Гидравлический привод лебедки Советский патент 1992 года по МПК B66D1/08 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в приводах вспомогательных агрегатов, например, лебедок.

Все более широкое применение в при- водах вспомогательных агрегатов, в т.ч. лебедок, получают гидравлические приводы. Благодаря малой инерционности гидравлических двигателей и моторов гидропривод отличается высокой приемистостью и ма- лым временем запаздывания при отработке командных сигналов. К другим существенным преимуществам гидравлического привода относятся следующие: возможность бесступенчатого регулирования скорости в широких пределах при помощи простых средств управления; простота преобразования вращательного движения в возвратно- поступательное; удобство компоновки; удобство и легкость управления; исключе- ние ряда промежуточных валов, муфт, передач, большая нагрузочная способность и возможность защиты от перегрузок.

Широкое распространение гидравлические приводы грузоподъемного оборудова- ния получают последнее время на трубоукладчик. Как правило, гидравлический привод грузоподъемного оборудования включает в себя гидронасосы, гидромоторы, гидрораспределители и дру- гие агрегаты. Для предотвращения самопроизвольного опускания груза конструкция гидропривода обеспечивает согласованную работу гидромоторов привода лебедки и тормоза грузового барабана.

При подъеме и опускании груза вращение от гидромотора посредством редуктора передается грузовому барабану. Одновременно с подачей под действием рабочей жидкости к гидромотору растормажимается грузовой барабан. В момент прекращения подачи рабочей жидкости к гидромотору автоматически срабатывает тормоз барабана и прекращается подъем или опускание груза.

Например, гидравлический привод лебедки трубоукладчика ТГ-124А (Вашук И.М., Уткин В.И., Харкун Б.И. Трубоукладчики, М.: Машиностроение, 1989, стр.24, рис. 11) содержит гидронасос и гидромотор, гидротормоз, гидрораспределитель, дроссель, клапан ИЛИ. Гидропривод трубоукладчика работает следующим образом; насос подает масло из бака к гидрораспределителю. При нейтральном положении последнего масло открывает перепускной клапан и через гидрораспределитель поступает через фильтр в бак.

При включении гидрораспределителя в одно из рабочих положений масло поступает к гидромотору лебедки, Одновременно масло через клапан ИЛИ поступает к гидроцилиндру тормоза и размыкает тормоз лебедки. Гидромотор вращает барабан лебедки на подъем груза, Из гидромотора масло по трубопроводу сливается через гидрораспределитель и фильтр в бак. При возвращении золотника гидрораспределителя в нейтральное положение пружина вытесняет масло из цилиндра тормоза на слив и зажимает тормоз лебедки.

При включении гидрораспределителя в другое рабочее положение масло из бака поступает к гидромотору. Одновременно масло поступает через клапан ИЛИ к цилиндру тормоза и размыкает тормоз. Гидромотор вращает барабан лебедки на опускание груза. Из гидримотора масло поступает к дросселю, который служит для замедления вращения гидромотора и избежания разрыва потока масла. Затем масло сливается в бак. При возвращении золотника гидрораспределителя в нейтральное положение пружина вытесняет масло из цилиндра тормоза на слив и зажимает тормоз лебедки.

К недостаткам этого привода можно отнести то, что детали тормоза требуют повышенной прочности, так как при работе с предельными грузами нагружаются максимальным давлением в гидросистеме, и то, что скорость опускания груза имеет малую величину, не регулируется и зависит от массы груза (с увеличением массы скорость уве- личивается), так как определяется проходным сечением дросселя, которое во избежание разрыва потока выбирается в соответствии с минимальное возможным расходом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является гидропривод грузовой лебедки стрелового крана (1). Гидропривод содержит гидромашины, одна из которых представляет собой гидронасос, а другая - гидромотор лебедки, магистрали которого с установленным в одной из них тормозным клапаном, сообщены через трехпозиционный распределитель соответственно с насосом и баком, тормоз и механизм управления одной из машин.

Работа гидравлического привода лебедки.

При подъеме груза распределитель перемещается принудительно в крайнее положение. Жидкость,от насоса подводится к распределителю и далее к гидромотору грузовой лебедки. Одновременно жидкость подается к гидроцилиндру тормоза. Происходит размыкание тормоза и настройки предохранительного клапана на номинальное давление.

При опускании груза распределитель перемещается в другое крайнее положение. Рабочая жидкость от насоса подводится к гидромотору и далее через тормозной клапан поступает в сливную линию. Подвод жидкости к гидроцилиндру тормоза осуществляется также, как и при подъеме груза.

При опускании, когда груз является попутной нагрузкой, возникает необходимость в торможении и исключении падения груза. Для этой цели служит тормозной клапан, который закрывает сливную линию при разрыве потока жидкости в подводящей и отводящей линиях.

К недостаткам можно отнести то, что и у этого гидравлического привода детали

тормоза нагружаются при работе с предельными грузами максимальным давлением в гидросистеме.

Преимуществом, по сравнению с упомянутым ранее приводом, является то, что скорость опускания груза регулируется оператором путем изменения частоты вращения насоса (подачей рабочей жидкости). Целью настоящего изобретения является повышение надежности гидравлического привода.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлический привод лебедки, содержащий насос, сообщенный гидравлическими

линиями через шестилинейный гидравлический распределитель с реверсивным гидравлическим двигателем, предохранительным, переключающим и обратным клапанами, а

через клапан ИЛИ - с нормально закрытым гидравлическим тормозом, при этом первая линия гидрораспределителя сообщена с насосом, вторая и четвертая - с входами гидравлического двигателя, причем вторая

линия сообщена с одним из входов клапана ИЛИ, а четвертая через управляющий клапан связана с шестой, третья и пятая линии сообщены со сливом, причем пятая линия подключена к входу переключающего клапана, имеющего нормально закрытый и нормально открытый выходы, один из которых сообщен со сливом, при этом в первой позиции гидравлического распределителя его первая линия соединена со второй,

третья - с четвертой, в третьей позиции первая линия соединена с четвертой,

а вторая - с третьей, снабжен нормально открытым редукционным клапаном, установленным в гидравлической линии между

выходом клапана ИЛИ и входом тормоза, и регулируемым дросселем, установленным в слив пятой линии. Кроме того, в гидравлическом приводе лебедки упомянутый управляющий клапан выполнен обратным, при этом

шестая линия сообщена со вторым входом клапана ИЛИ, нормально открытый выход переключающего клапана сообщен со сливом, а нормально закрытый - с шестой линией и собственной управляющей

полостью, причем гидравлический распределитель выполнен четырехпозиционным и в его второй позиции все линии соединены между собой, а в четвертой - первая линия соединена с шестой, вторая - с пятой и

третья - с четвертой.

Таким образом, в данном гидравлическом приводе используется редукционный клапан, который регулирует давление в гидроцилиндре тормоза до величины достаточной для уверенного отключения пружин

(практически это давление определяется

минимальным рабочим давлением в гидросистеме). Подсоединяется редукционный клапан посредством клапана ИЛИ к входам в гидромотор, что дает возможность сделать включение и выключение тормоза автоматическим и зависящим от давления в подводящих линиях гидромотора. Кроме того, такое подсоединение редукционного клапана позволяет использовать его в качестве тормозного при опускании груза (под действием веса груза гидромотор переходит в насосный режим, давление в подводящей линии гидромотора падает и тормоз начинает замыкаться под действием пружин).

Дополнительное преимущество гидравлического привода заключается в том, что он имеет режим работы, на котором можно регулировать изменение величины подачи (частоты вращения) насоса, скорость и даже направление вращения гидромотора (движение груза).

На чертеже изображена схема гидравлического привода лебедки.

Гидравлический привод включает насос 1, соединенный гидравлической линией с, четырехпозиционным шестилинейным гидравлическим распределителем 2, реверсивный гидравлический двигатель 3, входы которого также соединены с распределителем 2, нормально замкнутый тормоз 4 подсоединенный через редукционный клапан 5 и клапан ИЛИ 6 и обратный клапан 7 к входам гидравлического двигателя 3, переключающий клапан 8, связанный с гидрораспределителем 2 и входом гидравлического двигателя 3 регулируемый дроссель 9 встраивается в линию слива с гидравлического распределителя 2 Кроме того гидравлический привод содержит фильтр 10, предохранительный клапан 11 и гидробак 12.

Привод лебедки работает следующим образом.

В первом положении (слева направо) гидравлического распределителя 2 напорная магистраль насоса 1 сообщается с входом гидромотора 3, а выход гидромотора 3 через распределитель 2 сообщается со сливом в бак 12. Одновременно рабочая жидкость через клапан ИЛИ 6 и редукционный клапан 5 поступает в гидроцилиндр тормоза 4. Тормоз 4 растормаживается и гидропривод работает на подъем груза.

При достижении расчетного давления редукционный клапан 5 отсоединяет вход в тормоз 4 от магистрали питающей гидромотор 3. Этим самым детали тормоза 4 нагру- жаются постоянно минимальным давлением. По мере утечек и дренажа редукционный клапан 5 открывается и в гидроцилиндр тормоза 4 поступает рабочая жидкость.

Во втором положении гидравлического распределителя 2 все магистрали гидравлического привода сообщаются со сливом, тормоз 4 заторможен.

В третьем положении гидравлического распределителя 2 напорная магистраль насоса 1 сообщается с другим входом гидромотора 3 и одновременно через обратный клапан 7 с другим входом клапана ИЛИ 6. Выход гидромотора 3 через распределитель 2 сообщается со сливом в бак 12. Тормоз работает аналогично тому, как в положении

первом гидрораспределителя 2. Гидромотор 3 работает на опускание груза. При раз- рывах потока масла (существенно уменьшается давление на входе в гидромотор 3) тормоз 4 начинает замыкаться под

действием пружин.

В четвертом положении гидравлического распределителя 2 напорная магистраль насоса 1 сообщается с гидроцилиндром тормоза 4 посредством клапана ИЛИ б и редукционного клапана 5. Одновременно рабочая жидкость поступает к нормальному закрытому выходу переключающего клапана 8 и к торцу его золотника, подпружиненного с другой стороны. Выход гидравлического

двигателя 3 соединяется со сливом посредством регулируемого дросселя 9 и с входами переключающего клапана 8. Вход гидромотора 3 соединяется с гидробаком 12. При подаче (частоте вращения) насоса 1 соответствующей утечкам и дренажу гидроцилиндра тормоза 4, последний растормаживается, освобождая гидромотор 3. Последний под действием подвешенного груза начинает вращаться, перекачивая масло из бака 12

через распределитель 2 и нормально открытый выход переключающего клапана 8 на слив. При увеличении подачи (частоты вращения) насоса 1 давление увеличивается и под действием этого давления золотник

переключающего клапана перемещается, закрывая слив и открывая линию, связывающую напорную магистраль насоса 1 с выходом гидромотора 3, Слив из образовавшегося контура возможен только

через регулируемый дроссель 9. При этом в контуре и гидромоторе 3 устанавливается сбалансированное давление, пропорциональное силе тяжети груза. При дальнейшем увеличении частоты вращения насоса 1

избыточное количество рабочей жидкости из контура через гидромотор 3 поступает на слив. Направление движения груза (подъем или опускание), частота вращения гидромотора 3 таким образом находятся в прямой

зависимости от количества подводимой к гидромотору 3 рабочей жидкости.

Поскольку применяемые на транспортных машинах лебедки часть не используются для подъема и опускания грузов, то в гидравлический привод может быть включен вместо реверсивного более дешевый и простой нереверсивный гидромотор. В гидравлическом распределителе в этом случае должна быть исключена третья позиция.

Таким образом, привод лебедки обеспечивает надежную ее работу благодаря снижению нагруженности деталей и узлов тормоза и уменьшению количества переключений гидравлического распределителя.

Формула изобретения Гидравлический привод лебедки, содержащий насос, сообщенный гидравлическими линиями через шестилинейный гидравлический распределитель с реверсивным гидравлическим двигателем, предо- хранительным, переключающим и обратным клапанами, а через клапан ИЛИ- с нормально закрытым гидравлическим тор- мозом, при этом первая линия гидравлического распределителя сообщена с насосом, вторая и четвертая - с входами гидравлического двигателя, причем одновременно вторая линия сообщена с одним из входов клапана ИЛИ, и четвертая через управляющий клапан связана с шестой, третья и пятая линии сообщены со сливом, причем пятая линия также подключена к входу переключающего клапана, имеющего нормально закрытый и нормально открытый выходы, один из которых сообщен со сливом, при этом в первой позиции гидравлического распределителя его первая линия сообщена со второй, а третья - с четвертой, в третьей позиции первая линия сообщена с четвертой, а вторая - с третьей, отличаю-щий с я тем, что, с целью повышения надежности, гидравлический привод снабжен нормально открытым редукционным клапаном, установленным в гидравлической линии между выходом клапана ИЛИ и входом тормоза, упомянутый управляющий клапан выполнен обратным, при этом шестая линия гидравлического распределителя сообщена с вторым входом клапана ИЛИ, слив пятой линии снабжен регулируемым дросселем, нормально открытый выход переключающего клапана сообщен со сливом, а нормально закрытый - с шестой линией и с собственной управляющей полостью, причем гидравлический распределитель выполнен четырехпозиционным и в его второй позиции все линии соединены между собой, а в четвертой позиции первая линия соединена с шестой, вторая - с пятой и третья - с четвертой.