Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины



Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины
Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины
Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины
Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины
Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины
Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины
Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины

 


Владельцы патента RU 2558073:

Тарасов Владимир Никитич (RU)

Изобретение относится к стреловым машинам, а именно к одноковшовым экскаваторам и фронтальным погрузчикам циклического действия. Техническим результатом является упрощение конструкции, исключение потери энергии при подъеме сил тяжести рабочего оборудования, снижение расхода энергии и топлива двигателем внутреннего сгорания. Предложено энергосберегающее устройство стреловой машины: энергосберегающий цилиндр, газовый баллон, гидрораспределитель, штоковую полость энергосберегающего цилиндра. При этом поршневая полость уравновешивающего гидроцилиндра соединена непосредственно через отверстие в стенке корпуса с полостью газового баллона, а штоковая полость энергосберегающего цилиндра соединена через гидрораспредитель со сливной магистралью. Причем суммарный объем газовой полости энергосберегающего цилиндра и газового баллона составляет более двух объемов рабочего хода энергосберегающего цилиндра. 5 ил.

 

Изобретение относится к стреловым одноковшовым строительным машинам, а именно к одноковшовым экскаваторам, фронтальным погрузчикам циклического действия.

Известно энергосберегающее рабочее оборудование экскаватора [патент №2190062, 27.09.2002, БИ №27] [1], содержащее стрелу, ковш, основные гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий гидроцилиндр, газовый баллон, пневмогидроаккумулятор, гидрораспределители, гидронасос. Устройство предназначено для уравновешивания сил тяжести стрелы, ковша, гидроцилиндров с целью исключения потерь энергии.

Недостатком устройства является сложная конструкция, обусловленная использованием пневмогидроаккумулятора, применение которого приводит к увеличению объема рабочей жидкости гидросистемы, имеющей большую стоимость по сравнению со стоимостью воздуха при использовании его в качестве рабочего тела.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности из известных технических решений является энергосберегающая система рабочего оборудования стреловой машины [патент РФ №2299296, 20.05.2007, БИ №14] [2], содержащая стрелу, ковш, гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий цилиндр, газовый баллон, распределитель. Система исключает потери энергии на подъем сил тяжести рабочего оборудования.

Недостатком известного устройства [2] является несовершенная конструкция энергосберегающего цилиндра и газового баллона; отсутствие рекомендаций по выбору конструктивных параметров системы.

Задачей предлагаемого изобретения является создание энергосберегающего устройства рабочего оборудования, позволяющего упростить конструкцию устройства, исключающего потери энергии при подъеме сил тяжести рабочего оборудования, позволяющего уменьшить расход энергии и топлива двигателем внутреннего сгорания.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном устройстве, включающем стрелу, ковш, основные гидроцилиндры стрелы, энергосберегающий цилиндр, газовый баллон, гидрораспределитель, штоковую полость энергосберегающего цилиндра, в котором согласно изобретению газовый баллон заполнен сжатым воздухом под давлением более 10 МПа, поршневая полость уравновешивающего цилиндра соединена непосредственно через отверстие в стенке цилиндра с полостью газового баллона; штоковая полость энергосберегающего цилиндра соединена через гидрораспределитель со сливной магистралью; при этом суммарный объем газовой полости энергосберегающего цилиндра и газового баллона составляет более двух объемов рабочего хода энергосберегающего цилиндра.

Технический результат достигнут благодаря использованию сжатого воздуха вместо дорогостоящей рабочей жидкости и упрощению конструкции устройства. Энергосбережение достигается за счет сохранения объема сжатого воздуха при повторяющихся периодических циклах подъема и опускания стрелы. Однократная закачка сжатого воздуха в газовый баллон обеспечивает длительную работу устройства, обеспечивается снижение нагруженности основных гидроцилиндров при подъеме стрелы и ковша с грузом.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано использование энергосберегающего устройства при копании грунта экскаватором «обратная лопата»; на фиг. 2 представлено использование энергосберегающего устройства на фронтальном погрузчике; на фиг. 3 показано подключение энергосберегающего устройства к гидросистеме стреловой машины; на фиг. 4 представлено энергосберегающее устройство в исходном положении при опущенной стреле; на фиг. 5 - энергосберегающее устройство при поднятой стреле.

Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины содержит: стрелу 1; ковш 2; основные гидроцилиндры стрелы 3; энергосберегающий цилиндр 4; газовый баллон 5; гидролинию 6; распределитель 7; гидрозолотник 8; гидронасос 9; корпус энергосберегающего цилиндра 10; шток с поршнем 11; проушину штока 12; проушину корпуса 13; гайку 14; контргайку 15; штуцер 16; отверстие в корпусе 17; сливное устройство 18; зарядное устройство 19; крепление 20 газового баллона на корпусе цилиндра.

На фиг. 4, 5 дополнительно показаны: Н - рабочий ход поршня энергосберегающего цилиндра; VГ - объем газового баллона; VP - рабочий объем энергосберегающего цилиндра; V1 - объем полости штока и поршня; V2 - остаточный объем энергосберегающего цилиндра; V3 - объем гидравлической штоковой полости энергосберегающего цилиндра.

Сущность работы энергосберегающего устройства заключается в следующем. Для выполнения операции подъема стрелы экскаватором на фиг. 1 погрузчика на фиг. 2 включают золотник 8 распределителя 7 вниз, рабочая жидкость гидронасосом 9 подается в поршневые полости основных гидроцилиндров 3, осуществляя подъем стрелы. Одновременно без участия со стороны оператора вступает в работу энергосберегающее устройство.

Энергосберегающий цилиндр 4 создает дополнительную силу на штоке, которая снижает силу в основных гидроцилиндрах стрелы и вследствие этого снижает нагрузку на двигатель машины, обеспечивая экономию расходуемой энергии и топлива. Сопутствующим эффектом энергосберегающего устройства является увеличение моторесурса двигателя и насосов при одновременном увеличении производительности.

Для опускания стрелы золотник 8 распределителя включают вверх, рабочая жидкость от гидронасоса поступает в штоковые полости основных гидроцилиндров 3. При этом силы тяжести стрелы, ковша, гидроцилиндров обеспечивают перемещение поршня и штока энергосберегающего цилиндра вниз в исходное положение, не потребляя дополнительную энергию от двигателя.

На фиг. 4 исходный объем газовой полости при опущенной стреле равен сумме объемов

где VГ - объем газового баллона; V1 - объем полости штока и поршня; V2 - остаточный объем уравновешивающего цилиндра.

При подъеме стрелы объем газовой полости энергосберегающего устройства увеличивается на величину хода поршня.

где D, H - соответственно, диаметр энергосберегающего цилиндра и его рабочий ход.

Эффективная работа энергосберегающего устройства обеспечивается тем, что при перемещении поршня из нижнего положения (фиг. 4) в верхнее положение (фиг. 5) давление в газовом баллоне практически остается постоянным.

Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы общий объем газовых полостей составлял более двух объемов рабочего хода энергосберегающего цилиндра.

Для обеспечения эффективной работы энергосберегающего устройства обеспечивается одноразовая закачка устройства сжатым воздухом при давлении порядка 10 МПа.

При подъеме - опускании стрелы объем штоковой полости V3 изменяется, обеспечивая смазку стенок цилиндра и поршня рабочей жидкостью.

Энергосберегающее устройство рабочего оборудования стреловой машины, содержащего стрелу, ковш, основные гидроцилиндры стрелы, включает энергосберегающий цилиндр, газовый баллон, гидрораспределитель, штоковую полость энергосберегающего цилиндра, отличающееся тем, газовый баллон заполнен сжатым воздухом под давлением более 10 МПа, поршневая полость уравновешивающего цилиндра соединена непосредственно через отверстие в стенке корпуса с полостью газового баллона, штоковая полость энергосберегающего цилиндра соединена через гидрораспределитель со сливной магистралью, при этом суммарный объем газовой полости энергосберегающего цилиндра и газового баллона составляет более двух объемов рабочего хода энергосберегающего цилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловых машин типа экскаваторов и погрузчиков.

Изобретение относится к средствам гидравлического управления сельскохозяйственной или строительной техникой. Техническим результатом является снижение внутренних потерь давления и соответственно повышение кпд работы потребителя.

Предложенная группа изобретений относится к гидравлической системе управления рабочих машин. Техническим результатом является обеспечение опережающего регулирования для изменения подачи жидкости прежде, чем в этом возникнет необходимость.

Изобретение относится к способу эксплуатации гидравлической системы рабочей машины. Техническим результатом является обеспечение возможности модификации взаимосвязи скорости гидравлического привода на основе разной категории конфигураций рабочего оборудования.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к гидроприводам мобильных машин и гидравлических установок циклического действия с несколькими исполнительными механизмами.

Изобретение относится к разработке грунтов с помощью землеройных машин и может быть использовано в горном и строительном деле при прокладке каналов и линий связей в прочных и мерзлых грунтах и породах.

Изобретение может быть использовано для управления мощностью двигателя. Устройство содержит средства управления (СУ) и средства детектирования (СД).

Изобретение относится к гидравлическим приводам рабочего оборудования одноковшовых фронтальных погрузчиков. Техническим результатом является исключение ударов поршня в крышку гидроцилиндра при установке стрелы погрузчика в положение начала черпания на уровне опорной поверхности.

Изобретение относится к объемным пневмо-гидроприводам мобильных строительных и дорожных машин. Предложен коллектор бульдозерного оборудования землеройной машины, содержащий корпус с радиальными отверстиями для подвода-отвода рабочей жидкости, соединенный с возможностью поворота и осевого перемещения с рамой отвала.

Настоящее изобретение относится к рабочему механизму, в частности перемещаемому перегружающему механизму гидравлического экскаватора. Рабочий механизм содержит базовый механизм, кабину и шарнирно соединенный с базовым механизмом манипулятор кабины, предназначенный для изменения положения кабины относительно базового механизма.

Изобретение относится к стреловым машинам, а именно к экскаваторам, фронтальным погрузчикам. Технический результат заключается в получении энергосбережения при выполнении рабочего процесса машины за счет исключения бесполезной энергии, затрачиваемой на подъем сил тяжести всех элементов рабочего оборудования (стрелы, ковша, гидроцилиндров) и использовании этой энергии на повышение производительности машины. Энергосберегающее устройство содержит стрелу, основные гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий цилиндр, газовый баллон, гидромагистрали, гидробак, насос, в котором согласно изобретению уравновешивающий цилиндр и газовый баллон выполнены в одном агрегате; уравновешивающий цилиндр расположен внутри газового баллона, заряженного сжатым воздухом давлением более 10 МПа, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего цилиндра соединена гидролинией со сливной гидролинией гидрораспределителя; объем газовой полости устройства образован цилиндрическим кольцевым объемом V1 газового баллона и объемом V2 пустотелого штока и поршня; при этом объем газовой полости (V1+V2) составляет более двух объемов рабочего хода уравновешивающего цилиндра V1+V2>2Vp. 5 ил.

Устройство предназначено для подъема стрелы эксплуатируемой машины. Устройство содержит цилиндр (4) и аккумулятор (7), причем цилиндр (4) содержит верхнюю камеру (4a) и нижнюю камеру (4b), а также шток (2) поршня цилиндра, соединенный со стрелой (1), причем верхняя часть аккумулятора (7) заполнена газом, а нижняя часть аккумулятора (7) заполнена гидравлической жидкостью (19) и сообщена с нижней камерой (4b) цилиндра; регулировочный цилиндр (12), содержащий верхнюю камеру (12a) и нижнюю камеру (12b), а также шток (23) поршня, соединенный со стрелой (1); гидравлический насос (9), с помощью которого, при подаче гидравлической жидкости в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра, стрела (1) опускается таким образом, что вес стрелы давит на шток (2) поршня цилиндра для выдавливания гидравлической жидкости из нижней камеры (4b) цилиндра в нижнюю часть аккумулятора, для сжимания газа, находящегося в верхней части аккумулятора для регенерирования потенциальной энергии, а при подаче гидравлическим насосом гидравлической жидкости в нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра стрела (1) поднимается, и при этом поднимается шток (2) поршня цилиндра таким образом, что сжатый газ из верхней части аккумулятора выдавливает гидравлическую жидкость (19) из нижней части аккумулятора в нижнюю камеру (4b) цилиндра, для высвобождения регенерированной потенциальной энергии, таким образом, выталкивая шток (2) поршня цилиндра для подъема стрелы. С помощью устройства обеспечиваются эффективная регенерация и повторное использование потенциальной энергии опускания стрелы, благодаря чему экономится энергия и повышается работоспособность стрелы. В настоящем изобретении также раскрыты эксплуатируемая машина с упомянутым выше подъемным устройством и способ подъема стрелы посредством использования упомянутого выше подъемного устройства. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к землеройно-транспортному машиностроению, а именно к гидроприводам рабочих органов скреперов. Техническим результатом является обеспечение последовательного управления тремя группами гидроцилиндров от одной секции гидрораспределителя. Предложенная гидравлическая система скрепера содержит трехсекционный гидрораспределитель, трубопроводы, три исполнительных гидроцилиндра и дополнительный двухсекционный гидрораспределитель, одна из секций которого управляет одним гидроцилиндром, а другая - несколькими. При этом к одной из секций дополнительного двухсекционного гидрораспределителя параллельно подключены две группы гидроцилиндров. Причем одна из них подключена бесштоковой полостью, а другая, включающая две группы гидроцилиндров, - штоковыми полостями. При этом одна из групп гидроцилиндров подключена через напорный клапан, после которого параллельно штоковым полостям этой группы гидроцилиндров установлен обратный клапан, открывающийся со стороны напорного клапана. 1 ил.

Изобретение относится к системам управления строительно-дорожной машины, в частности к гидравлическим приводам. Техническим результатом является повышение эффективности работы гидросистемы управления строительно-дорожной машины при выполнении рабочего цикла. Предложена гидросистема управления строительно-дорожной машины, содержащей регулируемый насос, гидрораспределитель, связанный гидролиниями с гидроцилиндрами потребителей (исполнительных рабочих органов), и регулятор для управления насосом, соединенный с гидрораспределителем с возможностью получения сигнала управления от потребителей. При этом регулятор для управления насосом, установленный в гидролинии управления регулируемого насоса, выполнен с возможностью гидравлического управления от джойстика одновременно с гидрораспределителем, а также с возможностью корректировки сигнала управления, поступающего от джойстика на управление регулируемым насосом. Причем указанный регулятор содержит золотник, размещенный в корпусе, выполненном с входным и выходным каналами, соединенными соответственно с блоком управления джойстиком и с управляющей системой регулируемого насоса, и сливным каналом, соединенным с гидробаком. При этом золотник выполнен с возможностью соединения выходного канала со сливным каналом и перекрытия входного канала при достижении определенного давления в напорной гидролинии насоса и поступлении управляющего сигнала в соответствующую полость управления регулятора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к рабочему устройству, в частности экскаватору или машине для погрузки, разгрузки и транспортировки материалов, с элементом, выполненным подвижным с помощью по меньшей мере одного рабочего привода. Предусмотрен по меньшей мере один цилиндр для рекуперации энергии движения подвижного элемента, содержащий наполненную газом камеру. Предусмотрено уплотнительное устройство для герметизации наполненной газом камеры, включающее в себя наполненное маслом кольцевое пространство, имеющее с одной стороны вентиляционную точку. Вентиляционная точка предпочтительно расположена в наиболее высоком месте кольцевого пространства. Технический результат - усовершенствование уплотнительной системы заполненной газом камеры. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам привода для рабочего оборудования экскаватора или машины для погрузки. Техническим результатом является улучшение функционирования оборудования с цилиндром для рекуперации энергии. Предложено оборудование, в частности экскаватор или машина для погрузки, разгрузки и транспортировки материалов, с элементом, выполненным подвижным посредством по меньшей мере одного рабочего привода. При этом предусмотрен по меньшей мере один цилиндр для рекуперации энергии, который предназначен для рекуперации энергии движения подвижного элемента и который включает в себя камеру, заполненную газом, а также устройство для регулирования температуры цилиндра для рекуперации энергии. Причем устройство для регулирования температуры цилиндра для рекуперации энергии приводится в действие в зависимости по меньшей мере от одного рабочего параметра оборудования. Предложен также способ работы указанного оборудования. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 20 ил.
Наверх