SU1460149A1 - Power shovel hydraulic drive - Google Patents

Description

Изобретение относится к экскаваторостроению, а именно к системам гидропривода, преимущественно малогабаритных экскаваторов.The invention relates to excavation, and in particular to hydraulic systems, mainly small excavators.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение управления.The aim of the invention is to increase reliability and simplify management.

На фиг. 1 изображен малогабаритный экскаватор, общий вид; на фиг. 2 — гидросхема экскаватора.In FIG. 1 shows a small-sized excavator, general view; in FIG. 2 - hydraulic circuit of the excavator.

Малогабаритный экскаватор содержит двигатель 1, коробку 2 переменных передач установленную на раме 3. Коробка 2 переменных передач содержит оси ведущих колес 4 и вал отбора мощности, к которому крепится насосная установка 5. К коробке переменных передач крепится штанга 6 управления, на которой установлены бак 7 рабочей жидкости и блок 8 клапанов и гидрораспределителей.A small-sized excavator contains an engine 1, a variable-speed gearbox 2 mounted on the frame 3. A variable-speed gearbox 2 contains the axles of the driving wheels 4 and a power take-off shaft to which the pump unit 5 is attached. A control rod 6 is attached to the variable-speed gearbox, on which the tank 7 is mounted working fluid and block of 8 valves and control valves.

На раме 3 шарнирно установлена поворотная колонка 9, на которой шарнирно крепится рабочее оборудование экскаватора, содержащее стрелу 10 и её гидроцилиндр 11, рукоять 12 и ее гидроцилиндр 13, ковш 14 и его гидроцилиндр 15. Поворотная колонка 9 приводится гидроцилиндром 16.A rotary column 9 is pivotally mounted on the frame 3, on which the working equipment of the excavator is pivotally mounted, containing the boom 10 and its hydraulic cylinder 11, the handle 12 and its hydraulic cylinder 13, the bucket 14 and its hydraulic cylinder 15. The rotary column 9 is driven by the hydraulic cylinder 16.

На раме 3 установлены также откидные аутригеры 17, которые фиксируются в рабочем и транспортном положениях известными устройствами (не показаны). На задней части рамы 3 шарнирно установлен аутригер 18, который управляется гидроцилиндром 19. Аутригер 18 выполнен в виде опорной площадки, которая является рабочим местом машиниста 20 при копании. Машинист 20, стоя на площадке аутригера 18, управляет экскаватором при разработке грунта и является добавочным противовесом. На микроэкскаваторах масса машиниста составляет до 60% массы противовеса.Hinged outriggers 17 are also mounted on the frame 3, which are fixed in the working and transport positions by known devices (not shown). An outrigger 18 is pivotally mounted on the rear of the frame 3, which is controlled by the hydraulic cylinder 19. The outrigger 18 is designed as a support platform, which is the workplace of the driver 20 when digging. The driver 20, standing on the site of the outrigger 18, controls the excavator during excavation and is an additional counterweight. On microexcavators, the weight of the driver is up to 60% of the mass of the counterweight.

Блок 8 клапанов и гидрораспределителей содержит предохранительный клапан 21, гидрораспределители 22—25, которые управляют соответственно гидроцилиндрами 15 ковша, стрелы 10, рукояти 12, поворотной колонки 9. В гидромагистралях гидроцилиндров 11 стрелы и рукояти 12 установлены реактивные и подпиточные гидравлические клапаны 26.Block 8 of valves and control valves contains a safety valve 21, control valves 22-25, which respectively control the hydraulic cylinders 15 of the bucket, boom 10, handle 12, and the rotary column 9. In the hydraulic lines of the hydraulic cylinders 11 of the boom and handle 12, reactive and make-up hydraulic valves 26 are installed.

В гидромагистрали 27, соединяющей гидрораспределитель 23 со штоковой полостью гидроцилиндра 11 стрелы (работающей на подъем стрелы 10), параллельно установлен перепускной клапан 28, который посредством гидромагистрали 29 связывает гидромагистраль 27 со штоковой полостью гидроцилиндра 19 аутригера 18. Штоковая полость гидроцилиндра 19 работает на подъем аутригера 18 в транспортное положение, а его поршневая полость — соответственно на опускание в рабочее положение. Транспортное положение аутригера 18 показано на фиг. 1 пунктирными линиями. Поршневая полость гидроцилиндра 19 аутригера 18 че рез гидромагистраль 30, установленный в ней обратный клапан 31 связана с гидромагистралью 32, соединяющей гидрораспределитель 23 с поршневой полостью гидроцилиндра 11 стрелы.In the hydraulic line 27 connecting the control valve 23 to the rod cavity of the boom hydraulic cylinder 11 (working to lift the boom 10), a bypass valve 28 is installed in parallel, which connects the hydraulic line 27 to the rod cavity of the hydraulic cylinder 19 of the outrigger 18 via the hydraulic line 29. The rod cavity of the hydraulic cylinder 19 works to lift the outrigger 18 to the transport position, and its piston cavity, respectively, for lowering to the working position. The transport position of the outrigger 18 is shown in FIG. 1 dashed lines. The piston cavity of the hydraulic cylinder 19 of the outrigger 18 through the hydraulic line 30, the check valve 31 installed therein is connected to the hydraulic line 32 connecting the valve 23 to the piston cavity of the boom cylinder 11.

В гидромагистрали 33, соединяющей гидрораспределитель 22 со штоковой полостью гидроцилиндра 15 ковша 14 параллельно установлен второй перепускной клапан 3'4, который посредством гидромагистрали 30 связывает гидромагистраль 33 с поршневой полостью гидроцилиндра 19 аутригера 18. При этом штоковая полость гидроцилиндра 19 через магистраль 29 и обратный клапан 35 связана с гидромагистралью 36, соединяющей гидрораспределитель 22 с поршневой полостью гидроцилиндра 15.In the hydraulic line 33 connecting the valve 22 to the rod cavity of the hydraulic cylinder 15 of the bucket 14, a second bypass valve 3'4 is installed in parallel, which, via the hydraulic line 30, connects the hydraulic line 33 to the piston cavity of the hydraulic cylinder 19 of the outrigger 18. In this case, the rod cavity of the hydraulic cylinder 19 through the line 29 and the non-return valve 35 is connected to the hydraulic line 36 connecting the control valve 22 with the piston cavity of the hydraulic cylinder 15.

Настройка перепускных клапанов 28 и 34 осуществляется на давление ниже давления настройки предохранительного клапана 21 и выше соответственно давления, необходимого для подъема стрелы с груженым ковшом и отворота груженого ковша. Величина этих давлений относительно небольшая, поскольку наибольшие величины давления возникают при копании грунта.The bypass valves 28 and 34 are adjusted to a pressure lower than the setting pressure of the safety valve 21 and above, respectively, the pressure required to lift the boom with the loaded bucket and turn the loaded bucket. The magnitude of these pressures is relatively small, since the highest pressures occur when digging the soil.

Гидропривод работает следующим образом.The hydraulic actuator operates as follows.

Перед началом копания машинист 20 переводит экскаватор из транспортного в рабочее положение. Для этого он опускает и фиксирует в рабочем положении откидные аутригеры 17, а затем посредством гидрораспределителя 22 отворачивает ковш в крайнее положение. (Практически на всех экскаваторах, и в особенности на малогабаритных, копание начинается при полностью отвернутом ковше). После того, как ковш 14 отвернулся и поршень гидроцилиндра 15 останавливается в своем крайнем положении и при открытом гидрораспределителе 22 давление в гидромагистрали 33 начинает расти. После того, как давление в . гидромагистрали 33 превысит давление настройки перепускного клапана 34, рабочая жидкость по гидромагистрали 30 направится в поршневую полость гидроцилиндра 19 привода аутригера 18 и шток гидроцилиндра 19 будет выдвигаться и опускать аутригер 18 в рабочее положение. Из штоковой полости гидроцилиндра 19, являющейся сливной при опускании аутригера 18, рабочая жидкость по гидромагистрали 29 через обратный клапан 35 попадает в сливную полость 36 (при отвернутом ковше) и через гидрораспредёлитель 22 и соответствующие сливные магистрали блока 8 направляется в бак 7 рабочей жидкости.Before starting digging, the driver 20 transfers the excavator from the transport to the working position. To do this, he lowers and locks in the working position the folding outriggers 17, and then through the valve 22 turns the bucket to the extreme position. (Almost all excavators, and especially small ones, digging starts with the bucket fully turned away). After the bucket 14 has turned away and the piston of the hydraulic cylinder 15 stops in its extreme position and with the valve open 22, the pressure in the hydraulic line 33 begins to increase. After the pressure in. hydraulic line 33 will exceed the pressure setting bypass valve 34, the hydraulic fluid along the hydraulic line 30 will go into the piston cavity of the hydraulic cylinder 19 of the actuator 18 and the rod of the hydraulic cylinder 19 will extend and lower the outrigger 18 to its working position. From the rod cavity of the hydraulic cylinder 19, which is draining when lowering the outrigger 18, the working fluid flows through the hydraulic line 29 through the check valve 35 into the drain cavity 36 (with the bucket turned away) and is directed through the control valve 22 and the corresponding drain lines of block 8 to the working fluid tank 7.

Поскольку гидромагистрали 27 и 32 гидроцилиндра 11 привода стрелы в это время заперты, то рабочая жидкость через обратный клапан 31 не будет поступать в гидромагистраль 32.Since the hydraulic lines 27 and 32 of the hydraulic cylinder 11 of the boom drive are locked at this time, the working fluid through the non-return valve 31 will not enter the hydraulic line 32.

Таким образом, машинист 20 одним движением рычага гидрораспределителя 22 при1460149 водит ковш 14 в исходное положение и одновременно аутригер 18 в рабочее положение.Thus, the driver 20 with one movement of the lever of the control valve 22 at 1460149 drives the bucket 14 to its original position and at the same time the outrigger 18 to its working position.

При необходимости передвижения экскаватора, например после разработки части траншеи или после завершения землеройных работ, машинисту необходимо сложить рабочее оборудование в транспортное положение и поднять аутригер 18. Складывать рабочее оборудование в транспортное положение при передвижках машины необходимо для того, чтобы обеспечить правильную балансировку элементов экскаватора относительно колес 4. В противном случае машина потеряет устойчивость и транспортное перемещение ее станет невозможным.If it is necessary to move the excavator, for example, after developing a part of the trench or after completing the excavation, the operator needs to fold the working equipment into the transport position and raise the outrigger 18. It is necessary to fold the working equipment into the transport position when moving the machine in order to ensure the correct balancing of the excavator elements relative to the wheels 4. Otherwise, the machine will lose stability and its transportation will become impossible.

При складывании рабочего оборудования ⁴ в транспортное положение стрела поднимается в крайнее верхнее положение. Шток гидроцилиндра 11 привода стрелы останавливается в своем крайнем положении и при открытом гидрораспределителе 23 давление в гидромагистрали 27 начинает расти.When folding the working equipment ⁴ in the transport position, the boom rises to its highest position. The rod of the hydraulic cylinder 11 of the boom drive stops in its extreme position and when the valve 23 is open, the pressure in the hydraulic line 27 begins to increase.

После того, как давление в гидромагистрали 27 превысит давление настройки перепускного клапана 28 рабочая жидкость по гидромагистрали 29 направится в штоковую полость гидроцилиндра 19 привода аутригера 18. Шток гидроцилиндра 19 начнет втягиваться и поднимать аутригер 18 в транспортное положение. Из поршневой полости гидроцилиндра 19, являющейся сливной при подъеме аутригера 18 в транспортное положение, рабочая жидкость по гидромагистрали 30 через обратный клапан 31 попадает в гидромагистраль 32 (при поднятой стреле) и через гидрораспределитель 23 и соответственно сливные магистрали блока 8 направляется в бак 7 рабочей жидкости. Поскольку гидромагистрали 33 и 36 гидроцилиндра 15 привода ковша в это время заперты, то рабочая жидкость через обратный клапан 35 не будет поступать в гидромагистраль 36.After the pressure in the hydraulic line 27 exceeds the setting pressure of the bypass valve 28, the working fluid along the hydraulic line 29 will go to the rod cavity of the hydraulic cylinder 19 of the outrigger drive 18. The rod of the hydraulic cylinder 19 will begin to retract and raise the outrigger 18 to the transport position. From the piston cavity of the hydraulic cylinder 19, which is draining when the outrigger 18 is raised to the transport position, the hydraulic fluid flows through the hydraulic line 30 through the check valve 31 to the hydraulic pipe 32 (with the boom raised) and, through the control valve 23 and, accordingly, the drain lines of block 8, are sent to the working fluid tank 7 . Since the hydraulic lines 33 and 36 of the hydraulic cylinder 15 of the bucket drive are locked at this time, the working fluid through the non-return valve 35 will not enter the hydraulic line 36.

Таким образом, машинист 20 одним движением рычага гидрораспределителя 23 осуществляет подъем стрелы 10 и одновременно подъем аутригера 18 в транспортное положение.Thus, the driver 20 with one movement of the lever of the control valve 23 lifts the boom 10 and simultaneously lift the outrigger 18 to the transport position.

В том случае, когда при работе экскаватора стрела поднимается, не доходя до свое4 го крайнего верхнего положения, в гидромагистрали 32 гидроцилиндра 11 создается давление слива. Однако рабочая жидкость из гидромагистрали 30 гидроцилиндра 19 5 не будет поступать через обратный клапан ^1 в гидромагистраль 32, поскольку в этом случае (при подъеме стрелы) экскаватор стремится опрокинуться относительно передних опор, а масса машиниста 20 (машинист 20 при работе стоит на площадке аутригера 18), ^и препятствуя опрокидыванию, создает реактивное давление в штоковой полости гидроцилиндра 19 привода аутригера 18, т. е. создает давление в гидромагистрали 29.In the case when, when the excavator is operating, the boom rises without reaching its fourth highest position, the drain pressure is created in the hydraulic line 32 of the hydraulic cylinder 11. However, the working fluid from the hydraulic line 30 of the hydraulic cylinder 19 5 will not flow through the non-return valve ^ 1 to the hydraulic line 32, since in this case (when the boom is raised) the excavator tends to tip over the front supports, and the driver 20 (operator 20 is standing on the outrigger platform during operation 18), ^and preventing tipping over, creates a reactive pressure in the rod cavity of the hydraulic cylinder 19 of the outrigger drive 18, i.e., creates pressure in the hydraulic line 29.

В том случае, когда гидроцилиндр при15 вода стрелы будет располагаться под стрелой, т. е. на подъем стрелы будет работать его поршневая полость, то соответственно изменится на противоположное соединение клапанов 28 и 31 к гидромагистралям 27 и 32.In the case when the boom water cylinder 15 will be located under the boom, i.e., its piston cavity will work to lift the boom, it will accordingly change to the opposite connection of valves 28 and 31 to hydraulic lines 27 and 32.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Гидропривод одноковшового экскаватора, содержащий гидроцилиндры стрелы, ковша, 25 аутригеров, гидрораспределители их управления, гидромагистрали, предохранительный клапан, установленный в напорной гидромагистрали, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности управления, штоковая полость гидроцилиндра стрелы соеди30 йена посредством первого перепускного клапана со штоковой полостью гидроцилиндра аутригера, а штоковая полость гидроцилиндра ковша соединена посредством второго перепускного клапана с поршневой полостью гидроцилиндра аутригера, при этом поршне35 вая полость гидроцилиндра аутригера соединена посредством первого обратного клапана с поршневой полостью гидроцилиндра стрелы, а штоковая полость гидроцилиндра аутригера соединена посредством второго 40 обратного клапана с поршневой полостью гидроцилиндра ковша, причем перепускные клапаны настроены на давление ниже давления настройки предохранительного клапана и выше давления, необходимого соответст венно для подъема стрелы с груженым ковшом и для отворота груженого ковша.The hydraulic drive of a single-bucket excavator containing boom, bucket, 25 outriggers, control valves, hydraulic lines, a safety valve installed in the pressure hydraulic line, characterized in that, in order to improve control reliability, the rod cavity of the boom hydraulic cylinder is connected 30 yen through the first bypass valve from the rod the cavity of the hydraulic cylinder of the outrigger, and the rod cavity of the hydraulic cylinder of the bucket is connected via a second bypass valve to the piston cavity of the hydraulic cylinder the outrigger core, while the piston cavity of the outrigger hydraulic cylinder is connected via the first non-return valve to the piston cavity of the boom hydraulic cylinder, and the rod cavity of the outrigger hydraulic cylinder is connected via the second 40 non-return valve to the piston cavity of the hydraulic cylinder of the bucket, and the bypass valves are set to a pressure lower than the setting pressure of the safety valve and higher than the pressure required, respectively, for lifting the boom with the loaded bucket and for turning the loaded bucket. Составитель С. Фомин Compiled by S. Fomin Редактор Г. Гербер Заказ 416/27 Editor G. Gerber Order 416/27 Техред И. Верес Корректор М. Пожо Тираж 588 Подписное Tehred I. Veres Corrector M. Pozho Circulation 588 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D. 4/5 Production and Publishing Plant "Patent", Uzhgorod, ul. Gagarina, 101