ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО НЕСУЩЕЙ СТОЙКИ ГИДРОМАНИПУЛЯТОРА Российский патент 1997 года по МПК B66C23/86 

Изобретение относится к технике гидравлических манипуляторов, устанавливаемых преимущественно на транспортных средствах, и может быть использовано в механизмах поворота главной оси подъемных кранов и реверсивных шарнирных манипуляторов.

Известен ряд аналогов изобретения, реализованных в конструкциях гидроманипуляторов как отечественной, так и зарубежной разработки (МГА-65 "Софринского экспериментального механического завода", МУГ-70 Великолужского завода "Лесхозмаш", МКС-4531, БАКМ-80 "Балашихинского завода автомобильных кранов", "Логлифт-65", "Логлифт-81" финской фирмы ЛОГЛИФТ, E 11,78 Z германской фирмы ЭПСИЛОН, ПК 20000 австрийской фирмы ПАЛФИНГЕР и др.).

В известном бортовом манипуляторе МКС-4531, созданном НПО "ВНИИстройдормаш" совместно с "Балашихинским заводом автомобильных кранов" (Строительные и дорожные машины. 1988, N 10, УДК 629.114.4-474,22), поворот вертикальной несущей стойки для крепления грузоподъемных стрел с навесными рабочими органами обеспечивается механизмом, преобразующим поступательное движение зубчатой рейки, связанной с поршнями гидроцилиндра двойного действия, во вращательное движение шестерни, жестко скрепленной со стойкой. При достаточно большой строительной длине рейки это может привести к повышенному износу зубьев кинематической пары шестерня-рейка, рабочих поверхностей деталей гидроцилиндра и заклиниванию его поршней вследствие прогиба зубчатой рейки в радиальном по отношению к шестерне направлению. Устранение указанного недостатка за счет повышения жидкости рейки, очевидно, приведет к неоправданному увеличению геометрических размеров и, как следствие, металлоемкости устройства.

Свободен в какой-то мере от вышерассмотренных недостатков защищенный патентом 220640 ГДР гидравлический реверсивный привод главной оси шарнирного робота (Hydralischer Schwenkantrieb fiir Grundachse an Gelenkrobotorn. Keller Frank, Drescel Wolfgang, Weidhaas Wolfgang; VEB Sachsenring Automobilwerke Zwickan. Патент 229640, ГДР, кл. B 25 I 17/00, 1985).

Указанный привод включает в себя корпус, в котором размещены два гидроцилиндра и зубчатое колесо, непосредственно приводящее в движение главную ось промышленного робота. Каждый из двух поршней гидроцилиндров оканчивается зубчатой рейкой, входящей в зацепление с зубчатым колесом. Одна из двух реек расположена сверху, а другая снизу зубчатого колеса таким образом, что рейки имеют возможность перемещаться линейно навстречу друг другу, обкатывая при этом зубчатое колесо и заставляя его вращаться. Попеременное реверсивное движение реек обеспечивается соответствующей работой управляющих вентилей гидроцилиндров.

Зубчатые рейки имеют большую строительную длину, поэтому в целях устранения перемещения реек в радиальном по отношению к колесу направлении они фиксируются с помощью роликовых вращающихся направляющих. Все направляющие ролики крепятся на осях, эксцентрично устанавливаемых в корпусе. Небольшой эксцентриситет оси вращения ролика и оси крепления в корпусе используется при сборке для устранения люфтов в зубчатой паре колесо-рейка.

Однако, запатентованный привод сложен в конструктивном исполнении, имеет большие габариты и металлоемкость.

Опыт эксплуатации гидроманипуляторов, устанавливаемых на шасси Урал, КАМАЗ, КРАЗ, ЗИЛ, на предприятиях лесных отраслей страны показал, что лидирующее место здесь принадлежит финской фирме ЛОГЛИФТ, занимающейся производством манипуляторов, отличающихся широким спектром типо-размеров и рабочих характеристик и обладающих высокой степенью надежности и рядом других достоинств.

Из числа известных аналогов предлагаемого технического решения ближайшим (прототипом) может служить поворотное устройство, реализованное в манипуляторе "Логлифт-65" указанной формы (см. Рекламный проспект, инструкцию по монтажу, техническому обслуживанию и ремонту).

В конструкции поворотного устройства указанного манипулятора для исключения радиального прогиба зубчатой рейки использован опорный подшипник, выполненный в виде полукольцевого вкладыша из антифрикционного материала, охватывающего цилиндрическую поверхность тыльной части зубчатой рейки. Подшипник устанавливается во внутреннюю полость корпуса основания устройства через боковой проем в нем, используемый для подстыковки гидроцилиндра, и поджимается к рейке резьбовым винтом, герметизируемым по месту прохода его через стенку корпуса при помощи уплотнительной прокладки.

При необходимости осмотра, замены опорного подшипника такой конфигурации, например, по мере износа, требуется полная разборка поворотного устройства. В полевых условиях выполнение этой работы связано с известными трудностями.

Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик заявляемого поворотного устройства и, как следствие, гидроманипулятора в целом.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве тыльная поверхность зубчатой рейки выполнена плоской, а опорный подшипник в виде уплотнителя цилиндрической формы со съемной плоской накладкой из антифрикционного материала, устанавливаемого во внутреннюю полость корпуса основания с ориентацией антифрикционной накладки в направлении к тыльной поверхности рейки с внешней стороны корпуса через проходное отверстие в его стенке одинакового с уплотнителем диаметра и поджимаемого к рейке контрящимся винтовым упором с закругленным наконечником.

В уплотнителе со стороны, противоположной накладке, выполнено глухое и технологическое резьбовое отверстие, используемое при извлечении уплотнителя из посадочного гнезда в стенке корпуса основания. При этом технологическое резьбовое отверстие и отверстие для крепления накладки в уплотнителе выполнены различными по диаметру.

На фиг.1 изображено поворотное устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.2.

Устройство содержит основание 1, смонтированную в нем с возможностью вращения в горизонтальной плоскости вертикальную несущую стойку 2 для крепления грузоподъемных стрел с навесным рабочими органами, снабженную жестко скрепленной с ней зубчатой шестерней 3, неподвижно закрепленный на корпусе 4 основания гидроцилиндр поворота стойки двухстороннего действия 5 с зубчатой рейкой 6, кинематически связанной с шестерней стойки, и взаимодействующий с тыльной поверхностью 7 рейки опорный подшипник 8.

Тыльная поверхность зубчатой рейки выполнена плоской, а опорный подшипник в виде уплотнителя 9 цилиндрической формы со съемной плоской накладкой 10 из антифрикционного материала. Уплотнитель устанавливается во внутреннюю полость 11 корпуса основания с ориентацией антифрикционной накладки в направлении к тыльной поверхности рейки с внешней стороны корпуса через проходное отверстие 12 в его стенке одинакового с ним диаметра. Герметичность в месте посадки уплотнителя в проходное отверстие в стенке корпуса основания обеспечивается при помощи уплотнительного кольца 13. Поджатие к тыльной поверхности рейки осуществляется при помощи ввертываемого в резьбовую часть 14 проходного отверстия в стенке корпуса основания винтового упора 15 закругленным по сфере наконечником 16. При этом зазор между накладкой уплотнителя и тыльной поверхностью рейки должен быть не более 0,1 мм. Контроль правильности установки уплотнителя осуществляется посредством проверки фактической величины закручивания упора и фиксации ее в сопроводительной документации на устройство. В рабочем положении винтовой упор контрится при помощи контргайки 17. Контргайка стопорится плоской шайбой 18 посредством отгиба одного из концов ее непосредственно на грань контрагайки, а другого на лыску 19 в стенке корпуса основания. В уплотнителе, со стороны, противоположной накладке, выполнено глухое технологическое резьбовое отверстие 20, используемое при извлечении его из проходного отверстия в стенке корпуса основания.

При этом технологическое резьбовое отверстие и отверстие 21 для крепления накладки в уплотнителе при помощи винта 22 выполнены различными по диаметру, что обеспечивает однозначную ориентацию накладки на корпусе уплотнителя.

В случае необходимости осмотра или замены опорного подшипника по мере износа демонтаж его производится без разборки поворотного устройства. Поэтому указанная операция не вызывает каких-либо затруднений и может быть легко реализована в полевых условиях.

Технологические повороты несущей стойки из нулевого положения в обе стороны до упоров в гидроцилиндре осуществляется в процессе сборки устройства приложением к ней момента от руки с использованием проушин 23 и технологического рычага.

Рабочий поворот стойки в том или ином направлении реализуется посредством попеременной подачи давления рабочей жидкости в соответствующие полости гидроцилиндра. Под действием давления жидкости поршни гидроцилиндра, а следовательно и связанная с ними зубчатая рейка, перемещаются в заданном направлении, обеспечивая соответствующее вращение кинематически сопряженной с рейкой зубчатой шестерни, жестко скрепленной с несущей стойкой устройства. При этом опорный подшипник, взаимодействуя с зубчатой рейкой, исключает несанкционированный прогиб в радиальном по отношению к шестерне направлении, обеспечивая благоприятные условия работы зубчатой пары шестерня-рейка и трущихся деталей гидроцилиндра.

В конструкции заявляемого устройства использованы широко применяемые в машиностроении отечественные материалы и типовая технология изготовления и сборки. С учетом этого, а также простоты заложенных в конструкциях поворотного устройства технических решений, оно может быть многократно воспроизведено по разработанной на него документации в условиях серийного производства на обычных машиностроительных заводах.

Данное техническое решение реализовано в опытных образцах гидроманипуляторов "Синегорец-75" разработки АОЗТ "НК Уралтерминалмаш", устанавливаемых на шасси автомобиля Урал. Эти образцы гидроманипуляторов прошли успешную экспериментальную проверку на ряде предприятий лесных отраслей Дальнего Востока в жестких климатических условиях. Проведенные там испытания подтвердили высокую надежность работы, простоту и удобство обслуживания и ремонта заявляемого устройства. Согласно заключению "Дальлестехцентра" (г. Хабаровск), проводившего испытания опытных образцов гидроманипулятора "Синегорец-75", он по своим техническим и эксплуатационным характеристикам в настоящее время является одним из лучших отечественных образцов, а по ряду параметров и качеству изготовления не уступает зарубежным аналогам и, в частности, финскому гидроманипулятору "Логлифт".

Полученный технический результат заключается в упрощении конструкции и улучшении эксплуатационных характеристик заявляемого поворотного устройства и гидроманипулятора в целом.

Использование: в технике гидравлических манипуляторов и подъемных устройств, устанавливаемых преимущественно на транспортных средствах, и может быть использовано в механизмах поворота главной оси подъемных кранов и реверсивных шарнирных манипуляторов. Сущность изобретения: устройство содержит основание, смонтированную на нем поворотную стойку для крепления грузоподъемных стрел с навесными рабочими органами, снабженную зубчатой шестерней, гидроцилиндр двухстороннего действия с зубчатой рейкой, кинематически связанной с шестерней стойки, и взаимодействующий с тыльной поверхностью рейки опорный подшипник. Тыльная поверхность рейки выполнена плоской, а опорный подшипник - в виде уплотнителя цилиндрической формы со съемной накладкой из антифрикционного материала. Уплотнитель устанавливается в корпус основания через проходное отверстие в его стенке одинакового с ним диаметра. Поджатие уплотнителя к рейке осуществляется посредством ввинчивания в резьбовую часть проходного отверстия упора с закругленным наконечником. В уплотнителе выполнено глухое технологическое отверстие, используемое при извлечении его из внутренней полости корпуса основания. При этом технологическое резьбовое отверстие и отверстие для крепления накладки в уплотнителе выполнены различными по диаметру. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Поворотное устройство несущей стойки гидроманипулятора, содержащее основание, смонтированную на нем возможностью вращения в горизонтальной плоскости вертикальную несущую стойку для крепления грузоподъемных стрел с навесными рабочими органами, снабженную жестко скрепленной с ней зубчатой шестерней, неподвижно закрепленный на корпусе основания гидроцилиндр поворота стойки двустороннего действия с зубчатой рейкой, кинематически связанной с шестерней стойки, и взаимодействующий с тыльной поверхностью рейки поджимной опорный подшипник, отличающееся тем, что тыльная поверхность зубчатой рейки выполнена плоской, а опорный подшипник в виде уплотнителя цилиндрической формы со съемной плоской накладной из антифрикционного материала, устанавливаемого во внутреннюю полость корпуса основания с ориентацией антифрикционной накладки в направлении к тыльной поверхности рейки с внешней стороны корпуса через проходное отверстие в его стенке одинакового с уплотнителем диаметра, поджимаемого к рейке контрящимся винтовым упором с закругленным наконечником. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в уплотнителе со стороны, противоположной накладке, выполнено глухое технологическое резьбовое отверстие, используемое при извлечении его из внутренней полости корпуса основания. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что технологическое резьбовое отверстие и отверстие для крепления накладки в уплотнителе выполнены различными по диаметру.