МУСОРОВОЗ

Полезная модель относится к коммунальному машиностроению, а именно к машинам для сбора и вывоза мусора.
Серийно производятся и используются различные мусоровозы с задней загрузкой мусора, механическая и гидравлическая части которых описаны, например, в документе DE 2851084 А1. При работе мусоровоза команды на включение электромагнитов приводов золотников гидрораспределителя поступают от одного или нескольких датчиков конечного положения уплотняющей и подающей плит, от одного или нескольких реле давления, и/или от датчика давления. Датчики конечных положений срабатывают от механического контакта с элементами уплотняющей и подающей плит, и размещаются внутри заднего борта непосредственно в зоне перемещения указанных плит, поэтому плохо защищены от механического повреждения загружаемым мусором, что снижает надежность работы. Подобная конструкция используется в мусоровозах, которые производятся фирмами ОАО Мценский завод «Коммаш» (http://kommash.com) и ОАО Ряжский авторемонтный завод (http://rarz.ru).
Указанные недостатки во многом устранены в мусоровозе по патенту RU 2304554, являющимся ближайшим аналогом полезной модели. Этот мусоровоз содержит базовый автомобиль, кузов с задним бортом, установленный на базовом автомобиле, механизм загрузки мусора в кузов, размещенный внутри заднего борта и включающий в себя уплотняющую плиту, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения вниз и вверх относительно заднего борта посредством гидроцилиндров, подающую плиту, установленную на нижнем конце уплотняющей плиты с возможностью поворота в вертикальной плоскости вниз и вверх относительно уплотняющей плиты при помощи гидроцилиндров, закрепленных на уплотняющей плите, гидравлическую систему, включающую в себя источник гидравлического давления с предохранительным клапаном, настраиваемым на давление срабатывания, связанный с гидроцилиндрами привода уплотняющей и подающей плит через двухсекционный гидравлический распределитель с электромагнитным приводом золотников, электронное устройство для управления электромагнитами привода золотников, включающее в себя блок управления, к одному из входов которого подключен датчик верхнего положения уплотняющей плиты, а выходы подключены к электромагнитам привода золотников, встроенный в блок управления микропроцессорный программируемый модуль, содержащий информацию о порядке включения электромагнитов привода золотников, и снабженный датчиком-преобразователем величины гидравлического давления в пропорциональный электрический сигнал, гидравлически подключенным к источнику гидравлического давления и электрически связанным с другим входом блока управления. При работе мусоровоза команды на включение электромагнитов привода золотников гидрораспределителя формируются по сигналам с датчика-преобразователя величины гидравлического давления в пропорциональный электрический сигнал, и датчика верхнего положения уплотняющей плиты.
Однако известному мусоровозу присущи недостатки, обусловленные следующими обстоятельствами.
Вследствие конструкции мусоровоза датчик верхнего положения уплотняющей плиты располагается на открытом воздухе вблизи движущихся частей механизма загрузки и работает при сильной степени загрязнения, что часто приводит к выходу его из строя. Это приводит к увеличению времени выполнения цикла и периодической работе гидросистемы в режиме срабатывания предохранительного клапана, что может явиться причиной перегрева как рабочей жидкости, так и электромагнитов привода золотников гидравлического распределителя.
При этом электромагниты привода золотников гидравлического распределителя находятся в неблагоприятных условиях работы из-за следующих факторов:
они значительно нагреваются как под действием протекающего через них тока, так и из-за теплового контакта с гидравлическим распределителем. Быстрый нагрев чередуется с быстрым охлаждением, особенно в холодное время года;
как правило, электромагниты расположены в недостаточно защищенных местах и подвержены воздействию окружающей среды. Ситуация усугубляется тем, что электромагниты подключаются к кабелям устройства управления через разъемные соединения, которые всегда снижают общую надежность при работе на открытом воздухе.
Указанные факторы могут приводить к неисправностям электромагнитов или связанных с ними электрических цепей, причем неисправность может носить нестабильный характер, когда электрический контакт между устройством управления и электромагнитом периодически исчезает и появляется. Это затрудняет диагностику при неработоспособности мусоровоза, поскольку причина неисправности может находится в одной из трех систем: электронной, гидравлической, и механической. Кроме того, возникает опасность для оператора мусоровоза, который может не заметить, что один из электромагнитов включен, хотя плита не движется. Особенно опасной является ситуация, когда электрический контакт между устройством управления и электромагнитом нестабильный, поскольку в этом случае движение плиты может начаться неожиданно для оператора. Все это приводит к общему снижению надежности и безопасности конструкции.
Задачей полезной модели является повышение надежности и безопасности работы мусоровоза за счет предотвращения его работы во внештатном режиме, в частности, возникающего при отказе датчика верхнего положения уплотняющей плиты.
Указанная задача решается в мусоровозе, содержащем базовый автомобиль; установленный на нем кузов с задним бортом; механизм загрузки мусора в кузов, размещенный внутри заднего борта и включающий в себя уплотняющую плиту, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения вниз и вверх относительно заднего борта посредством первых гидроцилиндров, подающую плиту, установленную на нижнем конце уплотняющей плиты с возможностью поворота в вертикальной плоскости вниз и вверх относительно уплотняющей плиты при помощи вторых гидроцилиндров, установленных на уплотняющей плите; гидравлическую систему, включающую в себя источник гидравлического давления с предохранительным клапаном, связанный с первыми и вторыми гидроцилиндрами через двухсекционный гидравлический распределитель с электромагнитным приводом золотников; датчик-преобразователь величины гидравлического давления в пропорциональный электрический сигнал, гидравлически подключенный к источнику гидравлического давления; и электронное устройство для управления электромагнитами привода золотников, включающее в себя блок управления. При этом вход блока управления электрически связан с выходом датчика-преобразователя, а выходы - с электромагнитами привода золотников. Кроме того, указанное электронное устройство содержит микропроцессорный программируемый модуль, встроенный в блок управления и содержащий информацию о порядке включения электромагнитов привода золотников; причем микропроцессорный программируемый модуль выполнен с возможностью хранения данных о пороговых значениях электрического сигнала датчика-преобразователя в каждом конечном положении уплотняющей и подающей плит при их движении вверх и вниз. Указанные пороговые значения не превышают значения электрического сигнала указанного датчика-преобразователя, соответствующего давлению срабатывания предохранительного клапана.
Согласно полезной модели мусоровоз снабжен блоком диагностики состояния электромагнитов привода золотников, при этом выходы блока управления связаны с электромагнитами привода золотников через указанный блок диагностики, который выполнен с возможностью измерения протекающего через указанные электромагниты тока и выдачи сигнала о неисправности соответствующего электромагнита и/или отключения этого электромагнита в случае, если протекающий через него ток выходит за пределы заданного диапазона его значений.
Наличие в мусоровозе блока диагностики позволяет исключить из конструкции мусоровоза датчик верхнего положения уплотняющей плиты, поскольку при возникновении нештатной ситуации, которую должен предотвратить этот датчик, блокируется подача напряжения на электромагнит и одновременно формируется сообщение об ошибке. Кроме того, наличие блока диагностики позволяет устранить или уменьшить негативные последствия от аварийных ситуаций, и упростить поиск неисправностей.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан мусоровоз, общий вид сбоку;
на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 2 в верхних положениях подающей и уплотняющей плит;
на фиг. 4 - то же, но уплотняющая плита опущена вниз, а подающая плита поднята вверх;
на фиг. 5 - то же, но подающая и уплотняющая плиты опущены вниз;
на фиг. 6 - то же, но уплотняющая плита поднята вверх, а подающая плита опущена вниз;
фиг. 7 - гидравлическая схема мусоровоза;
фиг. 8 - электрическая блок-схема мусоровоза.
Как показано на фиг. 1, мусоровоз содержит базовый автомобиль 1, на котором установлен кузов 2 с задним бортом 3. Внутри заднего борта 3 размещен механизм загрузки мусора в кузов 2, включающий в себя уплотняющую плиту 4 (фиг. 2-7), установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения вниз и вверх относительно заднего борта 3 посредством гидроцилиндров 5, а также подающую плиту 6, установленную на нижнем конце уплотняющей плиты 4 с возможностью поворота в вертикальной плоскости вниз и вверх относительно уплотняющей плиты 4 при помощи гидроцилиндров 7, закрепленных на уплотняющей плите 4. Нижняя часть заднего борта 3 образует зону загрузки мусора. Гидравлическая система мусоровоза, показанная на фиг. 7, включает в себя масляный бак 8, приводной гидравлический насос 9, являющийся источником гидравлического давления, предохранительный клапан 10, подключенный к нагнетательной полости насоса 9 и масляному баку 8 и настроенный на определенное давление срабатывания. К нагнетательной полости насоса 9 также параллельно присоединены двухсекционный гидравлический распределитель 11 с электромагнитным приводом золотников 12, 13 и датчик-преобразователь 14 гидравлического давления в пропорциональный электрический сигнал. К золотнику 12 подключены гидроцилиндры 5, а к золотнику 13 - гидроцилиндры 7. Золотник 12 соединен с электромагнитами 15 и 16 для управления движением гидроцилиндров 5, а золотник 13 - с электромагнитами 17 и 18 для управления движением гидроцилиндров 7.
Обмотки электромагнитов 15-18 через блок 19 диагностики подключены к соответствующим выходам блока управления 20 электронного устройства 21 (фиг. 8). Блок 19 диагностики выполнен с возможностью измерения протекающего через электромагниты 15-18 тока и выдачи сигнала о неисправности соответствующего электромагнита и/или отключения этого электромагнита в случае, если протекающий через него ток выходит за пределы заданного диапазона его значений. Заданный диапазон значений тока, протекающего через электромагниты 15-18 определяют исходя из напряжения бортовой сети автомобиля и сопротивления цепей, по которым протекает ток. При этом учитывается увеличение сопротивления электромагнита из-за его нагрева. В результате расчета получается диапазон, в пределах которого должна находится величина тока, если электромагнит и все соответствующие электрические цепи исправны.
К входу блока управления 20 подключен сигнальный выход датчика-преобразователя 14. В блок управления 20 встроен микропроцессорный программируемый модуль 22, в котором содержится информация о пороговых значениях электрического сигнала датчика-преобразователя 14, которые пропорциональны величинам гидравлического давления гидросистемы в каждом конечном положении уплотняющей 4 и подающей 6 плит при их движении вверх и вниз посредством гидроцилиндров 5 и 7. Кроме того, в программируемом модуле 22 содержится информация о порядке включения электромагнитов 15-18, связанных с соответствующими золотниками 12 и 13. Эта информация заносится в память модуля 22 при программировании электронного устройства и используется при работе в соответствии с логикой записанной программы. Пороговые значения электрического сигнала датчика-преобразователя 14 не превышают величины электрического сигнала этого датчика-преобразователя 14 при давлении в гидросистеме, соответствующей давлению срабатывания предохранительного клапана 10.
Работа мусоровоза осуществляется следующим образом.
Мусор из контейнера (не показан) поступает в зону загрузки заднего борта 3. При этом уплотняющая плита 4 и подающая плита 6 находятся в положении, соответствующем положению, показанному на фиг. 3. Затем включается электронное устройство 20, и по команде микропроцессорного программируемого модуля 22 подается сигнал на включение электромагнита 17. На обмотку этого электромагнита 17 поступает постоянный ток от источника питания (не показан), что обеспечивает включение золотника 13. Рабочая жидкость под давлением поступает от гидравлического насоса 9 в штоковые полости гидроцилиндров 7, и подающая плита 6 фиксируется в верхнем положении. При этом давление в гидросистеме возрастает, и датчик-преобразователь 14 вырабатывает электрический сигнал, равный пороговому значению при указанном положении подающей плиты 6. В соответствии с хранящейся в программируемом модуле 22 информацией о порядке включения электромагнитов происходит выключение электромагнита 17 и последующее включение электромагнита 16. На его обмотку поступает постоянный ток, что обеспечивает включение золотника 12. Рабочая жидкость от гидравлического насоса 9 подается в поршневые полости гидроцилиндров 5, и они начинают перемещать уплотняющую плиту 4 вниз. При достижении уплотняющей плитой 4 нижнего конечного положения (фиг. 4) давление в гидросистеме резко возрастает, и датчик-преобразователь 14 вырабатывает электрический сигнал, равный пороговому значению при указанном положении уплотняющей плиты 4. Непосредственно после этого обмотка электромагнита 16 обесточивается, и включается электромагнит 18, который обеспечивает переключение золотника 13. Рабочая жидкость от насоса 9 подается в поршневые полости гидроцилиндров 7, и они начинают поворачивать подающую плиту 6 вниз. Подающая плита 6, поворачиваясь в вертикальной плоскости, выгребает мусор, находящийся в заднем борту 3. При достижении плитой 6 крайнего нижнего положения (фиг. 5) вновь происходит резкое увеличение давления в гидросистеме, и датчик-преобразователь 14 вырабатывает пропорциональный сигнал, равный пороговому значению при указанном положении подающей плиты 6. Электромагнит 18 выключается, а затем включается электромагнит 15. Это приводит к переключению золотника 12, и уплотняющая плита 4 начинает перемещаться вверх с помощью гидроцилиндров 5, в штоковые полости которых поступает рабочая жидкость от гидравлического насоса 9. Мусор, находящийся между подающей и уплотняющей плитами 6 и 4, перемещается вверх и загружается в кузов 2. При этом по мере заполнения кузова 2 происходит уплотнение мусора. При достижении уплотняющей плитой 4 крайнего верхнего положения (фиг. 6) происходит резкое увеличение давления в гидросистеме, и датчик-преобразователь 14 вырабатывает сигнал, равный пороговому значению при указанном положении уплотняющей плиты 4. Электромагнит 15 выключается, и движение уплотняющей плиты 4 вверх останавливается. Если выполняется многократный цикл уплотнения мусора, то описанный выше процесс повторяется, в противном случае выполнение цикла на этом завершается. При непрерывной загрузке мусора в задний борт 3 работа механизма загрузки может продолжаться циклически сколь угодно долго. На завершающей стадии заполнения кузова 2 мусором давление в гидравлической системе при движении уплотняющей плиты 4 вверх увеличивается, поскольку увеличивается сопротивление со стороны перемещаемого плитой 4 мусора. В определенный момент, когда кузов 2 уже заполнен, вырабатываемый датчиком-преобразователем 14 электрический сигнал, превышает величину порогового значения для верхнего положения уплотняющей плиты 4 в то время, когда данная плита находится в промежуточном, а не в верхнем положении. В этом случае движение уплотняющей плиты 4 вверх прекращается. Это соответствует полной загрузке кузова 2 мусором, и легко контролируется визуально. Во время движения уплотняющей плиты 4 вверх никогда не возникает ситуация, при которой предохранительный клапан 10 переливает рабочую жидкость в масляный бак 8.
При необходимости автоматического определения момента полной загрузки кузова 2, блок управления 20 может отсчитывать время движения уплотняющей плиты 4 вверх, и принимать решение о полной загрузке на основании слишком малой длительности подъема уплотняющей плиты 4 до момента превышения электрическим сигналом, вырабатываемый датчиком-преобразователем 14, величины порогового значения для верхнего положения уплотняющей плиты 4.
В случае появления нештатной ситуации, например, перегрева какого-либо из электромагнитов 15-18, блок 19 диагностики блокирует подачу напряжения на этот электромагнит, и формирует сообщение об ошибке. Это позволяет устранить или уменьшить негативные последствия от аварийных ситуаций, и упростить поиск неисправностей.