Гидравлический привод рабочего оборудования одноковшового экскаватора

Гидравлический привод рабочего оборудования одноковшового экскаватора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО« ИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 E 02 F 9/22

ВЕФ:" "л: . ъ l7 «

«И 13

М)«ю:."!;Т:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 1ТНРЫТИЙ (21) 3862023/29-03

1 (22) 06.03.85 (46) 15.09.86. Бюл. № 34 (71) Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Г.М. Водяник, И.Я. Пушечкин, А.Н. Дровников и А.И. Бутов (53) 621.879.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 949091, кл. Е 02 F 9/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 231395, кл. Е 02 F 9/22, 1968. (54) (57) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ОДНОКОВШОВОГО ЭКС КАВАТОРА, включающий насосную установку, гидродвигатели стрелы, рукояти и ковша с их гидрораспределите лями и гидромагнстрали ) о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности гидропривода, гидродвигатель стрелы выполнен в виде двух гидроцилиндров с общим lBToком, поршневая полость первого из которых и штоковая полость второго связаны со сливом каждая посредством параллельно установленных регулируемого дросселя и обратного клапана, при этом штоковая полость гидродви" гателя рукоятки сообщена со штоковой полостью первого гидроцилиндра стрелы, а поршневая — с поршневой полостью второго гидроцилиндра стрелы.

8o»Мр ™р Мрн™ о »oь $" о М о >

6 =М„р ° М р-М„-Мхх з 5п И - М, (2) а к штоку 4 приложена сила и : » 9» » 5 ай Ч, — р; + где М, )ai р момент,, о бусловленный сила ми поджатия стрелы к забою," момент приведенных к стреле и рукояти соответственно сил весов; приведенные момента, от касательной и нормальной составляющей силы копания; 55 статические моменты сопротивления относительно оси вращения стрелы и рукояти., Й 9Н

"" хио1 "1ххg

1 12571

Изобретение относится к землеройным машинам, а именно к их гидроприв одам.

Целью изобретения является повышение надежности гидравлического привода эа счет непрерывного автоматического регулирования режимов работы в зависимости от нагрузки на землеройный орган, упрощения управления, устранения стопорных режимов в работе, lio перегрузок и колебаний давления в гидросистеме.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема привода; на фиг. 2 — принципиальная гидракинема- 15 тическая схема привода; на фиг. 3— схема гидравлического привода рабочего оборудования с автоматическим и ручным управлением; на фиг. 4 гидрокинематическая схема рабочего 20 оборудования экскаватора.

Гидравлический привод содержит на1, кдроцилкндры 2 H .3 cTgEJIM H соедкняюшчй их шток 4, гидрацилиндр рукояти, управляющие дроссели 6 и 7, обратные клапаны 8, гидроцилиндр 9 ковша к распределители 10-16 жидкости.

Скорость и направление 0„ движения режущей кромки ковша зависит от величины и направления угловых скоростей стрелы у и .рукояти! Ю которые, в свою очередь, зависят от ускоряющих моментов U = 3(во) и М

Ускоряющке моменты, прилаженные соответственно к стреле и: рукояти., равны

44

М о М ° — приведенные динамические мо1о )р менты сил инерции стрелы и рукояти;

М, — момент вращения рукояти, обусловленный усилием гидроцилиндра 5; — давление насоса; площади поршневой и штоковой полости соответствующих гидроцилиндров (фиг. 1); ,Р„ — давление в соответствующих полостях гидроцилкндров; коэффициент демпфирования; сила сопротивления перемехк щению поршня.

У итывая, что при установившемся движении динамические моменты М, и

Mjp равны нулю, Мх =сОпь, М )p и

М < М мощность привода постоянна, йи можно считать, что ускоряющие моменты 6 и Ир в основном зависят от соотношения приведенных к соответствующим звеньям моментов, обусловленных силами "îïðîòèâëåíèÿ копанию и усилиями гидрацилиндров. Так как давление жидкости в поршневых полостях гидроцилиндров рукоятки и стрелы одинаково, то перемещение поршня будет больше того гидроцклиндра, где нагрузка на. штоке меньше.

Уравнение расходов гидропривода запишется

Скорость режущей кромки ковша равна (фкг. 2) с ся сь (5)

Из анализа уравнений (1-5) следует, что вследствие увеличения нагрузки на штоке одного из гидроцилиндров (стрелы кли рукояти) уменьшится расход жидкости в этом гидроцилиндре, но учитывая уравнение 4, при настоянной мощности насоса в другом гкдроцилкндре увеличится расход жидкости, т.е. увеличится скорость поршня другого гидроцилкндра.

Таким образом, увеличение или уменьшение нагрузки на штоке одного кз гидрацклиндров (стрелы илк руко.яти) вызывает соответственно увеличение или уменьшение скорости другого гидроцилкндра (соответственно рукояти или стрелы). Но так как нагрузка на штоке гидроцилиндра в основном зависит от снл сопротивления копанию, то рабочий режим гидравлического механизма рабочего органа экскаватора будет определяться через технологический процесс. Изменение технологического процесса влияет на кинематический режим работы и наоборот.

В автоматическом реж йе гидропривод работает следующим образом.

Пример 1. Режущая кромка 1О не касается поверхности грунта, т.е.

= О, = О. Давление в гидросистеме в этом случае минимально и обусловлено нагрузкой от сил веса рабочего оборудования.При этом величина приведенной силы веса к штоку гидроцилиндра рукояти меньше, чем сиды приведенной к штоку гидроцилиндра стрелы. Поэтому поршень гидроцилиндра 2 будет опускаться вниз, а стрела поворачи- 20 ваться по часовой стрелке.

Жидкость, вытесняемая из штоковой полости гидроцилиндра 5, будет поступать в штоковую полость гидроцилиндра 3. Корпус гидроцилиндра 3 под дей-25 ствием давления жидкости в штоковой полости и веса оборудования будет перемещаться относительно штока 4, вы" тесняя жидкость из поршневой полости гидроцилиндра 3, и поворачивать стре-30 лу по часовой стрелке, обеспечивая при этом необходимое поджатие оргача к забою. Следовательно, вектор скорости Ч, будет направлен в сторону забоя (фиг.4б). Шток 4 перемещается относительно корпуса гидроцилиндра 2 в зависимости от величины приведенной силы 0 . Скорость перемещения штока регулируется дросселем 6.

Пример 2. При встрече ковша gg с непреодолимым препятствием или в случае черезмерного заглубления ковша силы сопротивления 1, и будут равны соответственно р и м мс кс

Скорость поршня гидроци- 45 линдра рукояти станет равной нулю, следовательно, давление 1 ы н штоковой полости станет равным какомуто фиксированному давлению.

Давление в нагнетательной линии насоса достигнет величины ма с

При этом 9, увеличится (3) и шток

4, преодолевая сопротивление дросселя 6, увеличит скорость перемещения, увеличивая объем штоковой полости N гидроцилиндра 3. При этом давление

Р> в штоконой полости гидроцилиндра 3 уменьшится, уменьшится H

1257144 сила поджатия стрелы. Под действием нормальной и касательной состанляющих усилия сопротинления грунта копанию начнется "нсплывание" рабочего оборудонания. При увеличившейся скорости 1,, с учетом гидравлического сопротивления дросселя 7, возникнет давление в поршневой полости гидроцилиндра 3, а следовательно, и дополнительное усилие, направленное на подъем стрелы. В результате действия перечисленных сил стрела, поворачиваясь против часовой стрелки, будет отводить режущую кромку ковша от забоя со скоростью 9 „ (фиг.4б),. В то же время под действием усилия гидроцилиндра рукоятки режущая кромка будет прижиматься к забою, к препятствию с определенным усилием. Как видно из плана скоростей (фиг.4б) режущая кромка ковша будет стремиться обойти препятствие, не теряя с ним контакта, или уменьшить толщину стружки. В случае обхода препятствия.или уменьшвния сопротивления до нормального процесс резания грунта продолжится.

Пример 3 (рабочий). В зависимости от избранного режима разработки грунта, т.е. с учетом прочности грунта, высоты забоя по номограмме устанавливается рабочее давление

Р„,„ . После подведения ковша к забою раздельным управлением включаются соответствующие распределители с целью соединения гидроцилиндров по двухдифференциальной схеме.

При встрече кромки ковша с забоем, если сопротивление грунта копанию Кр меньше 1р см, поршень рукоятки, перемещаясь будет вытеснять жидкость из штоковой полости под давлением и наг. нетать ее н штоковую полость гидроцилиндра 3. При этом гидроцилиндром

3 создается необходимое усилие поджатия рабочего оборудования к забою, т.е. происходит заглубление ковша.

При увеличении стружки будет расти сопротивление 8р и соответстненно увеличиваться давление Р„ в гидросистеме. При дост енин R Р р Ком

P (Р = Р„„) увеличение толщины стружки прекратится и начнется нормальный режим копания. В случае изменения нагрузки (изменение толщины стружки вследствие неровностей забоя, изменение прочности грунта, различные включения) гидравлический меха1257144 ния.

5 ниэм будет отрабатывать таким образом (см. пример i или 2), чтобы не изменялась заданная нагрузка на кромке ковша. Осуществляя непрерывное автоматическое управление режущей кромкой ковша, можно обеспечить постоянное номинальное или незначи-тельно отличающееся от номинального в момент переходных процессов давление в гидросистеме, исключить стопорные режимы, резкие колебания в забросы давлеф

Для работы гидравлического привода в режиме ручного управления все гидрораспределители устанавливаются в позицию В. В этом случае жидкость от насоса 1 через гидрораспределители 10,15,11,12 и гидрораспределитель 13 соединяется со сливной полостью, т.е. при невключенных гидрораспределителях насос не загружен.

10 Для приведения какого-либо звена рабочего оборудования в движение необходимо включить соответствующий ему гидрораспределитель.

1257144

Составитель С. Фомин

Техред М.Моргентал Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Слободяник

Заказ 4887/23 Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4