Устройство демпфирования колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме

Авторы патента:

Полезная модель относится к землеройно-транспортным машинам, а именно к устройствам демпфирования колебаний рабочего органа автогрейдера и преобразования энергии колебаний в полезную энергию. В устройстве использованы серийные одноштоковые гидроцилиндры подъема - опускания рабочего органа, гидропневмоаккумуляторы, обратные клапаны, соединенные между собой по мостовым схемам, в диагональ которых включены гидромоторы. Валы гидромоторов соединены с валами генераторов постоянного тока, преобразующих механическую энергию вращательного движения в энергию электрическую для дальнейшего ее использования в полезных целях. Гидропневмоаккумуляторы используются в качестве упругих элементов, центрирующих рабочий орган в транспортном положении.

Указанные технические результаты достигаются преобразованием энергии потоков жидкости, вытесняемой из полостей гидроцилиндров, в механическую энергию вращательного движения валов гидромоторов, приводящих в движение валы электрогенераторов постоянного тока, энергия от которых поступает в электрический аккумулятор для дальнейшего использования в полезных целях; демпфирование колебаний рабочего органа автогрейдера происходит вследствие преобразования энергии колебаний в полезную энергию.

Полезная модель относится к землеройно-транспортным машинам, а именно к автогрейдерам. Она предназначена для динамического гашения колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме и использования энергии механических колебаний в полезных целях. Используются серийные одноштоковые гидроцилиндры подъема - опускания рабочего органа, обратные клапаны, включенные по мостовой схеме, гидромоторы, генераторы постоянного тока, электрический аккумулятор, гидропневмоаккумуляторы, выступающие в качестве упругих элементов, центрирующих положение рабочего органа в транспортном положении.

Известно устройство для гашения угловых и линейных колебаний [Пат. 101057 Российская Федерация, МПК7 E02F 3/76. Устройство для гашения угловых и линейных колебаний [Текст] / П.А. Корчагин, И.А. Чакурин], содержащее гидропневмоаккумуляторы, встроенные в гидролинии гидроцилиндров подъема-опускания рабочего органа. Регулируемые дроссели используются в качестве демпфирующих элементов.

Недостатком этого устройства является преобразование энергии колебательной системы в тепловую, с последующим рассеиванием тепловой энергии в окружающую среду. Рассеивание энергии происходит за счет дросселирования жидкости регулируемыми дросселями.

Известна полезная модель устройства гашения колебаний рабочего оборудования автогрейдера [Пат. 145798 Российская Федерация, МПК E02F 3/76, МПК F16F 6/00. Устройство гашения колебаний рабочего оборудования автогрейдера [Текст] / B.C. Щербаков, П.А. Корчагин, Д.А. Отс], содержащая обратные клапаны, встроенные в гидролинии гидроцилиндров подъема-опускания рабочего оборудования автогрейдера, а также гидромотор, преобразующий энергию потока рабочей жидкости во вращательную энергию, с дальнейшим преобразованием в электрическую энергию при помощи генератора постоянного тока.

Недостатком представленной полезной модели является наличие пружины, выступающей в качестве центрирующего элемента для поддержания рабочего оборудования в транспортном положении.

Задачами полезной модели являются демпфирование колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме, аккумулирование энергии механических колебаний рабочего органа и дальнейшее ее использование в полезных целях.

При этом достигаются следующие технические результаты: происходит демпфирование колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме, рабочего места оператора и всего автогрейдера, а также преобразование одного вида энергии в другой.

Указанные технические результаты достигаются тем, что устройство демпфирования колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме, содержащее рабочий орган, хребтовую раму, одноштоковые гидроцилиндры подъема-опускания рабочего органа, гидролинии, мостовые схемы, содержащее по четыре обратных клапана, гидропневмоаккумуляторы, гидромоторы, электрические генераторы постоянного тока, электрический аккумулятор, потребитель электрической энергии, отличающееся тем, что с целью демпфирования колебаний рабочего органа и преобразования энергии колебаний в полезную энергию, к каждой полости одноштоковых гидроцилиндров через гидролинии подключены мостовые схемы, содержащие по четыре обратных клапана, а с других сторон мостовых схем включены гидропневмоаккумуляторы, в диагонали мостовых схем включены гидромоторы, валы которых соединены с валами генераторов постоянного тока.

Полезная модель поясняется прилагаемым чертежом, на котором показана конструкция предлагаемого устройства.

На чертеже изображены: 1 - рабочий орган автогрейдера, 2 - хребтовая рама, 3 - одноштоковый гидроцилиндр; 4, 11 - гидролинии; 5, 12 - обратные клапаны, включенные по мостовой схеме; 6, 13 - гидромоторы; 7, 14 - гидропневмоаккумуляторы; 8, 15 - электрические генераторы постоянного тока; 9 - электрический аккумулятор; 10 - потребитель электрической энергии.

Устройство демпфирования колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме работает следующим образом: вследствие внешних воздействий рабочий орган автогрейдера 1 в транспортном режиме начинает совершать вертикальные колебания. При перемещении рабочего органа 1 вверх, поршень одноштокового гидроцилиндра 3 вытесняет рабочую жидкость из поршневой полости. Жидкость протекает по гидролинии 4, проходит через мостовую схему, состоящую из четырех обратных клапанов 5, далее проходит через гидромотор 6, затем поступает в полость гидропневмоаккумулятора 7. Газ, находящийся в газовой полости гидропневмоаккумулятора 7, за счет увеличения объема жидкости, поступающей в жидкостную полость, сжимается, в результате чего служит упругим элементом при демпфировании колебаний рабочего органа автогрейдера 1. Одновременно с заполнением жидкостной полости гидропневмоаккумулятора 7 происходит вращение гидромотора 6, который передает свой крутящий момент на электрический генератор постоянного тока 8. Электрический ток от генератора 8 поступает в электрический аккумулятор 9, и, в дальнейшем, используется потребителем электрической энергии 10, совершающим полезную работу.

Одновременно рабочая жидкость по гидролинии 11 поступает из гидропневмоаккумулятора 14 через систему обратных клапанов 12, включенных по мостовой схеме, на гидромотор 13, где также происходит процесс преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую, а генератором постоянного тока 15 в электрическую энергию. Таким образом, энергия колебаний преобразуется в полезную энергию и происходит демпфирование колебаний рабочего органа автогрейдера 1.

При перемещении поршня одноштокового гидроцилиндра 3 вниз, цикл работ устройства демпфирования колебаний рабочего органа автогрейдера повторяется, как и при движении поршня вверх, только теперь рабочая жидкость проходит из штоковой полости гидроцилиндра 3 по гидролинии 11 через мостовую схему из четырех обратных клапанов 12, и поступает на гидромотор 13, а из него в полость гидропневмоаккумулятора 14, служащего упругим элементом. Гидромотор 13 преобразует энергию потока рабочей жидкости во вращательную энергию, которая генератором постоянного тока 15 превращается в энергию электрическую и используется в полезных целях.

Одновременно рабочая жидкость из гидропневмоаккумулятора 7, проходит через мостовую схему, состоящую из обратных клапанов 5, поступает в гидромотор 6, а из него в поршневую полость гидроцилиндра 3. Гидромотор 6 вращает ротор генератора постоянного тока 8, электрический ток с которого поступает в электрический аккумулятор 9, а оттуда потребителю электрической энергии 10.

Такой принцип работы позволяет непрерывно преобразовывать механическую энергию колебаний рабочего органа автогрейдера 1 в энергию потока рабочей жидкости, которая гидромоторами 6 и 13 преобразуется в механическую энергию вращательного движения, а последняя, в свою очередь, превращается в электрическую энергию генераторами постоянного тока 8, 15.

Устройство демпфирования колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном режиме, содержащее рабочий орган, хребтовую раму, одноштоковые гидроцилиндры подъема-опускания рабочего органа, гидролинии, мостовые схемы, содержащее по четыре обратных клапана, гидропневмоаккумуляторы, гидромоторы, отличающееся тем, что с целью демпфирования колебаний рабочего органа и преобразования энергии колебаний в полезную энергию, к каждой полости одноштоковых гидроцилиндров через гидролинии подключены мостовые схемы, содержащие по четыре обратных клапана, а с других сторон мостовых схем включены гидропневмоаккумуляторы, в диагонали мостовых схем включены гидромоторы, выполненные с возможностью соединения с валами генераторов постоянного тока для преобразования механической энергии вращательного движения в электрическую энергию, которая поступает в электрический аккумулятор, а оттуда к потребителю, что позволит расширить функциональные возможности устройства.