ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ВЫВЕШИВАНИЯ И ГОРИЗОНТИРОВАНИЯ ГРУЗОВОЙ ПЛАТФОРМЫ Российский патент 1998 года по МПК F15B11/22 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидравлическим приводам, и может быть использовано в подъемно-транспортных механизмах для вывешивания (подъема) и горизонтирования грузовых платформ, расположенных на неподвижной площадке.

Известен гидравлический привод перемещения грузовой платформы, содержащий гидроопоры, установленные на платформы и связанные магистралями с дозатором возвратно-поступательного движения, реверсивным распределителем и источником питания [1]. Количество секций дозатора равно количеству гидроопор. В магистрали, связывающие гидроопоры с дозатором, включены золотники горизонтирования, соединенные с баком. Горизонтирование платформы, содержащей четыре установленные по ее углам гидроопоры, осуществляется путем синхронного перемещения вверх сначала одной, а затем второй пары смежных гидроопор при одновременном переключении соответствующих пар золотников горизонтирования.

Недостатком известного привода является то, что для вывешивания и горизонтирования грузовой платформы требуется дозатор больших габаритов и массы, так как объем каждой секции дозатора определяется суммой объемов, потребных на холостой ход гидроопор (выпуск штоков до контакта с опорной площадкой или втягивание штоков), на рабочий ход гидроопор при подъеме (опускании) платформы и на рабочий ход гидроопор при ее горизонтировании.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с предлагаемым изобретением является гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы [2], который принят в качестве прототипа. Этот привод содержит гидроопоры, установленные на платформе, дозатор возвратно-поступательного движения, реверсивный распределитель и источник питания, связанные магистралями, управляемые обратные клапаны, штоковые полости которых сообщены с гидроопорами, и дополнительный распределитель, соединенный с источником питания и с поршеньковыми и штоковыми полостями упомянутых клапанов. В магистрали, связывающие гидроопоры с дозатором, включены золотники горизонтирования, соединенные с баком. Количество секций дозатора равно количеству гидроопор. Объем каждой секции дозатора определяется лишь объемом, потребным на рабочий ход гидроопор при горизонтировании платформы и на рабочий ход гидроопор при ее подъеме. Горизонтирование платформы, содержащей четыре установленные по ее углам гидроопоры, выполняется путем синхронного перемещения вверх сначала одной, а затем второй пары смежных гидроопор при одновременном переключении соответствующих пар золотников горизонтирования.

Недостатком известного привода является недостаточная надежность его работы при выполнении операции горизонтирования, поскольку при подаче электрокоманды на переключение двух золотников горизонтирования один из золотников может остаться в исходной позиции как по причине защемления его плунжера (вследствие, например, наличия в приводе загрязнений рабочей жидкости), так и по причине "залипания" его электромагнита или обрыва подводящей электроцепи. В этом случае вместо горизонтирования прямоугольной платформы относительно той или иной ее стороны будет осуществляться ее подъем или поворот при работе привода в режиме синхронного перемещения вверх трех гидроопор. Четвертая гидроопора остается неподвижной.

При этом если центр тяжести платформы расположен вне треугольника, образованного тремя выдвигающимися гидроопорами (т.е. расположен ближе к четвертой гидроопоре), то будет происходить поворот платформы относительно четвертой гидроопоры с отрывом от опорной площадки той гидроопоры, которая установлена диагонально относительно четвертой гидроопоры.

С другой стороны, если центр тяжести платформы расположен внутри упомянутого треугольника, то будет происходить подъем платформы с отрывом четвертой гидроопоры от опорной площадки.

В последнем случае, если центр тяжести платформы с находящимися на ней грузами находится близко к центру ее симметрии в плане и платформа имеет большую парусность, то при ветровом воздействии в процессе указанного подъема произойдет резкий наклон ("клевок") платформы до контакта четвертой гидроопоры с опорной площадкой, что может повлечь как значительные динамические нагрузки на элементы платформы, так и падение грузов с нее.

Следует также заметить, что если легкая, жесткая и высоконагруженная платформа имеет большие габариты в плане, то в процессе ее подъема при синхронном выдвижении трех гидроопор может произойти пластическая деформация (изгиб) части платформы относительно оси, проходящей через диагонально расположенные выдвигающиеся гидроопоры, под действием массовой нагрузки, которая должна восприниматься четвертой гидроопорой. При этом чем больше габариты платформы в плане и нагрузка, тем больший изгибающий момент действует на ее металлоконструкцию. Такая ситуация обусловливает либо поломку части платформы, либо нарушение взаимного расположения находящихся на ней агрегатов и приборов и невозможность их функционирования.

Недостатком известного привода является также большой занимаемый им объем, величина которого в значительной мере определяется массогабаритными параметрами золотников горизонтирования. Линейные размеры этих золотников зависят от величины расхода рабочей жидкости, поступающего в гидроопору, причем чем больше указанный расход, тем больше масса и габариты золотников.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности гидравлического привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы при выполнении операции горизонтирования, а также уменьшение массогабаритных параметров привода.

Решение указанной задачи обеспечивается тем, что в известном гидравлическом приводе вывешивания и горизонтирования грузовой платформы, содержащем гидроопоры, установленные на платформе, дозатор возвратно-поступательного движения, реверсивный распределитель и источник питания, связанные магистралями, управляемые обратные клапаны со штоковыми и поршеньковыми полостями, причем штоковые полости сообщены с гидроопорами, дополнительный распределитель, связанный с источником питания и со штоковыми полостями упомянутых клапанов, и золотники горизонтирования, согласно изобретению в каждом управляемом обратном клапане выполнена вторая поршеньковая полость. При этом выходное отверстие каждого золотника горизонтирования соединено с первой или второй поршеньковой полостью двух управляемых обратных клапанов, штоковые полости которых сообщены с соответствующими смежными гидроопорами. Входное отверстие каждого золотника горизонтирования связано с источником питания, а сливное отверстие - с дополнительным распределителем. Такое исполнение позволяет повысить надежность четырехопорного привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы при выполнении операции горизонтирования путем исключения необходимости одновременного переключения в рабочую позицию двух золотников горизонтирования на данной операции и исключения, тем самым, возможности перемещения платформы вверх при работе привода в режиме синхронного движения трех гидроопор. Кроме того, такое решение позволяет уменьшить массу и габариты привода, поскольку в качестве золотников горизонтирования можно применять распределители с минимально возможной пропускной способностью. Предлагаемое устройство можно использовать для приводов, содержащих как четыре, так и три гидроопоры, при этом в последнем случае устройство обеспечивает только уменьшение массогабаритных параметров привода.

Для варианта гидропривода с четырьмя гидроопорами, расположенными по углам грузовой платформы, золотники горизонтирования могут быть выполнены в виде двух трехпозиционных четырехлинейных золотников. При этом в наибольшей степени уменьшается объем, занимаемый золотниками горизонтирования, и их суммарная масса.

На фиг. 1 представлена принципиальная гидросхема четырехопорного привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы с использованием двухпозиционных золотников горизонтирования, число которых равно количеству гидроопор; на фиг. 2 - часть гидросхемы четырехопорного привода с использованием двух трезпозиционных четырехлинейных золотников горизонтирования; на фиг. 3 - часть гидросхемы трехопорного привода с использованием двухпозиционных золотников горизонтирования, число которых равно количеству гидроопор.

Гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы (фиг. 1) содержит гидроопоры 1-4, установленные на платформе 5 и связанные магистралями 6 с полостями 7-10 дозатора возвратно-поступательного движения 11. В магистрали 6 включены односторонние гидрозамки 12, предназначенные для фиксации платформы 5 в поднятом положении. Полости 13 дозатора 11 и штоковые полости гидроопор 1-4 сообщены с насосом 14 и баком через реверсивный распределитель 15, служащий для изменения направления движения указанных гидроопор и дозатора. Количество полостей 7-10 и количество полостей 13 дозатора 11 соответствует количеству гидроопор 1-4. С помощью дросселя с обратным клапаном 16 осуществляются ограничение скорости опускания платформы 5 и свободное пропускание рабочей жидкости от насоса 14 к дозатору 11 при подъеме платформы.

К полостям 7-10 дозатора 11, связанным магистралями 6 с гидроопорами 1-4, подсоединены штоковыми полостями 17 управляемые обратные клапаны (УОК) 18-21, содержащие первые 22 и вторые 23 поршеньковые полости. Количество УОК 18-21 равно количеству гидроопор 1-4. Штоковые полости 17 УОК 18-21 через дополнительный распределитель 24 соединены с насосом 14 и баком. К магистрали, соединяющей штоковые полости 17 с дополнительным распределителем 24, подключен перепускной клапан 25, давление настройки которого несколько превышает величину давления, потребного для операции холостого выпуска штоков гидроопор 1-4 до контакта с опорной площадкой перед подъемом платформы 5.

Двухпозиционные золотники горизонтирования 26-29 своими входными отверстиями связаны с насосом 14, а сливными отверстиями - с дополнительным распределителем 24. Выходное отверстие золотника 26 соединено с первыми поршеньковыми полостями 22 УОК 18 и 19, штоковые полости 17 которых через полости 7, 8 дозатора 11 сообщены со смежными гидроопорами 1 и 2. Выходное отверстие золотника 27 соединено со вторыми поршеньковыми полостями 23 УОК 19 и 20, штоковые полости 17 которых через полости 8, 9 дозатора 11 сообщены со смежными гидроопорами 2 и 3. Выходное отверстие золотника 28 соединено с первыми поршеньковыми полостями 22 УОК 20 и 21, штоковые полости 17 которых через полости 9, 10 дозатора 11 сообщены со смежными гидроопорами 3 и 4. Выходное отверстие золотника 29 соединено со вторыми поршеньковыми полостями 23 УОК 21 и 18, штоковые полости которых через полости 10, 7 дозатора 11 сообщены со смежными гидроопорами 4 и 1. Гидравлический привод содержит также фильтры, предохранительные клапаны и устройство для разгрузки насоса (на чертеже не показаны).

В варианте исполнения четырехопорного привода, представленном на фиг. 2, золотники горизонтирования выполнены в виде двух трехпозиционных четырехлинейных золотников 30 и 31. При этом выходные отверстия золотника 30 соединены соответственно с первыми поршеньковыми полостями 22 УОК 18, 19 и со вторыми поршеньковыми полостями 23 УОК 19, 20, а выходные отверстия золотника 31 соединены соответственно с первыми поршеньковыми полостями 22 УОК 20, 21 и со вторыми поршеньковыми полостями 23 УОК 21 и 18. Входные отверстия указанных золотников связаны с насосом 14, а сливные отверстия - с дополнительным распределителем 24. При использовании золотников 30 и 31 объем, занимаемый золотниками горизонтирования, и их масса сокращаются до минимума. Магистрали 32 и 33-36 соединены соответственно с непоказанными на фиг. 2 реверсивным распределителем 15 и полостями 7-10 дозатора 11.

На фиг. 3 представлена часть гидравлического привода в варианте исполнения с тремя гидроопорами. В этом варианте привод содержит три двухпозиционных золотника горизонтирования 26-28 и три управляемых обратных клапана 18-20. При этом входные отверстия указанных золотников связаны с насосом 14, а сливные отверстия - с дополнительным распределителем 24. Выходное отверстие золотника 26 соединено с первыми поршеньковыми полостями 22 УОК 18 и 19, а выходное отверстие золотника 27 - со вторыми поршеньковыми полостями 23 УОК 19 и 20. Выходное отверстие золотника 28 соединено с первой поршеньковой полостью 22 УОК 20 и со второй поршеньковой полостью 23 УОК 18. Магистрали 32 и 33-35 соединены соответственно с непоказанными на фиг. 3 реверсивным распределителем 15 и полостями 7-9 дозатора 11.

Гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы работает следующим образом.

В исходном положении все распределители занимают позиции, как показано на фиг. 1. После запуска насоса 14 дополнительный распределитель 24 переключается в левую позицию и рабочая жидкость (масло) от насоса 14 через указанный распределитель, УОК 18-21, полости 7-10 дозатора 11 и магистрали 6 поступает в поршневые полости гидроопор 1-4, перемещая в несинхронном режиме их поршни вниз вхолостую. Из штоковых полостей гидроопор 1-4 масло через реверсивный распределитель 15 сливается в бак. Таким образом, осуществляется операция выпуска штоков гидроопор 1-4 до контакта с опорной площадкой (грунтом). На данной операции рабочий ход поршней дозатора 11 не используется и они остаются в исходном левом положении. После того как все штоки гидроопор 1-4 коснутся грунта, давление в приводе повышается до величины, на которую настроен перепускной клапан 25. При срабатывании этого клапана подается сигнал на возвращение дополнительного распределителя 24 в исходную среднюю позицию. На этом операция холостого выпуска штоков гидроопор 1-4 заканчивается.

Для выполнения операции вывешивания (подъема) платформы 5 реверсивный распределитель 15 переключается в левую позицию и масло от насоса 14 через указанный распределитель и обратный клапан 16 поступает в полости 13 дозатора 11, осуществляя движение его поршней вправо. Из полостей 7-10 дозатора 11 масло вытесняется в поршневые полости гидроопор 1-4, перемещая их вверх в синхронном режиме. Из штоковых полостей гидроопор 1-4 масло через реверсивный распределитель 15 сливается в бак.

Горизонтирование платформы 5 последовательно по ее сторонам производится в процессе подъема (при включенном в левую позицию реверсивном распределителе 15) путем поочередного включения только одного из золотников горизонтирования 26-29. При этом исключается возможность перемещения платформы вверх при работе привода в режиме синхронного движения трех гидроопор.

Для горизонтирования платформы 5 относительно, например, стороны AB золотник 26 включается в правую позицию, соединяя насос 14 с первыми поршеньковыми полостями 22 УОК 18 и 19. Указанные клапаны открываются, соединяя полости 7, 8 дозатора 11 через открытые УОК 18, 19 и дополнительный распределитель 24 с баком. Гидроопоры 1 и 2 останавливаются. Из полостей 9 и 10 дозатора 11 масло продолжает поступать в поршневые полости гидроопор 3 и 4, осуществляя их синхронное движение вверх и осуществляя тем самым поворот платформы 5 относительно стороны AB. По достижении заданной точности горизонтирования золотник 26 выключается, а УОК 18 и 19 закрываются. При этом масло из всех правых полостей 7-10 дозатора 11 поступает только в поршневые полости гидроопор 1-4, производя тем самым дальнейший подъем платформы 5.

В случае использования в четырехопорном приводе трехпозиционных четырехлинейных золотников 30 и 31 (фиг. 2) операция горизонтирования платформы 5 относительно стороны AB выполняется путем переключения золотника 30 в левую позицию. По достижении заданной точности горизонтирования золотник 30 возвращается в исходную среднюю позицию.

Горизонтирование платформы 5 с помощью привода, содержащего три гидроопоры 1-3 (и трехсекционной дозатор), осуществляется следующим образом. Если, например, гидроопора 3 расположена выше гидроопоры 2, а гидроопора 1 расположена ниже гидроопоры 2, то вначале производится включение в правую позицию золотника 28 (фиг. 3). УОК 18 и 20 открываются, соединяя полости 7, 9 дозатора 11 с баком. Гидроопоры 1 и 3 останавливаются. Из полости 8 дозатора 11 масло продолжает поступать в поршневую полость гидроопоры 2, осуществляя ее движение вверх до тех пор, пока сторона BC платформы 5 не займет горизонтальное положение. Затем золотник 28 выключается, а золотник 27 включается в правую позицию. УОК 18 закрывается, УОК 19 открывается, УОК 20 остается в открытом положении. При этом полости 8, 9 дозатора 11 соединяются с баком. Из полости 7 дозатора 11 масло поступает в поршневую полость гидроопоры 1, осуществляя ее движение вверх до тех пор, пока сторона AB, а тем самым и вся платформа 5, не займет горизонтальное положение. После выключения золотника 27 и закрытия УОК 19, 20 производится дальнейший подъем платформы 5.

После подъема платформы 5 на заданную высоту реверсивный распределитель 15 (фиг. 1) переключается в исходную среднюю позицию, а насос 14 выключается. Платформа 5 останавливается. Нагрузка от ее веса воспринимается давлением масла, запертого в поршневых полостях гидроопор 1-4 гидрозамками 12.

Для опускания платформы 5 в режиме синхронного движения гидроопор 1-4 после запуска насоса 14 реверсивный распределитель 15 переключается в правую позицию, соединяя насос 14 со штоковыми полостями гидроопор 1-4 и с управляющими полостями гидрозамков 12. Последние открываются и платформа 5 под действием своего веса и давления в штоковых полостях гидроопор 1-4 опускается. При этом масло из поршневых полостей гидроопор 1-4 по магистралям 6 поступает в полости 7-10 дозатора 11, перемещая его поршни влево. Из полостей 13 дозатора 11 масло через дроссель 16 и реверсивный распределитель 15 вытесняется в бак. Скорость опускания платформы 5 определяется настройкой дросселя 16. После того как какая-либо сторона платформы 5 (например, сторона AB) закончит движение вниз, платформа 5 начнет поворачиваться относительно неподвижной стороны AB, стремясь занять положение, исходное перед подъемом. В этот период времени масло поступает в полости 7-10 дозатора 11 как вследствие опускания стороны CD (перемещения вниз корпусов гидроопор 3, 4), так и вследствие начала втягивания вхолостую штоков гидроопор 1, 2.

После подхода поршней дозатора 11 в крайнее левое положение (при этом платформа 5 занимает положение, исходное перед подъемом) подается команда на выполнение операции втягивания штоков гидроопор 1-4 вхолостую в исходное верхнее положение. Дополнительный распределитель 24 переключается в правую позицию, соединяя насос 14 через золотники горизонтирования 26-29 с поршеньковыми полостями 22 и 23 УОК 18-21. Последние открываются и штоки гидроопор 1-4 под действием давления масла в их штоковых полостях несинхронно перемещаются вверх. При этом из поршневых полостей гидроопор 1-4 масло через открытые гидрозамки 12, магистрали 6, полости 7-10 дозатора 11, открытые УОК 18-21 и дополнительный распределитель 24 сливается в бак.

После полного втягивания всех штоков гидроопор 1-4 реверсивный распределитель 15 и дополнительный распределитель 24 возвращаются в исходную среднюю позицию, УОК 18-21 и гидрозамки 12 закрываются, а насос 14 выключается.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение надежности гидропривода вывешивания и горизонтирования четырехопорной платформы при выполнении операции ее горизонтирования путем исключения возможности работы гидропривода на данной операции в режиме синхронного перемещения трех гидроопор.

Для подтверждения эффективности предлагаемого гидропривода по сравнению с известным гидроприводом [2] с точки зрения обеспечения минимизации массогабаритных параметров рассмотрим численный пример.

Исходные данные:
1. Расход масла, подаваемый от дозатора в каждую гидроопору, 120 л/мин.

2. Максимальное рабочее давление в гидроопорах 15 МПа.

Применительно к указанным исходным данным в известном гидроприводе в качестве золотников горизонтирования могут быть использованы распределители типа Р202 (изготовитель - ульяновское ПО "Гидроаппарат"), каждый из которых имеет массу 16,6 кг, длину 260 мм, номинальное давление 20 МПа, условный проход d_y 20 мм. Суммарная масса 4-х распределителей Р202 равна 16,6 • 4 = 66,4 кг.

В предлагаемом гидроприводе в качестве золотников горизонтирования можно использовать два трехпозиционных распределителя ПЕ6 (изготовитель - ульяновское ПО "Гидроаппарат"). Масса каждого такого распределителя 1,6 кг, длина 206 мм, номинальное давление 32 МПа, условный проход d_y 6 мм. Суммарная масса 2-х распределителей ПЕ6 составляет 1,6 • 2 = 3,2 кг.

Как следует из приведенных численных данных, масса предлагаемого гидропривода меньше массы известного гидропривода на 63,2 кг. Соответственно меньше и объем, занимаемый аппаратурой предлагаемого гидропривода.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение надежности гидравлического привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы при выполнении операции горизонтирования, а также уменьшение массогабаритных параметров гидропривода и облегчение его монтажа и эксплуатации.

Использование: в подъемных механизмах для вывешивания и горизонтирования грузовых платформ и самоходных агрегатов, применяемых в промышленности, строительстве и на транспорте. Сущность изобретения: гидравлический привод содержит гидроопоры, установленные на платформе, дозатор возвратно-поступательного движения, реверсивный распределитель и источник питания, связанные магистралями. К магистралям гидроопор подключены своими штоковыми полостями управляемые обратные клапаны (УОК). Указанные полости через дополнительный распределитель соединены с источником питания и баком. В каждом обратном клапане выполнена вторая поршеньковая полость. Привод снабжен золотниками горизонтирования, входные отверстия которых связаны с источником питания, а сливные отверстия - с дополнительным распределителем. Выходное отверстие каждого золотника соединено с первой или второй поршеньковой полостью двух УОК, штоковые полости которых сообщены с соответствующими смежными гидроопорами, что приводит к повышению надежности гидропривода и точности горизонтирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы, содержащий гидроопоры, установленные на платформе, дозатор возвратно-поступательного движения, реверсивный распределитель и источник питания, связанные магистралями, управляемые обратные клапаны со штоковыми и поршеньковыми полостями, причем штоковые полости сообщены с гидроопорами, дополнительный распределитель, связанный с источником питания и штоковыми полостями упомянутых клапанов, и золотники горизонтирования, отличающийся тем, что в каждом управляемом обратном клапане выполнена вторая поршеньковая полость, при этом выходное отверстие каждого золотника горизонтирования соединено с первой или второй поршеньковой полостью двух управляемых обратных клапанов, штоковые полости которых сообщены с соответствующими смежными гидроопорами, входное отверстие каждого золотника горизонтирования связано с источником питания, а сливное отверстие - с дополнительным распределителем. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что он имеет четыре расположенные по углам платформы гидроопоры, при этом золотники горизонтирования выполнены в виде двух трехпозиционных четырехлинейных золотников.