ГИДРОПРИВОД СТРЕЛЫ ЭКСКАВАТОРА Российский патент 1997 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к гидравлическим приводам строительных, дорожных и землеройных машин, в том числе к гидроприводам экскаваторов.

Известны гидроприводы подъема и опускания стрелы экскаватора, где гидроаккумулятор подключается к одному из гидроцилиндров при помощи управляемых гидрозамков, управление которыми осуществляется или при включении цепи управления всей системы гидропривода, или при включении сигнала управления стрелой /1/.

Известен гидропривод подъема и опускания стрелы /2/, где управление золотником объединения полостей спаренных стреловых гидроцилиндров осуществляется через промежуточный золотник от управляющего сигнала на включение режима силового опускания стрелы. Данная схема управления стрелоподъемными гидроцилиндрами применена на экскаваторе Э0-4125A с рекуперативным гидроприводом.

Первые схемы не обеспечивают работоспособности гидропривода при снижении или отсутствии давления в газовой полости аккумулирующего устройства.

Схема управления стрелой, применяемая на экскаваторе 30-4125A, сложна и содержит большое количество гидроаппаратуры, а именно вспомогательного золотника, соединяющего цепь управления золотником объединения полостей гидроцилиндров, педали сервоуправления, клапана "или" и переключающего золотника на подключение пневмогидравлических аккумуляторов. При разряженных пневмогидроаккумуляторах в обоих вариантах для восстановления работоспособности схем необходимо производить перемонтаж цепей гидропривода.

Наиболее близким решением из известных является схема, применяемая на экскаваторе ЭО-4125A, которая принимается в качестве прототипа.

Целью изобретения является упрощение конструкции гидропривода, повышение надежности и безопасности его работы, обеспечение функционирования гидропривода независимо от давления в газовой полости пневмогидроаккумулятора и повышение эксплуатационной производительности машины.

Указанная цель достигается тем, что между рабочими полостями гидроцилиндров привода подъема стрелы установлен трехходовой двухпозиционный золотник с автоматическим переключением, соединенный своим первым входом с гидронасосом, с полостью подъема стрелы первого гидроцилиндра и с полостью управления вторым входом с выходом гидроаккумулятора и со второй полостью управления, а выходом с полостью подъема стрелы второго гидроцилиндра, причем в интервале от максимальной до минимальной регламентированной степени зарядки гидроаккумулятора приоритетом на переключение двухпозиционного золотника обладает управляющая полость, соединенная с выходом гидроаккумулятора.

На фиг. 1, 2 и 3 изображены схема гидропривода подъема и опускания стрелы.

Гидропривод подъема и опускания стрелы (фиг. 1) состоит из гидроцилиндров 1 и 1a гидронасоса 2, реверсивного гидрораспределителя 3, гидропневмоаккумулятора 4, трехходового двухпозиционного золотника 5, обратного клапана 6, предохранительного клапана 7 и гидробака 8.

У гидроцилиндров 1 и 1a поршневые полости соединены магистралью 9, которая через магистраль 12 подсоединяет их к выходу реверсивного гидрораспределителя 3 и выходу обратного клапана 6. Штоковая полость гидроцилиндра 1 магистралью 10 соединена с выходом трехходового золотника 5. Штоковая полость гидроцилиндра 1a магистралью 11 соединена с входом и левой управляющей полостью трехходового золотника 5 и вторым выходом реверсивного гидрораспределителя 3. Вторым входом и правой управляющей полостью трехходовой золотник 5 соединен магистралью 14 с выходом гидроаккумулятора 4 и входом предохранительного клапана 7. Предохранительный клапан 7 магистралью 13 своим выходом соединен с входом обратного клапана 6 и гидробаком 8.

Конструктивно трехпозиционный золотник 5 выполнен таким образом, что при наличии регламентированного минимального давления в гидропневмоаккумуляторе 4 золотник находится в левой позиции под действием давления на выходе гидропневмоаккумулятора, подведенного по магистрали 14 к правой полости управления. Штоковая полость гидроцилиндра 1 постоянно соединена через золотник 5 с выходом гидропневмоаккумулятора 4.

Гидропривод подъема и опускания стрелы (фиг. 2) отличается тем, что функцию предохранительного клапана 7 выполняет обратный управляющий клапан 16, который выходом соединен с гидролинией 14 и выходом гидроаккумулятора 4, а входом с гидролинией 11 и штоковой полостью гидроцилиндра 1a. Цепь управления обратного клапана 16 гидролинией 15 соединена с выходом дополнительного трехходового двухпозиционного гидрораспределителя 17 с электроуправлением. К первому входу гидрораспределителя 17 подведен постоянный сигнал управления, а второй вход соединен с гидролинией 13 и гидробаком 8. Электрический сигнал управления на трехходовой гидрораспределитель 17 подается от источника питания 18 через блокировочные контакты 20 реле давления 19, соединенного с газовой полостью гидроаккумулятора 4. Реле давления 19 имеет устройство настройки на регламентированный режим работы гидропневмоаккумулятора.

Гидропривод работает следующим образом.

Первоначальный подъем стрелы осуществляется от насоса 2 включением гидрораспределителя 3 с подачей сигнала в левую полость управления. Рабочая жидкость от насоса по магистрали 11 подается в штоковую полость гидроцилиндра 1a и подводится к левой управляющей полости и входу трехходового золотника 5. Ввиду того, что в гидроаккумуляторе 4 нет рабочей жидкости и, следовательно, в магистрали 14 отсутствует давление, золотник 5 перемещается вправо, объединяя при этом штоковые полости гидроцилиндров 1 и 1a магистралями 10 11 между собой и соединяя их с насосом. Производится подъем стрелы двумя гидроцилиндрами в насосном режиме. Поршневые полости гидроцилиндров 1 и 1a при этом через гидрораспределитель 3 соединены с гидробаком. Осуществляется на полную высоту подъем стрелы. Затем производится спускание стрелы подачей сигнала управления в правую полость гидрораспределителя 3. Насос 2 подключается к поршневой полости гидроцилиндров 1 и 1a. Штоковые полости гидроцилиндров соединяются с гидробаком 8, так как давление в магистрали 11 и в левой полости управления трехходового золотника 5 отсутствует. Под действием пружины, установленной в правой полости управления золотника 5, происходит перемещение золотника влево и разъединение штоковых полостей гидроцилиндров 1 и 1a. Штоковая полость гидроцилиндра 1 через магистраль 10, золотник 5 и магистраль 14 соединяется с гидроаккумулятором 4. Штоковая полость гидроцилиндра 1a остается соединенной с гидробаком 8. Под действием собственного веса рабочего оборудования стрела опускается и, вытесняя рабочую жидкость из штоковой полости гидроцилиндра 1, заполняет гидроаккумулятор 4, сжимая газ в верхней его полости. В случае нарастания давления в гидроаккумуляторе выше установленного срабатывает предохранительный клапан 7, сливая излишки рабочей жидкости через магистраль 13 в гидробак 8. В процессе опускания стрелы насос 2 может не успевать заполнять поршневые полости и давление в магистрали 12 может снизиться до нулевого значения. В этом случае открывается обратный клапан 6, и недостаток жидкости пополняется из гидробака в режиме самовсасывания. Последующие подъемы стрелы производятся с подачей рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 1a от насоса, а гидроцилиндра 1 от гидроаккумулятора, так как при наличии давления на выходе гидроаккумулятора золотник 5 через магистраль 14 постоянно включен к левую позицию, соответствующую изображенному на фиг. 1.

В случае, когда давление на выходе гидроаккумулятора окажется ниже минимального регламентированного значения (например, при разгерметизации газовой полости гидроаккумулятора), работоспособность машины сохраняется. Подъем стрелы в этом случае осуществляется в описанном выше режиме первоначального подъема при разряженном гидроаккумуляторе.

В случае, когда давление на выходе гидроаккумулятора окажется ниже минимального регламентированного значения (например, при разгерметизации газовой полости гидроаккумулятора, фиг. 2), реле давления 19 замкнет контакт 20a и включит золотник 17 в левую позицию, соединяя обратный клапан 16 с гидросистемой управления. Обратный управляющий клапан 16 открывается и соединяет магистраль 14 и гидроаккумулятор 4 с магистралью 11, объединяя тем самым штоковые полости гидроцилиндров 1 и 1a. Подъем и опускание стрелы производится в силовом режиме от гидронасоса. Если при заряженном гидроаккумуляторе давление превышает регламентированное, реле давления 19 включит контакт 20 и тем самым соединит электромагнит гидрораспределителя 17 с источником питания, переводя его в левую позицию, и соединит обратный управляющий клапан 16 с цепью управления. Обратный клапан 16 откроется и перепустит рабочую жидкость на слив через распределитель 3 (фиг. 1), выполнив функцию предохранительного клапана, снизив давление до регламентированной величины. Давление снизится, реле давления 19 разомкнет контакт 20.

При установке обратного управляемого клапана 16 с электроуправлением (фиг. 3) трехходовый электроуправляющий двухпозиционный гидрораспределитель 17 исключается и управление клапаном осуществляется непосредственно через контакты 20 и 20A реле давления 19 от источника электрической энергии.

Использование: гидравлические привода строительных, дорожных и землеройных машин. Сущность изобретения: гидропривод стрелы экскаватора содержит насосную установку, гидробак, реверсивный гидрораспределитель, гидроцилиндры, гидроаккумулятор, предохранительный и обратный клапаны и трехходовой двухпозиционный золотник с автоматическим переключением. Трехходовой золотник своим первым входом соединен с гидронасосом, с полостью подъема стрелы первого гидроцилиндра и с полостью управления, вторым входом - с выходом гидроаккумулятора и со второй полостью управления, а выходом - с полостью подъема стрелы второго гидроцилиндра. В интервале от максимальной до минимальной регламентированной степени зарядки гидроаккумулятора приоритетом на переключение двухпозиционного золотника обладает управляющая полость, соединенная с выходом гидроаккумулятора. Газовая полость гидроаккумулятора соединена с реле давления, имеющего контакты минимального и максимального давления, и может объединять полости гидроцилиндров на подъем стрелы при замыкании контактов минимального давления, а при замыкании контактов максимального давления выполнять функцию предохранительного клапана. Трехходовой двухпозиционный гидрораспределитель с электроуправлением и обратный гидроуправляемый клапан могут выполняться в виде обратного клапана с управлением непосредственно через контакты реле давления. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидропривод стрелы экскаватора, включающий насосную установку, гидробак, реверсивный гидрораспределитель, гидроцилиндры, гидроаккумулятор, предохранительный и обратный клапаны и трехходовой двухпозиционный золотник с автоматическим переключением, отличающийся тем, что трехходовой золотник своим первым входом соединен с гидронасосом, с полостью подъема стрелы первого гидроцилиндра и с полостью управления, вторым входом с выходом гидроаккумулятора и с второй полостью управления, а выходом с полостью подъема стрелы второго гидроцилиндра, причем в интервале от максимальной до до минимальной регламентированной степени зарядки гидроаккумулятора приоритетом на переключение двухпозиционного золотника обладает управляющая полость, соединенная с выходом гидроаккумулятора. 2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что газовая полость гидроаккумулятора соединена с реле давления, имеющим контакты минимального и максимального давления, включающих от источника питания электрической энергии электроуправляемый трехходовой двухпозиционный гидрораспределитель, соединенный одним входом с гидросистемой управления, вторым входом с гидробаком, а выходом с полостью управления обратного управляемого клапана, соединенного выходом с выходом гидроаккумулятора, вторым входом и второй полостью управления трехходового двухпозиционного золотника, соединенного выходом с полостью подъема стрелы второго гидроцилиндра, а входом с полостью подъема стрелы первого гидроцилиндра. 3. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что реле давления, соединенное с газовой полостью гидропневмоаккумулятора, при замыкании контактов минимального давления объединяет полости гидроцилиндров на подъем стрелы, а при замыкании контактов максимального давления выполняет функцию предохранительного клапана. 4. Гидропривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что трехходовой двухпозиционный гидрораспределитель с электроуправлением и обратный гидроуправляемый клапан заменены электроуправляемым обратным клапаном с управлением непосредственно через контакты реле давления, соединенного с газовой полостью гидропневмоаккумулятора.