с независимым приводом и гидролинии подвода вспомогательного давления, которая посредством клапана ИЛИ сообщена с полостью дополнительного гидроцилиндра со стороны, противоположной толкателю, и с источником постоянного давления, а полость дополнительного гидроцилиндра со стороны толкателя посредством гидролинии сообщена с источником переменного давления.