Гидропневмопривод строительной машины Советский патент 1985 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению, а именно к .гидропневмоприводам строительных и дорожных машин.

Наиболее близким к предлагаемому является гидропневмопривод строительной машины, включающий пневмосистему управления и гидросистему рабочего оборудования, содержащую насос, гидрораспределители, исполнительные органы, магистрали, подпорный и всасывающий клапаны, установленные на всасывающей магистрали насоса 1.

Однако у данного гидропневмопривода периодически отсутствует подпор во всасывающей магистрали насоса рабочего оборудования, который вызывается снижением расхода жидкости через сливную магистраль вследствие неравенства объемов в рабрчих полостях исполнительных органов, в результате чего появляется голодание насоса рабочего оборудования, работающего на повышенных оборотах форсированного режима, что приводит к разрывам потока ра. бочей жидкости в его напорной магистрали и отрицательно сказывается на производительности.

Цель изобретения - повышение производительности мащины путем обеспечения сгабилизации подЛора рабочей жидкости при форсированном режиме работы машины. . Указанная цель достигается тем, что гидропневмопривод строительной машины, включающий пневмосистему управления и гидросистему рабочего оборудования,содер жащую насос, гидрораспределители, исполнительные органы, гидромагистрали, подпорный и всасывающий клапаны, установленные на всасывающей гидро-магистрали насоса, снабжен пневмогидравлическим компенсатором, пневматическая полость которого посредством регулятора давления связана с пневмосистемой управления, а гидравлическая- с всасывающей магистралью насоса, при этом давление срабатывания регулятора давления подобрано меньшим давления срабатывания подпорного клапана .

На чертеже изображена пневмогидравлическая схема фронтального погрузчика.

Нз погрузчике 1 имеется гидросистема, включающая гидроцилиндр 2 ковша, гидроцилиндр 3 стрелы,, которые соединены соответственно гидромагистралями 4, 5 и б, 7 с гидрораспределителем 8.

Насос 9 посредством напорной магистрали 10 соединен с гидрораспределителем 8 н всасывающей гидромагистралью II - с баком 12.

К всасывающее rидpoмa иcтpaли 11 по :редством гидромагистрали 13 подсоединен пневмогидравлическйй компенсатор 14 с гидравлянеской и пневматической полостя

ми. Последняя посредством пнермолинии 15 соединена с выходом регулятора 16 давления, вход которого пневмолинией 17 соединен с нагнетанием компенсатора 18 и ресивером 19.

Насос 20 гидролинией 21 связан с гидравлическим усилителем 22, выполняющим функции гидрораспределителя, к которому подключены гидроцилиндры 23 рулевого управления. Сливные гидромагистрали 24 и 25 гидравлического усилителя 22 рулевого управления и гидрораспределителя 8. соответственно подсоединены к всасывающей гидромагистрали 11 насоса 9, в которой установлены подпорный 26 и всасывающий 27 клапаны.

Подпорный клапан 26 отрегулирован на давление порядка 2,5 кг/см. Регулятор 16 давления отрегулирован на меньшее, но достаточно близкое к этому давление, например 2,2 кг/см , обеспечивающее его автоматическое срабатывание при повышении давления в гидравлической полости пневмогидравлического компенсатора 14. Объем гидравлической полости выбран равным суммарной разности, объемов поршневых и штоковых полостей гидроцилиндров 2 и 3 рабочего оборудования.

В работе гидропневмопривода строительной машины можно выделить три режима: режим холостого хода насоса 9; режим втягивания штоков тидроцилиндров 2 и 3 и режим выталкивания штоков гидроцилиндров 2 и 3 рабочего оборудования.

В режиме холостого хода насоса 9 при нейтральном положении рукояток гидрораспределителя 8 рабочие полости гидроцилиидров 2 и 3 заперты. Насос 9, всасывая рабочую жидкость из всасывающей гидромагистрали II, нагнетает ее по напорной магистрали 10 через гидрораспределитель 8, через сливную гидромагистраль 25 во всасывающую гидромагистраль II и к подводу подпорного клапана 26.

Насос 20 всасывает из бака 12 рабочую жидкость и -подает ее в гидроусилитель 22 рулевого управления по напорной магистрали 21. Далее через гидроусилитель 22 (и гидроцилиндры 23 в случае поворота машины) рабочая жидкость поступает в сливную гндромагистраль 24 и оттуда во всасывающую гидромагистраль 11 насоса 9 рабочего оборудования. Таким образом, во вса.сывающую гидромагистраль 11 поступает суммарная подача рабочей жидкости - сливы из гидрораспределителя 8 и из гидроусилителя 22.

Всасываиие насоса 9 меньшей суммарной подачи, которая компенсирует всасывание и утечки насоса, и ее излишек через подпорный клапан 26 поступает в бак 12. Давление во всасывающей гидромагистрали 11 равно величине давления подпитки, на которое настроен подпорный клапан 26. Поскольку величина давления подпитки больше величины давления на выходе из регулятора 16 давления, то поршень пневмогидравлического компенсатора 14 перемещён вправо и его подпитывающая гидравлическая полость заполнена рабочей жидкостью полностью. Вход регулятора 16 давления всегда нахо-дится под давлением воздуха, которое обра-зует компрессор 18 (или ресивер-19 в случае режима работы компрессора «Разгрузка), и передается по пневмолинии 17. Вы-ю ход регулятора 16 давления находится под давлением, величина которого определяется его настройкой. Это давление по пневмолинии 16 поступает з пневматическую полость пневмогидравлического компенсатора 14, являясь постоянной величиной, что обеспечивается компрессором 18 и ресивером 19. Величина этого давления определяется настройкой регулятора 16 давления и является меньщей, чем величина подпитывающего давления, определяемого настройкой подпорного -клапана 26. В режиме втягивания штоков гидроцилиндров 2 и 3 рабочего оборудования рабочая жидкость от насоса 9 через напорную магистраль 10 и гидрораспределитель 8 по- 25 ступает по гидролинии 6 в штоковую полость и вытесняется из бесштоковой полости гидроцилиндра 3 - случай опускания рабочего оборудования. В этом же режиме рабочая жидкость по гидролинии 5 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 2 и вытесняется.из его бесштоковой полости по гидролинии 4 - случай .опрокидывания ковша. В любом из этих случаев подача вытес- . няемой из гидроцилиндров рабочей жидкоети становится больше подачи насоса 9 (поскольку бесштоковые полости гидроцилиндров 2 и 3 больше их штоковых полостей ). Тем самым во всасывающую гидромагистральП поступает еще большая подача, жид- кости, чем в режиме холостого хода. Таким образом, в режиме втягивания штоков гидроцилиндров 2 и 3 рабочего оборудования подача во всасывающую гидромагистраль 11 превышает лодачу насоса 9, компенсируя 45 дренажную утечку этого насоса. Излишек подачи, перепускаемой подпорным клапаном 26, увеличивается по сравнению с режимом холостого хода насоса 9. Подпитывающая гидравлическая полость пневмогидравлического компенсатора 14 пол-50 ностью заполнена рабочей жидкостью. В режиме выталкивания штоков гидроцилиндров 2 и 3 рабочего оборудования рабочая жидкость от насоса 9 через распределитель 8 по гидромагистралям 7 поступа- j ет в бесштоковую полость и вытесняется из ТЬтоковой полости гидроцилиндра 3 - случай подъема рабочего oбopyдoвat ия. 20 В этом же режиме рабочая жидкость по гидролинии 4 поступает в бесштоковую полость гидроцилиндра 2 и-вытесняется из его штоковой полости по гидромагистралям-5 - случай запрокидывания ковша. В любом из этих случаев, являющихся наиболее напряженными для гидросистемы рабочего оборудования, так как связаны с разработкой ковшом погрузчика I штабеля материала, грунта или породы, подача вытесняемой из гидроцилиндров 2 и 3 рабочей жидкости становится меньше подачи насоса 9 .(так как штоковые полости гидроцилиндров меньше бесштоковых полостей). Теперь во всасываюпхую гидромагистраль II возвращается настолько малая подача рабочей жидкости, что подача насоса 20 не может скомпенсировать недостачу рабочей жидкости, поступающей во всасывающую полость насоса 9 рабочего оборудования. На этом режиме поршень пневмогидравлического компенсатора 14 под воздействием давления воздуха вытесняет рабочую жидкость из подпитывающей гидравлической полости А компенсатора 14 через гидролинию 13 во всасывающую гидромаристраль И насоса 9. Уменьшение объема гидравлической полости за счет сдвига влево поршня пневмогидравлического компенсатора 14 вызывает уветичение объема его пневматической полости и снижение давле„ня в ней и через пневмолинию 15 - на выходе регулятора 16 давления, что вызывает его открь1тие и подачу сжатого воздуха из ресивера 19 через пневмолинии 15 и 17 и регулятор 16 давления в пневматическую полость, обеспечивая стабильное подпорНое давление в гидравлической полости пневмогидравлического компенсатора 14. Таким образом, подпитывающая полость А обеспечивает стабильное подпорное давление во всасывающей полости насоса 9, равное настройке регулятора 16 давления н режиме выталкивания штоков гидрош{линдров 2 и 3 рабочего оборудования. По окончании процесса выталкивания штоков гидроцилиндров 2 и 3 рабочего оборудования (независимо от того, включается ли режим холостого хода или движение што ков реверсируется) во всасывающей гидромагистрали 11 появ«1яется излишек подачи рабочей жидкости. Гидропневмопривод переходит на режим перепуска рабочей жидкости через подпорный клапан 26. Ввиду того, что величина его подпора больше величины давления вы.хода регулятора 16 давления, поршень пневмогидравлического компенсатора 14 перемещается вправо, подпитывающая полость заполняется рабочей жидкостью т.е. возвращается в исходное состояние. Прн этом давление в пневматической полости Б пневмогидравлического компенсатора 14 не

повышается, так как избыток этого давления стравливается в атмосферу регулятором 16 давления.

Всасывающий клапан 27 предназначен для обеспечения всасывания насосом 9 в период запуска.

Работа гидропневмопрнвода показывает, i)TO режим повышенных оборотов насоса 9, требующий гарантированный избыточный подпор рабочей жидкости во всасывающей

лолости насоса 9 рабочего обррудования, обеспечивается во всех случаях.

Это обеспечивает стабильную подачу рабочей ЖИДКОСТИ насосом 9 рабочего обору дования к его гидроцилиндрам в самом тяжелом режиме работы погрузчика - при экскавации грунта, породы, слежавшихся материалов, что благотворно сказывается на его производительности, благодаря работе пневмогидравлического компенсатора автоматическом режиме.

ГИДРОПНЕВМОПРИВОД СТРОИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ; включающий пневмосистему управления и гидросистему рабочего оборудования, содержащую насос, гидрораспределители, исполнительные органы. гидромагистрали, подпорный и всасывающий клапаны, установленные на всасывающей гидромагистрали насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности машины путем обеспечения стабилизации подпора рабочей жидкости при форсированном режиме работы мащины, он снабжен пневмбгидравлическим компенсатором, пневматическая полость которого посредством регулятора давления связана с пневмосистемой управления, а гидравлическая - с всасывающей магистралью насоса, при этом давление срабатывания регулятора д&вления подобрано меньшим давления cpifбатывания подпорного клапана.