ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ СТРЕЛА Российский патент 2002 года по МПК B66C23/04 

Изобретение относится к телескопическим устройствам (стрелы, рукояти)и может быть использовано при разработке гидрофицированных лесных, строительных, грузоподъемных и других машин.

В конструкциях лесных, строительных, грузоподъемных и других машин для перемещения рабочих органов широко используются гидрофицированные манипуляторы с телескопическими устройствами (стрелы, рукояти). При разработке таких устройств решаются задачи, связанные с подводом рабочей жидкости к элементам гидропривода исполнительных механизмов.

Известны гидрофицированные манипуляторы лесных машин с телескопическими стрелами и рукоятями с закрепленными на них захватами, захватно-срезающими устройствами и другими рабочими органами. Подача рабочей жидкости к элементам гидропривода рабочих органов устанавливаемым на концах телескопических стрел рукоятей осуществляется по гидролиниям, выполненным в виде резинометаллических (эластичных) трубопроводов (см. Грейферный Харвестер Валмет 862 "Комби" - проспект фирмы Валмет, Финляндия; лесопогрузчик ВАЛМЕТ РТД 810 -проспект фирмы Валмет, Финляндия).

Недостатки таких стрел (рукоятей) заключаются в том, что не обеспечивается компактность конструкции и защищенность эластичных трубопроводов, вследствие чего снижается надежность машины из-за отказов, связанных с механическими повреждениями трубопроводов. Для достижения компактности и повышения надежности машины в конструкцию телескопических стрел вводят различные защитные устройства и дополнительные приводные механизмы (защитные кожухи, направляющие, роликовые цепи, барабаны для наматывания эластичных трубопроводов). Это в значительной степени усложняет и удорожает изделие.

Известна телескопическая стрела по а.с. 1451089, содержащая направляющую опору с выдвижной балкой, снабженной несущим элементом и приводным захватывающим рабочим органом, размещенным на ее конце, а также трубопроводы для подачи рабочей жидкости, концы которых смонтированы посредством поворотных муфт (поворотных соединений) на направляющей опоре и несущем элементе. При этом несущий элемент выполнен в виде консоли, свободный конец которой соединен с одной из поворотных муфт трубопроводов, другая муфта которых кинематически связана с направляющей опорой с возможностью возвратно-поступательного перемещения в продольном направлении. Направляющая опора и несущий элемент размещены по разные стороны балки. Кинематическая связь выполнена в виде ползуна направляющей опоры, соединенного с соответствующей муфтой конца трубопроводов. Недостаток указанной телескопической стрелы заключается в сложности гидравлических линий для подвода рабочей жидкости и вследствие этого низкой надежности. В состав гидролиний входят эластичные трубопроводы, через которые передается нагрузка, необходимая на перемещение направляющей опоры, что может привести к их разрывам при возможном заклинивании опоры или при возрастании сопротивления на ее перемещение. Кроме этого, данное устройство не может быть использовано в телескопических стрелах с числом секций n больше двух (трехсекционные, четырехсекционные и т.д.).

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи подвода рабочей жидкости к элементам гидропривода рабочих органов лесных, строительных, грузоподъемных и других гидрофицированных машин, оснащенных телескопическими устройствами (стрелами, рукоятями) с числом рабочих секций две и более (n>2). При осуществлении изобретения упрощается конструкция, повышается надежность, снижается материалоемкость телескопического устройства, достигается компактность конструкции.

Существенные признаки, характеризующие заявляемое изобретение:
- наличие опорной и выдвижных секций телескопической стрелы;
- наличие в каждой гидролинии жестких и упругих трубопроводов и поворотных муфт (соединений);
- выполнение каждой гидролинии составной из жестких трубопроводов, соединенных поворотными муфтами (соединениями), и гибких трубопроводов;
- соотношение между размерами трубопроводов и ходом телескопической стрелы;
- выполнение гибких трубопроводов из руковов высокого давления, помещенных внутрь винтовых пружин.

Признаки, отличительные от прототипа:
- число секций телескопической стрелы n≥2;
- наличие в каждой гидролинии жестких гибких трубопроводов и поворотных соединений;
- закрепление в каждой гидролинии одного поворотного соединения на опорной и одного на выдвижной секциях телескопической стрелы;
- закрепление в каждой гидролинии крайних жестких трубопроводов на опорной и выдвижной секциях и соединение их с поворотными соединениями;
- наличие в каждой гидролинии промежуточных подвижных трубопроводов;
- шарнирное соединение промежуточных подвижных жестких трубопроводов между собой и с закрепленными на опорной и выдвижной секции жесткими трубопроводами посредством поворотных соединений и гибких трубопроводов;
- размещение гибких трубопроводов внутри винтовых пружин;
- соотношение между размерами подвижных трубопроводов и ходом телескопической стрелы: l₁+l₂+l₃>S_T
где l₁, l₂, l₃ - размеры подвижных трубопроводов;
S_T- ход телескопической стрелы.

Данное соотношение обеспечивает компактность и работоспособность гидролиний при выборе хода телескопической стрелы.

На чертеже показаны составные части телескопической стрелы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Телескопическая стрела по заявляемому изобретению включает в себя опорную секцию 1, выдвижные секции 2 (общее число секций может составлять n≥2), жесткие трубопроводы 3, 4, 5, 6, поворотные соединения 7 и 8, гибкий трубопровод 9, рабочий орган 10.

Трубопровод 3 и поворотное соединение 7 соединены между собой и закреплены на опорной секции 1, а трубопровод 6 и поворотное соединение 8 также соединены между собой и закреплены на выдвижной секции 2. Промежуточные жесткие подвижные трубопроводы 4, 5 через гибкий трубопровод 9 соединены между собой, а через поворотные соединения 7 и 8 с трубопроводами 3 и 6. Гибкие трубопроводы 9 выполняются из резинометаллических рукавов высокого давления, помещаемых с целью увеличения надежности и изгибной жесткости внутрь винтовых пружин.

Устройство и работа поворотных соединений (см. Гидравлическое оборудование и типовые гидравлические схемы строительных, дорожных и коммунальных машин. Каталог-справочник под ред. Э.И. Немировского.- М., 1971, 215 с.).

Каждое поворотное соединение может быть одноканальным или многоканальным. Общий ход телескопической стрелы - S_T, размеры жестких промежуточных трубопроводов l₁, l₂, размер гибкого трубопровода l₃. Соотношение l₁+l₂+l₃>S_T обеспечивает работоспособность и компактность гидролиний при выборе хода телескопической стрелы. Стрела работает следующим образом. При выдвижении секций 2 с рабочим органом 10 трубопровод 6 и поворотное соединение 8, закрепленное на ней, совершает прямолинейное движение. Трубопровод 4 совершает вращательное, а трубопровод 5 плоскопараллельное движение. При этом рабочая жидкость по трубопроводам 3, 4, 5, 6, 9 и по каналам поворотных соединений 7 и 8 может поступать к элементам гидропривода, расположенным на конце стрелы при любом ее положении и при движении секций. Размещение гибких трубопроводов внутри винтовых пружин обеспечивает повышение их изгибной жесткости и надежности.

Телескопическая стела включает в себя опорную и выдвижные секции, приводной рабочий орган и гидролинии для подачи рабочей жидкости к элементам гидропривода, установленным на ее конце. Каждая гидролиния выполнена составной из жестких трубопроводов, соединенных поворотными соединениями и гибкими трубопроводами. Крайние трубопроводы и поворотные соединения муфты закреплены на опорной секции и выдвижной секции, а промежуточные жесткие трубопроводы соединены между собой посредством гибкого трубопровода, помещенного внутрь винтовых пружин. При использовании данной телескопической стрелы повышается надежность работы машины в целом, а также обеспечивается компактность конструкции и защищенность от повреждения трубопроводов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Телескопическая стрела, содержащая опорную и выдвижные секции, а также гидролинии, включающие в себя жесткие и гибкие трубопроводы и поворотные муфты, отличающаяся тем, что каждая гидролиния выполнена составной из жестких трубопроводов, шарнирно соединенных посредством поворотных муфт и гибких трубопроводов, при этом крайние трубопроводы и поворотные муфты закреплены соответственно на опорной и выдвижной секциях, а промежуточные подвижны, соединены гибкими трубопроводами и общая длина промежуточных трубопроводов больше хода телескопической стрелы. 2. Телескопическая стрела по п. 1, отличающаяся тем, что гибкие трубопроводы выполнены из резинометаллических рукавов высокого давления, заключенных в упругие элементы в виде винтовых пружин.