Гидропривод одноковшового экскаватора Советский патент 1982 года по МПК E02F9/22 

(54) ГИДРОПРИВОД ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА

1

Изобретение относится к дорожному и строительному машиностроению, а именно к гидравлическому приводу одноковшовых экскаваторов.

Известен гидропривод экскаватора, содержащий насос, гидроцилиндры стрелы, рукояти, ковша и их гидрораспределители и устройство автоматического управления, в составе которого имеется контур управления потоком рабочей .кoc во время копания, выполненный в виде гидрораспределителей 1 .

Недостатком известного гидропривода является неприспособленность к изменяющимся условиям работы. Грунт в одном и том же забое.л1ожет иметь различную плотность, а также включения камней, строительного мусора и т. п., в связи с этим необходимо перестраивать контур управления, увеличивая длительность движения механизмов при копании более плотного грунта и грунта с включениями и уменьшая длительность движения механизмов при копании грунта малой плотности и без включений. В данном гидроприводе эту перестройку необходимо выполнять вручную.

Наиболее близким решением из известных к изобретению является гидропривод одноковшового экскаватора, включающий источник питания, гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковша с распределителями, а также - узел автоматического управления, содержащий распределители и гидравлические реле времени 2.

Недостаток данного гидропривода заключается в необходимости ручной перестройки контура управления потоком при

10 копании неоднородного грунта или при переходе от копания однородного грунта одной плотности к копанию грунта другой плотности. Эта перестройка заключается в увеличении длительности выдержки вре15мени реле и соответственно времени движения механизмов при копании плотного грунта или при наличии включений камней в грунт и уменьшении этой выдержки при копании грунта малой плотности или при 20 отсутствии включений камней.

Цель изобретения - повышение производительности экскаватора за счет введения в устройство автоматического управления потоком рабочей жидкости во время копания обратной связи по нагрузке, обеспечивающей автоматическую приспособляемость гидропривода к изменяющимся условиям работы. Указанная цель достигается тем, что гидравлические реле времени снабжены подстраивающими плунжерами, рабочая полость одного из которых связана с поршневой полостью гидроцилиндра рукояти, а рабочая полость другого - с .поршневой полостью гидроцилиндра ковша. На чертеже изображен предлагаемый гидропривод экскаватора. Гидропривод экскаватора содержит гидроцилиндры стрелы 1, рукояти 2 и ковша 3, соединенные напорными и сливными линиями с их гидрораспределителями 4, 5 и 6, которые связаны напорными линиями 7 с источником питания (на чертеже не показан), а сливными линиями - с баком 8, а также узел автоматического управления потоком рабочей жидкости во время копания, включаюший двухзолотниковый гидрораспределитель 9 и 10 и два гидравлических реле времени 11 и 12, включающих золотники-дроссели 13 и 14, золотникидозаторы 15 и 16 и подстраивающие плунжеры 17 и 18. Линия 19 может соединить с источником питания или со сливом гидрораспределитель 9, а также входную линию 20.реле 11. Выходная линия 21 гидрораспределителя 9 соединяет его с полостью управления гидрораспределителем 5. Линия 22 может соединять с источником питания или со сливом гидрораспределитель 9. Выходная линия 23 соединяет гидрораспределитель 9 с гидрораспределителем 10, а также с входной линией 24 реле 12. Линия 25 соединяет гидрораспределитель 10 с баком 8. Выходная линия 26 гидрораспределителя 10 соединяет его с полостью управления гидрораспределителя 4. Выходная линия 27 гидрораспределителя 10 соединяет его с полостью управления гидрораспределителя 6. Торцовые полости золотниковдозаторов 15 и 16 связаны через линии 28 и 29 и золотники-дроссели 13 и 14,-находящиеся в верхней по чертежу позиции, сливной линией 30 с баком 8. Линией зарядки 31 торцовые полости золотников-дозаторов 15 и 16 связаны уерез линии 28 и 29 и золотники-дроссели 13 и 14, находят щиеся в нижней по чертежу позиции, с источником питания. Торцовая полость управления глдрораспределителя 9 через выходную линию 32 реле 11 связана с золотником-дозатором 15. Торцовая полость гидрораспределителя 10 через выходную линию 33 реле 12 связана с золотником-дозатором 16. Торцовая полость управления золотникадросселя 13 связана с входной линией 20 реле 11, а торцовая полость управления золотника-дросселя 14 связана с входной линией 24 реле 12. Линия 34 связывает рабочую полость подстраивающего плунжера с порщневой полостью гидроцилиндра рукояти 2. Линия 35 связывает рабочую полость подстраивающего плунжера 18 с порщневой полостью гидроцилиндра ковша 3. Золотник-дроссель 13, находясь в верхней позиции, во время работы реле 11 в режиме выдержки времени контактирует со щтоком подстраивающего плунжера 17. Золотникдроссель 14, также находясь в верхней позиции, эо время работы реле 12 в режиме выдержки време1Й1 контактирует со щтоком подстраивающего плунжера 18. Порщни подстраивающих плунжеров 17 и .18 подпружинены. При перемещении штоков этих плунжеров изменяются сечения дроссельных отверстий в золотниках-дросселях 13 и 14. Постоянно или перед началом рабочих операций в линию 31 подается рабочая жидкость от источника питания (после появления потока рабочей жидкости в линиях 19 или 22, линия 31 может быть соединена со сливом). Под действием давления рабочей жидкости в линии 31 золотники-дроссели 13 и 14 занимают нижние позиции и пропускают через себя поток рабочей жидкости в торцовые полости управления золотников-дозаторов 15 и 16, которые смещаются в правые позиции, причем происходит заполнение дозированных объемов их торцовых полостей. Золотники-дозаторы 15 и 16, сместивщись в правые позиции, запирают проход рабочей жидкости через себя. Гидропривод работает следующим образом. Для копания в последовательности «рукоять-ковщ мащинист включает распределитель (на чертеже не показан) и подает рабочую жидкость во входную линию 19 (в этом случае линия 22 соединена со сливом), и далее через гидрораспределитель 9 по линии 21 в полость управления гидрораспределител 5. Золотник гидрораспределителя 5 смещается в нижнюю по чертежу позицию, пропуская через себя поток рабочей жидкости из напорной линии 7 в порщневую полость гидроцилиндра 2 рукояти. Начинается поворот рукояти, копание, заполнение грунтом ковща. Рабочая жидкость из линии 19 поступает также во входную линию 20 реле 11 и, так как проход через золотник-дозатор 15 закрыт (золотник-дозатор 15 находится в правой позиции), рабочая жидкость поступает в торцовую полость золотника-дросселя 13 и смещает его вверх. Из торцовой полости золотника-дозатора 15 рабочая жид-,, кость начинает сливаться в бак 8 через дроссельное отверстие в золотнике-дросселе 13. Время истечения жидкости определяет длительность копания при повороте рукояти. После того, как весь дозированный объем жидкости сольется, золотникдозатор 15 занимает левую позицию и рабочая жидкость из входной линии 20 реле проходит в выходную линию 32 реле 11 через золотник-дозатор 15 и далее в торцовую полость управления гидрораспределителя 9, чем вызывается перемещение его золотника в верхнюю позицию. Через гидрораспределитель 3 рабочая жидкость поступает в выходную линию 23 к гидрораспределителю 10, пройдя через который в линию 27, рабочая жидкость попадает в полость управления гидрораспределителя 6. Золотник гидрораспределигеля 6 смещается вниз по чертежу, пропускает через себя поток рабочей жидкости из напорной линии 7 в поршневую полость гидроцилиндра 3 ковша. Начинается поворот ковша, копание, ковш продолжает заполняться. Так. как золотник гидрораспределителя 9 находится в верхней позиции, выходная линия 21 соединяется с линией. 22 и через нее - со сливом. В этом случае золотник гидрораспределителя 5 устанавливается пружинами в нейтральную позицию. Рабочая жидкость в поршневую полость гидроцилиндра рукояти больше не поступает, поворот рукояти .прекращается. Рабочая жидкость из линии 23 поступает также во входную линию 24 реле 12, так как проход через золотникдозатор 16 .закрыт (после зарядки он находится в правой позиции), рабочая жидкость поступает в торцовую полость уйрав ления золотника-дросселя 14 и смещает его вверх. Из торцовой полости золотника-дозатора 16 рабочая жидкость начинает сливаться в бак 8 через дроссельное отверстие в золотнике-дросселе 14. Время истечения жидкости определяет длительность копа- 35 ния при повороте ковша. После того, как весь дозированный объем жидкости сольется, золотник-дозатор 16 занимает левую позицию и рабочая жидкость из входной линии 27 реле 12 проходит в выходную линию 33 реле 12 через золотник-дозатор 16 и далее в торцовую полость управления гидрораспределителя 10, чем вызывается перемещение его золотника в нижнюю позицию. Через гидрораспределитель 10 рабачая жидкость поступает в выходную ли- 45 нию 26 и далее в полость управления гидрораспределителем 4. Золотник гидрораспределителя 4 смещается и, занимая нижнюю позицию,- пропускает через себя поток рабочей жидкости из напорной линии 7 „ в поршневую полость гидроцилиндра 1 стрелы. Начинается подъем рабочего оборудования с наполненным ковщом из забоя. Так как золотник гидрораспределителя 10 находится в верхней позиции, выходная линия 27 соединяет через линию. 25 55 со сливом полость управления гидрораспределителя 6. Золотник распределителя 6 устанавливается пружинами в нейтральную позицию. Рабочая жидкость в поршневую полость гидроцилиндра 3 ковша больше не поступает, поворот ковша прекрашается. Подъем рабочего оборудования останавливается машинистом по мере необходимости при соединении входной линии 19 со сливом. Для копания при повороте ковша машинист подает рабочую жидкость во входную линию к гидрораспределителю 9 и через него - к гидрораспределителю 10. При этом линия 19 соединена со сливом, По линии 27 рабочая жидкость попадает в полость управления гидрораспределителя 6. Золотник гидрораспределителя 6 смещается и, занимая нижнюю позицию, пропускает через себя поток рабочей жидкости из напорной линии 7 в поршневую полость гидроцилиндра 3 ковша, начинается поворот ковша и копание. Рабочая жидкость из линии 20 поступает также во входную линию 24 реле 12, так как после зарядки золотник-дозатор 16 находится в правой позиции, проход через него закрыт, рабочая жидкость поступает в торцовую полость управления золотникадроссеЛя 14 и смещает его вниз. Из торцовой полости золотника-дозатора 16 рабочая жидкость начинает сливаться в бак через дроссельное отверстие в золотникедросселе 14. Время истечения жидкости определяет длительность копания при повороте ковща. После того, как дозированный объем жидкости сольется, золотникдозатор занимает левую позицию и рабочая жидкость из входной линии 24 реле 12 проходит в выходную линию 33 реле 12 через золотник-дозатор 16 и далее в торцовую полость управления гидрораспределителя. 10, чем вызывается перемещение его золотника в нижнюю позицию. Через гидрораспределитель 10 рабочая жидкость поступает в выходную линию 26 и далее в полость управления гидрораспределителя 4. Золотник гидрораспределителя 4 смещается, занимая нижнюю позицию, пропускает через себя поток рабочей жидкости из напорной линии 7 в порщневую полость гидроцилиндра 1 стрелы. Начинается подъем рабочего оборудования с наполненным ковшом из забоя. Так как золотник гидрораспределителя 10 находится в нижней позиции, выходная линия 27 соединяется с баком через линию 25. Золотник распределителя 6 устанавливается пружинами в нейтральную позицию. Рабочая жидкость в поршневую полость гидроцилиндра ковша больше не поступает, поворот ковша прекращается. Подъем рабочего оборудования останавливается машинистом по мере необходимости при соединении линии 2.2 со сливом, Время истечения дозированного объема через дроссельные отверстия в золотникахдросселях 11 и 12 из-под торца золотниковдозаторов определяется площадью этих отверстий. При иастройке устройства автоматического управления потоком сечения дроссельных отверстий выбираются соответствующими времени копания в грунтах малой плотности. Следовательно, реле настраиваются на минимальную выдержку времени, а гидропривод - на выполнение копания за минимальное время. При копании грунтов средней и больщей плотности давление рабочей жидкости в полостях копающих гидроцилиндров увеличивается, соответственно требуется увеличить длительность копания тем или иным исполнительным механизмом. Например, если копание происходит при повороте рукояти, давление рабочей жидкости увеличивается в поршневой полости гидроцилиндра 2 рукояти, связанной линией 30 с рабочей полостью подстраивающего плунжера 17. Когда это давление достигает значения, соответствующего предварительному поджатию пружины, щток плунжера 17 начинает перемещаться в контакте с торцом золотника-дросселя 13. При перемещении площадь дроссельного отверстия в золотнике-дросселе 13 уменьщается, увеличивается время истечения рабочей жидкости из-под торца золотника-дозатора 15 и время копания при повороте рукояти. В случае копания при повороте ковща увеличивающееся в порщневой полости гидроцилиндра ковща давление рабочей жидкоети по линии 35 попадает в рабочую полость подстраивающего плунжера 18 и уменьщает площадь дроссельного окна в золотнике-дросселе 14. Время копания при повороте ковща увеличивается. При необходимости копать только рукоятью реле 12 вручную щунтируется (устанавливается- на минимальную порядка О , 1, .... 0,2 с выдержку). Тогда переключение распределителя 9 вызывает быстрое переключение гидрораспределителей 10 и 4 и подъем рабочего оборудования. Таким образом, с использованием гидропривода по предлагаемому изобретению можно осуществить процесс копания автоматически, не перестраивая его вручную при переходе с одного грунта на другой или от грунта с включениями к грунту без включений. Это облегчает условия труда мащиниста и повыщает производительность на 10-12%. Формула изобретения Гидропривод одноковщового экскаватора,, включающий источник питания, гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковща с распределителями гидромагистрали и узел автоматического управления, содержащий распределители и гидравлические реле времени, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности экскаватора, гидравлические реле времени снабжены подстраивающими плунжерами, рабочая полость одного из которых связана порщневой полостью гидроцилиндра рукояти, а рабочая полость другого - с порщневой полостью гидроцилиндра ковща. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3414146, кл. 214-138, опублик. 1964. 2.Авторское свидетельство СССР № 541946, кл. Е 02 F 9/22. 19741 (прототип).