Гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины Российский патент 2023 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и может найти применение в экскаваторах и погрузочных машинах со стреловым рабочим оборудованием.

Известен гидравлический привод стрелы погрузочной машины, содержащий гидронасос, гидробак, гидрораспределитель, гидроцилиндр привода стрелы, гидроаккумулятор и обратный гидроклапан (SU 1180463, E02F9/22, 1988г.).

Известный гидропривод содержит два гидроцилиндра привода стрелы, один из них при подъеме стрелы приводится в действие от гидроаккумулятора и второй от гидронасоса, а это, при разных величинах давлефния рабочей жидкости, приводит к перекосу стрелы и снижает надежность рабочего оборудования. Еще один недостаток заключается в том, что объем рабочей жидкости, вытесняемой в гидроаккумулятор при опускании стрелы равен объему штоков гидроцилиндров и очень мал для необходимого перемещения штока при подъме стрелы. Кроме того, необходимость размещения двух гидроцилиндров в ограниченном подстреловом пространстве, усложняет компановку машины. Наконец необходимо отметить излишнее усложнение известного гидропривода, содержащего пять гидрораспределителей.

Известен также гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины, наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому изобретению, и принятый заявителем в качестве прототипа (SU 2 748 019, E02F9/22, 2021г.). Известный гидропривод содержит гидронасос, гидробак, гидроцилиндр привода стрелы и гидроаккумулятор, сообщенный, через регулируемый редукционный гидроклапан, с гидронасосом.

Второй известный гидропривод позволяет частично использовать потенциальную энергию силы тяжести рабочего оборудования, запасаемой в гидроаккумуляторе¸ для последующего подъема рабочего оборудования с загруженным ковшом. Однако разнообразные виды рабочего органа, разнообразные свойства разрабатываемого грунта и переменная заполняемость ковша, обусловливают неопределенную величину силы тяжести поднимаемого рабочего оборудования в рабочих циклах и неопределенную величину запаса необходимой зарядки гидроаккумулятора. Величины зарядки гидроаккумулятора должна превышать максимально возможные потребности энергии, что увеличивает объем и величину давления в гидроаккумуляторе. Поэтому, при зарядке гидроаккумулятора, за счет совместного использования потенциальной энергии силы тяжести рабочего оборудования и энергии гидронасоса, последняя составляющая существенно увеличивается на преодоление повышенного давления в гидроаккумуляторе. В результате потенциальная энергия рабочего оборудования используется для совершения полезной работы за рабочий цикл только частично и не обеспечивает существенного снижения затрат энергии рабочего процесса, что и является недостатком известного технического решения, принятого заявителем в качестве прототипа.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение или устранение недостатков известных технических решений. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении полного полезного использования потенциальной энергии силы тяжести рабочего оборудования для его последующего подъема. Технический результат – снижение затрат энергии при выполнении рабочего процесса.

Решение поставленной технической задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины, включающий гидронасос, гидробак, гидрораспределитель, гидроцилиндр привода стрелы и гидроаккумулятор, сообщенный с манометром и, через регулируемый редукционный гидроклапан, с гидронасосом, дополнительно снабжен обратным гидроклапаном, гидроклапаном с логической функцией ИЛИ, регулируемым гидродросселем и управляемым гидроклапаном.

Причем гидроаккумулятор выполнен гидропневматическим и дополнительно сообщен одной гидролинией, через последовательно включенные, регулируемый гидродроссель и обратный гидроклапан, с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы и второй гидролинией, через управляемый гидроклапан, сообщен с одним из боковых отводов гидроклапана с логической функцией ИЛИ и второй боковой отвод гидроклапана ИЛИ сообщен с гидронасосом а средний отвод гидроклапана сообщен с гидрораспределителем, который сообщен гидролиниями с полостями гидроцилиндра привода стрелы, с гидробаком и с камерой управления управляемого гидроклапана, при этом гидрораспределитель выполнен с возможностью сообщения среднего отвода гидроклапана ИЛИ с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы в одной из позиций золотника.

Предлагаемый гидропривод отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так, в заявляемом техническом решении, в отличии от прототипа, гидроаккумулятор сообщен с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы через последовательно включенные регулируемый гидродроссель и обратный гидроклапан и другой гидролинией, через управляемый гидроклапан соединен с одним отводом гидроклапана с логической функцией ИЛИ, сообщенного с гидронасосом и с гидрораспределителем. Обеспечивается полное полезное использование потенциальной энергии силы тяжести рабочего оборудования и минимально необходимая величина энегии гидронасоса, для зарядки гидроаккумулятора и последующего подъема рабочего оборудования.

На чертеже изображена стреловая землеройная машина и схема гидропривода стрелы.

Гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины содержит гидроцилиндр 1 привода стрелы 2, соединенный гидролиниями с гидрораспределителем 3. Гидрораспределитель сообщен с гидробаком, с камерой управления управляемого гидроклапана 4 и через средний отвод гидроклапана 5 с логической функцией ИЛИ, сообщен с гидронасосом 6. Один боковой отвод гидроклапана 5 сообщен с гидронасосом, а второй боковой отвод сообщен, через управляемый гидроклапан 4, с гидроаккумулятором 7. Гидроаккумулятор также сообщен, через регулируемый редукционный гидроклапан 8, с гидронасосом 6, а через последовательно включенные регулируемый гидродроссель 9 и обратный гидроклапан 10 с полостью подъема гидроцилиндра 1 привода стрелы. Кроме того, гидроаккумулятор снабжен манометром 11 и сообщен с гидробаком, через вентиль 12 и предохранительный гидроклапан 13.

Гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины действует следующим образом.

Перед началом работы на конкретном объекте, машинист, сообразуясь со свойствами разрабатываемого грунта, с видом и массой используемого рабочего органа, устанавливает по манометру необходимую величину начальной зарядки гидроаккумулятора 7 с помощью регулируемого редукционного гидроклапана 8. Для опускания стрелы золотник гидрораспределителя 3 опускается из нейтральной позиции в позицию, в которой гидронасос 6 соединяется через камерой управления гидроклапана 4. Гидроклапан 4 закрывается, а шток гидроцилиндра 1 опускается под действием силы тяжести стрелы и давления рабочей жидкости, подаваемой гидронасосом. Рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндра вытесняется, через обратный гидроклапан 10 и регулируемый гидродроссель 9, в гидроаккумулятор 7, заряжая его на заданную величину давления. При этом используется вся потенциальная энергия силы тяжести стрелы. Скорость опускания стрелы задается регулируемым гидродросселем 9.

Для подъема стрелы золотник гидрораспределителя 3 из нейтральной позиции поднимается в позицию, в которой штоковая полость гидроцилиндра 1 и камера управления гидроклапана 4 соединяются с гидробаком, а поршневая полость соединяется через гидроклапан ИЛИ и открывшийся гидроклапан 4 с гидроаккумулятором 7. Под действием давления рабочей жидкости, поступающей из гидроаккумулятора, шток гидроцилиндра 1 выдвигается и поднимает стрелу землеройной машины. При снижении давления в гидроаккумуляторе 7 гидроклапан ИЛИ закрывает сообщение гидрораспределителя 3 с гидроаккумулятором и сообщает его с гидронасосом. Количество дополнительной энергии гидронасоса, используемой на подъем рабочего борудования, соответствует величине его силы тяжести и не затрачивается на создание заведомо избыточного давления зарядки гидроаккумулятора, как это осуществляется в прототипе.

Таким образом, предлагаемый гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины, в отличии от прототипа, обеспечивает полное использование потенциальной энергии при работе с различными видами рабочих органов и различными свойствами разрабатываемых грунтов. Это снижает затраты энергии на выполнение рабочего процесса.

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и может найти применение в экскаваторах, погрузчиках и других машинах со стреловым рабочим оборудованием. Технический результат – снижение затрат энергии на выполнение рабочего процесса. Гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины включает гидронасос, гидробак, гидрораспределитель, гидроцилиндр привода стрелы и гидроаккумулятор, сообщенный с манометром и через регулируемый редукционный гидроклапан с гидронасосом. Гидропривод дополнительно снабжен обратным гидроклапаном, гидроклапаном с логической функцией ИЛИ, регулируемым гидродросселем и управляемым гидроклапаном. Гидроаккумулятор выполнен гидропневматическим и дополнительно сообщен одной гидролинией через последовательно включенные регулируемый гидродроссель и обратный гидроклапан с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы и второй гидролинией через управляемый гидроклапан сообщен с одним из боковых отводов гидроклапана с логической функцией ИЛИ и второй боковой отвод гидроклапана ИЛИ сообщен с гидронасосом, а средний отвод гидроклапана сообщен с гидрораспределителем, который сообщен гидролиниями с полостями гидроцилиндра привода стрелы, с гидробаком и с камерой управления управляемого гидроклапана. При этом гидрораспределитель выполнен с возможностью сообщения среднего отвода гидроклапана ИЛИ с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы в одной из позиций золотника. 1 ил.

Гидропривод стрелового рабочего оборудования землеройной машины, включающий гидронасос, гидробак, гидрораспределитель, гидроцилиндр привода стрелы и гидроаккумулятор, сообщенный с манометром и через регулируемый редукционный гидроклапан с гидронасосом, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен обратным гидроклапаном, гидроклапаном с логической функцией ИЛИ, регулируемым гидродросселем и управляемым гидроклапаном, причем гидроаккумулятор выполнен гидропневматическим и дополнительно сообщен одной гидролинией через последовательно включенные регулируемый гидродроссель и обратный гидроклапан с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы и второй гидролинией через управляемый гидроклапан сообщен с одним из боковых отводов гидроклапана с логической функцией ИЛИ и второй боковой отвод гидроклапана ИЛИ сообщен с гидронасосом, а средний отвод гидроклапана сообщен с гидрораспределителем, который сообщен гидролиниями с полостями гидроцилиндра привода стелы, с гидробаком и с камерой управления управляемого гидроклапана, при этом гидрораспределитель выполнен с возможностью сообщения среднего отвода гидроклапана ИЛИ с полостью подъема гидроцилиндра привода стрелы в одной из позиций золотника.