Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины (варианты)

Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа изобретений относится к стреловым землеройным, горным, строительным и другим колесным и гусеничным подъемно-транспортным машинам циклического действия.

Известно устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины [АС №543715, 12.03.1977. Бюлл. №3], содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр, уравновешивающий гидроцилиндр, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости; пневмогидроаккумулятор, устройство управления дополнительным распределителем, гидромагистрали, гидронасос.

Недостатком этого устройства является наличие пневмогидроаккумулятора, представляющего собой сложное дорогостоящее устройство.

Наиболее близким по технической сущности из известных технических решений к предлагаемой группе изобретений является устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины [Патент РФ №2236515, 27.03.2003], содержащее рабочее оборудование, основные гидроцилиндры и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном; основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, гидронасос.

Недостатками устройства являются малая скорость подъема, опускания рабочего оборудования, небольшая производительность, а также сложная конструкция, обусловленная наличием 3-х гидроцилиндров.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства уравновешивания, расширение функциональных возможностей и увеличение скоростей подъема, опускания рабочего оборудования.

Поставленная задача группы изобретений решена за счет того, что в известном устройстве уравновешивания, включающем рабочее оборудование стреловой машины, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, включающем поршневую полость, соединенную с газовым баллоном; основной распределитель рабочей жидкости, гидронасос, в котором согласно группы изобретений, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроциливдр установлены параллельно и сближены относительно продольной плоскости симметрии рабочего оборудования, по первому варианту выполнения распределитель рабочей жидкости установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом или со сливом в гидробак; во втором варианте выполнения устройства распределитель рабочей жидкости выполнен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом, при этом соотношение размеров основного гидроцилиндра принимают таким, что отношение квадрата диаметра цилиндра к квадрату диаметра штока составляет 2; в третьем варианте выполнения основной распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом; в четвертом варианте выполнения основной распределитель установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гвдроцилиндра между собой и с гидронасосом, а в другой - между собой и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра в одной позиции золотника со сливом в гидробак, а в другой - с гидронасосом.

Предложенная группа изобретений обеспечивает расширение функциональных возможностей машины, позволяет осуществлять следующие режимы работы:

- в первом варианте выполнения обеспечивают энергосберегающий режим работы с уравновешиванием сил тяжести при обычной скорости движения рабочего оборудования;

- во втором варианте выполнения энергосберегающий режим уравновешивания сил тяжести обеспечивает удвоение скорости подъема рабочего оборудования;

- в третьем варианте выполнения обеспечивают энергосберегающий режим работы при двух скоростях подъема рабочего оборудования (первая и вторая рабочие скорости);

- в четвертом варианте выполнения обеспечивают энергосберегающий режим работы с удвоенной скоростью подъема рабочего оборудования и увеличенную скорость опускания рабочего оборудования за счет соединения при помощи дополнительного распределителя штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра с гидронасосом.

Сущность работы группы изобретений состоит в следующем. Энергосбережение при подъеме рабочего оборудования осуществляют за счет уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования при помощи газового баллона и уравновешивающего пневмогидроцилиндра. Увеличение скорости подъема рабочего оборудования в 2 раза достигают соединением полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом и выполнении условия: отношение квадратов диаметра гидроцилиндра и штока равно 2. Увеличение скорости опускания рабочего оборудования достигают путем соединения штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра с гидронасосом, обеспечивающим быстрый насосный режим опускания стрелы.

Группа изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид колесного экскаватора с уравновешивающим устройством, состоящим из основного гидроцилиндра и уравновешивающего пневмогидроцилиндра; на фиг.2 показан вид по стрелке А на гидроцилиндр рабочего оборудования и уравновновешивающий пневмогидроцилиндр; на фиг.3 изображен общий вид гусеничного экскаватора с системой уравновешивания рабочего оборудования; на фиг.4 приведена гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по первому варианту выполнения; на фиг.5 - гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по второму варианту выполнения; на фиг.6 - гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по третьему варианту выполнения; на фиг.7 - гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по четвертому варианту выполнения.

Группа изобретений содержит рабочее оборудование 1, основной гидроцилиндр 2, уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3. На фиг.2 показан размер К минимального сближения основного гидроцилиндра 2 и уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3; размер М - расстояние между шарнирами стрелы на портале экскаватора (М>К). Уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3 поршневой газовой полостью соединен с газовым баллоном 4, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3 соединена гидролинией 5 через основной распределитель 6 со сливом в гвдробак 7. Рабочие полости основного гидроцилиндра 2 соединены с основным распределителем 6 гидролиниями 8. Стандартным элементом гидросистемы является гидронасос 9. На фиг.6 для третьего варианта выполнения системы установлен дополнительный распределитель 10, соединенный гидролиниями 11 с рабочими полостями основного гидроцилидра 2. На фиг.7 для четвертого варианта выполнения системы установлен дополнительный распределитель 12, соединенный гидролинией 5 со штоковой полостью уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3.

Устройство уравновешивания сил тяжести по первому варианту выполнения (фиг.4) работает следующим образом. При включении вверх золотника распределителя 6, рабочую жидкость от гидронасоса 9 подают в поршневую полость основного гидроцилиндра 2, а из штоковой полости этого гидроцилиндра сливают в гидробак 7 через распределитель 6. Одновременно при подъеме стрелы работает уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3, в который по мере подъема стрелы поступает сжатый газ из газового баллона 4.

Подъем рабочего оборудования прекращается установкой распределителя 6 в нейтральное положение, показанное на фиг.4. Для опускания рабочего оборудования золотник распределителя 6 перемещают вниз, рабочую жидкость от гидронасоса 9 подают в штоковую полость основного гидроцилиндра 2, а из поршневой полости сливают в гидробак 7.

Устройство уравновешивания сил тяжести по второму варианту выполнения (фиг.5) работает следующим образом. При включении вниз золотника распределителя 6, рабочие полости основного гидроцилиндра 2 при помощи гидролинии 8 соединяют между собой и с гидронасосом 9. Одновременно при подъеме стрелы работает уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3, в который по мере подъема стрелы поступает сжатый газ из газового баллона 4, в результате чего рабочее оборудование 1 поднимают с удвоенной скоростью.

Устройство уравновешивания сил тяжести по третьему варианту выполнения (фиг.6) работает следующим образом.

При включении золотника основного распределителя 6 осуществляют энергосберегающий режим подъема рабочего оборудования 1 аналогично первому варианту выполнения. Кроме того, при включении вниз золотника дополнительного распределителя 10 обеспечивают соединение рабочих полостей основного гидроцилиндра 2 при помощи гидролиний 11 между собой и с гидронасосом 9, обеспечивая увеличение скорости подъема рабочего оборудования в 2 раза. Таким образом, третий вариант выполнения устройства обеспечивает две скорости подъема рабочего оборудования: обычную и ускоренную.

Устройство уравновешивания сил тяжести по четвертому варианту выполнения (фиг.7) работает следующим образом.

При включении вниз золотника основного распределителя 6 при помощи гидролиний 8 соединяют рабочие полости основного гидроцилиндра 2 между собой и с гидронасосом 9, осуществляя ускоренный подъем рабочего оборудования. При этом золотник дополнительного распределителя 12 находится в положении, изображенном на фиг.7. Для ускоренного опускания рабочего оборудования 1 золотник основного распределителя 6 включают вверх, соединяя при этом при помощи гидролиний 8 рабочие полости основного гидроцилиндра 2 между собой и со сливом в гидробак 7. Одновременно при включении золотника основного распределителя 6 вверх включают вверх золотник дополнительного распределителя 12, обеспечивая при этом соединение при помощи гидролинии 5 штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3 с гидронасосом 9. В результате этого обеспечивается быстрый гидронасосный режим опускания рабочего оборудования.

Таким образом, предложенная группа изобретений обеспечивает четыре варианта уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования.

1. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, распределитель рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр установлены параллельно и сближены относительно продольной плоскости симметрии рабочего оборудования, при этом распределитель рабочей жидкости установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом и со сливом в гидробак.

2. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, распределитель рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр установлены параллельно и сближены относительно продольной плоскости симметрии рабочего оборудования, при этом распределитель рабочей жидкости установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом.

3. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины по п.2, отличающееся тем, что размеры основного гидроцилиндра принимают такими, при которых отношение квадратов диаметров поршня и штока составляет 2.

4. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, включающий поршневую полость, соединенную с газовым баллоном, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом.

5. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной распределитель установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом, а в другой - между собой и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра в одной позиции золотника со сливом в гидробак через основной распределитель, в другой - с гидронасосом.