Двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора

 

Изобретение относится к карьерным, строительным, дорожным и погрузочным машинам, в частности к одноковшовым экскаваторам. Техническим результатом изобретения является повышение производительности экскаватора, снижение непроизводительных затрат и улучшение управляемости перемещением рабочего оборудования. Для этого двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора состоит из двух насосов, связанных с направленными навстречу друг другу проточными каналами многозолотникового гидроаппарата, включающего гидрораспределители, содержащие перемычки в корпусе многозолотникового гидроаппарата и золотники управления с проточками, обратные и предохранительно-подпиточные клапаны, напорные и сливные гидролинии. При этом золотники управления гидрораспределителей перемещения ковша, рукояти и стрелы или любой отдельно взятый, например, золотник управления гидрораспределителя перемещения стрелы выполнены с увеличенными проточками на длину хода золотника в одну сторону. При этом вся длина проточек отвечает зависимости L=H+2S+b, где Н - величина хода золотника управления в одну сторону; 2S - суммарная длина проходных окон проточного канала; b - длина перемычки корпуса. 2 ил.

Изобретение относится к карьерным, строительным, дорожным и погрузочным машинам и может быть использовано в одноковшовых экскаваторах.

Известен двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора, включающий два насоса, связанных с направленными навстречу друг другу каналами много золотникового гидрораспределителя, напорные и сливные гидролинии. Гидрораспределитель снабжен дополнительным гидрораспределителем, соединенным с насосами [1].

Недостатком конструкции является сложность конструкции гидропривода, что приводит к дополнительным затратам в изготовлении и к снижению надежности работы.

Наиболее близким по технической сущности является выбранный в качестве прототипа двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора, включающий два насоса, связанных с направленными навстречу друг другу проточными каналами многозолотникового гидрораспределителя, включающего корпус с перемычками и золотники управления, напорные и сливные гидролинии [2].

Известный гидравлический привод снабжен золотниками управления направляющими рабочую жидкость на гидродвигатели, например, хода, выполненными с дополнительными проточками.

Известное техническое решение позволяет осуществить одновременно работу двух гидродвигателей хода и одного любого другого гидродвигателя при упрощении конструкции гидропривода и увеличении надежности его работы.

Однако, для получения высоких технических параметров при выполнении основного назначения одноковшового экскаватора - разработке грунта, необходимо обеспечить следующие условия работы гидропривода экскаватора:

- для сокращения цикла (времени) разработки грунта и, тем самым, повышения производительности экскаватора обеспечить совмещение до четырех операций рабочим оборудованием (перемещение стрелы, перемещение рукояти, перемещение ковша и поворот платформы);

- для улучшения управляемости перемещением рабочего оборудования путем выравнивания скоростей перемещения стрелы в обоих направлениях, а также рукояти и ковша, подавать в штоковые полости поршневых гидродвигателей меньшее количество рабочей жидкости, чем в поршневые;

- для снижения потерь гидравлической энергии, вызванных увеличением количества сливаемой рабочей жидкости из поршневой полости гидродвигателя при подаче номинального количества рабочей жидкости в штоковую полость гидродвигателя в штоковую полость гидродвигателей подавать меньшее количество рабочей жидкости, чем в поршневую;

- для уменьшения затрачиваемой энергии при работе экскаватора необходимо иметь возможность обеспечивать опускание стрелы, рукояти и ковша под их собственным весом, т.е. без использования для этой цели работы насосов.

Все эти условия работы гидропривода экскаватора не обеспечиваются известным техническим решением.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора путем повышения производительности экскаватора, улучшения управляемости перемещением рабочего оборудования, снижения потерь гидравлической энергии и уменьшения затрачиваемой энергии при работе экскаватора.

Поставленная задача достигается тем, что в двухпоточном гидравлическом приводе одноковшового экскаватора, включающим два насоса, связанных с направленными навстречу друг другу проточными каналами многозолотникового гидроаппарата, включающего гидрораспределители, содержащие перемычки в корпусе многозолотникового гидроаппарата и золотники управления с проточками, обратные и предохранительно-подпиточные клапаны, напорные и сливные гидролинии, согласно изобретению гидрораспределители перемещения стрелы, рукояти и ковша или любой отдельно взятый, например, гидрораспределитель перемещения стрелы, выполнены с золотниками управления имеющими увеличенные по длине проточки, расположенные в проточном канале со стороны насоса, при этом длина увеличения проточки равна длине хода золотника управления в одну сторону, а вся длина проточки отвечает следующей зависимости:

L=H+2^.S +b,

где Н - величина хода золотника управления в одну сторону;

2S - суммарная длина проходных окон проточного канала;

b - длина перемычки корпуса.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что благодаря расположенным на золотниках управления гидрораспределителей перемещения стрелы, рукояти и ковша, увеличенных на длину хода золотника управления в одну сторону проточек в проточном канале со стороны насоса, дополнительно достигаются одновременное включение до пяти рабочих операций, улучшение управляемости рабочим оборудованием, снижение потерь гидравлической энергии и уменьшение затрачиваемой энергии, за счет подачи в штоковые полости гидродвигателей перемещения стрелы, рукояти и ковша рабочей жидкости только от одного из насосов и возможности опускания стрелы, рукояти и ковша под их собственным весом.

Такое сочетание существенных признаков обеспечивает новый технический результат, а именно то, что наряду с тем, что рабочие операции при опускании стрелы, рукояти и ковша под их собственным весом не потребляют гидравлической энергии и при перемещении стрелы, рукояти и ковша штоковой полостью гидродвигателя не теряется гидравлическая энергия на сопротивление сливаемой из поршневой полости рабочей жидкости, появляется возможность совмещать до пяти рабочих операций, и это увеличивает производительность экскаватора.

На фиг.1 изображена гидравлическая схема двухпоточного гидравлического привода одноковшового экскаватора; на фиг.2 - разрез многозолотникового гидроаппарата по проточным каналам гидрораспределителей перемещения стрелы, рукояти и ковша.

Двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора состоит из двух насосов 1 и 2 (фиг.1), напорные гидролинии 3 и 4 которых связаны с направленными навстречу друг другу проточными каналами 5 и 6 многозолотникового гидроаппарата 7, обеспечивая встречное движение потоков рабочей жидкости. Гидрораспределители 8...13 многозолотникового гидроаппарата 7 связаны гидролиниями 14...25 с гидродвигателями рабочих операций, а именно, например: гидролинии 14 и 15 связаны с гидродвигателем поворота платформы; гидролинии 16 и 17 - с гидродвигателями хода правого; гидролинии 18 и 19 - с гидродвигателем хода левого; гидролиния 20 - со штоковой полостью, а гидролиния 21 - с поршневой полостью гидродвигателя перемещения ковша; гидролиния 22 - со штоковой полостью, а гидролиния 23 - с поршневой полостью гидродвигателя перемещения рукояти; гидролиния 24 - со штоковой полостью, а гидролиния 25 с поршневой полостью гидродвигателя перемещения стрелы.

Многозолотниковый гидроаппарат 7 гидролиниями 26...29 связан с гидробаком 30. Гидрораспределители 8...13 многозолотникового гидроаппарата 7 связаны с проточными каналами 5 и 6 через обратные клапаны 31...42, гидролинии 14...25 снабжены предохранительно-подпиточными клапанами 43...54, а напорные гидролинии 3 и 4 - предохранительно-подпиточными клапанами 55 и 56.

Гидрораспределители 8, 9 и 10 выполнены с возможностью перекрытия одного проточного канала 5 или 6 в крайних положениях их золотников управления.

Гидрораспределители 11, 12 и 13 выполнены с возможностью перекрытия одного проточного канала 5 в любых крайних положениях их золотников управления, а второго проточного канала 6 - с возможностью перекрытия только в одном крайнем положении, например левом, золотников управления за счет увеличенных проточек 57 (фиг.2) на длину хода золотника, выполненных на золотниках управления 11, 12, 13 в проточном канале 6, который расположен со стороны насоса 2 (фиг.1).

При этом вся длина проточек отвечает следующей зависимости:

L=H+2S+b,

где Н - величина хода золотника управления в одну сторону;

2S - суммарная длина проходных окон проточного канала;

b - длина перемычки корпуса.

Длина b перемычки определяется конструктивно из условий прочности материала корпуса и герметичности;

S - определяется площадью проходных сечений.

Двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора работает следующим образом.

В нейтральных положениях золотников управления всех гидрораспределителей рабочая жидкость от насоса 1 (фиг.1) по напорной гидролинии 3 поступает в проточный канал 5 многозолотникового гидроаппарата 7 и, пройдя открытие в нейтральном положении золотников управления проточные полости всех гидрораспределителей по сливным гидролиниям 26, 27, 28 и 29, поступает в гидробак 30. Точно так же рабочая жидкость от насоса 2 по напорной гидролинии 4, проточному каналу 6 многозолотникового гидроаппарата 7 и сливным гидролиниям 28 и 29 поступает в гидробак 30.

При включении золотника управления одного из гидрораспределителей 8, 9, 10 в любое положение один из проточных каналов 5 или 6 многозолотникового гидроаппарата этим золотником управления перекрывается и рабочая жидкость из перекрытой проточки проточного канала поступает через соответствующий обратный клапан и включенный золотник управления в соответствующую гидролинию гидродвигателя. По второй гидролинии этого гидродвигателя рабочая жидкость сливается через включенный золотник управления и далее по сливным гидролиниям 27, 28, 29 - в гидробак 30. Второй проточный канал во включенном гидрораспределителе остается открытым и рабочая жидкость, как при нейтральном положении золотников управления всех гидрораспределителей, сливается в гидробак 30.

Например, при включении золотника управления гидрораспределителя 9 в левое положение проточный канал 5 перекрывается этим золотником и рабочая жидкость из перекрытой проточки проточного канала 5 поступает через обратный клапан 32 и включенный золотник управления в гидролинию 16 гидродвигателя хода правого. По гидролинии 17 рабочая жидкость сливается из гидродвигателя через включенный золотник управления гидрораспределителя 9 по сливным гидролиниям 27, 28, и 29 в гидробак 30. Проточный канал 6 при этом остается открытым, и рабочая жидкость от насоса 2 по напорной гидролинии 4, проточному каналу 6 и сливным гидролиниям 28 и 29 сливается в гидробак 30.

При включении золотника управления одного из гидрораспределителей 11, 12, 13 в правое положение проточные каналы 5 и 6 этим золотником управления перекрываются, и рабочая жидкость из перекрытых проточек проточных каналов 5 и 6 поступает через соответствующие обратные клапаны и включенный золотник управления в соответствующую гидролинию гидродвигателя. По второй гидролинии гидродвигателя рабочая жидкость сливается через золотник управления и сливным гидролиниям 27, 28 и 29 в гидробак 30.

Например, при включении золотника управления гидрораспределителя 12 в правое положение проточные каналы 5 и 6 этим золотником управления перекрываются, и рабочая жидкость из перекрытых проточек каналов 5 и 6 поступает через обратные клапаны 38 и 39 и включенный золотник управления в гидролинию 23 гидродвигателя перемещения рукояти. По гидролинии 22 рабочая жидкость сливается из гидродвигателя через золотник управления по сливным гидролиниям 27, 28 и 29 в гидробак 30.

При включении золотника управления одного из гидрораспределителей 11, 12, 13 в левое положение проточной канал 5 этим золотником управления перекрывается, и рабочая жидкость из перекрытой проточки проточного канала 5 поступает через соответствующий обратный клапан и включенный золотник управления в штоковую полость гидродвигателя. Из поршневой полости гидродвигателя рабочая жидкость сливается через золотник управления по сливным гидролиниям 27, 28 и 29 в гидробак 30. При этом насос 2 по напорной гидролинии 4 проточному каналу 6 подает рабочую жидкость в гидробак.

Таким образом, при включении золотника управления любого гидрораспределителя 11, 12 или 13 в левое положение в штоковую полость поршневого гидродвигателя поступает рабочая жидкость только от одного насоса, что обеспечивает улучшение управляемости перемещением рабочего оборудования путем выравнивания скоростей перемещения стрелы, рукояти и ковша в обоих направлениях и снижение потерь гидравлической энергии за счет снижения количества сливаемой рабочей жидкости из поршневой полости.

При включении золотников управления двух гидрораспределителей 9 и 10, например, в правые положения, золотником управления гидрораспределителя 9 проточной канал 5 запирается, и рабочая жидкость из перекрытой проточки проточного канала 5 поступает через обратный клапан 32 и включенный золотник управления в гидролинию 17 гидродвигателя хода правого. По гидролинии 16 рабочая жидкость сливается из гидродвигателя через золотник управления по сливным гидролиниям 27, 28 и 29 в гидробак 30, золотником управления гидрораспределителя 10 запирается проточкой канал 6, и рабочая жидкость из перекрытой проточки проточного канала 6 поступает через обратный клапан 33 и включенный золотник управления в гидролинию 19 гидродвигателя хода левого. По гидролинии 18 рабочая жидкость сливается из гидродвигателя через золотник управления по сливным гидролиниям 27, 28 и 29 в гидробак 30. Таким образом одновременно гидродвигатель хода правого работает от насоса 1, а гидродвигатель хода левого - от насоса 2.

Аналогично можно одновременно включить гидрораспределители 8 и 10.

При включении золотников управления двух предыдущих гидрораспределителей и золотника управления любого гидрораспределителя 11, 12 и 13 в левое положение происходит включение гидродвигателей правого и левого ходов и опускание под своим собственным весом ковша, рукояти или стрелы следующим образом: так как проточный канал включенным золотником управления гидрораспределителя 11, 12 и 13 не перекрывается, а проточный канал 5 был ранее перекрыт золотником управления гидрораспределителя 9, то рабочая жидкость из проточных каналов 5 и 6 не поступает к включенным золотникам управления гидрораспределителей 11, 12 и 13. Рабочая жидкость в штоковые полости гидродвигателей перемещения ковша, рукояти и стрелы поступает из сливной гидролинии 27 через предохранительно-подпиточные клапаны, установленные на гидролиниях штоковых полостей гидродвигателей, при этом из поршневых полостей рассматриваемых гидродвигателей рабочая жидкость сливается через включенный золотник управления по сливным гидролиниям 27, 28 и 29 в гидробак 30. Таким образом происходит безнасосное опускание ковша, рукояти и стрелы под собственным весом.

И к одновременно включенным двум рабочим операциям гидрораспределителями 9 и 10 или 8 и 10 можно в это же время включить и рабочие операции опускания ковша, рукояти и стрелы - это три или четыре или пять одновременно работающих рабочих операций.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1818425, Е 02 F 9/22, опубл. 1993.

2. Патент РФ №2081253, Е 02 F 9/22, опубл. 1997.

Формула изобретения

Двухпоточный гидравлический привод одноковшового экскаватора, включающий два насоса, связанных с направленными навстречу друг другу проточными каналами многозолотникового гидроаппарата, включающего гидрораспределители, содержащие перемычки в корпусе многозолотникового гидроаппарата и золотники управления с проточками, обратные и предохранительно-подпиточные клапаны, напорные и сливные гидролинии, отличающийся тем, что золотники управления гидрораспределителей перемещения ковша, рукояти и стрелы, или любой отдельно взятый, например, золотник управления гидрораспределителя перемещения стрелы, выполнены с увеличенными проточками на длину хода золотника в одну сторону, при этом общая длина проточки отвечает следующей зависимости:

L = Н + 2S + b,

где Н - величина хода золотника управления в одну сторону;

2S - суммарная длина проходных окон проточного канала;

b - длина перемычки корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2