Гидропривод рабочего органа бульдозера Советский патент 1992 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к гидроприводу рабочего органа бульдозера, автоматически регулирующему его высотное положение в зависимости от сопротивления на отвале.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидропривод рабочего ор- гана бульдозера, содержащий насос, гидробак, гидроцилиндры подъема рабочего органа, гидроцилиндры наклона рабочего органа с пружинами в штоковых полостях, трехсекционный гидрораспределитель, имеющий механизм управления запорный гидроэлемент, подключенный к штоковым полостям гидроцилиндров подъема и накло- на рабочего органа, и регулируемый дроссель, сообщенный со штоковыми полостями гидроцилиндров наклона рабочего органа и запорным гидроэлементом, причем поршневые полости гидроцилиндров подъема и наклона рабочего органа сообщены порознь со свободной секцией гидрораспределителя 1.

Недостатком известного гидропривода является значительная металлоемкость гид- роцилиндров наклона рабочего органа, имеющих завышенные габариты для создания в их штоковых полостях запаса рабочей жидкости, достаточного для подъема рабочего органа соответствующими гидроци- линдрами при перекачивании в их штоковые полости рабочей жидкости из штоковых полостей гидроцилиндров наклона рабочего органа.

Целью изобретения является снижение металлоемкости рабочего органа за счет уменьшения габаритных размеров гидроцилиндров наклона рабочего органа.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроприводе рабочего органа бульдозе- ра, содержащем насос, гидробак, гидроцилиндры подъема рабочего органа, гидроцилиндры наклона рабочего органа с пружинами, размещенными в их штоковых полостях, имеющие механизмы управления трехсекционный гидрораспределитель, сообщенный с насосом и гидробаком, и запорный гидроэлемент, подключенный к первым выходам первой и третьей секций гидрораспределителя и к штоковым полостям гидро- цилиндров подъема и наклона рабочего органа, поршневые полости которых сообщены со вторыми выходами первой и третьей секций гидрораспределит еля, и регулируемый дроссель, сообщенный со што- ковыми полостями гидроцилиндров наклона рабочего органа и с первым выходом первой секции гидрораспределителя, второй выход третьей секции которого сообщен со вторым выходом второй его секции,

гидропривод снабжен замыкающим электроконтактом и толкателем, установленными с возможностью взаимодействия в крайнем выдвинутом положении штоков гидроцилиндров наклона рабочего органа, механизмы управления запорного гидроэлемента и гидрораспределителя выполнены из электромагнитов, электрически связанных с замыкающим электроконтактом, запорный гидроэлемент сообщен с гидробаком и со вторым выходом третьей секции гидрораспределителя, первый выход которой сообщен с первым выходом его второй секции, а второй выход первой секции гидрораспределителя сообщен посредством обратного клапана со вторым выходом его второй секции, с поршневыми полостями гидроцилиндров наклона рабочего органа и с входом регулируемого дросселя, выход которого сообщен со штоковыми полостями гидроцилиндров наклона рабочего органа, при этом запорный гидроэлемент выполнен с возможностью разобщения или сообщения при переключении его золотника штоковых полостей гидроцилиндров подъема и наклона рабочего органа между собой, а поршневых их полостей - между собой и с гидробаком

Отличительные признаки обеспечивают предложению соответствие признакам изобретения новизна и существенные отличия.

На фиг. 1 изображена гидросхема гидропривода рабочего органа бульдозера; на фиг. 2 - схема электроуправления электромагнитами запорного гидроэлемента и гидрораспределителя,

Гидропривод рабочего органа бульдозера включает насос 1, трехсекционный гидрораспределитель 2 с первой, второй и третьей секциями 3-5, гидроцилиндры 6, 7 наклона и подъема рабочего органа соответственно, запорный гидроэлемент 8, пружины 9, регулируемый дроссель 10. Гидропривод монтирован на бульдозере, рабочим органом которого являются отвал 11 и толкающая рама 12, и дополнен электроуправлением в составе электромагнитов 13,14 управления соответственно запорным гидроэлементом 8 и второй секцией 4 гидрораспределителя 2, выключателя 15, реле 16 с нормально открытым и нормально закрытым контактами 17, 18 соответственно, замыкающего электроконтакта 19, срабатывающего от толкателя 20, и обратным клапаном 21.

Символами обозначены: А, Б - штоковые и поршневые полости гидроцилиндров наклона рабочего органа; В, Г - штоковые и поршневые полости гидроцилиндров подъема рабочего органа; Д, Е - нейтральная и

рабочая позиции запорного гидроэлемента; И, К - нейтральная и рабочая позиции второй секции гидрораспределителя.

На схеме фиг. 1 также показаны, но не обозначены верхние и нижние выводы всех трех секций гидрораспределителя, именуемые первыми и вторыми соответственно, а также гидробак. Не показано, что каждый из гидроцилиндров 6, 7 является спаренным.

Гидропривод рабочего органа бульдозера имеет несколько режимов работы.

В режиме разгрузки все три секции 3-5 гидрораспределителя 2 находятся в нейтральном положении и насос 1 нагнетает рабочую жидкость в гидробак. Выключатель 15 выключен, электромагнит 13 обесточен и запорный гидроэлемент 8 находится в нейтральной позиции Д.

В режиме ручного управления включение в работу любого из гидроцилиндров б, 7 не сказывается на работе второго, так как первая секция 3,управляющая гидроцилиндрами 6, отсечена от третьей секции 5, управляющей гидроцилиндрами 7, запорным гидроэлементом 8. По гидролинии, соединяющей все вторые выходы секций 3-5, рабочая жидкость не имеет прохода, так как со стороны поршневой полости Г гидроцилиндров 7 она отсечен обратным клапаном 21, установленным между первой 3 и второй 4 его секциями, а со стороны поршневой полости Б гидроцилиндров 6 ее встречает замкнутый объем полости Г, не имеющий возможности увеличения из-за противодействия рабочей жидкости в полости В.

При копании в режиме ручного управления вследствие колебания рабочей нагрузки на отвале 11 и установки регулируемого дросселя 10 между полостями А и Б гидроцилиндров 6 возможна знакопеременная подвижка штоков гидроцилиндров 6 с прокачиванием регулируемого объема рабочей жидкости из полости А в полость Б и обратно. Это с учетом одновременной работы пружин 9 превращает гидроцилиндры 6 в гидромеханические демпферы, снижающие динамические нагрузки на отвале 11. Выдвижение штоков происходит при повышении нагрузки на отвале, при снятии или уменьшении внешней нагрузки пружины 9 восстанавливают первоначальное положение, втягивая штоки. Гидроцилиндры 6 выполнены минимально возможных габаритов и эта подвижка штоков сопоставима с величиной осадки под максимальной нагрузкой пружин 9.

В режиме автоматического управления, который включается после необходимого заглубления отвала 11, все три секции 3-5 гидрораспределителя 2 находятся в нейтральном положении. Для перевода в автоматический режим замыкается выключатель 15, что приводит к срабатыванию электромагнита 13 и переключению запорного гидроэлемента 8 в позицию Е, при которой штоковые полости гидроцилиндров 6, 7 соединены друг с другом, а поршневые - друг с другом и с гидробаком.

С ростом усилия сопротивления на отва0 ле 11 выше некоторой наперед заданной величины происходит вытягивание штоков гидроцилиндров 6 и перекачивание рабочей жидкости из штоковых полостей А гидроцилиндров 6 через запорный гидроэлемент 8 в

5 штоковые полости В гидроцилиндров 7, штоки которых приподнимут рабочий орган бульдозера. Поршневые полости В, Г гидроцилиндров 6, 7 сообщены с гидробаком и имеют подпор от сливной магистрали, что

0 гарантирует их подпитку.

С уменьшением усилия сопротивления копания под действием пружин 9 и собственного веса рабочий орган бульдозера опускается и занимает новое положение

5 равновесия.

Тем самым автоматически поддерживается глубина разработки грунта в соответствии с тяговыми возможностями базовой машины, пересчитанными на весовую на0 грузку рабочего органа бульдозера и усилие пружин 9. Приспособленность гидропривода к поддержанию автоматического режима при изменении погодных, грунтовых, технологических условий и т. д. обеспечивается

5 изменение проходного сечения регулируемого дросселя 10, который за счет стравливания в гидробак через запорный гидроэлемент 8 заранее определенной доли объема перекачиваемой между полостями А

0 и Б рабочей жидкости меняет соотношение штоков гидроцилиндров 6 и 7.

В ряде случаев, например, при встрече отвала 11 с непреодолимым препятствием, обьема вытесняемой из полости А рабочей

5 жидкости оказывается недостаточно, чтобы, попав в полости В, осуществить такое перемещение штоков гидроцилиндров 7, которого бы хватило для выглубления отвала 11 на величину,, позволяющую бульдозеру возоб0 Повить поступательное движение,

В этом случае в действие вступает насос 1, нагнетающий рабочую жидкость в штоковые полости В, Управляющим сигналом для переключения насоса является взаимодей5 ствие имеющего возможность регулировки положения толкателя 20 с замыкающим электроконтактом 19, что вызывает срабатывание реле 16, замыкающего контакт 17 и размыкающего контакт 18. Электромагнит 13 запорного гидроэлемента 8 обесточивается и последний переключается в нейтральную позицию Д, при которой гидроцилиндры 6 и 7 изолированы друг от друга. Одновременно происходит срабатывание электромагнита 14, который переключает вторую секцию А из нейтральной позиции И в позицию подъема (рабочую) К, что приводит к нагнетанию рабочей жидкости в што- ковые полости В гидроцилиндров 7 и приподьему отвала 11,

В то же время освобождение приподнятого отвала 11 от значительной части нагрузки сопротивления приводит к втягиванию штоков гидроцилиндров 6 под воздействием пружин 9 и перекачиванию рабочей жидкости из поршневых полостей Б в штоковые полости А гидроцилиндров 6 через регулируемый дроссель 10 с отводом избытка рабочей жидкости в гидробак через секцию 4.

При этом взаимное смещение отвала 11 и толкающей рамы 12 приводит к отводу толкателя 20 от замыкающего электроконтакта 19 и размыканию последнего. Реле 16 обесточивается, контакт 18 замыкается, срабатывает электромагнит 13, переводя запорный гидроэлемент 8 в позицию Е, контакт 17 размыкается, обесточивая электромагнит 14, благодаря чему вторая секция 4 переключается в нейтральную позицию И.

Гидропривод вновь работает по принципу прямого обмена рабочей жидкостью между штоковыми полостями А и Б гидроцилиндров 6, 7.

Теперь под воздействием собственного веса отвала 11, толкающей рамы 12, гидроцилиндров 6 рабочая жидкость из полостей В через запорный гидроэлемент 8, регулируемый дроссель 10 и снова запорный элемент 8 медленно перекачивается в гидробак, что приводит к постепенному опусканию отвала 11 и возрастанию его нагру- жения силами сопротивления грунта копанию.

Вариантом описанного устройства может быть использование в качестве датчика нагрузки любых устройств непосредственного переталкивания рабочей жидкости.

Вариантом устройства получения сигнала к переключению гидропривода для подачи рабочей жидкости насосом в штоковые полости гидроцилиндров подъема может быть использование фотоэлемента, нажимных механических, гидравлических, пневматических и других выключателей.

В представленном варианте взаимодействия толкателя с замыкающим электроконтактом они могут устанавливаться как на кронштейнах отвала и толкающей рамы, так и на гильзе и штоке гидроцилиндра наклона.

Описанное устройство обладает компактностью, простотой, способностью поддерживать стабилизированное значение внешней нагрузки при встрече с сосредоточенными трудноразрабатываемыми включениями грунта, способностью снижать динамические нагрузки при встрече с препятствиями и обходить их по траектории заранее заданного стабилизированного

0 значения внешней нагрузки.

Все это повышает производительность машины за счет безостановочного копания грунта, сохранения работоспособности техники и снижения утомляемости оператора

5 путем передачи значительной части управляющих функций автоматическому устройству.

Формула изобретения Гидропривод рабочего органа бульдозе0 ра, содержащий насос, гидробак, гидроцилиндры подъема рабочего органа, гидроцилиндры наклона рабочего органа с пружинами, размещенными в их штоковых полостях, имеющие механизмы управления

5 трехсекционный гидрораспределитель, сообщенный с насосом и гидробаком, и запорный гидроэлемент, подключенный к первым выходам первой и третьей секций гидрораспределителя и к штсковым полостям гидро0 цилиндров подъема и наклона рабочего органа, поршневые полости которых сообщены с вторыми выходами первой и третьей секций гидрораспределителя, и регулируемый дроссель, сообщенный со штоковыми

5 полостями гидроцилидров наклона рабочего органа и с первым выходом первой секции гидрораспределителя, второй выход третьей секции которого сообщен с вторым выходом второй его секции, отличающий0 с я тем, что, с целью снижения металлоемкости рабочего органа за счет уменьшения габаритных размеров гидроцилиндров наклона рабочего органа, гидропривод снабжен замыкающими электроконтактом и

5 толкателем, установленными с возможностью взаимодействия в крайнем выдвинутом положении штоков гидроцилиндров наклона рабочего органа, механизмы управления запорного гидроэлемента и

0 гидрораспределителя выполнены из электромагнитов, электрически связанных с замыкающим электроконтактом, запорный гидроэлемент сообщен с гидробаком и с вторым выходом третьей секции гидрорасп5 ределителя, первый выход которой сообщен с первым выходом его второй секции, а второй выход первой секции гидрораспределителя сообщен посредством обратного клапана с вторым выходом его второй секции, с поршневыми полостями гидроцилиндров наклона рабочего органа и с входом регулируемого дросселя, выход которого сообщен со штоковыми полостями гидроцилиндров наклона рабочего органа, при этом

запорный гидроэлемент выполнен с воз- 5 их полостей - между собой с гидробаком.

можностью разобщения и сообщения при переключении его золотника штоковых полостей гидроцилиндров подъема и наклона рабочего органа между собой, а поршневых

Изобретение относится к гидроприводу рабочего органа бульдозера. Целью является снижение металлоемкости рабочего орга- на за счет уменьшения габаритных размеров гидроцилиндров наклона рабочего органа. Гидропривод содержит трехсек- ционный гидрораспределитель (ГР) 2 и гидроцилиндры (ГЦ) 7 и 6 подъема и наклона рабочего органа 11. В штоковых полостях ГЦ 6 размещены пружины 9. Трехсекцион- ный ГР 2 подключен к насосу 1 и гидробаку. К первым выходам секций (С) 3 и 5 ГР 2 и к штоковым полостям ГЦ 6, 7 подключен запорный гидроэлемент 8. Поршневые полости ГЦ 6, 7 сообщены с вторыми выходами С 3. 5. Со штоковыми полостями ГЦ 6 и с первым выходом С 3 сообщен регулируемый дроссель 10. Второй выход С 5 сообщен с вторым выходом С 4. Гидропривод снабжен замыкающим электроконтактом 19 и толкателем 20, Они установлены с возможностью взаимодействия в крайнем выдвинутом положении штоков ГЦ 6. Гидроэлемент 8 и ГР 2 имеют механизмы управления, Последние выполнены из электромагнитов 13 и 14 и электрически связаны с электроконтактом 19. Гидроэлемент 8 сообщен с гидробаком и с вторым выходом С 5. Первый выход С 5 сообщен с первым выходом С 4. Второй выход С 3 сообщен посредством обратного клапана 21 с вторым выходом С 4, с поршневыми полостями ГЦ 6 и с входом дросселя 10. Выход дросселя 10сообщен со штоковыми полостями ГЦ 6. Гидроэлемент 8 выполнен с возможностью разобщения или сообщения при переключении его золотника, штоковых полостей ГЦ 6, 7 между собой и поршневых полостей ГЦ 6, 7 между собой и гидробаком. Такое сообщение полостей ГЦ 6, 7 в автоматическом режиме работы позволяет регулировать ориентацию рабочего органа 11 в пространстве. При этом возможно снижение габаритных размеров ГЦ 6 и металлоемкости рабочего органа 11. 2 ил. ; СП х| О СО (Л О ю Фиг}

Фиг 2