Гидропривод скрепера Советский патент 1981 года по МПК E02F9/22 B62D5/06 

(54) ГИДРОПРИВОД СКРЕПЕРА

1

Изобретение относится к гидравлическим приводам строительно-дорожных машин.

Известен самоходный скрепер с гидравлическим рулевым управлением и гидроприводом рабочего оборудования, выполненным.автономно с автономным питанием контура рулевого оборудования и контура рабочего оборудования С 11.

Недостатком скрепера является отсутствие резервирования насоса -управления, что снижает вероятность безотказной и безопасной работы.

Известен гидропривод самоходного скрепера, включакхций- рулевой механизм со следящим блоком, гидронасосы рулевого механизма и рабочего оборудования, резервный гидронасос, гидрораспределитель с гидроцилиндрами . рабочего оборудования и рулевого механизма, золотниковую коробку, гидроуправляемые обратные и предохранительные клапаны Г2.

Недостатками известного устройства являются низкие эксплуатационные качества.

Цель изобретения - повышение эксплуатациониых качеств.

Указанная цель достигается тем, что гидрораспределитель рулевого механизма выполнен в виде Ш1ун:|серов золотников, установленных в корпусе и образующих с ним концевые, сред10нюю и промежуточные полости, при этом концевые полости соединены меязду doбой и со сливом, средняя полосгь сообщена с напорной магистралью насоса рулевого механизма, а промежу15точные - с полостями золотниковой коробки.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема предложенного гидропривода; на фиг. 2 - рулевой

М механизм с золотником гидрораспределителя рулевого управления в сборе; на фиг. 3 - рулевой механизм попеоечный разрез по оси вала сектора; 3 на фиго 4 - гидрораспределитель рулевого управления, продольный разрез по оси золотника гидрораспределителя рулевого управления и осям плунжеров механизма гидравлической стабилизации нейтрального положения золотршка гидрораспределителя рулевого управления. Гидравлические насосы 1-4 соединены линиями всасывания с масляным баком 5. Линия нагнетания гидравлических насосов 3 и 4 через обратные клапаны 6 и 7 соответственно соединена с линией нагнетания в гидравлический распределитель рабочего оборудования, содержащий блок переливного 8 и предохранительного 9 клапанов, обратные клапаны 10-13, золотники 14 и 15, механически управляемы клапан 16 и гидравлически управляемы клапан 7. Гидравлический распределитель рабочего оборудования соединен линией слива через фильтр 18с масляным баком 5 и при помощи трех трубопроводов 19-21 соединен гидравлически с рабочими полостями гид родилиндров 22 подъема ковша, гидро цилиндра 23 привода задней стенки скрепера и гидроцилиндра 24 привода передней заслонки, В линии, соединя щей штоковую полость гидроцилиндра 24 привода передней заслонки и порш невую полость гидроцилиндра 23 прив да задней стенки установлен гидравл чески управляемый клапан 25, полост управления которого соединена с его подклапарной полостью через обратный клапан 26, кольцевая полость соединена с поршневой полостью гидроцилиндра 23, а подклапанная полость соединена со штоковой полость гидроцилиндра 24. .Ли.ния нагнетания гидравлического насоса 1 через обратный клапан 27 соединена с линией нагнетания гидро распределитепя 28 рулевого управления. Параллельно фильтру 18 подключен нормально закрытый предохранительный клапан 29. . Двухпинейный трехпозиционный зол ник гидрораспределителя 28 рулевого /правления с отрицательным перекрытием в нейтральном положении соединяет линию нагнетания гидронасоса с линией слива на входе в фильтр 18, а также соединяет между собой и с линией нагнетания гидронасоса иарез золотниковую коробку 30 полос гидрбцилиндров 31 рулевого управления, кинематически соединенных с тягачом 32 и полуприцепом 33. Следящая система 34 соединяет кинематически полуприцеп 33 с сошкой 35 рулевого механизма, соединенной с сектором 36, находящимся в зацеплении с червяком 37, который соединен с колесом 38 рулевого управления и золотником 28 гидрораспределителя рулевого управления, расположенным в корпусе 39. Гидропривод скрепера снабжен гидравлически управляемым устройством переключения режимов работы резервного гидронасоса. Это устройство состоит из гидравлически управляемых клапанов 40 и 41, соединенных между собой кольцевыми полостями и подключенных к резервному гидронасосу 2 через обратный клапан 42, а также соединенных подклапанными полостями с аналогичными полостями обратных клапанов 43 и 44 соответственно. Кольцевая полость обратного клапана 43 соединена с линией нагнетания гидронасоса 1 рулевого управления через обратный клапан 27. Кольцевая полость обратного клапана 44. соединена через обратный клапан 6 с линией нагнетания гидронасоса 3 и через обратный клапан 7 - с линией нагнетания гидронасоса 4 рабочего оборудования. В корпусе 39 гидрораспределителя рулевого управления - расточках, оси которых равноудалены и параллельны оси золотника, установлены подпружиненные реактивные плунжеры 45-48, которые выполнены в виде гидравлических золотников. Между плунжерами 45-48 контактирующими своими торцами с упорными шайбами 49 и 50, установлены пружины соответственно 51 и 52. Вал рулевого колеса 38 выполнен заодно с червяком 37 и установлен в картере 53 на подшипниках 54, обеспечивающих, кроме вращения, и осевое перемещение червяка 37. Наружные обоймы подшипников 54 запрессованы в расточках картера 53, внутренняя полость которого изолирована от атмосферы крьшкой 55, снабженной уплотнением 56 и 57 и закрепленной с помощью резьбового соединения 58. К торцу картера 53 с помощью резьбового соединения 59 жестко присоединен корпус 39 гидрораспределителя рулевого управления внутренняя полость которого изолирована от атмосфеоы крышкой 60. Сектор 36 рулевого механизма, на ходящнйся в зацеплении с червяком 37 установлен в картере 53 на подшипниках 61, зафиксированных с одной стороны крьшкой 62 с уплотнениями 63 и 64 и резьбовым соединением 65, а с другой стороны - крышкой 66 с уплотнением 67 и резьбовым соединением 68 Золотник 28 гидрораспределителя рулевого управления соединен с валом 37 через упорные подшипники 69 и зафиксирован вместе с шайбой Д9 и 50, примыкающими к торцовыми поверхностя золотника 28, с помощью резьбового соединения 70. В линии слива на учас ке гидрораспределитель рабочего обор дования - фильтр 18 установлены предохранительные пилотные клапаны 71 и 72. Через нормально закрытый предохра нительный клапан 71 соединена полость управления гидравлически управляемого клапана 41 со сливом. Так же со сливом через нормально закрытый предохранительный клапан 72 соединена надклапанная полость обратного клапана 43. С обоих торцов корпус.39 гидрорас пределителя рулевого управления имеет расточки, соосиые с отверстием под золотник 28, выполненные на глубину максимального потребного хода золотника 28 и частично перекрывающие по диаметру отверстия под плунжеры. Аналогичные по диаметру расточки выполнены в картере 53 и крышке 60, в этих расточках размещены соответственно шайбы 49 и 50. Вь1сота золотника 28 равна высоте корпуса 39 распределителя рулевого управления. В корпусе 39 гидрораспределителя рулевого управления выполнены соотве ствующие полости расточки 73-77, а золотник 28 имеет соответствующие шейки. Полости расточек 73 и 77 соединены между собой и со сливом в бак 5 через фильтр 18. Расточка 75 соединена с линией нагнетания гидронасоса 1 через обратный клапан 27. Расточки 74 и 76 соединены с золотниковой коробкой 30.- Рас точки-в корпусе 53 и крышке 60, в которьЬс размещены шайбы 49 и 50 соответственно соединены с расточками 73 и 77, и со сливом в бак 5. Полости-со стороны торцов плунжеров 45-48 обращены к шайбам 49 и 50, соединены через расточки в корпусе 53 и крышке 60 со сливом в.бак 5. Полости расположения пружин 51 и 52 соединены с расточкой 75, соединенной в свою очередь с линией нагнетания гидронасоса 1. Реактивные плунжеры 45-48 выполнены в виде двухходовых золотников, причем плунжеры 45 и 47-48 одинаковы по конструктивному исполнению. Плунжеры 47 и 48 при нейтральном положении золотника 28 рулевого управления представляют собой нормально закрытые золотники. Плунжеры 45 и 46 при нейтральном положении золотника 28 рулевого управления представляют собой нормально открытые золотники. Подвод к плунжерам 47 и 48 соединен гидравлической связью с полостью управления гидравлически управляемого клапана 40, а отвод рабочей жидкости от плунжеров 47 и 48 соединен со сливом в бак 5. Подвод к плунжеру 46 соединен гидравлической связью с полостью управления гидравлически управляемого клапана 41, а отвод от него соединен со входом в плунжерзолотник 45, отвод от которого соединен со сливом в бак 5. Плунжеры 47 и 48 выполнены с положительным перекрытием в нейтральном положении золо-в ника 28 рулевого управления, а реактивные плунжеры 45 и 46 с отрицательным перекрытием в нейтральном положении золотника 28 рулевого управления. Гидропривод скрепера работает следующим образом. При нейтральном положении золотников 14 и 15 гидрораспределители рабочего оборудования и золотника 28 гидрораспределителя рулевого управления рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосом 1, сливается в бак 5 через золотник 28 и соответствующие расточки корпуса гидрораспределителя рулевого управления, а рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосами 2-4, сливается в бак 5 через гидрораспределитель рабочего оборудования. При зтом путь рабочей жидкости от гидронасоса 2 проходит через обратный клапан 42, открытый гидравлически управляемый клапан 4I, обратный клапан 44 и далее вместе с рабочей жидкостью, нагнетаемой гидронасосами 3 и 4, через переливной клапан 8, золотники 14 и 15 гидрораспределителя рабочего оборудования и фильтр 18 в бак 5. При нейтральном положении зоотника 28 гидрораспределителя рулевого управления, нейтральном положеНИН золотника 15 гидрораспределителя рабочего оборудования и смещенном вниз (фиг. l) положении золотника 14 гидрораспределителя рабочего оборудования рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосами 2-4, через клапан 10 и гидравлически управляемый клапан 17 поступает в штоковую полос гидроцилиндров 22 подъема ковша скрепера, а поршневая полость гидроцилиндров 22 подъема ковша скрепера сообщается через золотник 14 со сливом, при этом происходит подъем ковша скрепера. При перемещении золотника 14 вверх (фиг. l) с целью опускания ковша открывается механически управляемый золотником 14 клапан 16, способствуя открытию гидравлически управляемого клапана 17, тем самым штоковая полость гидроцилиндра 22 соединяется через гидравлически управляемый клапан 17 и золотник 14 со д:ливом, а через клапан 10 и золотник 14 рабочая жидкость под давлением поступает в поршневую полость гидроцилиндров 20. Происходит принудительное опускание ковша скрепера.

При нейтральном положении золотника 28 гидрораспределителя рулевого управления, нейтральном положении золотника 14 гидрораспределителя рабочего оборудования и смещенном вниз (фиг. 1) золотнике 15 гидрораспределителя рабочего оборудования рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосами 2-4, поступает в объединенную магистраль, соединяющую штоковую полость гидроцилиндра 24 через клапаны 25 и 26 с поршневой полостью гидроцилиндра 23, а со сливом сообщается через золотник I5 объединенная магистраль, соединяющая поршневые полости гидродилиндров 22 и 24. При этом происходит сначала поем передней заслоики скрепера, а затем при достижении полного подъема передней заслонки скрепера начинает перемещаться поршень гидроцилиндра 23 управления задней стенкой скрепера.

При перемещении золотника 13 ввер от нейтрального положения происходит закрывание передней заслонки скрепера и возвращение задней стенки ctfpenра в исходное для набора грунта положение.

Работа гидропривода рабочего оборудования возможно с использованием производительности гидронасосов 2-4, а также при работе рулевого управления при повороте рулевого колеса 38 вправо или влево от нейтрального положения до тех пор, пока производительность гидронасоса 1 обеспечивает необходимую скорость поворота тягача 32 по отношеник; к полуприцепу - скреперу 33, соответствующую скорости поворота рулевого колеса 38. При этом рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосом 1, через обратный клапан 27, золотник 28 рулевого управления и золотниковую коробку 30 поступает в соответствующие полости гидроцилиндров 31 поворота. Золотниковая коробка 30 обеспечивает автоматическое переключение подвода линий нагнетания и слива к полостям гидроцилиндров 31, необходимо в связи с прохождением осевой линии гидроцилиндра точку поворота тягача 32 относительно полуприцепаскрепера 33.

В процессе поворота тягача механическая следящая система 34 через сошку 35, соединенную с сектором 36, осуществляет отслеживание требуемого угла поворота таким образом, что при прекращении поворота рулевого колеса 38 золотник 28.гидрораспределителя рулевого управления занимает нейтральное положение в корпусе 39, прекращая поворот тягача 32. Получению четкого нейтрального положения золотника 28 гидрораспределителя рулевого управления способствуют пружины 51 и 52, воздействующие н плунжеры-золотники 45-48 соответственно. Кроме того, на подпружиненные торцы плунжеров-золотников 45-48 воздействует давление рабочей жидкости, равное величине давления рабочей жидкости в полости 75, соединеной с нагнетательной магистралью гидронасоса J рулевого управления. При нейтральном положении, золотник 28 гидрораспределителя рулевого управления 39, торцы плунжеров-золотников 45-48 уцираются в, торцы шайб 50 и 49 соответственно, а также в торцы корпуса 53 и крышки 60 соответственно. Причем перемещение плунжеров-золотников 45-48 в осевом направлении ограничено торцами проточек в корпусе 39 распределителя рулевого управления. ,

Перемещение золотника 28 гидрораспределителя рулевого управления 9 вниз или вверх от нейтрального положения ведет к соответствующеьгу перемещению в том же направлении соответствующей пары плунжеров-золоткиков 45 и 47 или 46 и 48 под действие усилия, передающегося на торцы этих золотников шайбами 50 или 49 соответственно. При этом прерывается кон такт между, торцами золотников 45 и 47 и торцом корпуса 53 в случае движения золотника 28 вниз или между то цами золотников 46 и 48 и торцом кры шки 60 при движении золотника 28 t вверх. В результате на золотник 28 п редается усилие от пары плунжеровзолотников 45 и 47 или 46 и 48 через соответствующую шайбу 50 или 49, равное сумме усилий пружин 51 и 52 и дополнительного усилия от давления жидкости в полости 75 нагнетания гидросистемы рулевого Управления. Благодаря этому на рулевом колесе 38 создается реактивный момент, препятствую щий повороту рулевого колеса в направ лении, соответствующем отклонению золотника 28 он нейтрального положения. По величине этого реактивного момента, зависящего от давления в силовых гидроцилиндрах 31, можно судить о сопротивлении поворота тягача. Поскольку реактивные плунжерызолотники 47 и 48 имеют положительное перекрытие, а плунжеры-золотники 45 и 46 - отрицательное перекрытие, в пределах соответствующего величине этого перекрытия осевого смещения от нейтрали золотника 28, каналы подвода и отвода жидкости, соединенные с плунжерами-золотниками 45-48 остаются в том же положении, что и при нейтральном положении золотника 28. В случае быстрого вращения рулевого колеса 38, когда требуется соответствующая большая скорость поворота тягача 32, превышающая динамичес кие ресурсы системы поворота, питаемой одним гидронасосом, следящая система 34 ограничивает скорость поворот сектора 36 и червяк 37 рулевого механизма, смешает золотник 28 соответствующем направлению вращения рулевого колеса 38 осевом направлении на величину, превышающую величину перекрытий реактивных плунжеров-золотников 4548. При этом насоответствукядую величину смещается от осевого нейтрального положения пара золотников 45 и 47 или 46 и 48 в зависимости от направления смещения золотника 28 и неза1висимо от направления смещения золотника 28 полость управления гидравлически управляемого клапана 40 сообщается со сливом в бак 5, а полость управления клапана 41 запирается. Происходит отключение резервного гидронасоса 2 от линии нагнетания гидронасосов 3 и 4, питающих гидросистему рабочего оборудования, так как гидравлически управляемый клапан 41 закрывается и линия нагнетания резервного гидронасоса 2 через открывающийся гидравлически управляемый клапан 40 и далее через обратный клапан 43 соединена с линией нагнетания гидронасоса 1 рулевого управления. В зависимости от осевого смещения золотника 28 и соответствующего осевого смещения плунжеров-золотников 45 и 47 или 4648 расход подаваемого резервным гидронасосом 2 потока через гидравлически управляемые клапаны будет различным- - прохождение всего потока через гидравлически управляемый клапан 41, прохождение раздвоенных частей потока через гидравлически управляемые клапаны 40 и 41 одновременно, прохождение полного потока через гидравлически управляемьш клапан 40. При отказе гидронасоса 1 в линию нагнетания гидрораспределителя рулевого управления будет поступать аналогично рабочая жидкость от резервного гидронасоса 2. При этом однако несколько увеличится люфт рулевого колеса 38, что даже при относительно мальпс потребных скоростях поворота- позврлит своевременно обнаружить отказ гидронасоса 1, что важно с точки зрения безопасности, так как необходимо не только резервирование вышедшего из строя гидронасоса, но и своевременная информация оператора об отказе основного гидронасоса. Предохранительные клапаны 71 и 72 служат для ограничения давления рабочей жидкости вполостях гидроцилиндров 31 рулевого управления при их край1шх положениях, а также в случае чрезмерного повышения сопротивления повороту. Обратные клапаны 27, 42, 6 и 7 предназначены ,цля предотвращения работы гидронасосов 1-4, соответственно в режиме гидромотора при поломке природа любого из этих насосов. Обратный клапан 43 предназначен ля того, чтобы рабочая жидкость из инии нагнетания гидронасоса 1 не 11 могла поступить в нагнетательную магистраль гидрораспределителя рабочего оборудования, так как Это привело бы к падению давления в линии нагнетания рулевого управления в случае более низкого давления в линии нагне тания гидрораспределителя рабочего оборудования, например при нейтральном положении золотников 14 и 15 соо ветственно. Обратный клапан 44 предназначен для того, чтобы рабочая жидкость из линии нагнетания гидрораспределителя рабочего оборудования не могла посту пить в линию нагнетания гидрораспределителя рулевого управления, когда рабочее давление в линии нагнетания гидрораспределителя рулевого управле ния при подключенном в эту линию ги ронасосе 2 из условия поворота тягач меньше давления в линии нагнетания Гидрораспределителя рабочего оборудо вания. . Преимущество предлагаемого гидропривода состоит в том, что золотниковое устройство переключения режимо работы резервного гидронасоса выполнено заодно с реактивным плунжерным механизмом гидравлической стабилизации нейтрального положения золотника гидрораспределителя рулевого управления. При зтом обеспечивается снижение себестоимости, улучшение эксплуатационных показателей, улучшение компоновочных возможностей. 1 12 Формула изобретения Гидропривод скрепера, включающий рулево.й механизм со следяющим блоком, гидронасосы рулевого механизма и рабочего оборудования, резервный гидронасос, гидрораспределители с гидроцилиндрами рулевого механизма и рабочего оборудования, золотниковую коробку рулевого управления, гидроуправляемые обратные и предохранительные клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, гидрораспределитель рулевого механизма выполнен в виде плунжеров-золотников, установленных в корпусе и образующих с ним концевые, среднюю и промежуточные полости, при зтом концевые полости сообщены между собой и со сливом, средняя полость сообщена с напорной маги:тралью насоса рулевого механизма, а промежуточнью - с полостями золотниковой коробки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Руководство по устройству и эксплуатации самоходного скрепера МоАЗ-54 6П-Дз57П. М., Изд-во В/О Тракторэкспорт, 1974, с. 62-142. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке К 2139592/27-11, кл. Е 02 F 9/22, 1975 (прототип). ffu. 2 f : жОаро -t- т

/

г./