Рабочий орган роторного снегоочистителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аЮ Е01Н5/::;3

ГОСУДАРСТВЕОНЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4704234/11 (22) 14,06.89 (46) 15.10.91. Бюл, М 38 (71) Московский автомобильно-дорожный и нститут (72) А.Б.Ермилов и Д.A.Êoíîâ (53) 625.768.5(088.8) (56) Шалман Д,А. Снегоочистителя, Л.: Машиностроение, 1973, с. 85 — 86, рис. 67-68. (54) РАБОЧИЙ ОРГАН РОТОРНОГО СНЕГООЧИСТИТЕЛЯ Я (57) Изобретение относится к машинам для зимнего содержания автомобильных дорог и аэродромов, преимущественно типа роторных снегоочистителей. Цель изобретения — повышение эффективности разработки снега путем автоматической оптимальной установки лопастного ротора со смещением относительно центра фрезерно,, 5 „::, " 684397 А1 го питателя до установки минимального действующего на кожух ротора поворотного момента от сил трения снега, Рабочий орган роторного снегоочистителя содержит фрезерный питатель 1 с корпусом 2, лопастной ротор 4 с поворотным кожухам 5, снабженным гидроцилиндром 7, Кожух 5 смонтирован на раме 11, которая прикреплена к корпусу 2 с возможностью перемещения вдоль оси вращения фрезерного питателя 1 и соединена с корпусом 2 при помощи гидроцилиндра 13, который посредством устройства автоматического управления связан с одной из полостей гидроцилиндра 7. При увеличении поворотного момента сил трения снега о кожух 5 последний автоматически перемещается гидроцилиндром 13 относительно центра питателя, что приводит к снижению сил трения. 4 з,п. ф-лы, 4 ил, 1684397

Изобрел)ние Отн(!Сится K машинам для зимнего содержания автомобильных дорог и азродромов, преимущественно типа роторных снегоочистит)вле(4.

Цель изобретен4Я вЂ” повышение эффекTNBHGCTN J))JTeM BT)М((тИч8СКОЙ 0f)TNM3Jlb ной установки лопастного ротора со смещением относительно центра фрезерно)о питателя до установки минимального действующего на кожух paT(!p3 naeopaT(4ora момента от сил трения снега.

На фиГ. 1 сх8матичнО показан P350 !(4!4 орган роторнаго снегоочистителя, вид с60ку; на фиг. 2 — кинематическая схема привода рабочего органа, на фиг. 3 — принципиал ьная Гидравлическая c)(e)43," на фиГ. 4

График изменения момента сил трения снега о неподвижный кожух ротора и давления

В запертой поршневсй полости Гидроцилиндра поворота кожуха В =-ависимасти о )(Ода штока Гидра ц14линдра и сь )е) ешен(4я

Рабочий орган ротс рнага снегао:-Гистителя содержит Фрезе()н(:((4 Г)(4татег)ь,,;

Телескопических каода(-«- ь(х пеаедач 8 i;i 9и

Kal««!ecKaf o редуктора 1(), Поваратнь)й кажъ ):! ; Р.)т:>03 4 «) Гипр(;:;(цил(4ндр 7 смонтированы на раме ; 1(, кстаll) 3f) f) p(4Kpe f) JIeH3 K K00 f)ycy 2 c I»a f40) .. настью перемещения вваг(ь )си Ваащения фрезерного литателя 1 лри псмащи Неоиееляющих 12 Рама 11 сс(едине(-(3 с (0)0(.!iJcaf4

2 посредствам дапагн()тельнОГО Гидрг)цилиндра;3, ГИДРОЦилиндР 7 Г)OBG .)"TB кОжУха «) - B.".,зан через трехпозиционный г)драраспредели Гель 14 с HBnapHG() 1! "I сливной 1;) маГист).алями, KQTap(=(6 cаычным сбоаза(4 соединены с I-:Bñoñob4 ) и фиг(bTGG() (8, снабженными lepef))JC);(I.:IèN <лаг)авами 19 и )О и связанными (, ба (сом г!. 1, Гьдраци" л индо 13 посредством jcTpaйства автаматиЧЕСКОГО УПРВВГ(8НИЯ Свя .=3Н, ((3ПР(4меГ), С

f1IQpllI(I8BoA полостью г(4драц(г(индра 7 поворота кожуха 5 через проходной канал, ОбРЗЗОВЗННЫЙ В HBNTPBJ ЬНОМ СРВДНем ПОЛО"

))(8HNM f NPPGP3(:Г)Редели f::- J!A i4 с запеРТЫiMIN канале)ми связи с Hef)GGHQI l5 и слиВНОЙ

16 магистралями.

УСТРОйстВО 3BTO(ViB(!4!8CK".I(o »J!PBBJ!ения Гидрацил IHppo(3 п().„г)ем щения рамы

1 1 выполнено в аиде двухГОЗ(4 (. .,ионн(ОГО Ги,,,5 (о

1, 2 (()

3J) ,"Ф

46

45 . г9

f-: (-" роуправляемого гидрарасп ре )елителя-переключателя 22, противоположные друг другу управляющие полости 23 и 24 катара(о соединены cooTBBTcTBBHHQ c i-идрааккумулятарами 25 и 26 и через и,ieepсированные в разных положениях зтага гидрораспределителя 22 проходные каналы связаны с напорной 15 и сливной 16 магистралями. Каждая из уп ра вля ющих полостей

23 и 24 соединена с напорной магистралью

15 через проходной кан":г противоположного положения гидрорэ -;pepef)NTenff 22. что обеспечивает работу этого; идрараспределителя 22 в режиме автоматического переключения из одного положения в другое, причем время переключения определяется рабочим обьемом гидроаккумуг(ятаров 25 и

26, В каждом из положений гидрараспределителя 22 образован дополнительный проход IQN канал, .посредством которых поршневаЯ полость Гидаацил 4ндра 7 поворота кожуха 5 соединена с одной из противоположных друг другу управляющих полостей 27!4 28 гидрауправляемога трехпазицианнага I идрораспределителя-инвертора 29, Управляющие полости 27 и 26

caaTBeT(TBåíèa связаны с гидроак<умуляторами 30 и 31.

Гидрораспределитель-инвертар 29 выпблнен с зал8ртыми каналами В нейтральHGw средн:м положении, 8 Kаждом крайнем

6ГО пола)кен(4И Образавань! два ОдинакОВЬ(х г(ро. "..:,ны.< канала, посредствам которых .-Зпа.;ная (5 и сливная 16 маГистрзги сВЯзаli!: через дсг)олнительный Гидрауправляе14Ь(й двух пази ц(40((нь(й г,@pape(;f) ределитель 32 с полостями Г(г(драц(4линдра 13. йапор((ая магистраг)ь 15 соединена с саотзетствующими проходньми каналами гидрараслределителей 22 и 29 через управ))яемый клалаH з3, управляющаЯ Гlоласть 34

КОТОРОГО С06ДИНВН3 С Пг)СХОДНЬ(М КВН3ЛОМ

НВЙтааль((ОГО пала)ке(((4Я г(4ДРОРаc(IPBPeëNтег)Я !4. (.ра(48 ТОГО, в каждом каайнем положении Г(4дрораспредег)ителя 29 образованы взаим "IQ (/(нверсированные пра(адные каналы, посредство(4 которых ега у равля(Ощие лалОсти 2 7 и 28 и сОатве Гственно ГидpQ3Ki(умуг)ят0рь(3О и .)1 связаны с управ))яющеЙ полостью 35 гидрараспределителя 32, "epe3 паахадные каналы котараГО, инBepc;;(pace í(-1Ы8 в (зазных 6ГО пола)К8ниях, паг)ости I i(ppaU!4.",индра !3 вязаны с налорнои (5 iN сливной 16 магистралями.

ДО«T3$t управляюшая 00!1aicTb 36 Гидрараспр едал ителя 32, и рати В о пол ажнзя уп равля;о- щей -)алости 35, сае„и(чена )ер()з пра:<одной к = наг(н"-(л 5 (ал(- б)га Г((1) ОЖ6НИЯ ГИДаара ПРВДЗГ(: < !:. - ."ЛЯ I" i С ПОРШневай ПQBGCГЬ(0 ИД0()ци: индра г гговарата Ko)K)!K3 5. 8 напарр

50 ной магистрали 15 установлен раэобщающий вентиль 37.

Рабочий орган роторного снегоочистителя функционирует следующим образом, При поступательном перемещении рабочего органа по стрелке А и попутном вращении фрезерного,питателя 1 снег отделяется от массива, перемещается к сквозному окну 3 и забрасывается по стрелке Б в лопастной ротор 4. Затем снег разгоняется ротором 4, одновременно перемещаясь под действием центробежных сил вдоль его лопастей, и, достигнув выбросного патрубка 6, выбрасывается по стрелке 8 с дальнейшим полетом по баллистической траектории.

При сходе снега с лопастей ротора 4 раньше, чем они достигают выбросного патрубка 6, снег перемещается каждой ëîïaстью в виде призмы волочения по внутренней цилиндрической поверхности кожуха 5, создавая значительную окружную силу трения и,момент сопротивления вращению ротора 4. В случае запаздывания схода снега с лопастей ротора 4 при проходе ими выбросного патрубка 6 снег аналогично перемещается лопастями по кожуху 5, резко повышая момент сопротивления вращению ротора, при этом может произойти переполнение ротора 4 снегом и нарушение его . работоспособности. Таким образом, рациональному режиму схода снега с лопастей ротора 4 соотаетствуют минимальный пово «ротный момент сил трения снега о кожух 5 и оптимальное положение зоны заброса снега в лопастной ротор 4 фрезерным питателем 1 по стрелке Б, которое определяется смещением)оси вращения ротора 4 относительно центра фрезерного питателя 1, Поскольку поворотный момент кожуха 5 воспринимается в виде силы F запертым гидроцилиндром 7, создавая в его поршневой полости давление Рпор, то оптимальное положение лопастного ротора 4, характеризуемое расстоянием 4р от его оси до центра фрезерного питателя, соответствует минимуму давления P i .

Поворот кожуха 5 в вертикальной плоскости и соответствующий ему угол выброса снега через патрубок 6 относительно горизонта задаются оператором ручным переключением гидрораспределителя 14. В процессе разработки снега гидроцилиндр 7 заперт, а гидрораспределитель 14 находится в нейтральном среднем положении, через проходной канал которого давление из поршневой полости гидроцилиндра 7 передается в управляющую полость 34 управляемого клапана 33, открывая его и обеспечивая подачу жидкости из напорной магистрали 15 к гидрораспределителю-переключателю 22 и гидрораспределителю-инBeptoру 29, Через проходной канал одного из

ПОЛОЖЕНИР КИДРСРЗСПРЕдЕЛИтЕЛя-ПЕРЕКЛЮчателя .", :." Ость поступает в адин иэ гидроаккумуг;",торса ..:5 или 26, заряжая его да момен1а вклю: .ния соответствующей управляющей па;-., сти 23 или 24, а из другого гидроаккумулятора и противоположной управляюьцей ПОласти жидкость уходит B сливную магистраи ь 16. Полная зарядка гидроаккумуля-;ара и включение управляющей полости Обеспечивают переключение гидрораспределителя-переключателя 22 в противоположна:; положение, когда начинает эаряжатьс . другой гидроаккумулятор дО момента включения другой управляющей полости и т.д. Пружины в управляющих полостях 23 или 24 предотвращают их включение до момента полной зарядки соответствующего гидроаккумулятара 25 или 26. Таким образом, обеспечивается периодическое поочередное подключение поршневой полости гидроцилиндра 7 к управляющим полостям 27 и 28 гидрараспределителяинвертара 29, атмеряющее шаг дифференцирования кривой давления на графике фиг. 4.

Затем необходимо обеспечить сравнение текущего значения давления в поршневой полости гидроцилиндра 7 с предыдущим значением давления, зафиксированным на предыдущем mare дифференцирования (переключения гидрораспределителя

22). Для этага давление жидкости, поочередко передаваемое гидрараспределителем 22 в управляющие полости 27 и 28, обеспечивает соответствующую поачередную зарядку гидрааккумуляторав 30,31, а сравнение предыдущей и последующей величин давления происходит путем противодействия управляющих полостей 27 и 28.

Если в результате выдвижения или втягивания штока гидрацилиндра l3 каждая предыдуг.ая величина давления в поршневой полости гидрацилиндра 7, зафиксированная гидро:". кумулятором 30 или 31, больше соотвегствен ной последующей величины давлени-:„т.е, сохраняется неизменным знак дифференциала и производной бРпорi б < О, и на графике (фиг. 4) происходит сни;-кение текущей величины давления к точке экстремума, та гидрараспределительинвертар 29 после реализации каждого шага сравнения давлений переключается соответствующей управляющей полостью

27 или 28 в другое, противоположное крайнее полажение. При этом происходит инверсиравание ега проходных каналов, образованных в крайних положениях и соединенны>: с управляющими полостями 27 или 28, и знак перепада давления, передаваемого в управля1ощую полость 35 гидрораспределителя 32, остается неизменным.

В процессе падения давления в поршневой полости гидроцилиндра 7 переключение гидрораспределителя-инвертора 29 запаздывает на один шаг по сравнению с переключением гидрораспределителя-переключателя 22 Врезуль,тате того,,что при подаче гидрораспределителем-переключателем 22 давления при последу1осцем шаге, например, в управляющую rioflocTb 27, соединенную с гидроаккумулятором 30, гидрораспределитель-инвертор 29 удерживается в положении, соответсте1 "ющим его управляющей полости 28, в которую от Гидроаккумулятора 31 поступает более высокое давление, зафиксированное на предыдущем шаге переключений. Сс«ответствен11о это более высокое давлениз падается через проходной канал гидрорасг1ределителя-ин Верта ра

29 в управляющую полость 35 гидрараспределителя 32 и сравнивается с текущим давлением данного шага переключений непосредственно на выходе проходного канала нейтрального среднегс1 положения гидрораспределителя 14, Ilîäaê>ùilMcÿ в управляющую полость 36. Аналогично процесс происходит при "ледующем шаге псдачи давления из г1ори. невой Г11иостри запертого

1-идроцили 1дра,р ги рораспр«едели Гелемпереключателем 22 в управляющую пог1асть

28, соединенную с: гидроаккумулятором 3, при этом В управляющую полость 35 буДет

Г16реДаваться 6(M66 ВысОх08 Давление, зафиксирОВаннае на ГIредыдущем шаГ6 пере ключений гидроаккумуляторам ЗО, Так как даВление В паршневОЙ полОсти Гидрацилиндра 7 в данном -.:ëó÷àå I iaqaeT, то усилие, разВиваемое управляющей полостью 35 На каждом шаге переключений, превышает усилие управляюш61«1 полости 36 и гидро распределитель 32 постоянно находится в положении, саответствУ«ОЩем соеДинению поршневой полости гидроцилиндра 113 с напорной магистралью 15, те. соответствующем выдвижению штока гидроцилиндра 13 и увеличению см8щения 1 poTGpa 4 Отнбсительно центра фрезерного питателя 1. Давление В управляющей -Iaido "ти 35 на каждом шаГ8 пер6ключения превь1ша8т даВление в управляющей полости 36 на величину, большую, чем гютери давления на участке от гидрораспределителя 14 до управляющей полости 35.

Когда система приближается к равновесному состоянию, т,е. бРпор — О и бРлор/д1 -« О (то»1ка зкстрбиума на Графике фиг. 4), то давление в управляющих поло5

3G

5Q

55 стях 27 и 28 при каждом последующем шаге переключений уравновешивается, гидрораспределитель-инвертор 29 автоматически устанавливается в среднее нейтральное положение с запертыми каналами, и гидроцилиндр 13 прекращает перемещение рамы

11, установив лопастной ротор 4 в оптимальном положении. При этом фактическая зона забрасывания снега фрезерным питателем

1 в лопастной ротор 4 совмещается по горизонтали с оптимальнo11 пo величине энергоемкости привода этог .» ротора зоной.

Пока сохраняется оптимальное положение ротора 4, гидрораспределитель-инвертор 29 остается неподвижным в среднем нейтральном положении с запертыми каналами, а гидрораспределитель-переключатель 22 продолжает работать в режиме переключения, осуществляя тем самым постоянный контроль за состоянием системы управления, Если в начальный момент автоматического регулирования при большой величине дифференциала dP««pI«незначительная часть жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 7 уходит на зарядку гидроаккумуляторав 30 и 31, что приводит к некоторому уменьшению по сравнению с установленным ручным включением гидрораспределителя 14 угла выброса снега относительно горизонта, то по мере уменьшения дифференциала давления ОРпор снижается момент сил трения снега о неподвижный

» кож .5, соответственно падает абсолютная величина давления Рп,р и степень зарядки гидроаккумуляторав 30 и 31, и угол выброса снега относительно горизонта быстро восстанавливается практически до первоначально заданной величины. Уменьшение угла выброса снега зависит от соотношений обьема поршневой полости гидроцилиндра

7 в его рабочем положении и рабочих обьемов зарядки гидроаккумуляторов 30 и 31, а также от соотношения рабочего давления В поршневой полости запертого гидроцилиндра 7 и противодавления предварительной зарядки газовой фазой гидроаккумуляторов

30 и 31 и на практике может составлять не более 5,4, Аналогично в режиме переключений, когда давление в одном из гидроаккумуляторов 3О и 31 при каждом последующем шаге становится меньше, чем при предыдущем шаге переключения, то сначала соответствующий гидроаккумулятор отдает часть давления в поршневую полость гидроцилиндра 7 до выравнивания давлений в этом гидроаккумуляторе и поршневой полости, и только затем в результате уменьшения давления по сравнению с предыдущим шагам происходит переключение уп равляющей полостью 27 или 28 гидрораспредели1684397

40 теля-инвертора 29 в противоположное крайнее положение.

При изменении условий взаимодействия со снегом рабочего органа снегоочистителя, например скорости движения машины, толщины снежного покрова, объемной массы или углов вйутреннего и внешнего трения снега фактическая зона забрасывания снега фрезерным питателем 1 в лопастной ротор 4 вновь смещается относительно оптимальной зоны, т.е. значение давления

Рпор уходит от минимальной величины по кривой графика фиг. 4. Такое же смещение может произойти еще на стадии автоматического поиска минимума давления Рпор и оптимального смещения l p . Если при этом знак дифференциала и производной

dPnopIdl < О, то система управления продолжает свою работу в указанном режиме. Если при этом величина давления переходит на противоположную ветвь графика фиг, 4 и имеем знак дифференциала и производной

dPnop/dl > Î, т.е. при сохранении направления выдвижения штока гидроцилиндра 13 дисбаланс системы управления увеличивается и давление Рпор возрастает, то и величина давления на каждом последующем шаге сравнения гидрораспределителем-инвертором 29 становится больше, чем на предыдущем шаге, В результате этого происходит синхронное переключение гидрораспределителя-переключателя 22 и гидрораспределителя-инвертора 29. Например, при подаче давления гидрораспределителем-переключателем 22 в управляющую полость 27 и соединенный с ней гидроаккумулятор 30 это давление становится больше, чем зафиксированное на предыдущем шаге гидроаккумулятором 31, и гидрораспределитель-инвертор переключается управляющей полостью 27 в соответствующее ее крайнее положение, в котором давление иэ гидроаккумулятора 30 передается через проходной канал в управляющую полость 35 гидрораспределителя 32, Поскольку подача давления из поршневой полости запертого гидроцилиндра 7 в управляющие полости 35 и 36 происходит в данном случае синхронно, а в результате падения давления на участке гидрораспределителя 14 до управляющей полости 35 (через гидрораспределители 22 и 29) давление в управляющей полости 36 больше, чем в управляющей полости 35, то гидрораспределитель 32 автоматически переключается в другое положение с перекрестными проходными каналами, штоковая полость гидроцилиндра 13 соединяется с напорной магистралью

15, его поршневая полость соединяется со сливной магистралью 16, и происходит втягивание 0, ока гидроцилиндра 13 р достижения оптимального смещения lop(ротора

4; -, .::::;.;:--;-льно центра фрезерного питате;, ": и миним;::а давления в поршневой по;-.oc -и зап .о:о гидроцилиндра 7. При по ледующи; ыагах переключения давления гидрора:", ределителем-переключателем 22, например, в управляющую полость

26 и гидроакку-- улятор 31 давление в управляющей полост. 35 изменяется синхронно с давлением в;-. лг.:авля.ощей полости Эб. При переходе снегоочистителя в транспортное положение сил.: -;.ма автоматического управления может Г ать отключена при помощи вентиля 37.

Формула изобретения

,. Рабочий орган роторного снегоочистителя, содержащий фрезерный питзтель с центральным окном в корпусе, с тыльной стороны которого смонтирован с возможнос";ью вращения лопастной ротор, охваченнь:й поворотным кожухом с выбросным патрубком, и соединенный с кожухом гидроцилиндр поворота, связанный посредством гидрораспределителя с напорной и сливной магистралями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем автоматической оптимальной установки лопастного ротора со смещением относительно центра фрезерного питателя до установки минимального действующего на кожух ротора поворотного момента от сил трения снега, кожух оотора и гидроцилиндр говорота смонтированы с возможностью перемещения относительно корпуса вдоль оси фрезерного питателя при помощи дополнительного гидроцилиндра, который посредством устройства "âòîìàòè÷åñêîãî управления связан с одной из полостей гидроцилиндра поворота через проходной каHGfi. образованный в нейтральном положении указан ного гидрорасп ределитеJiR.

2. Рабочий орган по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что устройство автоматического управления дополнительным гидроцилиндром включает в себя двухпозиционный гидроуправляемый гидрораспределительпереключатель, управляющие полости которого соединены с гидроаккумуляторами, а проходные каналы — с напорной и сливной магистралями и через который одна иэ.lloлостей гидроцилиндра поворота кожуха соединена со связанными с другими гидроаккумуляторами управляющими полостями гидроуправляемого трехпозиционного гидрораспределителя-.инвертора с нейтральным средним положением, через проходные каналы которого его управляющие полости связаны с одной управляющей поло1684397 Ю. Л

° Ф ч

° °

1 в

У стью дополнительного гидроуправляемого двухпозиционного гидрораспределителя, через проходные каналы которого и проходные каналы гидрораспределителя-инверторэ полости дополнительного гидроцилиндрэ соединены с напорной и сливной магистралями, причем другая управляющая полость дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя соединена с указанной полостью Гидроцилиндрэ поворота KO жухэ.

3. Рабочий орган по и. 2, о т л и ч а юul и и с я тем, что напорная магистраль соединена с проходными каналами гидроуп равляемых гидрораспределителей-переключателя и гидрораспределителя-инвер* тора через управляемый клапан, управляющая полость которого соединена с проходным каналом нейтрального положения гйдрораспределителя поворота кожуха.

4. Рабочий орган по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что гидрораспределитель-переключатель имеет взаимно инверсированные в обоих положениях проходные каналы, посредством которых его управляющие полости соединены с напорной и сливной магистралями, и дополнительный проходной канал, посредством которого полость гидро5 цилиндра поворота кожуха соединена с одной из управляющих полостей гидрораспределителя-инвертора, причем каждая из управляющих полостей гидрораспределителя-переключателя соединена с напорной

10 магистралью через проходной канал гидрораспределителя-инвертора.

5. Рабочий орган по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что гидрораспределитель-инвертор имеет запертые в нейтральном сред15 нем положении каналы, два проходных канала в каждом положении, посредством которых напорная и сливная магистрали связаны с дополнительным гидроцилиндром, один проходной канал в каждом край2О нем положении, при помощи которого соответствующий гидроаккумулятор его управляющей полости соединен с управляющей полостью гидроуправляемого двухпозиционного гид рорасп ределителя.

1684397

11

I l фуяЗ

УФ

I

Составитель Т.Кашликова

Редактор G.Спесивых Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т,Колб

Заказ 3488 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобрегенилм и открытилм при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауискы. наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101