Гидропривод одноковшового экскаватора Советский патент 1983 года по МПК E02F9/22 

1

Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к гидроприводам экскаваторов.

Известен гидропривод одноковшового экскаватора, у которого регулируется только скорость рабочих движений, причем это выполняется путём дросселирования потока жидкости с помощью распределителя 1.

Недостатком этого гидропривода является то, что он не обеспечивает стабильного значения указанных скоростей, так как расход жидкости через дроссель в значительной мере зависит от перепада давлений, определяемых постоянно изменяющимися рабочими нагрузками экскаватора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидропривод, включающий насосную установку, регулируемые реверсивные насос-моторы исполнительных органов с установочными гидроцилиндрами и системой дистанционного сервоуправления и трубопроводы 2.

Недостаток данного гидропривода заключается в том, что насос-моторы у него оснащены только регуляторами расхода, которые позволяют осуществлять движения звеньев рабочего оборудования лишь в скоростном

режиме. Ввиду того, что силовой режим управления в таком устройстве не использован,невозможно достаточно гибко приспособить экскаватор к разнообразным технологическим условиям работы и наиболее полно и целесообразно использовать энергию двигателя.

Целью изобретения является повышение качества земляных работ, расширение технологических возможностей экскаватора, снижение энергоемкости.

10

Поставленная цель достигается тем, что у гидропривода одноковшового экскаватора, включающего насосную установку, регулируемые реверсивные насос-моторы исполнительных органов с установленными гидроцилиндрами и системой дистанционного

15 сервоуправления и трубопроводы, каждый регулируемый реверсивный насос-мотор снабжен регуляторами расхода и давлений и распределителем переключения режимов, вход которого .связан с регуляторами, а

20 выход - с установочным гидроцилиндром, а система дистанционного сервоуправления снабжена золотником управления, гидравлически связанным с камерой управления распределителя переключения режимов. На фиг. 1 -изображена схема управления экскаватором; на фиг. 2 - схема регулирования насос-моторов. Реверсивные насос-моторы 1 связаны с устройством их регулирования 2, включающее установочный гидроцилиндр 3, соединенный шарнирно с качающим узлом насоса, регулятор расхода в виде следящего золотника 4, шарнирно соединенного с датчиком положения качающего узла, т.е. щтоком тарированной нуль-пружины 5, которая через скользящие ynopt-i связана с корпусом гидроцилиндра. Устройство регулирования содержит также регулятор давления в виде золотника 6 с обратной связью по давлению, оборудованный плунжерами 7, золотник переключения режимов 8. При этом золотник 4 на входе соединен с линией питания 9 системы управления и с баком 10, а на выходе через линии 11 и 12 со входом золотника 8, выход которого через линии 13 и 14 соединен с гидроцилиндром, а золотник 6 на входе соединен с линией питания и с баком 10, на выходе через линии 15 и 16 - со входом золотника 8. Золотник 6 через плунжеры 7 и линии 17 и 18 соединен с рабочими магистралями насоса 19 и 20. Система управления экскаватором (фиг. 1) включaet блоки гидравлического сервоуправления, каждый из которых состоит из четырех секций 21-24 с одной рукояткой управления 25, несущей кнопку электроуправления 26, золотник включения режима 27, а также золотники 28 и 29 подключения исполнительных гидродвигателей 30 и 31. Выходные линии 32-35 упомянутых блоков сервоуправления соединены следующим образом: линии 32, 34 и 33, 35 через клапаны ИЛИ 36 и 37 и их выходные линии 38 и 39 соединены с полостями управления золотников 4 и 6 (фиг. 2). Линии 32 и 33 через клапан ИЛИ 40 и линии 34 и 35 через клапан ИЛИ 41 линиями 42 и 43 соединены с полостями управления золотников 28 и 29 подключения исполнительных гидродвигателей 30 и 31. Золотник включения режима 27 управляется электрическим сигналом с кнопки 26. На входе он соединен с линией питания 9 и с баком 10, а на выходе через линию 44 с торцовой полостью управления золотника 8 (фиг. 2). Перед началом рабочего движения машинист оценивает тип преодолеваемых сил, выбирает оптимальный режим выполнения рабочих операций, например, для преодоления сил сопротивления копанию, сил трения и тяготения (скоростной режим), для чего, оставляя кнопку 26 невключенной, поворачивает рукоятку 25 вправо. В результате этого клапан 27 остается в положении (показано), при котором линия 44 соединена с баком 10, а жидкость от секции 22 блока сервоуправления при давлении, пропорциональном положению рукоятки 25, по системе 33, 40 и 42 идет к полости управления золотника 28, который подключает рабочие полости гидроцилиндра 30 к магистралям 19 и 20 насоса 1. Одновременно по системе 33, 37 и 39 жидкость подается к левым полостям управления золотников 4 и 6 (фиг. 2). Поскольку линия 44 соединена с баком через клапан 27, золотник 8 удерживается пружиной в положении (показано), когда линии 11 и 12 золотника 4 через золотник 8 и линии 13 и 14 соединяются с обеими полостями гидроцилиндра 3. Далее, под действием давления в линии 39, пропорционального положению рукоятки 25, золотник 4 передвигается вправо, линия 9 соединяется с линией 12, и жидкость идет в левую полость гидроцилиндра 3. В это же время правая полость гидроцилиндра 3 через линию 14, золотник 8 и линию 11 соединяется с баком 10. Корпус гидроцилиндра 3 начинает передвигаться влево относительно порщня, поворачивая качающий узел насоса в сторону увеличения расхода по магистрали 19. Одновременно пружина 5 сжимается и через скользящие упоры и шток передает усилие на золотник 4, уравновешивая силу воздействия жидкости на золотник от сигнала, передаваемого по линии 39, пока золотник 4 не возвратится в нейтральное положение, блокируя линии 11 и 12 и соответственно линии 13 и 14. Корпус гидроцилиндра 3 при этом прекрашает дальнейшее перемещение влево. Устанавливается нужный режим скорости рабочего движения; например движения кромки ковша в грунте. Аналогично происходит движение рабочего органа в противоположную сторону при включении рукоятки 25 влево: жидкость идет от секции 21 (верхнее положение) по системе 32, 40, 42 и золотнику 28 и одновременно по системе 32, 36 и 38 к правым управляю; щим полостям золотников 4 и 6, которые перемещаются влево, подавая на гидроцилиндр 3 управляющее движение в противоположном предыдущему направлении до уравновешивания управляющего сигнала в линии 38 усилием пружины 5. Нужная скорость рабочего движения в этом случае устанавливается в противоположном направлении. Далее, при выполнении рабочих операций, например, для преодоления сил инерции и создания напорных усилий (при повороте платформы, при необходимости контролируемого усилия на режущей кромке ковща, при боковом резании или проведении планировоч ных работ) включают силовой режим работы гидропривода, для чего, включив кнопку 26, поворачивают рычаг 25 вправо или влево в зависимости от требуемого направления рабочего движения. В этом случае золотник 27 соединяет линию питания 9 с линией 44, переключая золотник 8 в положение соединения выходных линий 15 и 16 золотника 6 с линиями 13 и 14 выхода золотника 8, и следовательно, с рабочими полостями гидроцилиндра 3.

При повороте рукоятки 25 вправо секция 22 блока управления подает жидкость по системе 33, 40 и 42 к подключающему золотнику 28 и по системе 33, 37 и 39 сигнал управления поступает к левым полостям управления золотников 4 и 6. Регулирование насоса осуществляется только золотником 6, так как золотник 8 соединяет исполнительный гидроцилиндр 3 только с этим золотником по системе 15 и 16, 13 и 14. Сигнал, пропорциональный углу поворота рукоятки 25, поступив в левую полость управления золотника 6, перемещает его на соединение линии питания 9 с линией 15 и через золотник 8 с линией 13 и с левой полостью гидроцилиндра 3. Правая полость гидроцилиндра 3 при этом соединяется со сливом ,по системе 14, 8, 16, 6, 10, а качающий узел насоса 1 отклоняется на подачу рабочей жидкости в магистраль 19. Давление в этой магистрали через линию 17 передается в плунжер 7, противодействуя силе, действующей на золотник 6 от давления управления в линии 39. При наступлении равновесия сил золотник 6 пружинами устанавливается в нейтральное положение, при котором обе полости гидроцилиндра 3 через систему 13, 8, 16, 6, 8, 14 соединяются между собой и с линией питания 9, в результате чего дальнейщее отклонение качающего узла и, следовательно, увеличение расхода насоса прекращается, и осуществляется работа насоса при заданном рабочем давлении. Если же в магистрали 19 давление, поступая по линии 17 к плунжеру 7, создает усилие, превышающее усилие управляющего давления со стороны линии 39, золотник 6 перемещается влево, и давление питания из линии 9 поступает в линию 16 и через золотник 8 - в

линию 14, связанную с правой полостью гидроцилиндра 3. В результате этого корпус гидроцилиндра перемещается вправо, уменьшая отклонение качающего узла насоса 1, снижая подачу жидкости в магистраль 19 до уменьщения рабочего давления в магистрали 19. В свою очередь уменьшение сигнала в магистрали 19 вызывает уменьшение усилия, передаваемого плунжером 7 со стороны линии 17 на правую сторону золотника 6. Процесс повторяется до наступления равновесия этого усилия с направляющим сигналом в линии 39.

Таким образом, золотник 6 автоматически поддерживает давление (силовой режим) в рабочей магистрали 19 на заданном уровне, соответствующем действующей в данный

момент величине управляющего давления.

пропорциональной углу поворота рукоятки 25 блока управления.

Расход насоса при работе в силовом режиме может колебаться от максимального (минимального) до соответствующего расходу утечек при действующем давлении.

Поворот рукоятки 25 налево при включении кнопки 26 вызывает аналогичную работу систем в обратном направлении.

Примером работы устройства может служить отрывка траншеи с горизонтальным дном, когда основное усилие копания осуществляется рукоятью экскаватора в скоростном, режиме управления насос-мотором рукоятки., (кнопка 26 не включена), а напорное усилие на грунт осуществляется стрелой экскаватора в силовом режиме управления насос-мотором стрелы (кнопка 26 включена), остальные движения рабочего цикла, кроме поворотного, осуществляются в скоростном режиме (кнопка 26 не включена). Например, при обработке вертикальных земляных поверхностей напорное усилие осуществляют рукоятью в силовом режиме, а копание - стрелой в скоростном режиме. Совмещение скоростного режима движения рукоятки с напорным усилием стрелы

(либо скоростного режима движения стрелы с напорным усилием рукоятки) позволяют получать с меньшей затратой времени более прямолинейные траектории режущей кромки ковша и снижает энергоемкость.

Формула изобретения

30

Гидропривод одноковшового экскаватора, включающий насосную установку, регулируемые реверсивные насос-моторы исполнительных органов с установочными гидроцилиндрами и системой дистанционного сервоуправления и трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости, каждый регулируемый реверсивный насос-мотор снабжен регуляторами расхода и давления

и распределителем переключения режимов, вход которого связан с регуляторами, а выход - с установочным гидроциЛиндром, а система дистанционного сервоуправления снабжена золотником управления, гидравлически связанным с камерой управления распределителя переключения режимов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Техническое описание на экскаватор ЭО-4121 А, Ковров, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 149067, кл. Е 02 F 9/22, 1961 (прототип). Р1 -г I T-S 1 L П ж