ГИДРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ-САМОСВАЛА Российский патент 1997 года по МПК F15B20/00 

Гидропривод относится к общему машиностроению и предназначен к применению на транспортных машинах-самосвалах и других мобильных машинах.

Для гидроприводов мобильных машин характерны потери рабочей жидкости из-за выхода из строя гидролиний, в первую очередь рукавов высокого давления, работающих в условиях комбинированного воздействия давления рабочей жидкости и изгибных деформаций.

Для транспортных машин-самосвалов наиболее опасной фазой работы с точки зрения надежности гидролиний является первая (начальная) фаза подъема грузовой платформы, когда платформа полностью загружена и давление рабочей жидкости достигает наибольших значений. По мере подъема платформы и ее разгрузки давление рабочей жидкости снижается и вероятность выхода гидролиний из строя становится минимальной.

Известен гидропривод транспортной машины (патент ФРГ N 2593164, кл. F 15 B 20/00), в баке которого установлен датчик уровня жидкости поплавкового типа. При разрыве гидролинии (рукава) уровень жидкости в баке падает и управляемый от датчика уровня клапан отключает подачу насоса к гидролиниям. Недостатком гидропривода является то, что уровень жидкости в баке существенно изменяется при работе однополостных (плунжерных) гидроцилиндров, характерных для самосвалов. Это не позволяет достаточно точно выявить момент начала аварийных потерь рабочей жидкости.

Известен гидропривод (прототип) мобильных машин (авт. св. СССР N 1262145, кл. F 15 B 20/00), в котором контролируется давление рабочей жидкости в напорной гидролинии и расход рабочей жидкости в сливной гидролинии. При разрыве рукава падает давление в напорной гидролинии и уменьшается или вообще прекращается расход в сливной гидролинии, что, в свою очередь, позволяет сформировать сигнал для отключения источника подачи и предотвращения аварийных потерь. Недостатком гидропривода является наличие датчика расхода, усложняющего конструкцию и ухудшающего энергетические характеристики. Кроме того, недостатком гидропривода является недостаточная эффективность примененного датчика давления в условиях самосвальных машин, так как в связи с разгрузкой платформы снижение уровня давления в конце ее подъема значительно даже в условиях нормального состояния гидропривода.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение является снижение аварийных потерь рабочей жидкости в транспортных машинах-самосвалах, использующих однополостные гидроцилиндры.

Это достигается тем, что гидропривод содержит устройство контроля подачи насоса и датчик положения платформы, выходные элементы которых включены в цепь управления устройства отключения источника отключения подачи рабочей жидкости последовательно с выходным элементов датчика давления.

Кроме того, выходной элемент датчика положения платформы выполнены в виде управляемого от копира контакта, замкнутого в первой (начальной) и разомкнутого во второй (конечной) фазах подъема платформы, а выходной элемент датчика давления выполнен в виде нормально разомкнутого контакта.

Кроме того, устройство контроля подачи насоса выполнено в виде датчиков положения муфты сцепления и коробки отбора мощности, причем его выходные элементы образованы управляемыми от упомянутых датчиков последовательно включенными контактами, замкнутыми при включенных и разомкнутыми при выключенных муфте сцепления и коробке отбора мощности.

Кроме того, гидропривод содержит датчик уровня рабочей жидкости в баке и датчик нижнего положения платформы, выходные элементы которых выполнены в виде последовательно включенных в цепь управления устройства отключения источника подачи рабочей жидкости, причем контакт, управляемый от датчика уровня, разомкнут при нормальном количестве рабочей жидкости в баке и замкнут при недостаточном количестве рабочей жидкости в баке, а контакт, управляемый от датчика нижнего положения платформы, замкнут в ее крайнем нижнем положении и разомкнут в ее любом другом положении.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема гидропривода; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема управления.

Предлагаемый гидропривод содержит насос 1, приводимый от двигателя 2 через муфту сцепления 3 и коробку отбора мощности 4. Насос 1 напорной гидролинией 5 с установленным в ней обратным клапаном 6 и рабочей гидролинией 7 с установленным в ней рукавом высокого давления 8 сообщен с однополостным гидроцилиндром 9 подъема платформы. В сливной гидролинии 10 установлен гидрораспределитель 11, управляемый от пневмораспределителя 12 по пневмолинии 13. Пневмораспределитель 12 пневмолинией 14 сообщен с полостью управления коробки отбора мощности 4. В рабочей гидролинии 7 между рукавом 8 и гидроцилиндром 9 установлен электроуправляемый двухпозиционный двухлинейный гидрораспределитель 15 с электромагнитом 16. К напорной 5 или рабочей 7 гидролиниям подключен датчик давления 17, управляющий нормально замкнутым контактом 18. Плунжер гидроцилиндра 9 кинематически связан с копиром 19, взаимодействующим с датчиком положения платформы 20, управляющим нормально разомкнутым контактом 21 (на фиг. 1 пунктиром показано положение плунжера и копира, соответствующее максимально поднятой платформе). Датчик 22 с нормально разомкнутым контактом 23 контролирует втянутое положение плунжера гидроцилиндра 9, соответствующее крайнему нижнему (горизонтальному) положению грузовой платформы. Датчики 24 и 25 с нормально разомкнутыми контактами 26 и 27 контролируют соответственно положение муфты сцепления 3 и коробки отбора мощности 4. В баке 28 расположен датчик уровня рабочей жидкости 29 с разомкнутыми при полном баке контактами 30. В пневмолинии управления 14 установлен электроуправляемый пневмораспределитель 31 с электромагнитом 32. Электросхема управления (фиг. 2) содержит реле 33 с контактами 34, 35, сигнальное устройство 36 и тумблер выключения питания 37. Датчики 24, 25 с управляемыми от них соответственно контактами 26, 27, включенными последовательно, образуют устройство 38 контроля подачи насоса. Параллельно включенные электромагниты 16 и 32 распределителей 15 и 31 образуют устройство 39 отключения источника подачи рабочей жидкости.

Гидропривод работает следующим образом.

В исходном положении пневмораспределитель 12 находится в средней позиции, полость управления коробки отбора мощности 4 сообщается с атмосферой через пневмолинию 14 и пневмораспределитель 31, насос 1 отключен от двигателя 2. Давление в напорной гидролинии 5 и рабочей гидролинии 7 отсутствует. Контакт 18 датчика 17 замкнут. Реле 33 "обесточено" и его контакт 35 разомкнут. Соответственно выключено сигнальное устройство 36 и "обесточены" электромагниты 16 и 32. Гидрораспределитель 15 находится в правой (открытой) позиции, а пневмораспределитель 31 в верхней позиции. Полость управления гидрораспределителя 11 через пневмолинию 13 и пневмораспределитель 12 сообщена с атмосферой, и гидрораспределитель 11 находится в левой (закрытой) позиции. Плунжер гидроцилиндра 9 находится во втянутой позиции, соответствующей горизонтальному положению платформы. Датчики 20 и 22 нажаты и их контакты 21 и 23 замкнуты. Бак 28 заполнен рабочей жидкостью и датчик уровня 29 держит контакт 30 в разомкнутом состоянии.

Для подъема платформы пневмораспределитель 12 переводится в левую позицию. Сжатый воздух по пневмолинии 14 поступает в полость управления коробки отбора мощности 4, включая ее. Одновременно замыкается контакт 27 датчика 25. Полость управления гидрораспределителя 11 по пневмолинии 13 через пневмораспределитель 31 сообщается с атмосферой и гидрораспределитель 11, занимая левую позицию, отсоединяет напорную и рабочую гидролинии 5, 7 от бака. При включении муфты сцепления 3 начинает вращение насос 1, одновременно замыкается контакт 26 датчика 24, в сочетании с контактом 27 датчика 25 фиксируя начало подачи рабочей жидкости насосом. Происходит подъем давления и датчик 17, настроенный на уровень срабатывания 20 25% от максимального рабочего давления, размыкает контакт 18, предотвращая прохождение ложного аварийного сигнала к реле 33. До завершения срабатывания датчика 17 сигнал не успевает пройти к устройству отключения источника подачи 39 и к устройству сигнализации 36 из-за выполнения реле 33 с замедлением срабатывания контактов 34, 35. При дальнейшем повышении давления начинает движение плунжер гидроцилиндра 9 и соответственно начинается подъем платформы. В начале движения плунжера гидроцилиндра 9 происходит размыкание контакта 23 датчика 22, блокирующего прохождение ложного аварийного сигнала к реле 33 через контакт 30, замыкающийся из-за падения уровня рабочей жидкости в баке 28 при заполнении полости гидроцилиндра 9. В первой фазе подъема платформы (примерно 50 70% от полного хода плунжера гидроцилиндра 9), при котором на ней находится основная часть груза и давление в напорной и рабочей гидролиниях составляет представляющую опасность для гидролиний значительную величину, датчик 20 под воздействием копира 19 находится в нажатом состоянии. Контакт 21 датчика 20 замкнут, обеспечивая готовность электросхемы и формированию аварийного сигнала. Во второй фазе подъема платформы копир 19 "освобождает" датчик 20 и размыкает контакт 21, предотвращения прохождение ложного аварийного сигнала из-за падения давления в напорной и рабочей гидролиниях в результате разгрузки платформы.

В случае разрыва гидролинии (рукава 8) в ходе вышеописанного подъема платформы (контролируется опасная для гидролиний первая фаза) происходит падение давления в гидролиниях 5, 7 и замыкается контакт 18 датчика давления 17. Срабатывает и самоблокируется контактом 34 реле 33. Замыкается контакт 35 реле 33, включается сигнальное устройство (лампа) 36 и срабатывают электромагниты 16 и 32 распределителей 15 и 31. Пневмораспределитель 31 занимает нижнюю позицию. Полость управления коробки отбора мощности 4 сообщается с атмосферой и, соответственно отключается привод насоса 1, прекращая подачу рабочей жидкости от насоса к поврежденному элементу. Гидрораспределитель 15 занимает левую позицию, предотвращая подачу рабочей жидкости к поврежденному элементу из гидроцилиндра 9 при самоопускании платформы.

После устранения последствий повреждения выключение тумблера 37 приводит к разблокированию реле 33, а новое включение тумблера 37 обеспечивает готовность устройства 39 отключения источника подачи и устройства сигнализации 36 к дальнейшей работе.

Процесс опускания платформы осуществляется при установке пневмораспределителя 12 в правую позицию. Сжатый воздух по пневмолинии 13 поступает в полость управления гидрораспределителя 11, который, занимая правую позицию, сообщает рабочую гидролинию 7 через сливную гидролинию 10 с баком 28. Под действием веса платформы происходит ее опускание и втягивание плунжера гидроцилиндра 9. В конце опускания платформы оказывается нажатым датчик 22 и замыкается контакт 23, но ложного аварийного сигнала в случае нормального состояния гидролиний к реле 33 не проходит, так как при втягивании плунжера гидроцилиндра 9 находившаяся в гидроцилиндре рабочая жидкость вытесняется в бак 28 и поплавок датчика уровня 29 размыкает контакт 30.

В случае наличия в гидросистеме малых утечек рабочей жидкости (они вследствие малой интенсивности не вызывают существенного падения давления в процессе подъема платформы и поэтому не контролируются датчиком давления 17) постепенно уменьшается общий объем рабочей жидкости. При очередном опускании платформы уровень жидкости в баке 28 оказывается ниже допустимой (заданной) величины, соответственно замыкается контакт 23 датчика 22 при одновременной замкнутости контакта 30 датчика уровня 29. В результате аварийный сигнал поступает к реле 33, включая устройство 39 отключения источника питания и сигнальное устройство 36.

Наличие обратного клапана 6 позволяет удерживать платформу в верхнем и промежуточных положениях при отключенном приводе насоса 1 и левой (закрытой) позиции гидрораспределителя 11.

Использование: в машиностроении, в частности, в транспортных машинах-самосвалах и других мобильных машинах. Сущность изобретения: гидропривод транспортной машины самосвала содержит однополостной гидроцилиндр подъема платформы, управляемый от гидрораспределителя, насос с приводом от двигателя через коробку отбора мощности и муфту сцепления, датчик давления в напорной или рабочей гидролинии, связанный с источником отключения источника подачи, бак и сливную гидролинию. Гидропривод содержит устройство контроля подачи насоса и датчик положения платформы, выходные элементы которых включены в цепь управления устройством отключения источника подачи рабочей жидкости последовательно с выходным элементом датчика давления. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидропривод транспортной машины-самосвала, содержащий однополостной гидроцилиндр подъема платформы, управляемый от гидрораспределителя, насос с приводом от двигателя через коробку отбора мощности и муфту сцепления, датчик давления в напорной или рабочей гидролиниях, связанный с устройством отключения источника подачи, бак, и сливную гидролинию, отличающийся тем, что он содержит устройство контроля подачи насоса и датчик положения платформы, выходные элементы которых включены в цепь управления устройства отключения источника подачи рабочей жидкости последовательно с выходным элементом упомянутого датчика давления. 2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что выходной элемент датчика положения платформы выполнен в виде управляемого от копира контакта, замкнутого в первой (начальной) и разомкнутого во второй (конечной) фазах подъема платформы, а выходной элемент датчика давления выполнен в виде нормально разомкнутого контакта. 3. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что устройство контроля подачи насоса выполнено в виде датчиков положения муфты сцепления и коробки отбора мощности, причем его выходные элементы образованы управляемыми от упомянутых датчиков последовательно включенными контактами, замкнутыми при включенных и разомкнутыми при выключенных муфте сцепления и коробке отбора мощности. 4. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что он содержит датчик уровня рабочей жидкости в баке и датчик нижнего положения платформы, выходные элементы упомянутых датчиков выполнены в виде последовательно включенных в цепь управления устройства отключения источника подачи рабочей жидкости, причем контакт, управляемый от датчика уровня, разомкнут при нормальном количестве рабочей жидкости в баке и замкнут при недостаточном количестве рабочей жидкости в баке, а контакт, управляемый от датчика нижнего положения платформы, замкнут в ее крайнем нижнем положении и разомкнут в ее любом другом положении.