Гидравлический привод рабочего оборудования одноковшового экскаватора Советский патент 1987 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к строительству и дорожному машиностроению, а именно к гид- ранлическим приводам рабочего Оборудования одноковшовых экскаваторов.

Цель изобретения - повышение производительности экскаватора.

На фнг. 1 изображена принципиальная схема гидравлического привода рабочего оборудования одноковшового Э1 скаватора; на фиг. 2 - гидроуправляемый орган, встроенный в поршневую полость гидроци- линд-ра рукояти, сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - рабочее положение оборудования экскаватора, при котором возникают опасные перегрузки в местах крепления гидроии- линдра рукояти.

Гидропривод включает силовые гидроцилиндры 1, 2 и 3 стрелы, рукояти и ковша соответственно, гидравлический орган (фиг. 2), гидролинию 4, которая посредством двухпозиционноготрехходового гидроуп- равляемого распределителя 5 соединена с напорными гидромагистралями б, 7 и 8 и выведена на управляющие клапаны 9-12. Подъемная полость гидроцилиндра I стрелы соединена магистралями 8 и 13 с клапаном 9, а другая рабочая полость этого гидроцилиндра соединена гидромагистралями 14 и 15 с клапаном 10, линия отвода 16 которого выведена в сливную магистраль 17. Распределитель 5 связан с клапаном 10 посредством гидромагистрали 18. Полость гидроцилиндра 3 ковша соединена магистралями 7 и 19 с клапанами 11, а другая рабочая полость этого гидроцилиндра соединена гидромагистралями 20 и 21 с клапаном 12, линия отводэ 22 которого выведена в сливную магистраль 17. Распределитель 5 связан с клапаном 12 посредством гидромагистрали 23. Обратные клапаны 24 и 25 служат для подпитки соответственно гидроцнлиндров 1 и 3 из линии слива 17, а обратный клапан 26 служит для отсечения магистрали 4 от магистрали 6, связанных магистралью 27, если давление в последних меньше, чем давление в магистрали 4. Магистрали управления 28 и 29 распределителем 5 связаны с магистралями 8 и 20 соответственно, давление в которы-х определяет рабочее положение золотника распределителя и связывает попеременно магистраль 4 с магистралью 18 или магистраль 4 с магистралью 23. Давление настройки клапанов 10 и 12 несколько Меньше давления настройки клапанов 9 и 1I соответственно, что обеспечивает опережающее срабатывание клапанов 10 и 12.

Гидроуправляющий орган (фиг. 2) в гидроцилиндре 2 состоит из поршня 30 с уплотнением 31, тарельчатой пружины 32, расположенной в дополнительной полости 33, крышки 34 регулирования жесткости пружины 32, герметизирующей гидроцилиидр 2 с поршнем 35 с уплотнениями 36

Гидравлический привод работает следующим образом.

При подводе KOBiua к забою оператор включает гидромагистраль 6 или 20, разработка грунта производится при работ-е собт- ветственно гидроцнлиндра 2 рукояти или 3 ковша, либо совместной работе их гидроцилиндров.

Если копание грунта осуществляется по„ воротом относительно неподвижной рукояти движением ковша, то в рабочих полостях гидpoцилиндp.J 3 ковша насосом создается активное давление, а в запертых гидроцилиндрах 2 и 1 рукояти и стрелы развиваются реактивные давления. Наибольшая

величина активного давления зависит от характеристик насоса и настройки предохранительного клапана системы, а наибольшая, величина реактивного давления зависит от настройки клапанов 9, 10 и 11, 12 (при копании гидроцилиндром 2 рукояти). В зави0 симости от направления и величины силы копания, реализуемой на штоке гидроцилиндра 1 стрелы, возникает сжимающая или растягивающая реактивная нагрузка, а в рабочих полостях этого гидроцилйндра разви5 вается соответствующее реактивное давление. Аналогичное явление происходит н в гидроцилиндре 3 ковша при работе гидроцилиндром 2 рукояти. ЗoлoтtIик распределителя 5 занимает одно из двух рабочих положений под действием разности рабочего

0 давления в магистралях 8 и 20, передаваемого гидравлически посредством управляющих магистралей 28 и 29 соответственно. В случае действия растягивающего усилия магистраль 14 является напорной и, если активное нли реактивное давление в

5 магистралях 4 и 6 превышает давление настройки клапана 10 и давление в магистралях 8, то магистраль 14 соединяется с магистралью 18, жидкость из магистрали 14 направляется на слив через линии 16 в магистраль 17. Шток гидроцилиндра I стрелы, выдвигается, поднимая стрелу н выглубляя ковш. Подпитка магистрали 8 осуществляется через линию 13 и обратный клапан 24. Если давление в магистрали 8 больше давления в магистрали 20, то золотник распре5 делителя 5 занимает другое положение, соединяя магистраль 4 с магистралью 23. При этом происходит воздействие давления на клапан 12, и жидкость из магистрали 20 направляется на слив через линию 22 в магистраль 17. Шток гидроцилиндра 3 ков0 ша втягивается, поворачивая ковш, тем самым выглубляя его. Г1одпитка магистрали 7 осуществляется через магистраль 19 и обратный клапан 25. Таким образом, посредством распределителя 5 осуществляется автоматический выбор наименьшего энергоемкого

5 процесса выглубления ковша, что приводит к сокранхению времени цикла экскавации и, как следствие, увеличению производитель ности экскаватора.

При сжимающей нагрузке на штоке гидроцилиндра 1 магистраль 8 является напорной и срабатывание клапана 10 не приводит к перемещению штока. Дальнейшее увеличение нагрузки в гидроцилиндрах 2, 3 и по полости 33 (фиг. 2) (соответственно давление в магистралях б, 4 и 20) при условии, что давление в магистрали 20 боль- ще давления в магистрали 8, приводит к срабатыванию клапана 9, жидкость из магистралей 4 и 6 поступает через магистрали 8, 13 в подъемную полость гидроцилиндра 1, где давление меньще. Из противоположной полости гидроцилиндра 1 жидкость вытесняется через магистрали 14 и клапан 10 в линию слива 16 и магистра- раль 17. Подъем стрелы и выглублеиие ковща происходит до тех пор, пока не снизится давление в магистралях 4, 5 и 20. В случае, если давление в магистрали 8 больше давления в магистрали 20 - рабочая жидкость из магистрали 6 и 4 посредством срабатывания клапана 11 поступает через магистрали 19 и 7 в щтоковую полость гидроцилиндра 3 ковща, из противоположной полости рабочая жидкость через магистрали 20 и 2 и клапан 12 поступает -в сливные магистрали 22 и 17. При этом происходит поворот ковша (его выглубление), до тех пор пока не снизится давление в магистралях 4, 6 и 28.

Диаметр поршня 30 (фиг. 2) больше диаметра поршня 35 гидроцилиндра 2 рукояти, что требует большего усилия для его перемещения при одинаковом уровне давления в полостях 33 и магистрали 6, обеспечиваемого посредством магистрали 27 (фиг. 1} с обратным клапаном 26. Поэтому при подаче давления в напорную магистраль 6 (копание при помощи гидроцилиндра 2 рукояти) жидкость, проходя через обратный клапан 26 и через магистрали 27 и 4, обеспечивает крайне правое положение дополнительного поршня, которое является нормальным при работе экскаватора.

При копании с помощью гидроцилиндра 3 ковща и крайнем отвернутом положении рукояти на штоке гидроцилиндра 2 рукояти, который предельно втянут, может возникнуть опасно большое усилие. В этом случае дополнительный порщень 30 (фиг. 2) смещается поршнем 35 влево. В магистрали 4 создается высокое давление жидкости, доста-. точное для срабатывания клапанов 9, 10 или II, 12 (в зависимости от положения золотника-распределителя 5). Дальнейшее действие привода аналогично описанному выше. Давление возврата, создаваемое также тарельчатой пружиной 32, регулируется посредством заворачивания по конической резьбе крышки 34 гидроцилиндра 2, тем самым изменяя характеристику ее жесткости. Уплотнения 31 и 36 служат для устранения перетечек жидкости из полостей высокого в полости низкого давления.

Если ла).1ение настройки клап.шон 9 и И) (1 и 12) назначить несколько ниже. ч.чв.н ПИЯ настройки предохранительного кл.иь-щ.ч, ограничивающего реактивное лаи. 1Г1пи по 5 выше давлерИ1Я настройки нредохранипмык го клапана насоса, то предлагаемый i(|iiii«ui обеспечит автоматическое ограиичомие на грузок на рабочее оборудование 9KCKi)BaT()pa. что важно при использовании сменных рабо„ чих органов или сменных элементог; оборудо вання. Например, для увеличения (..пубины копания используют рукояти с ур еличсниой Д.Г1ИНОЙ. При этом значительно увсличнпает ся реактивное усилие на штоке гилроци- линдра рукояти, возможна остановжа ковн1а

5 (особенно в зоне ограниченной видимости. когда находится на глубине, близкой к максимальной), возможна перегрузка элементов привода и металлоконструкции.

На схеме (фиг. 3) выполнено одно и:) реальных положений элементов рабочего

оборудования. Сила Р на режущей кромке ковша может достигать болыной величины даже при небольшом активном усилии А% на гидроцилиндре KOBHja, если линия дейет- вия силы Р проходит вблизи шарнира А по5 ворота ковша.

Сила Р в рассмотренном положении не ограничивается протаскиванием и устойчивостью экскаватора, а также срабатыванием клапанов реактивного давления стрелы. За метим, что если плечо «а силы Р стремится

0 к нулю, то Р неограниченно возрастает. В этом случае на гидроцилиндра рукоя ти возникает чрезмерное реактивное усилие. приводящее к перегрузке гидроцилиндра по ворота рукояти, к чрезмерному изгибу рукояти и стрелы.

5

Формула изобретения

0

Гидравлический привод рабочего оборудования одноковшового экскаватора, включающий силовые гидроцилиндры KOBiua, рукояти и стрелы, два управляющих клапане гидроцилиндра стрелы, гидроуправляющий орган рукояти, гидравлически связанный с последним, гидромагистрали, отличаю- .тем, что, с целью повышения произс водительности экскаватора, гидравлический привод снабжен двумя дополнительными управляющими клапа(ами гидроцилиндра ковша и двухпозиционным трехходовым гидро- управляемым распределителем, гидроуп;)ав- ляющий орган расположен в поршневой

0 полости гидроцилиндра рукояти и выполнен из порщня и тарельчатой пружины, а корпус гидроцилиндра рукояти выполнен с дополнительным отверстием, через которое посредством дополнительной магистрали уп равляющий орган связан с одним из ходов

5 гидроуправляемого распределителя, другие ходы которого сообщены соответственно с управляющими клапанам 1 гндроцилиндроя стрелы и ковша, при этом линии упрш. лс

ния гидроуправляемого распределителя сообщены соответственно с напорными магистралями гидроцилиндров стрелы и ковша, а

напорная магистраль гидроцилиндра рукояти сообщена с управляющим органом посредством обратного клапана.

А-Л

Изобретение относится к области строительного и дорожного машиностроения и позволяет повысить производительность экскаватора. Привод включает силовые гидро- цнлиндри (ГЦ) 1, 2, 3 стрелы, рукояти и ковша соответственно, два управляющих клапана (К) 9, 10 силового ГЦ 1, два управляющих К 11, 12 силового ГЦ 3, гидромагистрали и двухпозиционный трехходовой гидро-управляемый распределитель (ГУР) 5. В поршневой полости ГЦ 2 расположен гидроуправляющий орган рукояти, выполненный из поршня и тарельчатой пружины. Через дополнительное отверстие корпуса ГЦ 2 гидроуправляющий орган посредством дополнительной магистрали 4 связан с одним из ходов ГУР 5. Другие ходы ГУР 5 сообщены соответственно с К 9, 10 и 11, 12. Линии управления 28 и 29 ГУР 5 сообщены соответственно с К 9, 10 и 11, 2. Линии управления 28 и 29 ГУР 5 сообщены соответственно с напорными магистралями 8 и 20 ГЦ 1. и 3. Напорная магистраль 6 ГЦ 2 сообщена с гидроуправляющим органом посредством обратного К 26. Привод позволяет посредством ГУР 5 осуществлять автоматический выбор наименьщего энергоемкого процесса выглубления ковща. Это приводит к сокращению времени цикла экскавации и как следствие этого, к увеличению производительности экскаватора. 3 ил. с S Ч СО СО СО vj со

J JO I

. /

35

фи2.2

фиг.З

Составитель с. Фомин

Редактор В. КовтунТехред И. ВересКорректор М. Шароши

Заказ 2003/31Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 (ЗОЗ б, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4