ГИДРОПРИВОД ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА-ПОГРУЗЧИКА Российский патент 1998 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к одноковшовым экскаваторам-погрузчикам, и может быть использовано в других машинах циклического действия во всех отраслях хозяйства.

Известен гидропривод одноковшового экскаватора-погрузчика, содержащий насосы, гидробак, первую группу гидродвигателей, подключенный к первой группе гидродвигателей первый гидрораспределитель с двумя проточными каналами с противоположным направлением потока рабочей жидкости, вход одного из которых сообщен с первым насосом, а другого - со вторым насосом [1].

Известный гидропривод обеспечивает выполнение не более двух совместных операций, поскольку золотники находятся в корпусе трехсекционного исполнения. Одна из причин, препятствующих получению требуемого технического результата, а именно обеспечения более двух совместных операций различных видов рабочего оборудования является то, что нахождение золотника в корпусе только трехсекционного исполнения не позволяет комбинированно использовать одно- и двухпроточные каналы золотников управления, что ограничивает функциональные возможности гидропривода, в частности исключает возможность одновременного использования гидродвигателей двух рабочих групп, а также исключает возможность использования двух насосов разной производительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа гидропривод одноковшового экскаватора-погрузчика, содержащий насосы, гидробак, первую группу гидродвигателей, подключенный к первой группе гидродвигателей первый гидрораспределитель, вторую группу гидродвигателей с подключенным к ней вторым гидрораспределителем и выполненными в части его золотников с двумя открытыми проточными каналами, входы которых сообщены соответственно с выходами проточных каналов первого гидрораспределителя, а выходы проточных каналов второго гидрораспределителя сообщены с гидробаком [2].

Конструкция известного гидропривода обеспечивает совмещение рабочих операций двух различных видов рабочего оборудования (экскавационного или погрузочного). Однако такой гидропривод не обеспечивает совмещения рабочих операций первой группы гидродвигателей с подключенным к ним первым гидрораспределителем, со второй группой гидродвигателей, с подключенным к ним вторым гидрораспределителем, поскольку поток рабочей жидкости от первого и второго насосов по напорным гидролиниям поступает в проточные каналы первого гидрораспределителя, которые обеспечивают встречное движение потоков рабочей жидкости и при переключении одного из золотников этого гидрораспределителя рабочая жидкость не поступает к гидрораспределителю второй группы гидродвигателей, а поступает на слив в гидробак, что не позволяет одновременно задействовать вторую группу гидродвигателей, т.е. не обеспечивается совмещение работ первой и второй групп гидродвигателей, что уменьшает возможность использования различных сменных видов рабочего оборудования.

Кроме того, в известном решении подключение второго насоса ко второму гидрораспределителю осуществляется через первый гидрораспределитель, а это не обеспечивает оптимального расхода рабочей жидкости и приводит к ее нагреву, а подключение золотника с одним проточным каналом к гидродвигателю механизма поворота не позволяет использовать этот гидродвигатель на суммарной производительности двух насосов.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать гидропривод одноковшового экскаватора-погрузчика, в котором путем одновременного соединения одно- и двухпроточных напорных каналов золотников погрузочного и экскавационного оборудования достигается устойчивое совмещение любых рабочих операций с оптимальным распределением рабочей жидкости, реализуется возможность выполнения экскавационных операций на суммарной производительности двух насосов, а также использования насоса большей производительности при работе с погрузочным оборудованием и трансмиссии.

Поставленная задача решается тем, что в гидроприводе одноковшового экскаватора-погрузчика, содержащем первый и второй насосы, гидробак, первую и вторую группы гидродвигателей, подключенные к ним соответственно первый и второй гидрораспределители, имеющие первый, общий для обоих проточный канал, вход которого сообщен с первым насосом, а выход - с гидробаком, второй гидрораспределитель имеет второй проточный канал с подачей потока рабочей жидкости в направлении, противоположном потоку рабочей жидкости в первом канале, выход второго канала сообщен с гидробаком, согласно изобретению производительность первого насоса составляет 65-80 %, а второго насоса - 35-20 % от суммарной производительности этих насосов, второй насос соединен гидролинией со входом второго проточного канала непосредственно.

Кроме того, первый проточный канал подключен к золотникам первого гидрораспределителя с возможностью приоритетной подачи потока рабочей жидкости от первого насоса с большей производительностью на гидродвигатели ковша погрузчика из первой группы гидродвигателей и последовательно первый проточный канал подключен к золотникам второго гидрораспределителя с возможностью подачи потока рабочей жидкости от первого насоса с большей производительностью с последовательной приоритетностью на гидродвигатели ковша, рукояти, стрелы, механизма поворота, телескопической рукоятки экскавационного оборудования из второй группы гидродвигателей, второй проточный канал подключен к золотникам второго гидрораспределителя с обеспечением возможности одновременной, встречной подачи второго потока рабочей жидкости от второго насоса как для объединения потоков рабочей жидкости на гидродвигателях ковша, рукояти, стрелы, механизма поворота, телескопической рукояти и опор, так и для обеспечения одновременной работы двух гидродвигателей из второй группы гидродвигателей, а также для одновременной работы гидродвигателей погрузочного и экскавационного оборудования обеих групп гидродвигателей.

Благодаря комбинированному использованию гидрораспределителей с золотниками с одно- и двухпроточными каналами достигается устойчивое совмещение любых операций с оптимальным распределением рабочей жидкости реализуется возможность выполнения на суммарной производительности двух насосов как экскавационных операций, так и привода гидродвигателя механизма поворота, а использование насосов с разной производительностью с оптимальным соединением их через гидролинии с соответствующими гидрораспределителями уменьшает нагрев и потери рабочей жидкости в гидроприводе при работе погрузочного и экскавационного оборудования.

Вследствие этого достигается более эффективное распределение мощности двигателя между трансмиссией и гидроприводом погрузочного оборудования, что увеличивает производительность машины и существенно снижает расход топлива.

На чертеже представлена гидравлическая схема гидропривода одноковшового экскаватора-погрузчика.

Гидропривод состоит из двух насосов: насоса 1 с большой производительностью (65-80 %) и насоса 2 с меньшей производительностью (35-20 % от суммарной производительности этих насосов), гидробака 3 рабочей жидкости и блока предохранительных клапанов 4, определяющих давление в гидроприводе. Насосы 1 и 2 соответственно соединены через обратные клапаны 5 и 6 напорными гидролиниями 7 и 8 с первым 9 и вторым 10 гидрораспределителями, золотники 11 - 20 которых соединены соответствующими гидролинями 21 - 40 с гидродвигателями: 41 - ковша погрузчика, 42 - стрелы погрузчика, 43 - резерва, 44- ковша экскавационного оборудования, 45 - стрелы экскавационного оборудования, 46 - рукояти, 47 - механизма поворота, 48 - телескопической рукояти, 49, 50 - опор. Золотник 13 гидрораспределители 9 показан как факультативный для сменных видов рабочего оборудования (например, бетоносмеситель, фреза по асфальту и т.п.).

Напорная гидролиния 7 от насоса 1 с большей производительностью соединена со входом гидрораспределителя 9, выполненного с одним открытым проточным каналом "а", проходящим через золотник 11, 12, 13 и соединенного гидролинией 51 со вторым гидрораспределителем 10, конструктивное исполнение золотников 14-20 которого обеспечивает соединение открытого проточного канала "б" после золотника 20 гидролинией 52 со сливом в гидробак 3.

Напорная гидролиния 8 от насоса 2 с меньшей производительностью соединена со входом второго гидрораспределителя 10 с противоположной стороны, выполненного с двумя открытыми проточными каналами "б" "в" в части золотников 14-20, предназначенных для управления гидродвигателями экскавационного оборудования (ковш, стрела, рукоять, механизм поворота, телескопическая стрела и опоры) и позволяющих производить перемещение рабочего органа с максимальной скоростью или производить перемещение двух рабочих органов одновременно, как ковш-рукоять, стрела-поворот и т.д.

Соединение открытого проточного канала "б" с гидродвигателем 44 ковша осуществляется через гидролинию 53, обратный клапан 54, гидролинию 55, золотник 14 и далее через гидролинии 27, 28 с гидродвигателем 44. Соединение открытого проточного канала "в" с гидродвигателем 44 ковша осуществляется через гидролинию 56, обратный клапан 57, гидролинии 58, 55, золотник 14 и далее через гидролинии 27, 28 с гидродвигателем 44.

Соединение открытого проточного канала "б" с гидродвигателем 45 стрелы осуществляется через гидролинию 59, обратный клапан 60, гидролинии 61, золотник 15 и далее через гидролинии 29, 30 с гидродвигателем 45. Соединение открытого проточного канала "в" с гидродвигателем 45 стрелы осуществляется через гидролинию 62, обратный клапан 63, гидролинии 64, 61, золотник 15 и далее через гидролинии 29, 30 с гидродвигателем 45.

Гидропривод одноковшового экскаватора-погрузчика работает следующим образом.

В исходном положении золотники 11-20 гидрораспределителей 9, 10 находятся в нейтральном положении (транспортный режим). Рабочая жидкость, подаваемая насосом 1 с большей производительностью, из гидробака 3 по напорной гидролинии 7 поступает в открытый проточный канал "а" золотников 11-13 первого гидрораспределителя 9 с одним проточным каналом. Из канала "а" по гидролинии 51 рабочая жидкость поступает в открытый проточный канал "б" золотников 14-20 второго гидрораспределителя 10 и далее после золотника 20 по гидролинии 50 на слив в гидробак 3. Одновременно поток рабочей жидкости, подаваемый насосом 2, из гидробака 3 по напорной гидролинии 8 поступает в открытый проточный канал "в" золотников 20-14 второго гидрораспределителя 10 и далее после золотника 14 по гидролинии 52 на слив в гидробак 3.

Через золотники 14-20 второго гидрораспределителя 10 проход рабочей жидкости осуществляется по двум открытым проточным каналам "б" и "в" с противоположным направлением потока рабочей жидкости, причем по каналу "б" рабочая жидкость поступает от насоса 1 с большей производительностью, а по каналу "в" через золотники 20-14 от насоса 2 с меньшей производительностью.

При включении одного из золотников 14-20 гидрораспределителя 10 в одно из рабочих положений, например золотника 14, поток рабочей жидкости, подаваемый насосом 1, из гидробака 3 по напорной гидролинии 7, через проточный канал "а" золотников 11-13 первого гидрораспределителя 9 с одним проточным каналом, гидролинию 53, обратный клапан 54, гидролинию 55 поступает в золотник 14, откуда через гидролинии 27, 28 рабочая жидкость также поступает к гидродвигателю 44 ковша.

Одновременно поток жидкости, подаваемый насосом 2 из гидробака 3, по напорной гидролинии 8 поступает с противоположной стороны в проточный канал "в" золотников 20-14 второго гидрораспределителя 10, далее через гидролинию 56, обратный клапан 57, гидролинию 58, 55 поступает в золотник 14, откуда через гидролинии 27, 28 рабочая жидкость также поступает к гидродвигателю 44.

Таким образом, при включении любого из золотников 14-20 в одно из рабочих положений поток рабочей жидкости из проточных каналов "б" и "в" суммируется на включаемом золотнике и подается через гидролинии в соответствующий гидродвигатель, обеспечивая работу этого гидродвигателя с подачей рабочей жидкости под давлением от насосов 1 и 2, чем обеспечивается оптимальный режим работы основными элементами экскавационного оборудования (ковш, стрела, рукоять, механизм поворота) при максимальной производительности гидродвигателей.

При включении одновременно двух любых золотников 14-20 гидрораспределителя 10 в любой последовательности каждый из двух одновременно включенных золотников обеспечивает независимую подачу рабочей жидкости в соответствующий гидродвигатель от каждого насоса отдельно. В данном случае очередность расположения золотников различного типа рабочего оборудования определенно задана относительно проточных каналов "б" и "в", соединенных с насосом 1 с большей производительностью и насосом 2 с меньшей производительностью. Так, например, золотник 14 управления гидродвигателем ковша соотносится с золотником 15 управления гидродвигателем 45 стрелы, золотник 16 управления гидродвигателем 46 рукояти соотносится с золотником 17 управления гидродвигателем 47 механизма поворота.

Такая последовательность совмещения операций, выполняемых различными гидродвигателями, дает возможность получить максимальную скорость включаемых в работу гидродвигателей за счет суммарной производительности двух насосов и позволяет уменьшить потери потока рабочей жидкости, т.е. снизить перепад давления рабочей жидкости между входом и выходом гидрораспределителя, поскольку потери давления в гидросистеме сведены до минимума, что увеличивает производительность и КПД гидросистемы экскаватора-погрузчика.

Например, при одновременном включении золотников 14 и 15 в одно из рабочих положений поток рабочей жидкости, подаваемый насосом 1, поступает в золотник 14, откуда рабочая жидкость поступает к гидродвигателю 44 ковша и далее аналогично тому, как описано выше, а через золотник 15 от насоса 2 рабочая жидкость поступает к гидродвигателю 45 стрелы и далее аналогично тому, как описано выше.

Таким образом, при включении двух любых золотников привода экскавационного оборудования (ковша 14, стрелы 15, рукояти 16, механизма поворота 17) обеспечивается устойчивое совмещение работы гидродвигателей 44-47, а следовательно, и работы ковша, стрелы, привода телескопической рукояти с поворотом экскавационного оборудования с оптимальным распределением производительности насосов 1 и 2 между потребителями.

Золотники 19, 20, управляющие гидродвигателями опор 49 и 50, выполнены аналогично описанным золотникам, т. е. обеспечивают подачу потока рабочей жидкости к гидродвигателям 49 и 50, делая возможным как раздельную, так и совместную работу двух опор экскаватора-погрузчика или одной из опор и привода телескопической рукояти.

Кроме того, выполнение первого насоса с производительностью 65-80 %, а второго насоса - 35-20 % от суммарной производительности насосов позволяет более оптимально использовать мощность двигателя машины, так как при работе погрузочным оборудованием происходит отбор мощности для трансмиссии. Указанное подключение насосов незначительно влияет на потери мощности в гидросистеме, так как при работе экскавационного оборудования трансмиссия не функционирует.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 713971, кл. E 02 F 9/22, 1978.

2. Авт. св. СССР N 1798444, кл. E 02 F 9/22, 1989 (прототип).

Сущность изобретения: гидропривод одноковшового экскаватора-погрузчика выполнен с одновременным соединением одно- и двухпроточных напорных каналов золотников погрузочного и экскавационного оборудования. Достигается устойчивое совмещение любых рабочих операций с оптимальном распределением рабочей жидкости, реализуется возможность выполнения экскавационных операций на суммарной производительности двух насосов, а также использование насоса большей производительности при работе с погрузочным оборудованием и трансмиссии. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Гидропривод одноковшового экскаватора-погрузчика, содержащий первый и второй насосы, гидробак, первую и вторую группы гидродвигателей, подключенные к ним соответственно первый и второй гидрораспределители, имеющие первый, общий для обоих, проточный канал, вход которого сообщен с первым насосом, а выход - с гидробаком, второй гидрораспределитель имеет второй проточный канал с подачей потока рабочей жидкости в направлении, противоположном потоку рабочей жидкости в первом канале, выход второго канала сообщен с гидробаком, отличающийся тем, что производительность первого насоса составляет 65 - 80 %, а второго насоса - 35 - 20 % от суммарной производительности этих насосов, второй насос соединен гидролинией с входом второго проточного канала непосредственно. 2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что первый проточный канал подключен к золотникам первого гидрораспределителя с возможностью приоритетной подачи потока рабочей жидкости от первого насоса с большей производительностью на гидродвигатели ковша погрузчика из первой группы гидродвигателей и последовательно первый проточный канал подключен к золотникам второго гидрораспределителя - с возможностью подачи потока рабочей жидкости от первого насоса с большей производительностью с последовательной приоритетностью на гидродвигатели ковша, рукояти, стрелы, механизма поворота, телескопической рукояти экскавационного оборудования из второй группы гидродвигателей, второй проточный канал подключен к золотникам второго гидрораспределителя с обеспечением возможности одновременной встречной подачи второго потока рабочей жидкости от второго насоса как для объединения потоков рабочей жидкости на гидродвигателях ковша, рукояти, стрелы, механизма поворота, телескопической рукояти и опор, так и для обеспечения одновременной работы двух гидродвигателей из второй группы гидродвигателей, а также для одновременной работы гидродвигателей погрузочного и экскавационного оборудования обеих групп гидродвигателей.