SU1016449A1 - Hydraulic drive of earth-moving and transport machine boom - Google Patents

Abstract

ГИДРОПРИВОД СТРЕЛЫ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ, включающий гидронасос, основные и св занный с пневмогндроаккумул тором дополнительный гидроцилиндры стрелы, распределитель и гидромагистрали, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности машины, он снабжен регул тором с полост ми сравнени  и штоком, дросселем расхода с обратным клапаном и закрытым гидробаком, св з анным со штоковой и посредством клапана управлени  с поршневой полост ми дополнительного гидроцилиндра стрелы, а полости сравнени  регул тора сообщены соответственно с поршневыми полост ми основных и дополнительного гидроцилиндров-стрелы , при этом шток регул тора св зан с дросселем расхода. W Од 4ib ;оHYDRAULIC DERRICKS Earthmoving machinery comprising a hydraulic pump, the main and associated with pnevmogndroakkumul torus additional cylinders boom valve and gidromagistrali, characterized in that in order to increase the productivity of the machine, it is provided with a regulator with cavities comparing and rod, the throttle flow rate a check valve and a closed hydraulic tank connected to the rod end and, by means of a control valve, to the piston cavity of the additional boom hydraulic cylinder, and the comparison cavity of the regulator respectively, with the piston cavities of the main and additional hydraulic cylinders-boom, while the regulator rod is connected to the flow throttle. W od 4ib; o

Description

Изобретение относитс  к землеройнотранспортным машинам, а именно к их гидроприводам . Известен гидропривод стрелы экскаватора , содержащий стрелу, шарнирно соединенную с поворотной платформой и гидроцилиндрами подъема, которые соединены с распределителем, гидронасосом, пневмогидроаккумул торами , гидромоторами 1. Недостатком указанного гидропривода  вл етс  сложна  конструкци , содержаща  гидромоторы, пневмогидроаккумул торы, больщое количество гидроклапанов. Наиболее близким решением к изобретению  вл етс  гидропривод стрелы, включающий гидронасос, основные и св занные с пневмогидроаккумул тором дополнительный гидроцилиндры стрелы, распределитель и гидромагистрали 2. Недостаток указанного гидропривода заключаетс  в том, что при подъеме стрелы , особенно при порожнем или частично заполненном ковще, возможно резкое увеличение скорости подъема, обусловленное быстрой разр дкой пневмогидроаккумул тора . При этом в гидроцилиндрах подъема стрелы возникают разрывы потока рабочей жидкости со всеми неблагопри тными последстви ми (подсос воздуха в гидросистему , кавитаци  и т. д.). Указанное неблагопри тное вли ние еще более усиливаетс , если работа происходит по технологическим соображени м на пониженных оборотах двигател , когда гидронасос осуществл ет малую подачу рабочей жидкости в гидроцилиндры управлени  стрелой. Дл  эффективной работы гидропривода необходимо, чтобы скорость подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры управлени  стрелой и скорость подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр, сообщенный с пневмогидроаккумул тором, находились в соответствии. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности машины за счет стабилизации скорости подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр, сообщенный с пневмогидроаккумул тором . Указанна  цель достигаетс  тем, что гидропривод стрелы землеройно-транспортной мащины, включающий гидронасос, основные и св занные с пневмогидроаккумул тором дополнительный гидроцилиндры стрелы, распределитель и гидромагистрали, снабжен регул тором с полост ми сравнени  и штоком , дросселем расхода с обратным клапаном и закрытым гидробаком, св занным со штоковой и посредством клапана управлени  с поршневой полост ми дополнительного гидроцилиндра стрелы, а кажда  из полостей сравнени  регул тора сообщены соответственно с поршневыми полост ми основных и дополнительного гидроцилиндров стрелы, при этом щток регул тора св за-н с дросселем расхода. На фиг. 1 изображена схема рабочего оборудовани  землеройно-транспортной машины экскаватора; на фиг. 2 - функциональна  схема работы гидропривода стрелы; на фиг. 3 - схема гидропривода стрелы. Гидропривод имеет гидроцилиндры 1 управлени  стрелой, шарнирно соединенные со стрелой 2 и поворотной платформой экскаватора , дополнительный гидроцилиндр 3, сообщенный с пневмогидроаккумул тором 4, шарнирно соединенный со стрелой 2 и поворотной платформой экскава7ора. Функции преобразовател  скоростей Потоков в перемещении осуществл ет регул тор гидроцилиндр-датчик 5. При помощи полостей 6 и 7 сравнени  функции элемента сравнени  выполн ет поршень со штоком 8, который св зан с дросселем 9 расхода. Изменение скоростей потоков рабочей жидкости в гидроцилиндрах 1 и 3 осуществл етс  косвенно через давлени  в их поршневых полост х. Поршнева  полость дополнительного гидроцилиндра 3 сообщена с полостью 6 гидромагистралью 10, а порщневые полости основных гидроцилиндров 1 сообщены с полостью 7 гидромагистралью 11. Обратный клапан 12 установлен параллельно дросселю 9 расхода. Гидроклапан 13управлени  включен в гидромагйстраль 14гидронасоса 15, а распределитель 16 соединен гидромагистрал ми с гидронасосом 15 и гидроцилиндрами 1 управлени  стрелой 2. В гидромагистрали гидроцилиндров 1 включен гидрозолотник 17 ускоренного опускани  стрелы. Закрытый гидробак 18 подключен гидромагистралью 19 к щтоковой полости гидроцилиндра 3 и через клапан 13 управлени  подключен к поршневой полости гидроцилиндра 3. В гидромагистрали гидроцилиндра 3 включен обратный клапан 20. Гидропривод стрелы работает следующим образом. Дл  подъема стрелы 2 распределитель 16 перемещаетс  вниз. Рабоча  жидкость гидронасосом 15 подаетс  в поршневые полости гидроцилиндров 1 управлени  стрелой 2. В момент включени  распределител  16 автоматически переключаетс  гидроклапан 13 и осуществл етс  подача рабо чей жидкости в гидроцилиндр 3 из пневмо .гидроаккумул тора 4. При этом стрела 2 поднимаетс . Одновременно осуществл етс  измерение при помощи регул тора 5 скорости потока рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндры 1. Аналогично измер етс  регул тором 5 величина скорости потока рабочей жидкости подаваемой в гидроцилиндр 3 из пневмогидроаккумул тора 4. В результате сравнени  указанных сигналов скоростей потоков возникает перемещение поршн , шток 8 которого управл ет сечением дроссел  9 расхода.The invention relates to earth-moving machines, namely, their hydraulic actuators. The hydraulic actuator of the excavator boom is known, which contains an boom pivotally connected to the turntable and lifting hydraulic cylinders, which are connected to the distributor, hydraulic pump, pneumohydraulic accumulators, and hydromotor, the hydromotor, which is connected to the hydraulic actuator. The closest solution to the invention is an hydraulic boom, which includes a hydraulic pump, main boom hydraulic cylinders and auxiliary hydraulic cylinders, a distributor and hydraulic lines 2. The disadvantage of this hydraulic drive is that, when lifting the boom, especially when empty or partially filled, a sharp increase in the rate of ascent due to the rapid discharge of a pneumohydroaccumulus torus. In this case, in hydraulic cylinders of boom lift, there are gaps in the flow of the working fluid with all the adverse consequences (air leaks into the hydraulic system, cavitation, etc.). This adverse effect is further enhanced if the operation occurs for technological reasons at lower engine speeds when the hydraulic pump carries out a small supply of working fluid to the boom control hydraulic cylinders. For effective operation of the hydraulic drive, it is necessary that the flow rate of the working fluid to the hydraulic cylinders of boom control and the flow rate of the working fluid to the hydraulic cylinder communicated with the pneumohydraulic accumulator are in accordance. The aim of the invention is to increase the productivity of the machine by stabilizing the flow rate of the working fluid to the hydraulic cylinder in communication with the pneumatic accumulator. This goal is achieved by the fact that the hydraulic actuator of the boom of the earthmoving equipment, including a hydraulic pump, main and additional boom hydraulic cylinders connected to a pneumohydraulic accumulator, hydraulic boom cylinders, a distributor and hydraulic mains, is equipped with a regulator with a comparison cavity and a rod, a flow throttle with a non-return valve and an enclosed valve and a syringe. connected to the rod and through the control valve to the piston cavities of the additional boom hydraulic cylinder, and each of the controller comparison cavities communicates respectively with the piston bubbled cavities main and additional hydraulic cylinders arrows, while schtok regulator for district communication with the flow restrictor. FIG. 1 shows a diagram of the working equipment of an excavator earth-moving machine; in fig. 2 - functional scheme of the hydraulic boom; in fig. 3 - diagram of the hydraulic boom. The hydraulic actuator has hydraulic boom 1 boom control, pivotally connected to boom 2 and the rotary platform of the excavator, an additional hydraulic cylinder 3 connected to the pneumatic hydraulic accumulator 4 pivotally connected to the boom 2 and the rotary platform of the excavator. The functions of the flow transducer in displacement are performed by the hydraulic cylinder-sensor controller 5. With the help of the cavities 6 and 7, the piston with the rod 8, which is connected to the flow throttle 9, performs the functions of the reference element. The variation of the flow rates of the working fluid in the cylinders 1 and 3 is carried out indirectly through the pressures in their piston cavities. The piston cavity of the additional hydraulic cylinder 3 communicates with the cavity 6 of the hydraulic line 10, and the piston cavities of the main hydraulic cylinders 1 are connected with the cavity 7 of the hydraulic highway 11. The check valve 12 is installed parallel to the flow restrictor 9. The hydraulic valve 13 of the control unit is included in the hydraulic line 14 of the hydraulic pump 15, and the distributor 16 is connected by hydraulic lines to the hydraulic pump 15 and hydraulic cylinders 1 of the boom 2 control. In the hydraulic lines of the hydraulic cylinders 1, an hydraulic lower hammer 17 is activated for lowering the boom. The closed hydraulic tank 18 is connected by the hydraulic line 19 to the throat cavity of the hydraulic cylinder 3 and through the control valve 13 is connected to the piston cavity of the hydraulic cylinder 3. In the hydraulic main of the hydraulic cylinder 3 a non-return valve 20 is turned on. The hydraulic boom works as follows. To raise the boom 2, the distributor 16 moves down. The working fluid is supplied by the hydraulic pump 15 to the piston cavities of the hydraulic cylinders 1 of the boom 2. At the moment of switching on the distributor 16, the hydraulic valve 13 automatically switches and the working fluid is supplied to the hydraulic cylinder 3 from the pneumatic accumulator 4. The hydraulic boom 2 rises. Simultaneously, the measurement using the regulator 5 of the flow rate of the working fluid supplied to the hydraulic cylinders 1 is carried out. Similarly, the controller 5 measures the flow rate of the working fluid supplied to the hydraulic cylinder 3 from the pneumohydraulic accumulator 4. As a result of a comparison of the indicated flow velocity signals, a piston movement occurs the rod 8 of which controls the flow section of the throttles 9.

При подъеме стрелы 2 без груза в ковше на пониженных оборотах двигател  гидронасос 15 не успевает заполн ть жидкостью поршневые полости гидроцилиндров 1, это приводит к уменьшению давлени  в полости 7 регул тора 5, в результате чего поршень штока 8 перемешаетс  вверх, уменьша  сечение дроссел  9 и расход жидкости из пневмогидроаккумул тора 4. При увеличении подачи рабочей жидкости гидронасосом 15 (в результате увеличени  оборотов двигател ) давление в полости 7 возрастает , поршень штока 8 перемешаетс  вверх, уменьша  сечение дроссел  9 и расход жидкости из пневмогидроаккумул тора 4. При увеличении подачи рабочей жидкости гидронасосом 15 (в результате увеличени  оборотов двигател ) давление в полости 7 возрастает, поршень штока 8 перемеш.аетс  вниз, увеличива  сечение дроссел  9 и подачу жидкости из пнеймогидроаккумул тора 4.When boom 2 is lifted without load in the bucket at lower engine speeds, hydraulic pump 15 does not have time to fill the piston cavities of hydraulic cylinders 1 with liquid, this leads to a decrease in pressure in cavity 7 of regulator 5, resulting in piston of rod 8 moving upward, reducing cross section of throttle 9 and fluid consumption from pneumohydroaccumulator 4. With an increase in the supply of working fluid by the hydraulic pump 15 (as a result of an increase in engine speed), the pressure in cavity 7 increases, the piston of the rod 8 mixes up, reducing the cross section of throttles 9 and fluid discharge from pneumohydroaccumulator 4. When the working fluid supply is increased by hydraulic pump 15 (as a result of an increase in engine speed), pressure in cavity 7 increases, piston rod 8 is stirred down, increasing cross section of throttles 9 and fluid supply from the pneumohydroaccumulator 4.

Таким образом осуществл етс  регулирование расхода жидкости из пневмогидроаккумул тора 4 в соответствии с подачей жидкости гидронасосом 15 в гидроцилиндры 1.In this way, the flow of fluid from the pneumohydroaccumulator 4 is controlled in accordance with the flow of fluid by the hydraulic pump 15 to the hydraulic cylinders 1.

Гидропривод рассчитан так, что при подъеме стрелы 2 с грузом в ковше при номинальных оборотах вала двигател  дроссель 9, управл ющий потоком рабочей жидкости из пневмогидроаккумул тора 4, открыт полностью. Дросселирование потока происходит только при подъеме рабочего оборудовани  с порожним ковшом или при работе двигател  на частичных скоростных режимах.The hydraulic actuator is designed so that when boom 2 is lifted with a load in the bucket at nominal rpm of the engine shaft, throttle 9, which controls the flow of working fluid from the pneumohydraulic accumulator 4, is fully open. Flow throttling occurs only when working equipment is raised with an empty bucket or when the engine is operating at partial speeds.

При опускании стрелы 2 зар дка пневмогидроаккумул тора 4 осуществл етс  путем подачи в него рабочей жидкости из гидроцилиндра 3 через обратный клапан 12, мину  дроссель 9.When the boom 2 is lowered, the charging of the pneumohydraulic accumulator 4 is carried out by supplying the working fluid from the hydraulic cylinder 3 through the check valve 12, the throttle 9.

Дл  ускоренного опускани  стрелы 2, например с целью внедрени  зубьев ковша в промерзшую верхнюю корку грунта, гидрозолотник 17 включает влево. В результате полости гидроцилиндров 1 оказываютс  соединенными между собой и основным гидробаком, а полости гидроцилиндра 3 через клапан 13 управлени  соединены между собой и с гидробаком 18. В этом случае при опускании стрелы 2 противодавлени  в гидроцилиндрах 1 отсутствуют и опускание стрелы 2 осуществл етс  под собственным весом с повышенной скоростью .In order to accelerate the lowering of the boom 2, for example, in order to insert the bucket teeth into the frozen upper crust of the soil, the hydrogammer 17 turns to the left. As a result, the cavities of the hydraulic cylinders 1 are interconnected and the main hydraulic reservoir, and the cavities of the hydraulic cylinders 3 through the control valve 13 are interconnected and with the hydraulic reservoir 18. In this case, when the boom 2 is lowered, there are no back pressure in the cylinders 1 and the boom 2 is lowered by its own weight with increased speed.

При отсутствии рабочей жидкости в пневмогидроаккумул торе 4 обратный клапан 20 служит дл  исключени  разрыва потока рабочей жидкости в полост х гидроцилиндра 3 в процессе подъема стрелы.In the absence of a working fluid in the pneumohydroaccumulator 4, the check valve 20 serves to prevent a rupture of the flow of the working fluid in the cavity of the hydraulic cylinder 3 during the boom raising process.

Описанный принцип регулировани  может быть реализован различными техничёскими устройствами: механическими, электрическими , гидромеханическими и т. п. Этот принцип обобщен в блок-схеме (фиг. 2), В блоке 21 соответствующей полости 7 регул тора 5 (фиг. 3) величина сксфости потока рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндры 1, преобразуетс  в перемещение . Одновременно в блоке 22 (полость 6 регул тора 5) величина скорости потока рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндр 3, сообщенный с пневмогидроаккумул тором 4, преобразуетс  в перемещение. .The described principle of regulation can be implemented by various technical devices: mechanical, electrical, hydromechanical, etc. This principle is summarized in the block diagram (Fig. 2). In block 21 of the corresponding cavity 7 of the regulator 5 (Fig. 3) the working fluid supplied to the hydraulic cylinders 1 is converted into displacement. At the same time, in block 22 (cavity 6 of regulator 5), the magnitude of the flow rate of the working fluid supplied to the hydraulic cylinder 3, which is in communication with the pneumohydroaccumulator 4, is converted into displacement. .

Указанные перемещени  подаютс  на элемент сравнени  (поршень регул тора 5) где вырабатываетс  сигнал дл  управлени  дросселем 9 расхода, осуществл ющим регулирование потока рабочей жидкости из пневмогидроаккумул тора 4.These movements are fed to the reference element (the piston of the regulator 5) where a signal is generated to control the flow throttle 9, which regulates the flow of the working fluid from the pneumohydroaccumulator 4.

Использование предлагаемого гидропривода стрелы экскаватора позвол ет повысить его производительность за счет реализации более высокой скорости подъема стрелы .The use of the proposed hydraulic drive of the excavator boom improves its performance by implementing a higher boom lifting speed.

Claims (1)

ГИДРОПРИВОД СТРЕЛЫ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ, включающий гидронасос, основные и связанный с пневмогидроаккумулятором дополнительный гидроцилиндры стрелы, распределитель и гидромагистрали, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности машины, он снабжен регулятором с полостями сравнения и штоком, дросселем расхода с обратным клапаном и закрытым гидробаком, связанным со штоковой и посредством клапана управления с поршневой полостями дополнительного гидроцилиндра стрелы, а полости сравнения регулятора сообщены соответственно с поршневыми полостями основных и дополнительного гидроцилиндров-стрелы, при этом шток регулятора связан с дросселем расхода.HYDRAULIC ARROW OF THE EARTH AND TRANSPORT MACHINE, including a hydraulic pump, main and additional boom hydraulic cylinders, distributor and hydraulic lines, characterized in that, in order to increase the productivity of the machine, it is equipped with a regulator with comparison cavities and a stem, a flow restrictor with a non-return valve a hydraulic tank connected to the rod and through the control valve with the piston cavities of the additional boom hydraulic cylinder, and the controller comparison cavities are communicated with respectively, with piston cavities of the main and additional boom hydraulic cylinders, while the regulator rod is connected to a flow throttle. Фиг. 7FIG. 7