Гидросистема управления рабочим процессом бульдозера

 

COOS СОВЕТСКИХ

CNNVN

РЕСГ1УБ ЛИК

ОЮ (и) 02 А

aeS Е 02 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ (21) 3628907/29-03 (22) 29.07.83 (46) 15.12.84. Бюл. Р 46 (72) В.Н.Тарасов, С.И.Чемлаков, Г.Л.Батин и В.П.Сей (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт им. В.В.Куйбышева (53) 621.879.34(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 464688, кл. Е 02 F 9/22, 1968 (прототип). (54) (57) ГИДРОСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ПРОЦЕССОИ БУЛЬДОЗЕРА, включающая датчик сигнала управления, элемент сравнения, элемент настройки сигнала управления, основной и дополнительный распределители, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности бульдозера, дополнительньй распределитель выполнен с гидролиниями управления, а гндросистема снабжена установленными последовательно в одной из гидролиний управления дополнительного распределителя датчиками начала и окончания заглубления и .датчиком неравномерности сигнала управления, при этом датчик начала эаглубления выполнен в виде клапана давления, а датчики окончания заглубпения и неравномерности сигнала вы- Е полены в виде переливных клапанов.

11293

1

Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к гидросистемам управления рабочим оборудованием бульдозеров.

Наиболее близкой к предлагаемой является гидросистема управления рабочим процессом бульдозера, включающая датчик сигнала управления, элемент сравнения, элемент настройки сигнала управления, основной и до- 10 полнительный распределители (13.

Однако данная гидросистема не позволяет оптимизировать начальное заглубление рабочего органа в грунт и неравномерность сигнала управления, 15 что приводит к частым включениям и выключениям золотника распределителя и снижает производительность машины.

Цель изобретения - повышение производительности бульдозера путем оп- 20 тимизации начального заглубления рабочего органа в грунт и неравномерности сигнала управления.

Указанная цель достигается тем, что в гидросистеме управления рабо- 25 чим процессом бульдозера, включающей датчик сигнала управления, элемент сравнения, элемент настройки сигнала управления, основной и дополнительный распределители, дополнительный распределитель выполнен с гидролиниями управления, а гидросистема снабжена установленными последовательно в одной из гидролиний управления дополнительного распределителя датчиками начала и окончания

35 заглубления и датчиком неравномерности сигнала управления, при этом датчик начала заглубления выполнен в виде клапана давления, а датчики . окончания заглубления и неравномерности сигнала выполнены в виде переливных клапанов. .На фиг. 1 изображена гндросистема управления рабочим процессом бульдо47 зера по скорости движения; на фиг.2то же, по крутящему моменту турбинного колеса гицротфансформатора; на фиг. 3 — диаграмма управления рабочим процессом бульдозера.

Силовые гидроцилиндры 1 вертикаль50 ного перемещения отвала 2 бульдозера подключены к основному распределителю 3 и дополнительному распределителю 4 гидромагистрали 5 и 6.

Дополнительный распределитель 4 гнд55 ромагистралями 7 и 8 также подклю-чен к рабочим полостям гидроцнлиндров 1 вертикального перемещения

1 л2 отвала Торцовые полости золотника дополнительного распределителя 4 соединены с гидросистемами 9 и 10, в которые включен клапан 11 разгрузки, соединенный со сливной гидролинией 12.

Гидранасос 13 связан с механизмами трансмиссии тягача, соединенными с валом турбины гидротрансформатора.

В гндролинию 14 сигнала управления включен дроссель 15, служащий для преобразования сигнала подачи рабочеи жидкости гидронасосом 13 в сигнал давления. Выходная гидролиния дросселя 15 соединена со сливной гидромагистралью 16. К гидролинии 14 сигнала управления подключены датчик

17 начала заглубления отвала, датчик 18 окончания заглубления отвала, датчик 19 сигнала управления и датчик 20 неравномерности сигнала управления. Датчик 17 соединен гидролинией 21 с гидролинией 9, датчик 18 соединен гидролинией 22 с гидролинией 9 и гидролинией 23 со сливной гидролинией 12, датчик 19 соединен гидролинией 24 с гидролинией 10, датчик 20 гидролинией 25 связан с гидролинией 10 и гидролинией 26 со сливом. Гидролинии 9 и 10 через об,ратные клапаны 27 и 28 соединены со сливной гидролинией 12. Гидронасос

29 подключен к гидробаку 30 и распределителям 3 и 4.

Датчики 17 и 19 по конструкции являются клапанами давления, выполняющими функции элементов сравнения, и содержат элементы настройки на соответствующую величину давления (сигнал управления}.

Датчики 18 и 20 по конструкции являются переливными клапанами, настроенными на соответствующее давление, и выполняют функции запоминающего устройства. Указанные датчики в гидросистеме выполняют функции логического устройства.

На фиг. 2 дополнительно показаны элементы гидросистемы при управлении процес.сом копания по крутящему моменту M турбинного колеса гидротрансформатора.

Насосное колесо 31 гидротрансформатора соединено с валом двигателя бульдозера, турбинное колесо 32 через механические передачи связано с колесами тягача.

Направляющий аппарат 33 гидротрансформатора соединен с валом 34

1129302 4

ro движения бульдозера. При помощи дросселя 15 сигнал расхода преобразуется в давление в гидромагистрали

14, по сигналу которого осуществляетат- ся управление рабочим процессом. На диаграмме управления (фиг. 3) значеся ниям скорости V поступательного движения соответствуют определенные давления .Р жидкости перед дроссе10 лем 15. нс- Перед началом процесса копания отвал 2 бульдозера находится над грунтом, а тягач перемещается на рабочей передаче ° Для перехода на автоматический режим процесса копания ть грунта осуществляется включение привода (не показан) насоса 13. Начальный этап процесса копания соответствует точке Я диаграммы, в которой давление РЯ в гщтролинии 14 имеет наибольшее значение вследствие больи шой скорости Ч движения бульдозера при отсуствии сопротивления на отват- . ле. В этот момент срабатывает датчик о- 25 17 начала заглубления рабочего оргаее на. По г щролийиям 21 и 9 давление и), от гидролинии 14 передается к торцовой.полости золотника дополнительноа- - го распределителя 4, который перемещается вниз

С этого момента рабочая жидкость т гидронасоса 29 подается по гидромар- гнстралям 8 и 6 в поршневые полости гидроцилиндров 1, осуществляющих е- заглубление отвала 2 в грунт.

3 и кронштейном 35, соединенным с гндроцилиндром 36, в котором помеще на пружина 37,.

В гидромагистраль 14 включен дву позиционный распределитель 38 с обр ным клапаном 39.

На фиг. 3 верхняя кривая являет диаграммой управления процессом копания грунта по скорости V движения бульдозера, а нижняя — по крутящему моменту М на валу турбины гидротра форматора. Точки на диаграммах характеризуют следующие состояния рабочего процесса бульдозера:

А начало заглубления рабочего органа в грунт, при котором скорос движения равна максимальной началь ной скорости, а момент на -турбнне

МЯ- 0;

 — прекращение начального эаглубления рабочего органа в грунт, когда скорость движения равна V„ крутящий момент турбинного колеса

Мн, которым на фиг. I и 2 соответс вует толщина стружки 11„ — начальн ного заглубления (там же Ъ - текущ значение толщины вырезаемой стружк

С - начало выглубления отвана, которому соответствует заданное зн чение максимальной силы сопротивле

° ния, минимальная. скорость движения

Ч ;„ и максимальный крутящий момен

И„, „ на валу турбины гидротрансфо матора;

2 — окончание выглубления рабоч го органа, которому соответствует за- 5 данное максимальное значение силы сопротивления на отвале, максимальная скорость движения Ч„,„„ и минимальный крутящий момент М,.„ тур- бинного колеса гидротрансформатора; 40

P — давленйе в гидролинии 14, соответствующее скорости движения Ч нли крутящему моменту М турбины гидротрансформатора.

Гидросистема управления рабочим процессом бульдозера работает следующим образом.

Регулирование сопротивления копанию по косвенному параметру — скорости движения бульдозера осуществля50 ется гидросистемой, показанной на фиг. 1.

Гидронасос 13 получает привод от механизмов, связанных с валом турбинного колеса 32 гидротрансформатора, и поэтому его расход пропорционален угловой скорости турбинного колеса 32 и скорости поступательноВ момент срабатывания датчика 17 срабатывает датчик 20, соединяя гидропинию 10 со сливной гидролинией 12.

По мере заглубления отвала 2 увеличиваются сопротивления копанию, снижается скорость Ч и давление P в гид ролинии 14. Гидроэолотник распределителя 4 остается включенным, так как клапан 17 запирает гидролинию 9 до срабатывания датчика 18. Датчик

18 срабатывает при давлении Р, осуществляя соединение гидролинии 9 через гидролинии 22 и 23 со сливной гидролинией 12. В этот момент золотник дополнительного распределителя

4 своими пружинами устанавливается в нейтральное положение, процесс заглубления отвала 2 прекращается.

Таким образом, выполнено начальное эаглубление отвала 2 на толщину стружки Ъ„, величину которой можно регулировать настройкой давления сра батывания датчика 18. Далее процесс

1129302 копания грунта совершается при зафиксированном (неуправляемом) положении отвала 2, при этом толщина стружки 1 увеличивается и возрастает объем призмы грунта перед отвалом 2. 5

Вследствие возрастания сопротивления копанию происходит уменьшение скорости V движения машины и давления

P в гидролинии 14. При давлении Р, соответствующем точке С диаграммы 10 (фиг. 3), срабатывает датчик 19 сигнала управления, который соединяет гидролинию 14 через гидролинии 24 и 10 с нижней торцовой полостью золотника дополнительного распредели- 1 теля 4, осуществляя включение его вверх. Рабочая жидкость гидронасосом

29 по гидромагистралям 7 и 5 подается в штоковые полости гидроцилиндров 1, осуществляя выглубление от- щ вала 2.

Одновременно в момент срабатывания датчика 19 срабатывает клапан 11 разгрузки, который соединяет гидролинию 9 со сливной гидролинией 12, 25 обратные клапаны 27 и 28 осуществляют подпитку рабочей жидкости к торцовым полостям золотника дополнительного распределителя 4.

Вследствие уменьшения толщины щ вырезаемой стружки и сопротивления копанию возрастает скорость V движения машины и давление P в гидролинии

14. Выглублечие отвала 2 происходит

go момента срабатывания gBTBHKR 20, 35 который соединяет гидролинию 10 через гидролинии 25 и 26 со сливной гидролинией 12. В этот момент золотник дополнительного распределителя

4 устанавливается в нейтральное по- 40 ложение. Выглубление отвала 2 закон" чилось и далее процесс копания продолжается при зафиксированном неуправляемом отвале 2.

Последующий процесс копания на участке РЕ диаграммы (фиг. 3) совершается аналогично процессу на участке ВС.

Таким образом, предлагаемая гидросистема позволяет осуществлять до" зированное заглубление отвала 2 бульдозера на заданную величину срезаемой стружки h и регулировать процесс копания по скорости движения

5 бульцозера в пределах скоростей Мщ„„ и Ч,„„„ . Это позволяет независимым образом регулировать и настраивать каждый из трех указанных параметров, осуществляя оптимизацию процесса копания грунта.

По окончании процесса копания, соответствующего максимальному объему призмы грунта перед отвалом 2, начинается процесс транспортирования грунта. Для перехода на транспортный режим работы выключается привод насоса 13 и золотник распределителя 3 устанавливается в плавающее положение.

На фиг. 2 показана гидросистема управления отвалом 2 бульдозера по крутящему моменту M турбины гидротрансформатора. Вал 34 направляющего аппарата 33 гидротрансформатора через рычаг 35 осуществляет сжатие пружины 37 гицроцнлиндра 36. При этом давление P в поршневой полости гидроцилиндра 36 и гидролинии 14 оказывается пропорциональным крутящему моменту турбины 32 гицротрансформатора. Диаграмма управления процесса копания, соответствующая этому случаю, показана в нижней части фиг. 3.

Регулирование процесса копания грунта по крутящему моменту M происходит. следующим образом (фиг. 2).

Для перехода на автоматический режим процесса копания двупозиционный распределитель 38 включается в положение, показанное на фиг. 2.

Бульдозер перемещается на рабочей передаче. При отсутствии сопротивления на отвале крутящий момент, соответствующий точке А диаграммы (фиг. 3), и давление Рд в гидромагистрали 14 минимальны (M„ = О).

Вследствие этого датчик 17 начала заглубления отвала соединяет гидролинию 14 через гицролинии 21 и 9 с верхней торцовой полостью золотника дополнительного распределителя 4, с осуществляя включение его вниз. Рабочая жидкость от гипронасоса 29 по гидромагистралям 8 и 6 подается в поршневые полости гидроцилиндра 1, осуществляющие заглубление рабочего органа. Одновременно при срабатывании датчика 17 переключается клапан

11 разгрузки, который соединяет гидролинию 10 со сливной гидролинией 12.

При заглублении отвала 2 бульдозера сопротивление копанию, крутящий момент М на валу турбины и давление Р в гидролинии 14 возрастают. Заглубление отвала происходит до момента срабатывания датчика 18, который настроен на давление Р>, соответст1129302

7. вующее точке В диаграммы (фиг. 3).

Датчик 18 окончания заглубления срабатывает при давлении Р и соединяет гидролинию 9 через гидролинии 22 и

23 со сливной гидролинией 12. В этот момент золотник дополнительного распределителя 4 устанавливается в нейтральное положение, прекращая заглубление отвала 2. Таким образом, выполненб начальное заглубление отвала 2 бульдозера на толщину стружки

b Далее процесс копания совершается при неуправляемом отвале 2. Сопротивление копанию возрастает вследствие увеличения объема призмы грунта перед отвалом 2 и увеличения толщины стружки Ъ путем самозаглубления отвала 2. Этому этапу процесса копания соответствует участок

ВС диаграммы (фиг. 3). В точке С диаграммы сопротивление копанию и крутящий момент M турбины гидротрансформатора достигают максимального заданного значения. При давлении Р в гидролинии 14 срабатывает датчик

19 сигнала управления, гидролиния

14 через гидролинии 24 и 10 соединяется с нижней торцовой полостью золотника дополнительного распределителя 4, который переключается вверх. .Рабочая жидкость от гидронасоса 29 по гидромагистралям 7 и 5 подается к штоковым полостям гидроцилиндров

1, осуществляющих вь.глубление отвала 2 °

Одновременно при срабатывании датчика 19 датчик 18 соединяет гидролинию 9 со сливной гидролинией 12, 8

При выглублении отвала 2 уменьшаются толщина стружки Ъ, сопротивление копанию и крутящий момент M турбины гицротрансформатора. Этот этап процесса копания соответствует участку С0 диаграммы процесса копания (фиг. 3). Выглубление отвала 2 приводит .к соответствующему уменьшению давления P в гидролинии 14 и при давлении Р срабатывает датчик

20 неравномерности сигнала управле ния. Гидролиния 10 через гидролинии

25 и 26 соединяется со сливной гидролинией 12, при этом золотник дополнительного распределителя 4 переключается пружинами в нейтральное положение, что приводит к окончанию выглубления отвала 2 бульдозера. Обратные клапаны 27 и 28 обеспечивают подпитку торцовых полостей дополнительного распределителя 4 рабочей жидкостью из гидросистемы.

Обратный клапан 39 обеспечивает подпитку рабочей жидкостью гидроцилиндра 36. Далее процесс копания на участке СЭ диаграммы совершается аналогично процессу копания для участка ВС.

Процесс копания грунта заканчивается после создания перед отвалом 2 максимальной призмы грунта. Для перехода на режим транспортирования грунта золотник двупозиционного распределителя 38 переключается вправо, при этом золотник распределителя 4 устанавливается в нейтральное положение, а золотник распределителя 3 устанавливается в плавающее положение.

1)29302

Фиг.2

1129302

Фиг.я

Составитель С. Фомин

Техред Л.Коцвбняк Корректор О.Билак

Редактор IO. Ковач

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9413/23 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5