Устройство для гашения угловых и линейных колебаний

Полезная модель относится к землеройно-транспортным машинам, а именно к автогрейдерам, и предназначена для снижения угловых и линейных колебаний возникающих при движении автогрейдера. Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном устройстве в качестве упругих элементов используют сжатый газ, находящийся в газовых полостях гидропневмоаккумуляторов, встроенных в гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа, в качестве демпфирующих элементов используют регулируемые дроссели. Перед началом транспортного режима работы автогрейдера, оператор посредством управляемых гидрораспределителей переводит систему в рабочее состояние, т.е. подключает к гидроцилиндрам гидропневмоаккумуляторы. При движении автогрейдера возникают угловые и линейные колебания. Рабочий орган автогрейдера под действием внешних воздействий начинает совершать вертикальные перемещения. При движении рабочего органа вверх поршни гидроцилиндров из поршневой полости вытесняет соответствующее количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость через гидролинии поступает в полости гидропневмоаккумуляторов, газовая полость которых заполнена сжатым газом и отделена от жидкости упругой мембраной. В результате чего газ сжимается и выполняет функции упругого элемента. Демпфирование колебаний происходит при дросселировании жидкости на регулируемых дросселях, установленных на гидролиниях. При движении рабочего органа вниз поршни гидроцилиндров вытесняют из штоковых полостей соответствующее количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость по гидролиниям поступает в полости гидропневмоаккумуляторов. Демпфирование колебаний происходит при дросселировании жидкости на регулируемых дросселях, установленных на гидролиниях. Величина демпфирования колебаний изменяется в зависимости от настройки дросселей.

Полезная модель относится к землеройно-транспортным машинам, а именно к автогрейдерам, и предназначена для снижения угловых и линейных колебаний возникающих при движении автогрейдера.

Известно устройство виброзащиты кабины транспортного средства [А.с. 485023 СССР, МПК⁵ B62D 33/06. Устройство для установки кабины транспортного средства / П.В.Белов, А.П.Липаев (СССР)] представляющее собой два резиновых амортизатора, установленных между кабиной и рамой транспортного средства и закрепленных посредством болта.

Однако это устройство обладает следующими недостатками: упругие свойства амортизатора изменяются при эксплуатации; упругие свойства амортизатора зависят от температуры окружающего воздуха; высокая собственная частота колебаний, которая составляет 1015 Гц [Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах / Н.И.Иванов. - М.: Транспорт, 1987. - 223 с.].

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является система гашения колебаний стреловых кранов высокой проходимости предложенная фирмой Harnishfeger (США) [Гашение угловых и линейных колебаний при движении кранов высокой проходимости/ В.Л.Хасилев, Д.Ф.Панин, И.В.Волчек // «Строительные и дорожные машины». - 7. - 1987. С.17-18.].

Устройство гашения колебаний является составной частью гидроцилиндра подъема стрелы и предусматривает смещение по фазе колебаний стрелы и шасси.

Корпус гидроцилиндра подъема стрелы снабжается в своей нижней части головкой с каналом в поршневую полость. С другой стороны цилиндр заканчивается втулкой, снабженной уплотнениями. Во втулке скользит полый шток. В верхней части цилиндра находится патрубок с каналом сообщающимся со штоковой полостью. При подаче сжатой рабочей жидкости в проточку, главный поршень совместно с полым штоком и головкой обеспечивает подъем стрелы, а при подаче рабочей жидкости в канал - ее опускание.

Управление осуществляется трехходовым клапаном.

Динамическая стабилизация крана осуществляется следующим образом. Полость штока ограничена слева заглушкой, а справа головкой. Внутри полости зафиксирована переборка, снабженная перепускным каналом. Вспомогательный поршень зафиксирован на штанге, свободно несущей комплект тарельчатых пружин, и может скользить в полости штока. Дистанционная трубка, заключенная между головкой и переборкой, определяет положение последней. Комплект тарельчатых пружин собран с некоторым предварительным поджатием. Шток снабжен отверстием, сообщающим полость с полостью и между заглушкой и вспомогательным поршнем, для чего в заглушке образованы надлежащие выборки. Т-образная изоляция на вспомогательном поршне позволяет изолировать друг от друга полости по обе стороны поршня. Полость по правую сторону от него заполнена под давлением 7 МПа азотом, введенным через запирающийся пробкой канал. Сжатый газ стремится сместить вспомогательный поршень влево, позволяя тем самым подобрать набор тарельчатых пружин с менее жесткой характеристикой.

При движении крана по пересеченной местности стрела получает угловое ускорение в ту или другую сторону, меняется давление в полости, оказывая воздействие на вспомогательный поршень и на набор тарельчатых пружин, вызывая демпфирующее воздействие.

Смещение фаз угловых колебаний шасси и стрелы определяется выбором диаметра канала и характеристикой пружин.

Недостатками данного устройства являются: значительное усложнение конструкции гидроцилиндра подъема и опускания стрелы крана; необходимость установки набора тарельчатых пружин; невозможность изменения характеристик системы во время эксплуатации крана.

Задачей полезной модели является снижение угловых и линейных колебаний автогрейдера в транспортном режиме работы, путем использования рабочего органа в качестве динамического гасителя колебаний.

При этом достигаются следующие технические результаты - происходит уменьшение угловых и линейных колебаний автогрейдера и рабочего места оператора.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном устройстве в качестве упругих элементов используют сжатый газ, находящийся в газовых полостях гидропневмоаккумуляторов, встроенных в гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа, в качестве демпфирующих элементов используют регулируемые дроссели.

Полезная модель поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 показана схема гидропневматической виброзащитной системы. На фигуре 2 показана принципиальная гидравлическая схема автогрейдера.

Полезная модель содержит рабочий орган (отвал) автогрейдера с поворотным устройством 1, закрепленные на тяговой раме 2. Тяговая рама 2 закреплена на основной раме автогрейдера посредством шарнира 3. Подъем и опускание тяговой рамы 2 и закрепленного на ней рабочего органа 1 осуществляют с помощью двух гидроцилиндров 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) (на фиг.1 вторая симметричная часть не показана). Полости гидроцилиндров 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) посредством гидролиний 6 (8) и 7 (9) соединены с гидропневмоаккумуляторами 10 (12) и 11 (13) (ГА 1, ГА 2, ГА 3, ГА 4). Одна полость которых заполняется газом под давлением, а в другую подается рабочая жидкость. В гидролинии 6(8) и 7(9) встроены регулируемые дроссели 14 (16) и 15 (17) (Д 1, Д 2, Д 3, Д 4).

Устройство работает следующим образом.

Перед началом транспортного режима работы автогрейдера, оператор посредством управляемых гидрораспределителей (Р 1, Р 2, Р 3, Р 4) (фиг.2) переводит систему в рабочее состояние, т.е. подключает к гидроцилиндрам 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) гидропневмоаккумуляторы 10 (12) и 11 (13) (ГА 1, ГА 2, ГА 3, ГА 4).

При движении автогрейдера возникают угловые и линейные колебания. Рабочий орган автогрейдера 1 под действием внешних воздействий начинает совершать вертикальные перемещения. При движении рабочего органа вверх поршни гидроцилиндров 4 (5) из поршневой полости вытесняет соответствующее количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость через гидролинии 6 (8) поступает в полости гидропневмоаккумуляторов 10 (12) (ГА 2, ГА 3), газовая полость которых заполнена сжатым газом и отделена от жидкости упругой мембраной. В результате чего газ сжимается и выполняет функции упругого элемента. Демпфирование колебаний происходит при дросселировании жидкости на регулируемых дросселях 14 (16) (Д 2, Д 3), установленных на гидролиниях 6 (8). При движении рабочего органа вниз поршни гидроцилиндров 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) вытесняют из штоковых полостей соответствующее количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость по гидролиниям 5 (7) поступает в полости гидропневмоаккумуляторов 11 (13) (ГА 1, ГА 4). Демпфирование колебаний происходит при дросселировании жидкости на регулируемых дросселях 15 (17) (Д 1, Д 4), установленных на гидролиниях 7 (9). Величина демпфирования колебаний изменяется в зависимости от настройки дросселей 14 (16) и 15 (17) (Д 1, Д 2, Д 3, Д 4).

Новыми существенными признаками полезной модели являются - в гидравлическую схему автогрейдера внесены следующие изменения: в гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа встроены гидропневмоаккумуляторы ГА 1, ГА 2, ГА 3, ГА 4. Также в гидролинии, сообщающие полости гидроцилиндров с гидропневмоаккумуляторами установлена дросселирующая гидроаппаратура Д 1, Д 2, Д 3, Д 4. Установлена управляющая гидроаппаратура Р 1, Р 2, Р 3, Р 4.

Исследования проведенные в рамках диссертационной работы [Чакурин И.А. Снижение динамических воздействий на оператора автогрейдера в транспортном режиме: дис. канд. техн. наук / И.А.Чакурин. - Омск, 2008. - 196 с.] показали что, происходит уменьшение угловых и линейных колебаний автогрейдера и рабочего места оператора.

Устройство для гашения угловых и линейных колебаний, содержащее рабочий орган автогрейдера, гидроцилиндры подъема и опускания рабочего органа, отличающееся тем, что в качестве упругих элементов используют сжатый газ, находящийся в газовых полостях гидропневмоаккумуляторов, встроенных в гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа, в качестве демпфирующих элементов используют регулируемые дроссели.