Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель

 

Изобретение относится к электрогидравлическому оборудованию, преимущественно крано-манипуляторным и другим установкам аналогичного назначения, а именно к многоканальным поворотным коммуникационным соединителям, обеспечивающим подвод рабочей жидкости и передачу электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную. Соединитель содержит жестко закрепляемый на неподвижном основании опорно-поворотного устройства установки соосно с его поворотной стойкой цилиндрический вал и шарнирно сопряженную с ним по наружному диаметру с возможностью относительного поворота гильзу. В соединитель встроен многоканальный токоизолированный скользящий токосъемник для передачи электрических сигналов с основания на поворотную стойку. Предложенная конструкция соединителя обеспечивает расширение его функциональных возможностей в сравнении с известными многоканальными поворотными коммуникационными соединителями и улучшение технико-эксплуатационных качеств. 8 з.п. ф-лы, 32 ил.

Изобретение относится к электрогидравлическому оборудованию, преимущественно крано-манипуляторных и других установок аналогичного назначения, а именно к многоканальным поворотным коммуникационным соединителям, обеспечивающим подвод рабочей жидкости и передачу электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную.

Из общедоступных информационных источников известно достаточно большое количество различного рода одноканальных шарнирных гидравлических соединителей с одной степенью свободы, в том числе и стандартизованных, с условным проходом от 8 до 50 мм, для подвода рабочей жидкости к вращающимся частям машин, см. , например, "Основы гидро- и пневмоприводов", Ю.И.Чупраков, М., "Машиностроение", 1966 г. , УДК 629.13: 621.226 (071.2), стр.56, рис.7.3; "Основы гидравлики и гидропривод", И.Ф.Савин, П.В.Сафонов, М., "Высшая школа", 1978 г., 6П2.3, С 13, УДК 532+62-82 (075), стр.189, рис.3. 52 д; Справочник "Гидравлическое оборудование мобильных машин", В.А. Васильченко, М., "Машиностроение", 1983 г., ББК 34.447, В 19, УДК 62-82/625.08 (03), стр.197, рис.4.75 и др.

Указанные известные соединители рассчитаны на номинальное давление 16, 25 и 32 МПа и максимальную частоту вращения до (5-10) об/мин.

Конструктивно большинство из них состоит из двух кинематически сопряженных между собой по наружному диаметру деталей, одна из которых, например цилиндрический вал, может вращаться, а другая (втулка) - неподвижна. В принципе, вращающейся в таком соединителе может быть и втулка, а вал - неподвижен.

В осевом направлении втулка обычно фиксируется на валу, например, при помощи стопорной шайбы.

В теле вала имеется осевой канал, сообщенный напроход при помощи радиальных сверлений и кольцевой проточки со штуцером втулки.

Герметизация кольцевой проточки в таких соединителях обычно выполняется при помощи стандартных уплотнителей в виде резиновых колец круглого сечения.

Основным недостатком известных соединителей рассмотренного типа является то, что они одноканальные и могут обеспечивать подвод к вращающимся частям машин только рабочей жидкости.

Выполнение кольцевой проточки гидравлического тракта соединителя односторонней относительно линии (поверхности) раздела вышеупомянутых сопрягаемых деталей (только в теле вала либо втулки) при организации подвода рабочей жидкости по каналам большого условного прохода влечет за собой соответствующее увеличение осевых габаритов конструкции. Указанное обстоятельство обусловлено тем, что в ряде случаев формирование площади условного прохода кольцевой проточки, эквивалентной площадям условных проходов входного и выходного штуцеров соединителя, может быть обеспечено только лишь соответствующим развитием, размеров проточки в осевом направлении.

Помимо отмеченного в известных соединителях такого рода имеют место повышенное трение и износ резиновых уплотнителей.

Свободным от одного из основных недостатков вышерассмотренных известных аналогов является устройство для подвода рабочей жидкости с неповоротной (неподвижной) части машины на поворотную (подвижную) по авт. свид. SU 1345001, F 16 L 39/04, В 66 С 13/12 за 1987 год.

По существу оно представляет собой многоканальный поворотный коммуникационный соединитель гидравлического типа, предназначенный преимущественно для грузоподъемных кранов.

Известное устройство данного типа позволяет подводить рабочую жидкость с неповоротной части машины на поворотную (и отводить ее в обратном направлении) по нескольким гидравлическим каналам.

Однако оно достаточно сложно в изготовлении, поскольку в качестве сопрягаемых между собой поворотной и неповоротной деталей в его конструкции использованы специальные сферические вкладыши с соответствующими гидравлическими каналами, поджимаемые друг к другу пружиной. К тому же и уплотнение сферы по сфере в техническом плане гораздо сложнее, чем в вышерассмотренных известных аналогах.

Из приведенного в описании к указанному авторскому свидетельству чертежа видно, что и техническое обслуживание данного известного устройства связано с большими затруднениями, поскольку демонтаж его, при необходимости, возможен только с поворотной стойкой опорно-поворотного устройства грузоподъемного крана.

Во многих грузоподъемных машинах, оснащенных соответствующим электрогидравлическим и электронным оборудованием (специальная распределительная аппаратуpa, элементы автоматики, приборы освещения, крановые весы и др.), имеется необходимость в передаче электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную.

Конструкция всех из вышерассмотренных известных аналогов этого не предусматривает. Поэтому на практике для решения указанной задачи часто электрические кабели (коммуникации) прокладывают, например, непосредственно по металлоконструкции машины с формированием в необходимом месте (в зоне перехода с неповоротной части на поворотную) соответствующих петель (слабин) провисания их.

Однако данное техническое решение далеко не оптимально. Наличие механических связей между неповоротной и поворотной частями машины в виде кабельных петель относительно небольшой протяженности, обладающих определенной жесткостью, значительно ограничивает угол возможного относительного поворота указанных частей, что существенно сужает технические возможности машины. Увеличение же длины петель провисания электрических кабелей может привести к повреждению их при задевании за элементы металлоконструкции машины или перерабатываемый материал (груз) и создает вполне определенную опасность для обслуживающего персонала.

Более оптимальным в этом плане является способ передачи электрических сигналов с неповоротной части машины на поворотную через специальные коммуникационные соединители (см., например, скользящее токосъемное устройство по авт. свид. SU 1092628, H 01 R 39/04, за 1984 год).

Большинство из известных коммуникационных соединителей такого рода являются автономными и в самом общем виде содержат взаимодействующие между собой по электрическому каналу неповоротную и поворотную (скользящую) контактные группы с соответствующими кабельными вводами и выводами, размещенные в едином корпусе.

Однако при ограниченных размерах монтажного пространства, а именно это наиболее характерно для большинства из грузоподъемных машин, при прокладке во внутренних полостях их неповоротной и поворотной частей энергетических и информационных коммуникаций, размещение в нем двух автономных коммуникационных соединителей, гидравлического и электрического, чрезвычайно затруднено и требует существенного расширения указанного пространства со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Из числа известных аналогов заявляемого технического решения ближайшим (прототипом) может служить двухканальный шарнирный коммуникационный соединитель гидравлического типа, приведенный в справочном пособии "Машиностроительная гидравлика", изд. 2-е, переработанное и дополненное, Т. М.Башта, М., "Машиностроение", 1971 г., УДК 623 (03), стр.525, рис.310 б.

Указанный соединитель содержит неповоротный цилиндрический вал и кинематически сопряженную с ним по наружному диаметру, с возможностью поворота, и зафиксированную в осевом направлении гильзу и два гидравлических коллектора, один из которых сформирован на нижнем срезе вала, а другой - на наружной боковой поверхности гильзы, с блоками резьбовых штуцеров, сообщенных между собой напроход при помощи соответствующих осевых и радиальных каналов и разнесенных в продольном направлении кольцевых проточек в теле вала и гильзы, герметизированных друг от друга посредством резиновых уплотнителей манжетного типа.

Штуцера бокового гидравлического коллектора в нем ориентированы резьбовыми присоединителями в радиальном направлении. Кольцевые проточки выполнены односторонними относительно линии (поверхности) раздела кинематически сопряженных деталей (только в теле гильзы). Радиальные каналы в теле вала и гильзы выполнены в виде соответствующих сверлений. Для исключения относительного перекоса продольных осей вала и гильзы под действием эксплуатационных нагрузок в конструкции этого известного соединителя использованы радиальные шарикоподшипники.

При необходимости, по приведенной на вышеупомянутом чертеже схеме коммуникационный соединитель такого типа может быть выполнен с любым числом гидравлических каналов.

В принципе, известному коммуникационному соединителю присущи многие из недостатков вышерассмотренных аналогов, за исключением, пожалуй, того, что его конструкция позволяет обеспечить подвод рабочей жидкости к вращающимся частям машины по нескольким каналам.

Задачей настоящего изобретения являются упрощение конструкции заявляемого коммуникационного соединителя, расширение его функциональных возможностей и улучшение технико-эксплуатационных качеств.

В соответствии с изобретением поставленная задача достигается тем, что в заявляемом многоканальном поворотном коммуникационном соединителе гидравлическая часть совмещена с электрической и оптимизировано конструктивное исполнение узла кинематического сопряжения неповоротной и поворотной деталей гидравлической части, а также ее коммуникаций, включая элементы герметизации и др., позволяющее исключить в нем практически все из недостатков вышерассмотренных известных аналогов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены: На фиг.1 - Общий вид заявляемого многоканального поворотного коммуникационного соединителя; На фиг. 2 - Вид А сверху на многоканальный поворотный коммуникационный соединитель; На фиг. 3 - Вид Б снизу на многоканальный поворотный коммуникационный соединитель; На фиг.4 - Продольное сечение В-В многоканального поворотного коммуникационного соединителя; На фиг.5 - Поперечное сечение Д-Д многоканального поворотного коммуникационного соединителя; На фиг.6 - Поперечное сечение Е-Е многоканального поворотного коммуникационного соединителя; На фиг.7 - Продольное сечение Г-Г многоканального поворотного коммуникационного соединителя; На фиг.8 - Поперечное сечение Ж-Ж многоканального поворотного коммуникационного соединителя; На фиг.9 - Поперечное сечение И-И многоканального поворотного коммуникационного соединителя;
На фиг.10 - Общий вид неповоротного вала заявляемого соединителя (нижний гидравлический коллектор не показан);
На фиг.11 - Вид К сверху на неповоротный вал соединителя;
На фиг.12 - Вид Л снизу на неповоротный вал соединителя;
На фиг.13 - Продольное сечение М-М неповоротного вала соединителя в зоне его верхней части;
На фиг.14 - Продольный разрез Н-Н неповоротного вала соединителя;
На фиг.15 - Продольный разрез О-О неповоротного вала соединителя;
На фиг.16 - Поперечное сечение П-П неповоротного вала соединителя;
На фиг.17 - Поперечное сечение Р-Р неповоротного вала соединителя;
На фиг.18 - Поперечное сечение С-С неповоротного вала соединителя;
На фиг.19 - Поперечное сечение Т-Т неповоротного вала соединителя;
На фиг.20 - Общий вид неповоротного вала заявляемого соединителя с нижним гидравлическим коллектором;
На фиг. 21 - Продольное сечение У-У неповоротного вала соединителя по месту расположения приварных резьбовых штуцеров нижнего гидравлического коллектора;
На фиг. 22 - Продольное сечение Ф-Ф неповоротного вала соединителя по месту расположения ввернутых резьбовых штуцеров нижнего гидравлического коллектора;
На фиг.23 - Общий вид поворотной гильзы соединителя с боковым гидравлическим коллектором;
На фиг.24 - Вид Х снизу на поворотную гильзу;
На фиг.25 - Выносной элемент Ц с изображением общего вида разрезной пружинной радиально-опорпой втулки с косым замком узла шарнирного сопряжения поворотной гильзы с неповоротным валом соединителя;
На фиг. 26 - Выносной элемент Ш с изображением поперечного профиля винтовой канавки-накопителя смазки на внешней боковой поверхности радиально-опорной втулки;
На фиг. 27 - Выносной элемент Щ с изображением поперечного сечения плоского торцового подшипника узла шарнирного сопряжения поворотной гильзы с неповоротным валом соединителя;
На фиг. 28 - Выносной элемент Э с изображением поперечного сечения комбинированного уплотнителя кольцевых проточек, входящих в состав гидравлических коммуникационных трактов (каналов) соединителя;
На фиг. 29 - Общий вид токоизолированного многоканального скользящего токосъемника, встроенного в конструкцию соединителя;
На фиг. 30 - Вид Ю сверху на прижимной диск осевой фиксации поворотной гильзы на неповоротном вале соединителя;
На фиг.31 - Общий вид основания опорно-поворотного устройства крано-манипуляторной установки с изображением смонтированного на рабочем месте заявляемого многоканального поворотного коммуникационного соединителя (МПКС);
На фиг. 32 - Выносной элемент Я с изображением водила поворотной стойки опорно-поворотного устройства крано-манипуляторной установки, сцепленного с поводком поворотной гильзы заявляемого соединителя;
Заявляемый многоканальный поворотный коммуникационный соединитель, преимущественно для крано-манипуляторных и других установок аналогичного назначения, содержит жестко закрепляемый на неподвижном основании 1 опорно-поворотного устройства 2 установки, соосно с его поворотной стойкой 3, цилиндрический вал 4 и кинематически сопряженную с ним по наружному диаметру, с возможностью относительного поворота, и зафиксированную в осевом направлении гильзу 5 с поводком 6, взаимодействующим с водилом 7 стойки, и два гидравлических коллектора 8, 9, один из которых сформирован на нижнем срезе 10 вала, а другой - на наружной боковой поверхности 11 гильзы.

Шарнирное (кинематическое) сопряжение гильзы 5 с валом 4 выполнено через разнесенные между собой по высоте разрезные пружинные радиально-опорные втулки 12, 13 с косым замком 14 и плоские торцовые подшипники скольжения 15, 16 из антифрикционного материала, один из которых установлен между нижним торцом 17 гильзы и соответствующим опорным буртом 18 вала, а другой - между верхним торцом 19 гильзы и прижимным диском 20 ее осевой фиксации, закрепленным болтами 21 на верхнем торце вала. При этом на внешней боковой поверхности 22 радиально-опорных втулок 12, 13 выполнены винтовые канавки-накопители смазки 23, например, V-образного в поперечном сечении профиля, а на опорных поверхностях 24, 25 плоских торцовых подшипников скольжения 15, 16 - концентрические риски-накопители смазки 26, точно такого же в поперечном сечении профиля.

Радиально-опорные втулки 12, 13 исключают относительный перекос продольных осей вала 4 и гильзы 5 под действием эксплуатационных нагрузок. Они более просты в конструктивном исполнении и компактны по сравнению с шарикоподшипниками. Сформированные на их внешней боковой поверхности винтовые канавки способствуют накоплению и удержанию в них смазки и равномерному распределению ее по всей длине образующей указанной поверхности.

Плоские торцовые подшипники скольжения 15, 16 имеют весьма малые осевые габариты и поперечные размеры опорных поверхностей и в значительной мере способствуют снижению трения, реализуемого при работе соединителя в соответствующих зонах.

Указанный эффект достигается за счет изготовления подшипников из материала с высокими антифрикционными свойствами и улучшения условий смазки между трущимися поверхностями.

В состав нижнего гидравлического коллектора 8 входит блок штуцеров 27-30, а бокового гидравлического коллектора 9 - блок штуцеров 31-34. При этом часть штуцеров нижнего гидравлического коллектора 8 преимущественно высокого давления, а именно дет.поз.28, 29, выполнены приварными, а другие, низкого давления, дет. поз. 27, 30 - ввертными, с чередующимся расположением их по месту монтажа.

Данное техническое решение существенно облегчает доступ сварочного инструмента к местам приварки штуцеров 28, 29 при ограниченных размерах монтажной площадки, поскольку приварку их осуществляют при вывернутых из резьбовых отверстий 35, 36 в теле вала 4 штуцерах 27, 30. Штуцера 27, 30 устанавливают на место после приварки штуцеров 28, 29.

Штуцера 31-34 бокового гидравлического коллектора 9 выполнены уголковыми с ориентацией резьбовых присоединителей кверху параллельно продольной оси гильзы 5 и расположены по ее высоте снизу-вверх по мере возрастания их условного прохода, а в окружном направлении сформированы в виде локально сосредоточенного с одной из сторон гильзы компактного веерообразного пучка.

Данное техническое решение позволяет существенно сократить радиальные габариты заявляемого соединителя. Особое значение указанное обстоятельство приобретает при размещении соединителя во внутренней полости поворотной стойки 3 в зоне сужающегося книзу ее конического хвостовика 37, где соответствующее монтажное пространство чрезвычайно ограничено. В этом случае между стенкой хвостовика 37 поворотной стойки 3 и наружной боковой поверхностью 11 гильзы 5 соединителя формируется расширяющийся кверху кольцевой зазор 38. Поэтому, чтобы вписаться в него без увеличения соответствующих габаритов конструкции, уголковые штуцера 31-34 бокового коллектора 9 и следует располагать по высоте в предлагаемом порядке.

Все входящие в состав гидравлических коллекторов 8, 9, штуцера выполнены с различными резьбовыми присоединителями. Указанное обстоятельство исключает возможность перепутывания подсоединяемых к ним трубопроводов гидросистемы краноманипуляторной установки.

Штуцер 27 коллектора 8 сообщен напроход со штуцером 31 коллектора 9 при помощи осевого и радиального каналов 39, 40 в теле вала 4, кольцевой проточки 41 и радиального канала 42 в теле гильзы 5. В совокупности указанное соединение представляет собой соответствующий гидравлический коммуникационный тракт (канал) 43, например, дренажа для отвода утечек рабочей жидкости из гидромотора привода поворотной стойки 3 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки в бак.

Общеизвестно, что в подвижных соединениях различного рода агрегатов машин достигнуть абсолютной герметичности практически невозможно вследствие неизбежного переноса движущейся деталью частиц рабочей жидкости в виде жидкостной пленки, которая полностью не задерживается уплотняющим элементом. В относительно большей мере утечки рабочей жидкости имеются (проявляются) в гидравлических каналах высокого давления. Допустимые величины утечек, как правило, нормируются с учетом фактических сроков эксплуатации машин, замены изнашиваемых уплотнителей и других факторов. Нормируемые величины утечек и реализуемые при этом давления рабочей жидкости обычно невелики, поэтому отвод их осуществляют по каналам относительно низкого давления.

Штуцер 28 коллектора 8 сообщен напроход со штуцером 32 коллектора 9 при помощи осевого и радиального каналов 44, 45 в теле вала 4, кольцевой проточки 46 и радиального канала 47 в теле гильзы 5. В совокупности указанное соединение представляет собой соответствующий гидравлический коммуникационный тракт (канал) 48, например, для передачи управляющих сигналов, равных давлению от внешней нагрузки, на вход блока управления регулируемого насоса гидросистемы крано-манипуляторной установки с целью поддержания постоянства расхода рабочей жидкости при изменении внешней нагрузки на ее рабочих органах. Указанный канал относится к категории высокого давления.

Штуцер 29 коллектора 8 сообщен напроход со штуцером 33 коллектора 9 при помощи осевого и радиального каналов 49, 50 в теле вала 4, кольцевой проточки 51 и радиального канала 52 в теле гильзы 5. В совокупности указанное соединение представляет собой соответствующий гидравлический коммуникационный тракт (канал) 53, например, напорный для передачи потока рабочей жидкости под высоким давлением от насоса к рабочим органам крано-манипуляторной установки.

Штуцер 30 коллектора 8 сообщен напроход со штуцером 34 коллектора 9 при помощи осевого и радиального каналов 54, 55 в теле вала 4, кольцевой проточки 56 и радиального канала 57 в теле гильзы 5. В совокупности указанное соединение представляет собой соответствующий гидравлический коммуникационный тракт (канал) 58, например, сливной для отвода потока рабочей жидкости из сливных полостей рабочих органов крано-манипуляторной установки в бак. Указанный канал относится к категории низкого давления.

Конструктивно осевые и радиальные каналы 39, 44, 49, 54 и 42, 47, 52, 57 в телах вала 4 и гильзы 5 выполнены в виде соответствующих сверлении.

Радиальные каналы 40, 45, 50, 55 в теле вала 4 выполнены в виде односторонних поперечных пазов прямоугольного профиля, имеющих глубину, перекрывающую диаметр его соответствующих осевых каналов 39, 44, 49, 54. Такое техническое решение существенно облегчает задачу формирования необходимых условных проходов в соответствующих зонах гидравлических коммуникационных трактов (каналов) 43, 48, 53, 58 заявляемого соединителя с сокращением его осевых габаритов, поскольку требуемые площади указанных проходов могут быть сформированы не только за счет ширины, но и посредством подбора соответствующей протяженности пазов в поперечном направлении.

Кольцевые проточки 41, 46, 51, 56 выполнены двухсторонними относительно линии (поверхности) раздела шарнирно (кинематически) сопряженных между собой вала 4 и гильзы 5 в виде соосно замкнутых друг на друга канавок 59-62 и 63-66 соответствующей глубины в телах вала 4 и гильзы 5.

Данное техническое решение позволяет сократить осевые габариты заявляемого соединителя, поскольку формирование необходимых условных проходов гидравлических коммуникационных трактов (каналов) 43, 48, 53, 58 в указанной зоне осуществляется комплексно посредством развития соответствующих размеров канавок 59-62 и 63-66 не только в осевом направлении, но и в поперечном как в теле вала 4, так и в теле гильзы 5.

Площади условных проходов осевых и радиальных каналов 39, 44, 49, 54; 40, 45, 50, 55 и 42, 47, 52, 57 в телах вала 4 и гильзы 5, а также кольцевых проточек 41, 46, 51, 56 эквивалентны площадям условных проходов соответствующих штуцеров 27-30 и 31-34 гидравлических коллекторов 8 и 9.

Кольцевые проточки 41, 46, 51, 56 герметизированы посредством комбинированных уплотнителей 67-71, каждый из которых выполнен в виде нижнего поджимного кольца 72 из упругого материала, например резины, и расположенного над ним плоского уплотнительного кольца 73 из материала с высокими антифрикционными свойствами, например фторопласта, на внешней поверхности 74 которого сформированы разнесенные между собой кольцевые канавки - накопители смазки 75, например, прямоугольного сечения. Конструкция таких уплотнителей более эффективна по сравнению с уплотнителями в виде резиновых колец круглого сечения или манжет. Комбинированные уплотнители указанного типа позволяют существенно снизить трение и повысить надежность герметизации уплотняемых элементов конструкции.

Пространственно кольцевые проточки 41, 46, 51, 56 разнесены между собой по высоте и расположены на одном уровне с соответствующими радиальными каналами 40, 45, 50, 55 и 42, 47, 52, 57 в телах вала 4 и гильзы 5. При этом кольцевые проточки 46, 51 гидравлических коммуникационных каналов 48, 53 высокого давления сгруппированы в блок, размещенный в средней по высоте части вала 4 и гильзы 5, а кольцевые проточки 41, 56 каналов 43, 58 низкого давления расположены по обе стороны сверху и снизу от указанного блока.

Выше по тексту упоминалось, что в подвижных соединениях деталей машин в процессе их эксплуатации могут иметь место утечки рабочей жидкости через узлы их герметизации и в наибольшей мере они проявляются в гидравлических трактах (каналах) высокого давления, а нормируемые величины утечек и реализуемых при этом давлений рабочей жидкости обычно невелики. С учетом этого данное техническое решение, касающееся предлагаемой группировки кольцевых проточек 41, 46, 51, 56, по высоте заявляемого соединителя позволяет сбросить (отвести) вышеуказанные утечки рабочей жидкости из кольцевых проточек 46, 51 гидравлических коммуникационных каналов 48, 53 высокого давления через гидравлические коммуникационные тракты (каналы) 43, 58 низкого давления без существенных последствий для функционирования гидросистемы крано-манипуляторной установки в целом.

В конструкцию заявляемого коммуникационного соединителя встроен токоизолированный многоканальный скользящий токосъемник 76 для передачи электрических сигналов с основания 1 на поворотную стойку 3 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки.

В самом общем виде токосъемник 76 содержит неповоротную и поворотную части 77, 78, взаимодействующие между собой через сформированные в виде единого электротехнического модуля 79 соответствующие (неповоротные и поворотные) электроконтактные группы.

Конструктивно блок 79 размещен внутри токоизолированного корпуса 80 неповоротной части 77 и снабжен соответствующими внешними многоканальными электрическими присоединителями 81, 82.

Пространственно токосъемник 76 размещен в выполненной в верхней части тела вала 4 и развитой в поперечном и осевом направлениях полости 83, герметично отделенной от гидравлических коммуникационных каналов 43, 48, 53, 58 заявляемого соединителя. Указанная полость сообщена напроход с нижним торцом 10 вала 4 тоннельным сверлением 84 соответствующего диаметра для вывода через него кабеля 85 с электрическим присоединителем 82 от неповоротной части 77 токосъемника 76.

Корпус 80 неповоротной части 77 токосъемника 76 зафиксирован от проворота относительно вала 4 при помощи сформированного на его внешней боковой поверхности многогранника 86, взаимодействующего со спрофилированным по его контуру центральным отверстием 87 прижимного диска 20 осевой фиксации гильзы 5 на вале 4.

Поворотная часть 78 токосъемника 76 жестко скреплена с гильзой 5 посредством тонкостенного защитного кожуха 88 и осевых и радиальных винтов 89, 90.

Данное техническое решение существенно расширяет функциональные возможности заявляемого многоканального коммуникационного соединителя, поскольку он помимо подвода рабочей жидкости с основания 1 на поворотную стойку 3 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки может обеспечивать и передачу соответствующих электрических сигналов. Выполнение токосъемника в виде встраиваемого в заявляемый соединитель функционально законченного электрического модуля существенно облегчает его монтаж и техническое обслуживание.

Поводок 6 гильзы 5 выполнен в виде П-образного кронштейна с прямоугольным пазом 91 между боковыми полками 92, 95, спрофилированным по внешнему обводу взаимодействующего с ним наконечника водила 7. Указанный кронштейн приварен спинкой 94 к наружной боковой поверхности 11 гильзы в ее нижней части под блоком штуцеров бокового гидравлического коллектора 9 с ориентацией паза 91 по вертикали.

Данное техническое решение просто в конструктивном исполнении и обеспечивает беспрепятственную установку заявляемого соединителя на рабочую площадку основания 1 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки и демонтаж через технологическое окно 95 в боковой стенке 96 поворотной стойки 3.

На наружной боковой поверхности 11 гильзы 5 в зоне расположения нижнего и верхнего торцов 10, 19 выполнены кольцевые технологические канавки 97, 98 под захватные органы приспособлений, используемых при установке ее на вал 4 и съема с него.

В качестве опорно-базовой поверхности, используемой при установке заявляемого соединителя на рабочее место, служит нижний торец 10 его вала 4.

Перед установкой соединителя на рабочее место к штуцерам 31-34 бокового гидравлического коллектора 9 подстыковывают соответствующие гибкие трубопроводы (рукава) - вставки, а к электрическому присоединителю 81 токосъемника 76 - кабельную вставку. Затем, заглушив штуцера 27-30 нижнего гидравлического коллектора 8, производят проверку герметичности гидравличесих коммуникационных каналов 43, 48, 53, 58 и целостности электрических коммуникаций (цепей) токосъемника 76.

Предварительно проверенный таким образом соединитель вводят через технологическое окно 95 во внутреннюю полость 99 поворотной стойки 3 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки и опускают его на монтажную площадку основания 1, обеспечивая при этом кинематический захват поводком 6 водила 7.

Закрепление соединителя на рабочем месте осуществляют посредством болтов, ввинчиваемых в соответствующие глухие резьбовые отверстия 100, выполненные на нижнем торце 10 вала 4.

После закрепления соединителя на рабочем месте со штуцеров 27-30 нижнего гидравлического коллектора 8 снимают технологические заглушки и производят подсоединение к нему соответствующих штатных коммуникаций, располагаемых на основании 1 и поворотной стойке 3 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки. Демонтаж соединителя осуществляется в обратном порядке.

Работает заявляемый многоканальный поворотный коммуникационный соединитель следующим образом. При повороте стойки 3 опорно-поворотного устройства 2 крано-манипуляторной установки водило 7, кинематически сцепленное с поводком б, синхронно поворачивает гильзу 5 и жестко связанную с ней поворотную часть 78 токосъемника 76. При этом подвод рабочей жидкости и передача электрических сигналов с основания 1 на поворотную стойку 3 и прохождение их в обратном направлении осуществляются по соответствующим коммуникационным каналам гидравлической и электрической частей заявляемого соединителя.

Заложенные в конструкцию заявляемого многоканального поворотного коммуникационного соединителя технические решения обеспечивают неразрывность потоков рабочей жидкости при протекании ее по гидравлическим трактам и надежную передачу электрических сигналов через скользящий токосъемник.

Заявляемый многоканальный поворотный коммуникационный соединитель обладает относительно небольшими габаритами и высоким весовым совершенством. Он надежен в работе и удобен в эксплуатации.

В конструкции заявляемого соединителя использованы широко применяемые в общем машиностроении отечественные материалы, оптимальные технические решения и типовая технология изготовления.

С учетом этого он может быть многократно воспроизведен по разработанной на него документации в условиях серийного производства на обычных машиностроительных заводах, располагающих необходимым оборудованием.

В соответствии с изобретением ЗАО "ПК Уралтерминалмаш" в настоящее время на заявляемый многоканальный поворотный коммуникационный соединитель разработана соответствующая конструкторская документация. Указанный соединитель содержит четыре гидравлических коммуникационных канала с условными проходами 6, 10, 20 и 25 мм, два из которых рассчитаны на номинальное давление 1, 28 МПа, а остальные - на 32 МПа, и четыре электрических коммуникационных канала. Изготовление и испытания опытного образца заявляемого соединителя в составе одной из крано-манипуляторных установок разработки ЗАО "НК Уралтерминалмаш" планируется в текущем году.

Эффективность заложенных в конструкцию заявляемого многоканального поворотного коммуникационного соединителя технических решений, а также возможность получения при осуществлении изобретения вышеупомянутого технического результата, заключающегося в упрощении его конструкции, расширении функциональных возможностей и улучшении технико-эксплуатационных качеств, подтверждены соответствующими расчетами и результатами экспериментальной проверки основных решений по оптимизации конструкции.

Формула изобретения

1. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель преимущественно для крано-манипуляторных и других установок аналогичного назначения, содержащий жестко закрепляемый на неподвижном основании опорно-поворотного устройства установки соосно с его поворотной стойкой цилиндрический вал и кинематически (шарнирно) сопряженную с ним по наружному диаметру с возможностью относительного поворота и зафиксированную в осевом направлении гильзу с поводком, взаимодействующим с водилом стойки, и два гидравлических коллектора, один из которых сформирован на нижнем срезе (торце) вала, а другой - на наружной боковой поверхности гильзы, с блоками резьбовых штуцеров, сообщенных между собой напроход при помощи соответствующих осевых и радиальных каналов и разнесенных по высоте кольцевых проточек в телах вала и гильзы, герметизированных посредством уплотнителей, отличающийся тем, что в него встроен многоканальный токоизолированный скользящий токосъемник для передачи электрических сигналов с основания на поворотную стойку опорно-поворотного устройства крано-манипуляторной установки, выполненный из поворотной и неповоротной частей, взаимодействующих между собой через соответствующие (неповоротные и поворотные) электроконтактные группы, сформированные в единый электротехнический модуль с внешними многоканальными электрическими присоединителями, размещенный в корпусе, зафиксированном от проворота относительно вала при помощи сформированного на внешней боковой поверхности корпуса многогранника, взаимодействующего со спрофилированным по его контуру центральным отверстием прижимного диска осевой фиксации гильзы, закрепленного болтами на верхнем торце вала, при этом поворотная часть токосъемника жестко скреплена с гильзой посредством съемного тонкостенного защитного кожуха и осевых и радиальных винтов, а шарнирное (кинематическое) сопряжение гильзы с валом выполнено через разнесенные между собой по высоте разрезные пружинные радиально-опорные втулки с косым замком и плоские торцевые подшипники скольжения из антифрикционного материала, один из которых установлен между нижним торцом гильзы и соответствующим буртом вала, а другой - между верхним торцом гильзы и прижимным диском ее осевой фиксации, штуцера бокового гидравлического коллектора выполнены уголковыми с ориентацией резьбовых присоединителей кверху параллельно продольной оси гильзы и расположены по ее высоте снизу-вверх по мере возрастания их условного прохода, а в окружном направлении сформированы в виде локально сосредоточенного с одной из сторон гильзы компактного веерообразного пучка, часть штуцеров нижнего гидравлического коллектора преимущественно высокого давления выполнены приварными, а другие, низкого давления, - ввернутыми с чередующимся расположением их по месту монтажа, кольцевые проточки гидравлических коммуникационных каналов выполнены двухсторонними относительно линии (поверхности) раздела шарнирно (кинематически) сопряженных между собой вала и гильзы в виде соосно расположенных и замкнутых друг на друга соответствующих канавок необходимой глубины в телах вала и гильзы, при этом часть из кольцевых проточек, преимущественно входящих в состав каналов высокого давления, сгруппированы в центрально размещенный по высоте блок, а другие, входящие в состав каналов низкого давления, расположены по обе стороны сверху и снизу, от указанного блока, радиальные каналы в теле вала, сообщающие его осевые каналы с кольцевыми проточками, выполнены в виде односторонних поперечных пазов прямоугольного профиля, имеющих глубину, перекрывающую диаметр соответствующих осевых каналов, причем площади условных проходов указанных каналов и кольцевых проточек эквивалентны площадям условных проходов соответствующих штуцеров бокового и нижнего гидравлических коллекторов.

2. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем токосъемник пространственно размещен в выполненной в верхней части тела вала и развитой в поперечном и осевом направлениях полости, герметично отделенной от гидравлических коммуникационных трактов (каналов), которая сообщена напроход с нижним торцом вала тоннельным сверлением соответствующего диаметра для вывода через него кабеля с электрическим присоединителем от неповоротной части токосъемника.

3. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в каждом из гидравлических коллекторов штуцера выполнены с различными резьбовыми присоединителями.

4. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем каждый из уплотнителей кольцевых проточек в теле вала и гильзы выполнен комбинированным в виде нижнего поджимного кольца из упругого материала, например резины, и расположенного над ним плоского уплотнительного кольца из материала с высокими антифрикционными свойствами, например фторопласта, на внешней боковой поверхности которого сформированы разнесенные между собой кольцевые канавки-накопители смазки, например, прямоугольного профиля.

5. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем на внешней боковой поверхности радиально-опорных втулок выполнены винтовые канавки-накопители смазки, например, V-образного в поперечном сечении профиля.

6. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем на опорных поверхностях торцовых подшипников скольжения выполнены концентрические риски-накопителя смазки, например, V-образного в поперечном сечении профиля.

7. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем поводок гильзы выполнен в виде П-образного кронштейна с прямоугольным пазом между боковыми полками, спрофилированным по конфигурации взаимодействующего с ним наконечника водила поворотной стойки опорно-поворотного устройства крано-манипуляторной установки, приваренного спинкой к наружной боковой поверхности гильзы в ее нижней части под блоком штуцеров бокового гидравлического коллектора с ориентацией паза по вертикали.

8. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем на нижнем торце вала выполнены глухие резьбовые отверстия для крепления его на рабочем месте.

9. Многоканальный поворотный коммуникационный соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нем на наружной боковой поверхности гильзы в зоне расположения нижнего и верхнего торцов выполнены кольцевые технологические канавки под захватные органы приспособления, используемого для установки на вал и съема ее с него.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.03.2009

Извещение опубликовано: 27.03.2009        БИ: 09/2009

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:
Зарегистрирован переход исключительного права без заключения договора
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 15.03.2010/РП0000612
Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Златоустовский машиностроительный завод"
Прежний патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Златоустовский машиностроительный завод"

Номер и год публикации бюллетеня: 22-2002

Извещение опубликовано: 27.04.2010        БИ: 12/2010

---