Скрепер Российский патент 2023 года по МПК E02F3/64 E02F3/65 

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, состоящим из тягача и полуприцепного рабочего оборудования, например, скреперам.

Известен скрепер, содержащий тягач, ковш, опорно-сцепное устройство, тяговую раму и заднюю пневмоось (RU 1684436 E02F 3/64). В известном скрепере опорно-сцепное устройство снабжено упругим элементом в виде витой пружины, упругость которой неизменна, в то время как характер нагрузки существенно изменяется. При перемещении скрепера с груженым ковшом к месту отсыпки нагрузка много больше, чем при возвращении скрепера к месту набора грунта с пустым ковшом. Поэтому возникает высокий уровень колебаний скрепера, вызывающий явления галопирования, что ограничивает скорость передвижения, увеличивает длительность рабочего процесса и в конечном итоге снижает производительность.

Кроме того, при работе с толкачом возникают резкие динамические нагрузки на рабочее оборудование, которые передаются на тягач, его трансмиссию и двигатель. Снижается надежность и срок службы скрепера.

Известен также скрепер (SU 859550, E02F 3/64), содержащий тягач, ковш, опорно-сцепное устройство, тяговую раму и гидроамортизирующее устройство в виде гидроцилиндра. В известном скрепере имеется гидроамортизирующее устройство для уменьшения динамических нагрузок, выполненное в виде гидроцилиндров и упругих упоров, установленных внутри боковых балок тяговой рамы.

Недостатком этого скрепера является невозможность регулирования демпфирующих свойств в переменных условиях эксплуатации, например, при перемещении скрепера с загруженным или пустым ковшом. Кроме того, элементы гидроамортизирующего устройства расположены внутри боковых балок тяговой рамы, что затрудняет их обслуживание и ремонт.

Известен другой скрепер, наиболее близкий к заявляемому изобретению по технической сущности и принятый заявителем в качестве прототипа (SU 1541352, E02f 3/64). Известный скрепер содержит тягач, ковш, опорно-сцепное устройство, тяговую раму, состоящую из двух частей, соединенных с возможностью ограниченного перемещения, гидроамортизирующее устройство, включающее гидроцилиндр, сообщенный с гидроаккумуляторами.

В известном скрепере амортизирующее устройство выполнено в виде пружин и гидроцилиндра, соединенного с гидроаккумуляторами. Недостаток такого устройства заключается в неопределенности демпфирующих свойств, поскольку неопределенная величина давления зарядки гидроаккумуляторов и нет возможности ее установить и регулировать. Также невозможно регулировать упругость пружинных элементов и более того вряд ли возможно изготовить небольшие пружины, способные воспринимать усилия, создаваемые колебаниями рабочего оборудования скрепера, имеющего массу десять и более тонн. Поэтому снижается качество демпфирования колебаний скрепера при перемещении в различных режимах эксплуатации. Демпфирующие свойства неизменны, в то время как масса скрепера существенно различается при перемещении с грунтом к месту отсыпки и при возвращении с пустым ковшом к месту его набора. Это увеличивает амплитуду колебаний, ограничивает скорость передвижения, увеличивая длительность рабочего цикла, и в конечном итоге снижает производительность. Кроме того, возникающие динамические воздействия приводят к снижению надежности скрепера и к увеличению усталости машиниста, что также отрицательно влияет на производительность.

Целью предлагаемого технического решения является устранение или уменьшение отмеченных недостатков.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в оптимизации демпфирующих свойств гидроамортизирующего устройства, путем ручного и автоматического их регулирования, в соответствии с изменяющимися режимами работы.

Технический результат - повышение плавности хода и скорости на транспортном режиме при перемещении грунта к месту отсыпки и возвращении к месту набора. Что обеспечивает сокращение основной временной составляющей рабочего цикла и повышение производительности, а также повышение надежности эксплуатации скрепера.

Решение поставленной технической задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что скрепер, содержащий тягач, ковш; опорно-сцепное устройство, тяговую раму, состоящую из двух частей, соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения и снабженных гидроамортизирующим устройством, включающим гидроцилиндр, соединенный с гидроаккумуляторами через гидродроссели, снабжен управляемыми гидроклапанами, регулируемыми редукционными гидроклапанами, гидроклапаном с логической функцией ИЛИ и датчиком перемещения.

Передняя и задняя части тяговой рамы соединены шарнирно посредством рычагов и гидроцилиндра, полости которого сообщены гидролиниями с боковыми отводами гидроклапана с логической функцией ИЛИ, а средний отвод сообщен с первым управляемым гидроклапаном, сообщенным одним отводом, через первый регулируемый гидродроссель с первым гидроаккумулятором и другим отводом сообщен, через второй регулируемый гидродроссель и второй управляемый гидроклапан, со вторым гидроаккумулятором, а орган управления второго управляемого гидроклапана соединен электролинией с датчиком перемещения, установленным на гидроцилиндре привода подъема рабочего органа, и полость подъема гидроцилиндра сообщена, через третий регулируемый гидродроссель с камерой управления первого управляемого гидроклапана, выполненного с подпружиненным золотником и механизмом регулирования силы упругости пружины, при этом гидроаккумуляторы сообщены, через регулируемые редукционные гидроклапаны, с напорной гидролинией, а через вентили с гидробаком.

Предложенный скрепер отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так, в предложенном скрепере демпфирующие свойства гидроамортизирующего устройства возможно регулировать, в зависимости от режимов работы и грунтовых условий, за счет использования регулируемых гидродросселей и за счет регулирования величины давления зарядки гидроаккумуляторов, с помощью регулируемых редукционных гидроклапанов. Обеспечивается автоматическое соединение гидроаккумулятора с большим давлением зарядки при движении скрепера с наполненным ковшом и с гидроаккумулятором с меньшим давлением зарядки при движении с пустым ковшом.

На чертеже изображен скрепер и гидросхема.

Скрепер содержит тягач 1 и, соединенное с ним, опорно-поворотным устройством 2, рабочее оборудование, включающее ковш 3, соединенный шарнирно и посредством гидроцилиндра 4 с тяговой рамой. Тяговая рама состоит из передней 5 и задней 6 частей, соединенных шарнирно рычагами 7, 8 и гидроцилиндром 9. Полости гидроцилиндра 9 сообщены гидролиниями с боковыми отводами гидроклапана 10 с логической функцией ИЛИ. Средний отвод гидроклапана сообщен с отводом управляемого гидроклапана 11, соединенного через регулируемые гидродроссели 12 и 13 с гидроаккумуляторами 14 и 15. Гидроаккумуляторы сообщены через регулируемые редукционные гидроклапаны 16 и 17 с напорной гидролинией и через вентили 18 и 19 с гидробаком. Камера управления гидроклапана 11 соединена гидролинией управления, через регулируемый гидродроссель 20, с полостью подъема гидроцилиндра 4 привода ковша 3. Гидроаккумулятор 15 снабжен блокирующим гидроклапаном 21, орган управления которого соединен через переключатель 22 с датчиком перемещения 23, установленном на гидроцилиндре привода подъема ковша.

Скрепер работает следующим образом.

В исходном положении скрепер неподвижен. Величина давления зарядки гидроаккумулятора 14 установлена редукционным гидроклапаном 16, меньше величины давления зарядки гидроаккумулятора 15. Управляемый гидроклапан 11 соединяет полости гидроцилиндра 9 с гидроаккумулятором 14 через гидродроссель 12 и гидроклапан 10. Переключатель 22 включен в режим автоматического управления и разъединяет орган управления гидроклапана 21 с датчиком перемещения 23.

Процесс заполнения ковша грунтом осуществляется традиционно, путем опускания ковша и подъема передней заслонки при движении скрепера. При заглублении ножа датчик перемещения 23 включает гидроклапан 21, который перекрывает гидролинию и блокирует гидроаккумулятор 15, обеспечивая точность регулирования толщины вырезаемой стружки грунта. После заполнения ковша грунтом и выглублении ножа датчик перемещения 23 выключает гидроклапан 21, сообщая гидроаккумулятор 15 с гидроцилиндром 9, через гидроклапаны 11 и 10. Образовавшаяся упругая связь между рабочим оборудованием и тягачом обеспечивает демпфирование динамических нагрузок, действующих на скрепер при перемещении к месту разгрузки ковша. При использовании толкача для заполнения ковша переключатель 22 устанавливается в режим ручного управления и выключает гидроклапан 21, разблокируя гидроаккумулятор 15, что образует упругую связь и обеспечивает уменьшение динамических нагрузок на тягач и рабочее оборудование в процессе взаимодействия с тягачом.

После разгрузки грунта из ковша давление рабочей жидкости в штоковой полости гидроцилиндра 4 уменьшается, поэтому гидроклапан 11 пружиной включается в позицию, сообщающую полости гидроцилиндра 9, через гидроклапан 10 и регулируемый гидродроссель 12, с гидроаккумулятором 14. Давление зарядки гидроаккумулятора 14 меньше величины зарядки гидроаккумулятора 15 и это обеспечивает оптимальные демпфирующие свойства для скрепера, имеющего существенно меньшую массу при движении с пустым ковшом. Обеспечивается повышение скорости движения и сокращение длительности рабочего цикла.

Использование регулируемых редукционных гидроклапанов и регулируемых гидродросселей позволяет регулировать и устанавливать демпфирующие свойства в соответствии с конкретными условиями эксплуатации скрепера, такие как свойства разрабатываемого грунта, состояние опорной поверхности и дальность транспортирования грунта. Регулируемый гидродроссель 20 выполняет функции фильтра, предохраняющего неуправляемые включения гидроклапана 11 при случайных скачках давления рабочей жидкости в штоковой полости гидроцилиндра 4.

Таким образом, предлагаемый скрепер, в сравнении с прототипом, обеспечивает задание и регулирование в ручном и автоматическом режимах демпфирующих свойств устройства при различных режимах работы. Это обеспечивает увеличение скорости движения скрепера, сокращение длительности рабочего цикла и в конечном итоге повышение производительности. Кроме того, уменьшаются динамические нагрузки на тягач, что увеличивает его надежность. Уменьшаются динамические воздействия и на машиниста, что снижает его утомляемость и также способствует повышению производительности.

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам. Технический результат – повышение плавности хода и скорости на транспортном режиме, повышение производительности и надежности эксплуатации скрепера. Скрепер содержит тягач, ковш, опорно-сцепное устройство, тяговую раму, состоящую из двух частей, соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения и снабженных гидроамортизирующим устройством, включающим гидроцилиндр, соединенный с гидроаккумуляторами через гидродроссели. Скрепер снабжен управляемыми гидроклапанами, регулируемыми редукционными гидроклапанами, гидроклапаном с логической функцией ИЛИ и датчиком перемещения. Передняя и задняя части тяговой рамы соединены шарнирно посредством рычагов и гидроцилиндра, полости которого сообщены гидролиниями с боковыми отводами гидроклапана с логической функцией ИЛИ, а средний отвод сообщен с первым управляемым гидроклапаном, сообщенным одним отводом через первый регулируемый гидродроссель с первым гидроаккумулятором и другим отводом сообщен через второй регулируемый гидродроссель и второй управляемый гидроклапан со вторым гидроаккумулятором. Орган управления второго управляемого гидроклапана соединен электролинией с датчиком перемещения, установленным на гидроцилиндре привода подъема рабочего органа, и полость подъема гидроцилиндра сообщена через третий регулируемый гидродроссель с камерой управления первого управляемого гидроклапана, выполненного с подпружиненным золотником и механизмом регулирования силы упругости пружины. Гидроаккумуляторы сообщены через регулируемые редукционные гидроклапаны с напорной гидролинией, а через вентили с гидробаком. 1 ил.

Скрепер, содержащий тягач, ковш, опорно-сцепное устройство, тяговую раму, состоящую из двух частей, соединенных между собой с возможностью ограниченного перемещения и снабженных гидроамортизирующим устройством, включающим гидроцилиндр, соединенный с гидроаккумуляторами через гидродроссели, отличающийся тем, что он снабжен управляемыми гидроклапанами, регулируемыми редукционными гидроклапанами, гидроклапаном с логической функцией ИЛИ и датчиком перемещения, причем передняя и задняя части тяговой рамы соединены шарнирно посредством рычагов и гидроцилиндра, полости которого сообщены гидролиниями с боковыми отводами гидроклапана с логической функцией ИЛИ, а средний отвод сообщен с первым управляемым гидроклапаном, сообщенным одним отводом, через первый регулируемый гидродроссель с первым гидроаккумулятором и другим отводом сообщен через второй регулируемый гидродроссель и второй управляемый гидроклапан со вторым гидроаккумулятором, а орган управления второго управляемого гидроклапана соединен электролинией с датчиком перемещения, установленным на гидроцилиндре привода подъема рабочего органа, и полость подъема гидроцилиндра сообщена через третий регулируемый гидродроссель с камерой управления первого управляемого гидроклапана, выполненного с подпружиненным золотником и механизмом регулирования силы упругости пружины, при этом гидроаккумуляторы сообщены через регулируемые редукционные гидроклапаны с напорной гидролинией, а через вентили с гидробаком.