Гидравлическая система самоходной сельскохозяйственной машины

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в гидросистемах самоходных машин для уборки технических культур. Сущность изобретения: гидравлическая система имеет управляющие магистрали 16 и 17 блокировочно сервоцилиндра 15, в которые включены последовательно два блока управляемых обратных клапанов 18 и 22. При этом сами клапаны внутри каждого блока соединены между собой со стороны их запорных элементов или последовательно или параллельно. Количество таких клапанов внутри каждого блока соответствует количеству гидроцилиндров управляемых рабочих органов 7, 8, 9. Предотвращение поломки рабочих органов машины достигается за счет исключения их обратного хода при опущении. 2 ил.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, преимущественно к гидравлическим системам самоходных свеклоуборочных машин.

Известна гидросистема самоходной сельскохозяйственной машины, содержащая насос, соединенный с гидроцилиндрами подъема рабочих органов через гидрораспределитель (1).

Недостатком известной системы является то, что но исключена поломка рабочих органов из-за ошибочных действий оператора, вызывающих движение машины назад с опущенными рабочими органами, т.к. в этой системе отсутствует устройство, блокирующее педаль включения.

Известна также гидравлическая система самоходной сельскохозяйственной машины, содержащая насос, гидроцилиндры подъема рабочих органов, блокировочный сервоцилиндр, поршневая полость которого подключена к соответствующей секции гидрораспределителя через параллельно установленные и противоположно направленные обратный и редукционный клапаны, а штоковая непосредственно к секции гидрораспределителя (2).

Это устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, поэтому принимается в качестве прототипа.

Недостатком известной гидросистемы является то, что блокировочный сервоцилиндр педали включения заднего хода подключен только к одной секции гидрораспределителя, управляющий одним рабочим органом. Такая схема гидросистемы неработоспособна в конструкции сельскохозяйственной машины с навешенными на нее последовательно несколькими рабочими органами, контактирующими с почвой, независимый подъем которых осуществляется с помощью отдельных гидроцилиндров, управляемых от различных секций гидрораспределителя. В гидросистеме, выполненной по такой схеме при подъеме первого из нескольких рабочих органов педаль включения разблокируется, поэтому в случае ошибочных действий оператора (нажатие педали включения заднего хода) машина может двигаться назад при опущенных остальных рабочих органах, что приводит к их поломкам. Кроме того, известная гидросистема не обеспечивает независимое управление гидроцилиндрами подъема рабочих органов.

Цель изобретения предотвращение поломок рабочих органов машины при движении ее задним ходом из-за ошибочных действий оператора путем блокировки педали включения до подъема всех независимо управляемых рабочих органов.

Указанная цель достигается тем, что гидравлическая система снабжена двумя дополнительными блоками, каждый из которых с одной стороны непосредственно соединен с соответствующей полостью блокировочного сервоцилиндра, а с другой с соответствующими секциями гидрораспределителя, при этом управляемые обратные клапаны блока, подсоединенного к штоковой полости блокировочного сервоцилиндра, со стороны их запорных элементов соединены между собой параллельно, а клапаны блока, связанного с поршневой полостью упомянутого сервоцилиндра, со стороны их запорных элементов последовательно, кроме того, количество управляемых обратных клапанов в блоке соответствует количеству гидроцилиндров, управляемых гидрораспределителем. Таким образом, возникновение аварийной ситуации в результате ошибочных действий оператора исключается, т. к. шток блокировочного сервоцилиндра блокирует перемещение педали включения заднего хода машины до тех пор, пока не будет поднят в транспортное положение последний из нескольких рабочих органов, при любой последовательности управления гидроцилиндрами подъема этих органов.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемая гидросистема отличается наличием двух блоков управляемых обратных клапанов, включенных последовательно в управляемые магистрали блокировочного сервоцилиндра, а сами клапаны внутри каждого блока соединены между собой со стороны из запорных элементов или последовательно (как у блока, связанного непосредственно с поршневой полостью сервоцилиндра), или параллельно (как у блока, связанного непосредственно со штоковой полостью сервоцилиндра), кроме того, количество таких клапанов внутри каждого блока соответствует количеству управляемых гидроцилиндров. Таким образом, заявляемая гидросистема соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими аналогичными техническими решениями показывает, что гидравлические системы с устройствами, блокирующими педаль включения широко известны. Однако, введение в известную схему двух блоков управляемых обратных клапанов, специальным образом включенных в магистрали блокирующего устройства, позволило исключить аварийные ситуации, возникающие в результате ошибочных действий оператора, а также обеспечило возможность независимого управления гидроцилиндрами подъема различных рабочих органов.

Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена конструктивная схема самоходной сельскохозяйственной машины, вид сбоку; на фиг. 2 принципиальная схема гидросистемы самоходной сельскохозяйственной машины.

Самоходная сельскохозяйственная машина, например, ботвоуборочная, представляет собой раму 1, опирающуюся на передний (управляемый) 2 и задний (ведущий) 3 мосты ходовых колес. На раме 1 установлены последовательно: 4 - копирующие щупы автомата вождения, рабочие органы 5 и 6, например, ботворез и очиститель головок корней, которые управляются посредством соответственных гидроцилиндров 7, 8 и 9. Привод ведущих колес машины включает насос 10, реверсивный гидромотор 11, тягу 12 и педаль включения 13. На раме 1 установлен также секционный гидрораспределитель 14, а под педалью 13 установлена также блокировочный сервоцилиндр 15, соединенный магистралями 16 и 17 (см. фиг. 2) с блоком 18 последовательно соединенных управляемых обратных клапанов (УОК) 19, 20, 21 и блоком 22 параллельно соединенных клапанов 23, 24, 25. В управляемые магистрали 26, 27, 28 УОК 19, 20, 21 включены параллельно соединенные и противоположно направленные редукционные клапаны (РК) 29, 30, 31 и обратные клапаны (ОК) 32, 33, 34. В свою очередь управляемые магистрали 26, 27, 28 блока 18 и управляемые магистрали 35, 36, 37 блока 22 соединены с соответствующими секциями 38, 39, 40 распределителя 14, управляющего рабочими органами машины. Кроме того, во входные магистрали блока 18 включены ОК 41, 42 и РК 43, который подключен к сливной магистрали распределителя 14.

Гидравлическая система самоходной сельскохозяйственной машины работает следующим образом.

Для приведения рабочих органов 4 в рабочее положение оператор рукояткой секции 38 распределителя 14, перемещая золотник, направляет масло в гидроцилиндр 7, тем самым опускает копирующие щупы 4 автомата вождения в рабочее положение. При этом масло одновременно поступает в УОК 23, открывает его и по магистрали 44, ОК 41, УОК 19 и магистраль 16 поступает в поршневую полость блокировочного сервоцилиндра 15. Масло, вытесняемое из штоковой полости сервоцилиндра 15 по магистрали 17 через открытый УОК 23 поступает на слив через секцию 38 гидрораспределителя 14. Таким образом, поршень блокировочного сервоцилиндра 15 занимает крайнее верхнее положение и ограничивает передвижение педали 13 (фиг. 21) включения заднего хода машины. Аналогичные процессы произойдут при опускании любого из некоторых рабочих органов в любой последовательности.

Далее, по мере приближения машины к корням, оператор опускает в рабочее положение ботворез 5 и очиститель головок корней 6 посредством управления рукоятками секций 39, 40 гидрораспределителя 14. Машина начинает выполнять технологический процесс. Так как блокировочный сервоцилиндр 15 представляет собой элемент, фиксирующий поданную на него команду, то во время работы в рядках ошибочные включения оператором заднего хода исключаются.

В процессе работы золотники секций гидрораспределителя 14 находятся в положении "Плавающее", а УОК закрыты, т.к. их поршни подпружинены со стороны штока.

Осуществление заднего хода машины возможно только после разблокировки педали 13, а это, в свою очередь, может произойти только после обязательного подъема всех рабочих органов машины. При этом последовательность подачи команд на подъем рабочих органов не имеет значения.

Например, перемещая рукоятку секций 38 в положение "ПОДЪЕМ" оператор направляет масло в бесштоковую (поршневую) полость гидроцилиндра 7 - происходит подъем копирующих щупов 4. Одновременно масло через УОК 23 поступает по магистрали 17 в штоковую полость блокировочного сервоцилиндра 15 и через РК 29 под поршень УОК 19 открывает его, но поршень сервоцилиндра при этом не перемещается, т.к. слив масла из поршневой полости последнего закрыт УОК 20 и 21. И только после включения секций 39, 40 в положение "ПОДЪЕМ" (при этом происходит подъем рабочих органов 5 и 6 посредством гидроцилиндров 8 и 9), произойдет открытие УОК 20, 21 и масло из поршневой полости сервоцилиндра 15 по магистрали 16, УОК 19, 20, 21, магистрали 46, РК 43, сливной канал распределителя 14, сольется в бак. В этом случае педаль включения 13 заднего хода машины разблокируется.

Настройка РК 29, 30 и 31 на давление, превышающее необходимое для подъема рабочих органов, обеспечивает надежное открытие УОК 19, 20, 21 только после перевода всех без исключения рабочих органов машины в транспортное положение. РК 43 обеспечивает необходимый подпор на сливе системы для срабатывания блокировочного сервоцилиндра 15 при поступлении команды на опускание рабочих органов 9, управляемых секцией 40 распределителя 14. УОК 19, 20, 21 возвращаются в исходное закрытое положение (под действием пружины) после опускания всех рабочих органов, при этом золотники соответствующих секций распределителя устанавливаются в положение "ПЛАВАЮЩЕЕ".

Заявляемая гидросистема разработана ГСКБ АПО "Днепропетровский комбайновый завод" и предлагается для использования в конструкции новой свеклоуборочной машины, промышленное производство которой намечено в 1993 году.

Предлагаемый годовой экономический эффект от внедрения предлагаемой гидросистемы составит около 50 руб. на 1 машину.

Патентование за границей считаем нецелесообразно.

Открытая публикация возможна.

Формула изобретения

Гидравлическая система самоходной сельскохозяйственной машины, содержащая насос, посредством многосекционного гидрораспределителя сообщенный с полостями гидроцилиндров подъема рабочих органов, блокировочный сервоцилиндр, поршневая полость которого сообщена с одной линией соответствующей секции многосекционного гидрораспределителя через параллельно установленные и противоположно направленные обратный и редукционный клапаны, а штоковая с другой линией данной секции гидрораспределителя, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения поломок рабочих органов машины при движении ее задним ходом из-за ошибочных действий оператора путем блокировки педали включения до подъема всех независимых управляемых рабочих органов, она снабжена двумя дополнительными блоками управляемых обратных клапанов, число которых в каждом блоке соответствует числу секций гидрораспределителя, дополнительными обратными клапанами и дополнительным редукционным клапаном, причем общее количество последних соответствует числу секций гидрораспределителя, при этом управляемые обратные клапаны первого дополнительного блока со стороны их запорных элементов соединены последовательно и выход последнего посредством дополнительного редукционного клапана подключен к сливной магистрали многосекционного гидрораспределителя, а управляемые обратные клапаны второго дополнительного блока со стороны их запорных элементов соединены параллельно и подключены к штоковой полости блокировочного сервоцилиндра, бесштоковая полость которого сообщена с выходом первого управляемого обратного клапана первого дополнительного блока, кроме того, поршневая полость каждого управляемого обратного клапана данного блока посредством параллельно соединенных обратного и редукционного клапанов сообщена с одной линией соответствующей секции многосекционного гидрораспределителя и с штоковой полостью соответствующего управляемого обратного клапана второго дополнительного блока, бесштоковая полость каждого из которых сообщена с другой линией данной секции многосекционного гидрораспределителя и посредством дополнительного обратного клапана с соответствующей штоковой полостью соответствующего, кроме последнего, обратного управляемого клапана первого дополнительного блока, кроме того, штоковая полость последнего управляемого обратного клапана данного дополнительного блока сообщена с бесштоковой полостью последнего управляемого обратного клапана второго дополнительного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2