ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ВЫВЕШИВАНИЯ И ГОРИЗОНТИРОВАНИЯ ГРУЗОВОЙ ПЛАТФОРМЫ
HYDRAULIC ACTUATOR FOR HANGING AND LEVELLING OF CARGO PLATFORM

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидравлическим приводам, и может быть использовано в подъемно-транспортных механизмах для вывешивания (подъема) и горизонтирования грузовых платформ и самоходных агрегатов, расположенных на неподвижной площадке.
Известен гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы, содержащий две носовые и две кормовые гидроопоры, установленные на грузовой платформе, делитель-сумматор потока и два насоса, соединенных магистралями соответственно с поршневыми и штоковыми полостями носовых гидроопор и с поршневыми и штоковыми полостями кормовых гидроопор (авт. свид. SU №1245770, МПК F15B 11/22, опубл. 23.07.86). В магистрали, сообщенные с поршневыми полостями гидроопор, установлены гидрозамки, управляющие камеры которых соединены с насосами. Один из насосов сообщен с поршневыми полостями гидроопор через делитель-сумматор потока. Привод снабжен трехпозиционными распределителями горизонтирования и двухсекционным дозатором возвратно-поступательного движения. Общее количество распределителей привода равно 14 (с учетом использования в приводе двух золотников разгрузки насосов).
Недостатком известного привода является недостаточная надежность его работы, обусловленная наличием в его составе большого количества распределителей, золотники которых в процессе эксплуатации из-за загрязнений рабочей жидкости могут быть защемлены в исходной или рабочей позиции. При использовании распределителей с электромагнитным управлением несрабатывание того или иного распределителя может также иметь место по причине обрыва подводящей электроцепи. С увеличением количества распределителей вероятность безотказной работы привода соответственно снижается.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы по пат. RU 2303174, МПК F15B 11/22, опубл. 20.07.2007. Этот привод содержит две пары установленных по углам грузовой платформы гидроопор, гидрозамки, сообщенные своими надклапанными полостями с поршневыми полостями гидроопор, бак и источник питания, сообщенный магистралями через трехпозиционные распределители со штоковыми полостями гидроопор и с подклапанными полостями и управляющими камерами гидрозамков, причем подклапанные полости гидрозамков первой пары гидроопор сообщены с источником питания через делитель потока. Первый трехпозиционный распределитель включен в магистрали, соединяющие управляющие камеры сообщенных с первой парой гидроопор гидрозамков, штоковые полости этой пары гидроопор и делитель потока с источником питания и баком. Второй трехпозиционный распределитель включен в магистрали, соединяющие штоковые полости второй пары гидроопор, а также подклапанные полости и управляющие камеры связанных с указанной парой гидроопор гидрозамков с источником питания и баком. Входное отверстие третьего трехпозиционного распределителя сообщено с источником питания, а каждое его выходное отверстие сообщено с соответствующей управляющей камерой гидрозамка, связанного с одной из гидроопор второй пары гидроопор. Привод снабжен двухпозиционными распределителями с гидравлическим управлением, которые установлены в магистралях между делителем потока и подклапанными полостями гидрозамков первой пары гидроопор, причем подклапанная полость гидрозамка каждой гидроопоры первой пары гидроопор имеет возможность сообщения через соответствующий двухпозиционный распределитель с гидравлическим управлением в одной его позиции с делителем потока, а в другой позиции - с гидравлической камерой управления этого двухпозиционного распределителя и с управляющей камерой гидрозамка диагонально расположенной гидроопоры.
Недостатком известного привода является недостаточная надежность его работы, обусловленная наличием в его составе большого количества распределителей (трех распределителей с электромагнитным управлением и двух распределителей с гидравлическим управлением), золотники которых в процессе эксплуатации из-за загрязнений рабочей жидкости могут быть защемлены в исходной или рабочей позиции. При использовании распределителей с электромагнитным управлением несрабатывание того или иного распределителя может также иметь место по причине обрыва подводящей электроцепи. Большое количество распределителей уменьшает вероятность безотказной работы привода и увеличивает простои расположенного на платформе оборудования, обусловленные временем проведения ремонтных работ по замене неисправных распределителей.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение надежности гидравлического привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы при выполнении рабочих операций.
Решение указанной задачи обеспечивается тем, что известный гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы, содержащий две пары установленных по углам грузовой платформы гидроопор, гидрозамки, сообщенные своими надклапанными полостями с поршневыми полостями гидроопор, два двухпозиционных распределителя, бак и источник питания, сообщенный магистралями через два трехпозиционных распределителя со штоковыми полостями гидроопор и с подклапанными полостями и управляющими камерами гидрозамков, причем подклапанная полость каждого гидрозамка первой пары гидроопор сообщена с источником питания через выходное и входное отверстия соответствующего двухпозиционного распределителя в его исходной позиции и делитель-сумматор потока, при этом первый трехпозиционный распределитель включен в магистрали, соединяющие управляющие камеры сообщенных с первой парой гидроопор гидрозамков, штоковые полости этой пары гидроопор и делитель-сумматор потока с источником питания и баком, второй трехпозиционный распределитель включен в магистрали, соединяющие штоковые полости второй пары гидроопор, а также подклапанные полости и управляющие камеры связанных с указанной парой гидроопор гидрозамков с источником питания и баком, согласно изобретению содержит перепускной клапан, выходное отверстие которого сообщено с баком, и два обратных клапана, выходные отверстия которых сообщены с входным отверстием перепускного клапана. Двухпозиционные распределители выполнены четырехлинейными, причем их вторые выходные отверстия сообщены с входными отверстиями обратных клапанов. Управляющие камеры сообщенных со второй парой гидроопор гидрозамков через вторые выходные отверстия и сливные отверстия соответствующих двухпозиционных распределителей в их исходной позиции соединены с баком.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении надежности гидравлического привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы при выполнении рабочих операций путем сокращения количества распределителей, обусловленного изменением структуры привода. При этом за срок службы грузовой платформы уменьшается количество простоев размещенного на ней оборудования, определяемых временем выполнения ремонтных работ по замене неисправных распределителей.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, на котором представлена гидросхема привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы.
Привод содержит гидроопоры 1-4, установленные по углам грузовой платформы 5, трехпозиционные четырехлинейные распределители 6, 7 и источник питания, который в частном случае выполнения изобретения включает насосы 8 и 9, сообщенные с баком 10. К поршневым полостям 11 гидроопор 1 - 4 подключены своими надклапанными полостями 12 односторонние четырехлинейные гидрозамки 13-16, предназначенные для фиксации грузовой платформы 5 в поднятом положении (штоковые полости указанных гидрозамков сообщены с баком 10). Одно выходное отверстие (левое по чертежу) трехпозиционного распределителя 6 через дроссель 17, обратный клапан 18, делитель-сумматор (реверсивный порционер) 19 и магистрали 20, 21 соединено с подклапанными полостями 22 гидрозамков 13, 14. Дроссель 17 и обратный клапан 18 предназначены соответственно для ограничения скорости опускания гидроопор 1, 2 и для свободного пропускания рабочей жидкости к поршневым полостям 11 этих гидроопор при их подъеме. Делитель-сумматор 19 предназначен для обеспечения синхронного перемещения гидроопор 1 и 2. Другое выходное отверстие распределителя 6 (правое по чертежу) соединено со штоковыми полостями 23 гидроопор 1, 2 и с управляющими камерами 24 гидрозамков 13, 14. Входное отверстие распределителя 6 соединено с насосом 8, а его сливное отверстие - с баком 10.
Насос 9 сообщен с баком 10 через входное и сливное отверстия трехпозиционного распределителя 7. Одно выходное отверстие распределителя 7 через дроссель 25 и обратный клапан 26 соединено с подклапанными полостями 22 гидрозамков 15 и 16. Дроссель 25 и обратный клапан 26 предназначены соответственно для ограничения скорости опускания гидроопор 3, 4 и для свободного пропускания рабочей жидкости к поршневым полостям 11 этих гидроопор при их подъеме. Другое выходное отверстие распределителя 7 соединено со штоковыми полостями 23 гидроопор 3, 4 и с управляющими камерами 24 гидрозамков 15, 16. В магистрали 20 и 21 установлены двухпозиционные четырехлинейные распределители 27 и 28, причем подклапанные полости 22 гидрозамков 13 и 14 через первые выходные (левые по чертежу) и входные отверстия указанных распределителей при их нахождении в исходной позиции и делитель-сумматор 19 сообщены с насосом 8.
Привод содержит два обратных клапана 29, 30 и перепускной клапан 31, выходное отверстие которого сообщено с баком 10. Выходные отверстия обратных клапанов 29 и 30 соединены с входным отверстием перепускного клапана 31. Вторые выходные отверстия двухпозиционных распределителей 27 и 28 сообщены соответственно с входными отверстиями обратных клапанов 29 и 30. Управляющие камеры 24 гидрозамков 15 и 16 через вторые выходные отверстия и сливные отверстия соответственно распределителей 28 и 27 при их нахождении в исходной позиции соединены с баком 10.
С помощью челночных клапанов 32 исключается соединение насоса 9 с баком 10 при переключении распределителя 7 в правую позицию. Гидравлический привод содержит также фильтры и предохранительные клапаны (на чертеже не показано). Бак 10 располагается выше верхней точки гидросистемы.
Конструктивные параметры гидрозамков 13, 14 и 15, 16 (диаметр управляющего поршенька, диаметр штока и диаметр седла корпуса) должны назначаться из условий открытия и гарантированного удержания этих гидрозамков в открытом положении под действием давления в их управляющих камерах 24, равного давлению настройки предохранительных клапанов соответственно насосов 8 и 9, при выполнении операции опускания платформы 5. Кроме того, указанные конструктивные параметры гидрозамков 15 и 16 должны назначаться также из условий открытия и гарантированного их удержания в открытом положении под действием давления в их управляющих камерах 24, равного давлению настройки перепускного клапана 31, при выполнении операции горизонтирования платформы 5. Давление настройки перепускного клапана 31 должно назначаться не более величины рабочего давления в поршневых полостях 11 гидроопор 1 и 2 при их подъеме.
Гидравлический привод вывешивания и горизонтирования грузовой платформы работает следующим образом.
В исходном состоянии все распределители 6, 7, 27, 28 занимают позиции, как показано на чертеже. Операции холостого выпуска штоков гидроопор 1-4 до контакта с опорной площадкой (грунтом), вывешивания платформы 5 с подвесок колесного хода (на чертеже не показано) и ее подъема выполняются после запуска насосов 8 и 9 вхолостую при переключении распределителей 6 и 7 в левую (по чертежу) позицию. При этом рабочая жидкость (масло) от насоса 8 поступает через обратный клапан 18, делитель-сумматор 19, магистрали 20 и 21, двухпозиционные распределители 27, 28 и гидрозамки 13, 14 в поршневые полости 11 гидроопор 1 и 2, производя перемещение их штоков вниз в синхронном режиме. Из штоковых полостей 23 гидроопор 1 и 2 масло через распределитель 6 сливается в бак 10. Одновременно масло от насоса 9 поступает через обратный клапан 26 и гидрозамки 15, 16 в поршневые полости 11 гидроопор 3 и 4, перемещая их штоки вниз в несинхронном режиме. Из штоковых полостей 23 гидроопор 3 и 4 масло через распределитель 7 сливается в бак 10. После того как штоки всех гидроопор 1-4 коснутся грунта, давление в гидросистеме начинает повышаться и цилиндры гидроопор 1-4 перемещаются вверх, осуществляя вывешивание платформы 5 с подвесок и ее подъем. Подача масла от насоса 9 напрямую в поршневые полости 11 гидроопор 3 и 4 позволяет в процессе вывешивания обеспечить надежный контакт всех гидроопор 1-4 с грунтом, который может иметь местные неровности. При равенстве площадей поршней гидроопор 1-4 и одинаковой производительности насосов 8 и 9 подъем платформы 5 производится в режиме синхронного движения гидроопор 1-4. После подъема платформы 5 на заданную высоту распределители 6 и 7 переключают в исходную среднюю позицию, переводя насосы 8 и 9 в режим холостого хода. Платформа 5 останавливается. Нагрузка от ее веса воспринимается давлением масла, запертого в поршневых полостях 11 гидроопор 1-4 гидрозамками 13-16.
Горизонтирование платформы 5 выполняется последовательно в 2 этапа: вначале путем ее поворота относительно оси BE или оси АЕ, а затем путем ее поворота относительно стороны АВ или стороны СД. При условии равенства площадей поршней гидроопор 3 и 4 ось BE проходит через середину стороны СД и гидроопору 2, а ось АЕ проходит через середину стороны СД и гидроопору 1. При повороте платформы 5 относительно оси АЕ в процессе выполнения первого этапа гидроопоры 2 и 3 перемещаются вверх, а гидроопора 4 - вниз. При повороте платформы 5 относительно оси BE гидроопоры 1 и 4 перемещаются вверх, а гидроопора 3 - вниз. Горизонтирование платформы 5 относительно стороны АВ или стороны СД может выполняться при движении гидроопор 3, 4 или гидроопор 1, 2 как вверх, так и вниз.
Если, например, платформа 5 наклонена в сторону гидроопоры 2 и гидроопора 4 является наиболее высоко расположенной, то вначале выполняется поворот платформы 5 относительно оси АЕ. Для осуществления указанного поворота распределитель 6 переключают в левую позицию, а двухпозиционный распределитель 27 - в правую позицию, соединяя тем самым насос 8 через делитель-сумматор 19 с поршневой полостью 11 гидроопоры 2, с управляющей камерой 24 гидрозамка 16 и с перепускным клапаном 31. При этом масло от насоса 8 через находящийся в исходной позиции двухпозиционный распределитель 28 поступает в поршневую полость 11 гидроопоры 2, а через включенный двухпозиционный распределитель 27 - в управляющую камеру 24 гидрозамка 16 и через обратный клапан 29 к перепускному клапану 31. Под действием давления, развиваемого насосом 8, гидрозамок 16 открывается, соединяя поршневую полость 11 гидроопоры 4 с поршневой полостью 11 гидроопоры 3, после чего масло, поступающее от включенного двухпозиционного распределителя 27, через обратный клапан 29 и перепускной клапан 31 перепускается в бак 10. Гидроопора 2 перемещается вверх, поворачивая платформу 5 относительно оси АЕ. Из штоковой полости 23 гидроопоры 2 масло через распределитель 6 сливается в бак 10. В процессе указанного поворота платформы 5 масло из поршневой полости 11 опускающейся гидроопоры 4 через открытый гидрозамок 16 перетекает в поршневую полость 11 поднимающейся гидроопоры 3. Из штоковой полости 23 гидроопоры 3 масло вытесняется в штоковую полость 23 гидроопоры 4. Угловая скорость поворота платформы 5 относительно оси АЕ определяется скоростью перемещения вверх гидроопоры 2 и расстоянием между этой гидроопорой и осью АЕ. После того как стороны АВ и СД платформы 5 займут горизонтальное положение, двухпозиционный распределитель 27 переключают в исходную левую позицию, а распределитель 6 - в исходную среднюю позицию, соединяя насос 8 с баком 10. Гидроопоры 2, 3 и 4 останавливаются, а гидрозамок 16 закрывается. При этом масло из управляющей камеры 24 указанного гидрозамка через двухпозиционный распределитель 27 сливается в бак 10.
Поскольку по завершении первого этапа гидроопоры 3 и 4 располагаются выше гидроопор 1 и 2, второй этап горизонтирования выполняют путем поворота платформы 5 относительно стороны СД при перемещении гидроопор 1 и 2 вверх. Распределитель 6 переключают в левую позицию и масло от насоса 8 через указанный распределитель, обратный клапан 18, делитель-сумматор 19, магистрали 20, 21 и двухпозиционные распределители 27, 28 поступает в поршневые полости 11 гидроопор 1 и 2, осуществляя их синхронное движение вверх. Из штоковых полостей 23 этих гидроопор масло через распределитель 6 сливается в бак 10. Скорость синхронного движения вверх гидроопор 1 и 2 определяется половиной производительности насоса 8 и площадью поршня этих гидроопор. После завершения горизонтирования платформы 5 распределитель 6 возвращают в исходную среднюю позицию, соединяя насос 8 с баком 10, и гидроопоры 1 и 2 останавливаются. Второй этап горизонтирования можно выполнять также путем поворота платформы 5 относительно стороны АВ при перемещении гидроопор 3 и 4 вниз. В этом случае распределитель 7 переключают в правую позицию, соединяя насос 9 со штоковыми полостями 23 гидроопор 3, 4 и с управляющими камерами 24 гидрозамков 15, 16. Последние открываются и гидроопоры 3 и 4 под действием воспринимаемой ими нагрузки от веса платформы 5 и давления масла в их штоковых полостях 23 практически синхронно перемещаются вниз. Из поршневых полостей 11 опускающихся гидроопор 3 и 4 масло через дроссель 25 и распределитель 7 вытесняется в бак 10. В этот период времени гидроопоры 1 и 2 остаются неподвижными, так как их гидрозамки 13 и 14 находятся в закрытом положении. Скорость опускания гидроопор 3 и 4 определяется настройкой дросселя 25. После завершения горизонтирования платформы 5 распределитель 7 возвращают в исходную среднюю позицию, гидрозамки 15, 16 закрываются и гидроопоры 3, 4 останавливаются. При этом масло из управляющих камер 24 закрывающихся гидрозамков 15, 16 через распределитель 7 поступает в бак 10. Насосы 8 и 9 выключают.
В процессе стоянки вывешенной и отгоризонтированной платформы 5 и работы размещенного на ней оборудования нагрузка от ее веса воспринимается давлением масла, запертого в поршневых полостях 11 гидроопор 1-4 гидрозамками 13-16.
Для опускания платформы 5 на подвески колесного хода после запуска насосов 8 и 9 распределители 6 и 7 переключают в правую позицию, соединяя соответственно насос 8 с управляющими камерами 24 гидрозамков 13, 14 и со штоковыми полостями 23 гидроопор 1, 2, а насос 9 - с управляющими камерами 24 гидрозамков 15, 16 и со штоковыми полостями 23 гидроопор 3, 4. Гидрозамки 13-16 открываются и платформа 5 под действием собственного веса и давления масла в штоковых полостях 23 гидроопор 1 - 4 начинает опускаться. Из поршневых полостей 11 гидроопор 1 и 2 масло вытесняется в бак 10 через двухпозиционные распределители 27 и 28, магистрали 20 и 21, делитель-сумматор 19, дроссель 17 и распределитель 6, а из поршневых полостей 11 гидроопор 3 и 4 - через дроссель 25 и распределитель 7. Путем соответствующей настройки дросселей 17 и 25 можно обеспечить синхронное перемещение вниз всех гидроопор 1-4. Поскольку в процессе вывешивания и горизонтирования гидроопора 4 перемещалась вверх на наименьшее расстояние по сравнению с остальными гидроопорами 1, 2 и 3, угол платформы 5, на котором расположена гидроопора 4, первым опускается на подвески и платформа 5 начинает поворачиваться относительно гидроопоры 4, стремясь занять положение, исходное перед подъемом. В этот период времени масло из поршневых полостей 11 гидроопор 1-4 вытесняется в бак 10 как вследствие указанного поворота платформы 5, так и вследствие начала втягивания вверх штока гидроопоры 4. После опускания всей платформы 5 на подвески осуществляется втягивание вхолостую штоков всех гидроопор 1-4 под действием давления, развиваемого насосами 8 и 9. При этом штоки гидроопор 3 и 4 перемещаются вверх несинхронно, а штоки гидроопор 1 и 2 - синхронно. Делитель-сумматор 19 работает в режиме суммирования потоков. На заключительном этапе операции втягивания штоков, когда шток, например, гидроопоры 1 достигнет своего исходного положения, шток гидроопоры 2 продолжит движение вверх, вытесняя масло из поршневой полости 11 гидроопоры 2 в бак 10 через специальные дожимные дроссельные отверстия, размещенные в корпусе делителя-сумматора 19 (подобными дроссельными отверстиями оснащены, например, делители-сумматоры ГА-215 и ГА-57, выпускаемые авиационной промышленностью). В этот период времени делитель-сумматор 19 работает в режиме «дожима» отстающего штока. После втягивания штоков всех гидроопор 1-4 в исходное положение распределители 6 и 7 переключают в исходную среднюю позицию, а насосы 8 и 9 выключают. Гидрозамки 13-16 закрываются, причем из управляющих камер 24 гидрозамков 13, 14 масло вытесняется в бак 10 через распределитель 6, а из управляющих камер 24 гидрозамков 15, 16 - через распределитель 7.
Если, например, платформа 5 перед операцией горизонтирования наклонена в сторону гидроопоры 1 и гидроопора 3 является наиболее высоко расположенной, то при выполнении первого этапа горизонтирования производится поворот платформы 5 относительно оси BE. Для осуществления указанного поворота распределитель 6 переключают в левую позицию, а двухпозиционный распределитель 28 - в правую позицию, соединяя тем самым насос 8 через делитель-сумматор 19 с поршневой полостью 11 гидроопоры 1, с управляющей камерой 24 гидрозамка 15 и с перепускным клапаном 31. При этом масло от насоса 8 через находящийся в исходной позиции двухпозиционный распределитель 27 поступает в поршневую полость 11 гидроопоры 1, а через включенный двухпозиционный распределитель 28 - в управляющую камеру 24 гидрозамка 15 и через обратный клапан 30 к перепускному клапану 31. Под действием давления, развиваемого насосом 8, гидрозамок 15 открывается, соединяя поршневую полость 11 гидроопоры 3 с поршневой полостью 11 гидроопоры 4, после чего масло, поступающее от включенного двухпозиционного распределителя 28, через обратный клапан 30 и перепускной клапан 31 перепускается в бак 10. Гидроопора 1 перемещается вверх, поворачивая платформу 5 относительно оси BE. Из штоковой полости 23 гидроопоры 1 масло через распределитель 6 сливается в бак 10. В процессе указанного поворота платформы 5 масло из поршневой полости 11 опускающейся гидроопоры 3 через открытый гидрозамок 15 перетекает в поршневую полость 11 поднимающейся гидроопоры 4. Из штоковой полости 23 гидроопоры 4 масло вытесняется в штоковую полость 23 гидроопоры 3. После того, как стороны АВ и СД платформы 5 займут горизонтальное положение, двухпозиционный распределитель 28 переключают в исходную левую позицию, а распределитель 6 - в исходную среднюю позицию, соединяя насос 8 с баком 10. Гидроопоры 1, 3 и 4 останавливаются, а гидрозамок 15 закрывается. При этом масло из управляющей камеры 24 указанного гидрозамка через двухпозиционный распределитель 28 сливается в бак 10.
Таким образом, благодаря особенности исполнения гидравлического привода вывешивания и горизонтирования грузовой платформы в заявляемом изобретении сокращено количество распределителей (с 5 до 4), что обеспечивает повышение надежности привода при выполнении рабочих операций и уменьшение простоев расположенного на платформе оборудования, обусловленных временем выполнения ремонтных работ по замене неисправных распределителей.