Устройство уравновешивания рабочего оборудования стреловой машины

Изобретение относится к землеройным, горным, строительным и другим колесным и гусеничным подъемно-транспортным машинам циклического действия. Техническим результатом является создание устройства, которое позволяет увеличить скорость подъема рабочего оборудования в два раза без изменения параметров насоса и системы. Для этого устройство содержит рабочее оборудование, основные и уравновешивающий гидроцилиндры, газовый баллон, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости. При этом поршневая полость уравновешивающего гидроцилиндра соединена с газовым баллоном. Причем дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основных гидроцилиндров между собой и с гидронасосом при подъеме рабочего оборудования. 4 ил.

 

Изобретение относится к землеройным, горным, строительным и другим колесным и гусеничным подъемно-транспортным машинам циклического действия.

Известно устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины [1], содержащее рабочее оборудование, основной и уравновешивающий гидроцилиндры, основной и дополнительный распределители, пневмогидроаккумулятор, устройство управления дополнительным распределителем, гидромагистрали.

Недостатком этого устройства является разная нагруженность основного и уравновешивающего гидроцилиндров стрелы, что снижает эффективность рабочего оборудования.

Известно также устройство уравновешивания рабочего оборудования стреловой машины [2], содержащее основные и уравновешивающий гидроцилиндры, основной и дополнительный распределители, пневмогидроаккумулятор, устройство управления дополнительным распределителем.

Недостатком этого устройства является сложная конструкция и большая стоимость пневмогидроаккумулятора, являющегося основным элементом этого устройства.

Наиболее близким по технической сущности из известных технических решений является устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины [3], содержащее рабочее оборудование, основные и уравновешивающий гидроцилиндры и газовый баллон, пневмогидроаккумулятор, распределители рабочей жидкости, устройство компенсации утечек рабочей жидкости.

Недостатком устройства [3] является сложная конструкция за счет использования пневмогидроаккумулятора, малая скорость подъема рабочего оборудования, небольшая производительность и большой расход топлива за счет потерь энергии в протяженных гидромагистралях рабочего оборудования.

Задачей изобретения является создание устройства уравновешивания рабочего оборудования, которое позволяет увеличить скорость подъема рабочего оборудования в два раза без изменения параметров гидронасоса и системы и за счет этого повысить производительность машины, а также снизить расход топлива на подъем рабочего оборудования за счет снижения потерь энергии в протяженных гидромагистралях путем полного их исключения, а также повысить КПД системы.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном устройстве, включающем рабочее оборудование, основные и уравновешивающий гидроцилиндры, газовый баллон, распределители рабочей жидкости, в котором согласно изобретению поршневая полость уравновешивающего гидроцилиндра соединена с газовым баллоном, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основных гидроцилиндров между собой и с гидронасосом при подъеме рабочего оборудования. Дополнительный распределитель выполнен в одном корпусе с основным распределителем.

Сущность изобретения состоит в том, что применение системы уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования при помощи уравновешивающего гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, позволяет значительно снизить нагруженность гидросистемы рабочего оборудования и получить возможность соединения рабочих полостей основных гидроцилиндров между собой и с гидронасосом при подъеме рабочего оборудования. При этом рабочая жидкость при подъеме рабочего оборудования из штоковых полостей основных гидроцилиндров не сливается в гидробак, а подается в поршневую полость этих гидроцилиндров, в результате чего при постоянной подаче гидронасоса скорость подъема рабочего оборудования увеличивается в два раза. В предлагаемом устройстве дополнительный распределитель, решающий указанную задачу, выполнен в одном корпусе с основным распределителем, поэтому имеется возможность для машины иметь две скорости подъема рабочего оборудования: первую обычную и вторую повышенную.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид колесного экскаватора с уравновешивающим устройством, состоящим из основных и уравновешивающего гидроцилиндров; на фиг.2 - общий вид гусеничного экскаватора с уравновешивающим устройством, содержащим основные и уравновешивающий гидроцилиндры; на фиг.3 - общий вид колесного погрузчика с основными и уравновешивающим гидроцилиндрами; на фиг.4 приведена гидравлическая система управления рабочим оборудованием с системой уравновешивания сил тяжести.

Устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования содержит рабочее оборудование 1, основные гидроцилиндры 2, уравновешивающий гидроцилиндр 3, газовый баллон 4 (фиг.4), гидробак 5 уравновешивающего гидроцилиндра, основной распределитель 6, дополнительный распределитель 7, гидролинии 8, 9, гидронасос 10, гидробак 11.

Устройство работает следующим образом. Для подъема рабочего оборудования 1 золотник основного распределителя рабочей жидкости 6 включают в нижнюю позицию, рабочую жидкость от гидронасоса 10 подают в поршневые полости основных гидроцилиндров 2. Одновременно поршневая полость уравновешивающего гидроцилиндра 3, соединенная магистралью с газовым баллоном 4, давлением газа на поршне 3 уравновешивает силы тяжести рабочего оборудования. В связи с этим при подъеме рабочего оборудования затрачивают энергию только на подъем полезного груза в ковше. Прекращение подъема стрелы осуществляют установкой золотника распределителя 6 в нейтральное положение, изображенное на фиг.4.

Для опускания рабочего оборудования 1 золотник распределителя 6 включают в верхнюю позицию, рабочую жидкость от гидронасоса 10 подают в штоковые полости основных гидроцилиндров 2, при этом из поршневых полостей гидроцилиндров 2 рабочую жидкость сливают через распределитель 6 в гидробак 11.

Таким образом, при помощи распределителя 6 обеспечивают подъем и опускание рабочего оборудования в насосном режиме с обычными скоростями подъема-опускания, обусловленными расходом гидронасоса. Рассмотренный режим является режимом уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования, при котором осуществляют значительную экономию топлива двигателем и снижают нагруженность гидросистемы вследствие уменьшения нагрузки на основные гидроцилиндры 2.

Для осуществления подъема рабочего оборудования с повышенной скоростью включают золотник дополнительного распределителя 7 в нижнюю позицию. Рабочую жидкость от гидронасоса 10 подают одновременно в поршневые и штоковые полости основных гидроцилиндров 2. Вследствие того, что в данном случае активной площадью основных гидроцилиндров 2 является только площадь сечения штоков, расход жидкости гидронасоса 10 обеспечивает увеличение скорости подъема стрелы. При этом давление в гидросистеме, обусловленное меньшей активной площадью основных гидроцилиндров, оказывается при подъеме рабочего оборудования с грузом в ковше меньше, чем в стандартной гидросистеме без уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования. Для прекращения ускоренного подъема рабочего оборудования золотник дополнительного распределителя 7 устанавливают в нейтральную позицию, показанную на фиг.4.

Для осуществления режима ускоренного безнасосного опускания рабочего оборудования золотник дополнительного распределителя 7 включают в верхнюю позицию. При этом рабочие полости основных гидроцилиндров 2 соединяют между собой и со сливом в гидробак 11. При опускании рабочего оборудования силы тяжести осуществляют вытеснение газа из поршневой полости уравновешивающего гидроцилиндра 3 в газовый баллон 4.

В результате уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования получают значительную экономию топлива, а в результате увеличения скорости подъема и опускания рабочего оборудования сокращают время цикла работы машины и повышают производительность и общий КПД машины.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №543715, кл. Е 02 F 9/22, БИ №3, 1977.

2. Авторское свидетельство №804793, кл. Е 02 F 9/22, БИ №6, 1981.

3. Патент на изобретение №2190062, кл. Е 02 F 9/22, БИ №27, 2002.

Устройство уравновешивания рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основные и уравновешивающий гидроцилиндры, газовый баллон, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, отличающееся тем, что поршневая полость уравновешивающего гидроцилиндра соединена с газовым баллоном, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основных гидроцилиндров между собой и с гидронасосом при подъеме рабочего оборудования.