Гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины Российский патент 2025 года по МПК E02F9/22 E02F5/20 E21C25/10 

Изобретение относится к строительным и горным машинам с вращательным рабочим органом для разработки грунта и горных пород. Например, к гидроприводам рабочих органов, содержащих два элемента в виде фрезерных барабанов, установленных на конце стрелы или рукояти строительной машины.

Известно устройство вращательного рабочего органа, содержащего два фрезерных барабана (US 6.626.500). Фрезерные барабаны известного устройства установлены на рукояти экскаватора и соединены одним валом с гидродвигателем привода, который сообщен гидролиниями с базовой машиной. Недостаток известного устройства заключается в том, что, вследствие неоднородности разрабатываемого грунта, фрезерные барабаны воспринимают различные по величине внешние воздействия. Однако подводимый крутящий момент разделен на две равные части, поскольку барабаны закреплены на одном валу. Это обусловливает появление вибрации и неравномерной нагрузки на фрезерные барабаны, на рукоять и стрелу. Кроме того, снижается точность позиционирования рабочего органа и качество выполняемой работы.

Известен и другой гидропривод вращательного рабочего органа (US 7.604.301), содержащий два раздельных фрезерных барабана, соединенных кинематически с гидродвигателями, сообщенными через делитель потока гидролиниями с базовой машиной. Во втором известном устройстве фрезерные барабаны разделены и каждый имеет привод в виде отдельного гидродвигателя. Однако делитель потока подает одинаковое количество рабочей жидкости к гидродвигателям привода фрезерных барабанов, воспринимающих различные по величине внешние воздействия при разработке грунта. Поэтому и второе известное устройство имеет недостатки, отмеченные для первого устройства, а именно появление вибрации и неравномерной нагрузки на фрезерные барабаны и на стрелу с рукоятью.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и принятый заявителем в качестве прототипа, является гидропривод (RU 2 728 629). Гидропривод содержит два раздельных фрезерных барабана, соединенных кинематически с гидродвигателями, которые сообщены гидролиниями через делитель потока с гидронасосом базовой машины. В прототипе давление рабочей жидкости, подводимой к гидродвигателям привода фрезерных барабанов, изменяется делителем потока в зависимости от величины загрузки. Недостатком известного устройства является сложность и большая материалоемкость делителя потока, содержащего взаимно подвижные элементы в виде зубчатых колес и дополнительных гидродвигателей. Это повышает стоимость изготовления устройства и уменьшает его надежность.

Целью предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Техническая задача, решаемая предлагаемым гидроприводом, заключается в упрощении конструкции путем устранения взаимно подвижных элементов в делителе потока.

Технический результат – уменьшение материалоемкости и повышение надежности привода вращательного рабочего органа строительной машины.

Достижение указанной цели и технического результата обеспечивается тем, что гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины, содержащий два раздельных фрезерных барабана, соединенных кинематически с гидродвигателями, снабжен гидроаккумулятором, датчиками угловой скорости, элементом сравнения, управляемыми гидроклапанами и обратными гидроклапанами, при этом напорные гидролинии гидродвигателей сообщены с выходом первого гидронасоса базовой машины через обратные гидроклапаны и гидрораспределитель, а через управляемые гидроклапаны и гидрораспределитель сообщены с гидроаккумулятором, соединенным с выходом второго гидронасоса базовой машины, причем датчики угловой скорости установлены на фрезерных барабанах и соединены электролиниями с входом элемента сравнения, выходные электролинии которого соединены с элементами управления управляемых гидроклапанов, при этом предохранительный гидроклапан второго гидронасоса установлен на большую величину давления включения в сравнении с предохранительным гидроклапаном первого гидронасоса.

Предложенный гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так в предложенном гидроприводе делитель потока, в отличии от прототипа, не содержит подвижных элементов в виде зубчатых колес и гидродвигателей. Выравнивание угловых скоростей фрезерных барабанов осуществляется автоматически соединением гидродвигателей с гидроаккумулятором, имеющим увеличенное давление зарядки. Это обеспечивается простыми элементами управления в виде датчиков угловой скорости, элемента сравнения и управляемых гидроклапанов, которые вместе и являются делителем потока.

На фигуре изображена схема гидропривода вращательного рабочего органа строительной машины.

Гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины содержит гидродвигатели 1 и 2 привода фрезерных барабанов 3 и 4 соответственно. Фрезерные барабаны могут быть установлены, например, на конце рукояти экскаватора (условно не показано) в качестве сменного рабочего оборудования. Гидродвигатели сообщены гидролиниями через обратные гидроклапаны 5 и 6 и через гидрораспределитель 7 с гидронасосом 8 и предохранительным гидроклапаном 9. Кроме того, гидродвигатели 1 и 2 сообщены через управляемые гидроклапаны 10 и 11 соответственно и через гидрораспределитель 7 с гидроаккумулятором 12, гидронасосом 13 и предохранительным гидроклапаном 14. Предохранительный гидроклапан 14 обеспечивает зарядку гидроаккумулятора 12 на более высокое давление, в сравнении с предохранительным гидроклапаном 9 для гидронасоса 8. На фрезерных барабанах 3 и 4 установлены датчики угловой скорости 15 и 16, соединенные электролиниями с входом элемента сравнения 17, выход которого соединен с элементами управления управляемых гидроклапанов 10 и 11.

Гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины действует следующим образом.

При включении золотника гидрораспределителя 7 в рабочую позицию рабочая жидкость от гидронасоса 8 через обратные гидроклапаны 5 и 6 подается к гидродвигателям 1 и 2, вращающим фрезерные барабаны 3 и 4. В том случае, если фрезерные барабаны вырезают грунт, имеющий одинаковые прочностные свойства, то они вращаются с одинаковой угловой скоростью. Элемент сравнения 17 не выдает управляющих сигналов на управляемые гидроклапаны 10 и 11, поэтому они закрыты.

Если же один из фрезерных барабанов встречает участок грунта с более высокими прочностными свойствами, то его угловая скорость уменьшается. Пусть это будет, например, фрезерный барабан 3. При уменьшении угловой скорости фрезерного барабана 3 датчик 15 выдает соответствующий сигнал в элемент сравнения 17 и величина этого сигнала меньше сигнала выдаваемого датчиком 16. Поэтому элемент сравнения 17 включает управляемый гидроклапан 10, который открывает проход рабочей жидкости от гидроаккумулятора 12 к гидродвигателю 1. Благодаря более высокому давлению зарядки гидроаккумулятора угловая скорость вола гидродвигателя 1 и фрезерного барабана 3 повышается до уровня угловой скорости фрезерного барабана 4, после чего гидроклапан 10 закрывается. Аналогичным образом производится выравнивание угловой скорости гидродвигателя 2 с фрезерным барабаном 4.

Таким образом обеспечивается автоматическая стабилизация угловых скоростей фрезерных барабанов при разработке грунтов, имеющих обычно различные прочностные свойства по пути перемещения рабочего органа. Это уменьшает неблагоприятные поперечные составляющие нагрузки на фрезерные барабаны, стрелу и рукоять строительной машины.

В сравнении с прототипом предложенный гидропривод существенно проще по устройству и не имеет взаимно подвижных элементов делителя потока. Благодаря простоте он имеет меньшую материалоемкость и более высокую надежность.

Изобретение относится к строительным машинам с вращательным рабочим органом и может найти применение в качестве сменного рабочего оборудования, устанавливаемого на рукояти одноковшового экскаватора. Гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины содержит два раздельных фрезерных барабана, соединенных кинематически с гидродвигателями, гидроаккумулятор, датчики угловой скорости, элемент сравнения, управляемые и обратные гидроклапаны. Напорные гидролинии гидродвигателей сообщены с выходом первого гидронасоса базовой машины через обратные гидроклапаны и гидрораспределитель, а через управляемые гидроклапаны и гидрораспределитель сообщены с гидроаккумулятором, соединенным с выходом второго гидронасоса базовой машины. Датчики угловой скорости установлены на фрезерных барабанах и соединены с входом элемента сравнения, выходные электролинии которого соединены с элементами управления управляемых гидроклапанов. Предохранительный гидроклапан второго гидронасоса установлен на большую величину давления включения в сравнении с предохранительным гидроклапаном первого гидронасоса. Обеспечивается упрощение конструкции, уменьшение стоимости изготовления и повышение надежности гидропривода и рабочего органа. 1 ил.

Гидропривод вращательного рабочего органа строительной машины, содержащий два раздельных фрезерных барабана, соединенных кинематически с гидродвигателями, отличающийся тем, что он снабжен гидроаккумулятором, датчиками угловой скорости, элементом сравнения, управляемыми и обратными гидроклапанами, при этом напорные гидролинии гидродвигателей сообщены с выходом первого гидронасоса базовой машины через обратные гидроклапаны и гидрораспределитель, а через управляемые гидроклапаны и гидрораспределитель сообщены с гидроаккумулятором, соединенным с выходом второго гидронасоса базовой машины, причем датчики угловой скорости установлены на фрезерных барабанах и соединены с входом элемента сравнения, выходные электролинии которого соединены с элементами управления управляемых гидроклапанов, при этом предохранительный гидроклапан второго гидронасоса установлен на большую величину давления включения в сравнении с предохранительным гидроклапаном первого гидронасоса.