ГИДРОПРИВОД ПОГРУЗЧИКА С ПОВОРОТНОЙ КОЛОННОЙ
TURN-COLUMN-LOADER HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к грузоподъемной технике, преимущественно к сельскохозяйственному машиностроению.
Известен гидропривод поворотной колонны погрузчика [патент РФ №2323154, МПК В66С 23/86, опубл. 27.04.2008, бюл. №12], принятый нами за прототип, в котором поворотная колонна выполнена составной, одна часть которой связана с поворотной платформой через один гидроцилиндр, а вторая часть состоит из поворотной платформы, связанной через другой гидроцилиндр с неподвижной рамой. В колонне жестко закреплен корпус гидроцилиндра с возможностью изменять вылет штока.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании такой схемы, относится то, что снижение динамических нагрузок на металлоконструкцию погрузчика происходит за счет ручного регулирования скорости поворота колонны и ее отдельных частей посредством гидрораспределителей.
Известна гидравлическая схема погрузочного манипулятора (Гидрокрановая установка на тракторе. В.М.Герасун, В.И.Пындак, В.Л.Строков. Техника в сельском хозяйстве. 1978 г., №5, стр.83), в которой для уменьшения динамических нагрузок на агрегат при горизонтальном повороте стрелы в крайние положения предусмотрены регулируемые дроссели, кинематически связанные с консольно-поворотным механизмом.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании такой схемы, относится то, что плавное уменьшение скорости звеньев происходит в крайних положениях, но не происходит снижение динамических нагрузок при торможении и страгивании стрелы манипулятора в промежуточных (не крайних) положениях.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - автоматическое регулирование скорости поворота колонны в зависимости от массы перемещаемого груза.
Технический результат - снижение инерционных нагрузок на металлоконструкцию погрузчика и на агрегат в целом при горизонтальном перемещении груза и уменьшении колебаний звеньев погрузчика в момент его остановки.
Указанный технический результат достигается тем, что гидравлическая система привода погрузчика, содержащая гидроцилиндр подъема стрелы, и гидроцилиндры поворота колонны имеют взаимосвязь в нагнетательных магистралях через дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель, регулирующий подачу рабочей жидкости в полости гидроцилиндров поворота колонны в зависимости от давления в поршневой полости гидроцилиндра подъема стрелы. Причем к поршневой полости гидроцилиндра подъема стрелы может быть подключен пневмогидроаккумулятор, позволяющий компенсировать забросы давления при включении в работу контуров гидропривода подъема стрелы.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного объекта.
Следовательно, заявленное предлагаемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
На фиг.1 изображен гидропривод погрузчика с поворотной колонной.
На фиг.2 - дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель.
На фиг.3 - варианты сечений дроссельных отверстий дифференциального двухпоточного управляемого дросселя.
Привод колонны погрузчика (фиг.1) состоит из самой поворотной колонны 1, на которой шарнирно крепится стрела 2, управляемая гидроцилиндром 3. Колонну 1 связывает с поворотной платформой 4 гидроцилиндр 5, шток которого шарнирно соединен со штоком цилиндра 6, жестко закрепленного в корпусе колонны 1. Поворотная платформа 4 через гидроцилиндр 7 связана с рамой 8 погрузчика.
Гидравлическая система привода состоит из бака 9, насоса 10, предохранительного 11 и редукционного 12 клапанов, делителя потока 13 гидрораспределителя 14 управления цилиндром 3, гидрораспределителей 15 и 16, управления цилиндрами поворота колонны 1 и поворотной платформы 4 соответственно, гидрораспределителя 17 управления цилиндром 6, дополнительного гидрораспределителя 18, обратного клапана 19, дросселя 20, пневмогидроаккумулятора 21, дифференциального двухпоточного управляемого дросселя 22, гидрораспределителя 23 управления режимами работы дифференциального двухпоточного управляемого дросселя, сумматора потока 24 и фильтра 25. Дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель (фиг.2) состоит из корпуса 26, в котором размещены плунжеры 27 и 28, плунжер 27 выполнен двухсекционным и имеет с корпусом связь посредством упругого элемента 29 и демпфирующего элемента 30, в корпусе выполнены два входных отверстия 31 и 32 (на фиг.1 «вх.1» и «вх.2» соответственно), два выходных отверстия 33 и 34 специальной формы (на фиг.1 «вых.1» и «вых.2» соответственно), отверстия управления плунжерами 35 и 36 (на фиг.1 показаны как «упр.1» и «упр.2» соответственно).
Выходные отверстия 33 и 34 выполнены продолговатыми и могут иметь различную форму сечения (фиг.3 а, б, в).
Работа осуществляется следующим образом.
При подъеме стрелы 2 (фиг.1) жидкость из бака 9 забирается насосом 10 и через делитель потока 13 подается к распределителям 14, 17 и дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель 22. При переводе распределителя 14 в левое положение рабочая жидкость через обратный клапан 19 и дроссель 20 поступает в поршневую полость цилиндра 3. В том случае, когда на стрелу 2 не навешен груз, поворот колонны 1 может осуществляться следующим образом. Жидкость от насоса 10 через делитель потока 13 поступает в дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель 22 и через его входные отверстия 31 и 32 (фиг.2) и далее выходные отверстия 33 и 34 подается соответственно к распределителям 15 и 16, управляя которыми поочередно или одновременно, можно регулировать скорость и угол поворота колонны 1. В этом случае дроссельные отверстия 33 и 34 дифференциального двухпоточного управляемого дросселя 22 открыты полностью, так как усилие на плунжер 27 от статического давления в поршневой полости гидроцилиндра 3 уравновешивается усилием, создаваемым упругим элементом 29. Поворот колонны 2 в этом случае происходит на максимальных скоростях. Скорость поворота колонны 2 можно регулировать изменением вылета штока цилиндра 6 посредством распределителя 16. Жидкость, вытесняемая из нерабочих полостей цилиндров, сливается в бак 9 через сумматор потока 24 и фильтр 25.
При повороте только платформы 4 гидроцилиндром 7 золотник распределителя 18 может быть переведен в левое по схеме (фиг.1) положение, тогда поршневая и штоковая полости цилиндра 5 будут связаны между собой и цилиндр 5 будет работать как демпфер в момент резкой остановки колонны 1 или ее страгивания.
Если на стрелу 2 навешен груз, то в поршневой полости гидроцилиндра подъема стрелы 3 создается избыточное статическое давление, которое передается через дроссель 20 и распределитель 23 в дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель 22 через отверстие 36 (фиг.2) в полость между корпусом 26 дифференциального двухпоточного управляемого дросселя и плунжером 28. В свою очередь плунжер 28 воздействует на двухсекционный плунжер 27, плунжер 27 перемещается, сжимая упругий элемент 29 и испытывая вязкое трение от демпфера 30, частично перекрывает отверстия 33 и 34. При включении распределителей 15 и 16 поток рабочей жидкости, подаваемый в полости цилиндров 5 и 7 соответственно, ограничивается уменьшенными проходными сечениями отверстий 33 и 34 дифференциального двухпоточного управляемого дросселя 22, вследствие чего поворот колонны 1 происходит более медленно, а соответственно при остановке поворота менее интенсивно происходят колебания давления в гидропроводе и колебания металлоконструкции погрузчика.
При включении распределителя 14 управления гидроцилиндром 3 подъема стрелы 2 и одновременном повороте колонны 1 резкое замедление поворота или остановка колонны не происходит из-за того, что в магистраль включен пневмогидроаккумулятор 21, выполняющий в данном случае роль компенсатора и демпфера. К тому же часть потока жидкости ограничивается дроссельным отверстием 35 и 36 (в зависимости от положения золотника распределителя 23), а резкое перемещение плунжера 27 тормозится демпфером 30.
Полное перекрытие дроссельных отверстий 33 и 34 дифференциального двухпоточного управляемого дросселя 22 происходит при предельно допустимой массе груза, таким образом, дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель 22 выполняет еще роль ограничителя грузоподъемности, поворот колонны 1 в этом случае невозможен.
Адаптация гидропривода поворотной колонны 1 под различные массы перемещаемого груза и давления насоса, возможно за счет изменения положения золотника распределителя 23. При положении распределителя, как указано на схеме фиг.1, давление из поршневой полости цилиндра 3 действует через отверстие 36 по каналу «упр.2» сначала на плунжер 28, имеющий площадь поперечного сечения большую, чем у плунжера 27, такой режим рассчитан на грузы малой массы, так как дифференциальный двухпоточный управляемый дроссель работает в режиме усилителя давления. В том случае, когда необходимо работать с грузами массой от средней до максимально допустимой, золотник распределителя 23 необходимо перевести в нижнее положение. В этом случае давление в поршневой полости цилиндра 3 передается через отверстие 35 дифференциального двухпоточного управляемого дросселя 22 по каналу «упр.1» в полость между плунжерами 27 и 28.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство предназначено для гидроприводов погрузочных манипуляторов циклического действия;
- средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству.