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 информации1. 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