Гидросистема почвообрабатывающей машины
HYDRAULIC SYSTEM OF TILLAGE MACHINE

Изобретение относится к вибрационной технике и может найти применение в качестве генератора механических колебаний, например, в выкопочных машинах для выкопки крупномерных саженцев или молодых деревьев с комом почвы или в почвообрабатывающих машинах с гидроприводом активных рабочих органов.
Известен гидравлический вибратор (Пат. №2433001 РФ; МПК В06В 1/18; опубл. 10.11.2011), содержащий корпус, в котором расположен распределительный золотник. На валу распределительного золотника выполнены четыре (попарно взаимно перпендикулярных) отверстия, а в корпусе гидравлического вибратора выполнены четыре канала, позволяющие при возможности независимого регулирования частоты вращения распределительного золотника поочередно подавать рабочую жидкость в поршневую и штоковую полости силового гидроцилиндра, обеспечивая возвратно-поступательное движение его штока.
Недостатком данного гидравлического вибратора является то, что пульсирующее давление подается поочередно в поршневую и штоковую полости силового гидроцилиндра и не обеспечивает выдвижения штока силового гидроцилиндра для перемещения рабочего органа машины.
Известен гидравлический вибратор (Пат. на полезную модель №49739 РФ; МПК В06В 1/18; опубл. 10.12.2005), содержащий корпус, в котором расположен вращающийся распределительный золотник, выполненный в виде вала с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями, при этом корпус жестко соединен с распределительной панелью, снабженной обратными клапанами, соединяющими ее с каналами распределительного золотника, и гидровентилем, установленным с возможностью поочередного соединения полостей гидравлического вибратора с рабочими полостями силовых гидроцилиндров.
Недостатком данного гидравлического вибратора является то, что пульсирующее давление подается поочередно в рабочие полости силового гидроцилиндра и не обеспечивают синхронной работы нескольких силовых гидроцилиндров. Кроме того, при неравномерной нагрузке на штоки силовых гидроцилиндров происходит перекос рабочего органа.
Известна гидросистема почвообрабатывающей машины, содержащая гидравлический вибратор (Пат. №2587496 РФ; МПК В06В 1/18; опубл. 20.06.16), корпус которого жестко соединен с распределительной панелью, снабженной обратными клапанами, соединяющими ее с каналами вращающегося распределительного золотника, выполненного в виде вала с попарно параллельными радиальными отверстиями, и гидровентилем, установленным с возможностью соединения полостей гидравлического вибратора с рабочими полостями силовых гидроцилиндров, которые соединены между собой через дополнительные обратные клапаны. Принята за прототип.
Недостатком данной гидросистемы является то, что при вращении распределительного золотника гидравлического вибратора наблюдается резкое перекрытие радиальных отверстий, и возникают гидравлические удары давления, при этом теряется часть энергии, и ослабевает пульсирующая нагрузка на рабочие органы. Кроме того, величина пульсирующей нагрузки и скорость выдвижения штоков силовых гидроцилиндров не регулируются, и только часть потока рабочей жидкости от насоса поступает в гидропульсатор, что снижает эффективность рабочего процесса.
Изобретение решает задачу повышения эффективности рабочего процесса и расширения технологических возможностей вибрационной техники, в частности выкопочных машин, за счет рекуперации энергии гидроаккумулятором, который поглощает энергию гидравлических ударов рабочей жидкости, возникающих при резких перекрытиях радиальных отверстий распределительного золотника, и возвращает эту энергию в гидравлический вибратор, увеличивая амплитуду пульсирующей нагрузки на поршни силовых гидроцилиндров, а также за счет регулирования величины пульсирующей нагрузки и скорости выдвижения штоков силовых гидроцилиндров и возможности подачи полного потока жидкости в силовые гидроцилиндры для достижения максимальной мощности в зависимости от условий эксплуатации.
Это достигается тем, что в гидросистеме почвообрабатывающей машины, содержащей гидравлический вибратор, корпус которого жестко соединен с распределительной панелью, снабженной обратными клапанами, соединяющими ее с каналами вращающегося распределительного золотника, выполненного в виде вала с попарно параллельными радиальными отверстиями, и гидровентилем, установленным с возможностью соединения полостей гидравлического вибратора с рабочими полостями силовых гидроцилиндров, которые соединены между собой через дополнительные обратные клапаны, согласно изобретению, дополнительно содержится гидравлический аккумулятор, подсоединенный к напорной гидролинии между гидравлическим вибратором и дополнительным обратным клапаном, а в напорной гидролинии силовых гидроцилиндров установлен регулируемый дроссель с возможностью подачи полного потока жидкости в силовые гидроцилиндры для достижения максимальной мощности в зависимости от условий эксплуатации.
На фиг. 1 представлен общий вид гидравлического вибратора гидросистемы почвообрабатывающей машины; на фиг. 2 - гидрокинематическая схема гидросистемы почвообрабатывающей машины.
Гидросистема почвообрабатывающей машины содержит гидравлический вибратор (фиг. 1), в корпусе 1 которого расположен вращающийся распределительный золотник 2, выполненный в виде вала с попарно параллельными радиальными отверстиями 3. Для устранения перетекания жидкости на валу распределительного золотника 2 предусмотрено уплотнение 4. Вал распределительного золотника 2 имеет кинематическую связь с валом гидромотора 5. Корпус 1 жестко соединен с распределительной панелью 6, в которой установлены обратные клапаны 7 и 8, соединяющие ее с каналами распределительного золотника 2, и гидровентилем 9, установленным с возможностью одновременного и поочередного соединения полостей гидравлического вибратора с рабочими полостями силовых гидроцилиндров 10 и 11 (фиг. 2), которые соединены между собой через дополнительные обратные клапаны 12 и 13.
Гидросистема почвообрабатывающей машины (фиг. 2) также содержит распределители 14, 15 и 16, предохранительные клапаны 17 и 18, обратные клапаны 19 и 20, рабочий орган ножевого типа 21 (например, в виде скобы выкопочной машины), шарнирно соединенный с силовыми гидроцилиндрами 10 и 11, регулятор расхода рабочей жидкости 22, а также гидравлический аккумулятор 23, подсоединенный к напорной гидролинии 24 между гидравлическим вибратором и дополнительным обратным клапаном 25, регулируемый дроссель 26, установленный в напорную гидролинию 27 силовых гидроцилиндров 10 и 11 с возможностью подачи полного потока жидкости в силовые гидроцилиндры для достижения максимальной мощности в зависимости от условий эксплуатации.
Гидросистема почвообрабатывающей машины работает следующим образом.
n
с
n
n
Рабочая жидкость из входной полости гидравлического вибратора под номинальным давлением Р поступает в гидромотор 5, который вращает вал распределительного золотника 2, расположенный в корпусе 1, а из гидромотора 5 жидкость поступает под давлением Р на слив в бак. Рабочая жидкость из входной полости гидравлического вибратора через попарно параллельные радиальные отверстия 3 распределительного золотника 2 одновременно поступает под номинальным давлением Р через обратные клапаны 7 и 8 и гидровентиль 9 в рабочую полость гидравлического вибратора, выполненную в распределительной панели 6, а из рабочей полости гидравлического вибратора - при пульсирующем давлении Р в рабочие полости силовых гидроцилиндров 10 и 11, поршни которых совершают колебательное движение. При условии закрытого гидровентиля 9 пульсирующий поток рабочей жидкости подается одновременно в две рабочие полости гидравлического вибратора, которые соединены с поршневыми полостями силовых гидроцилиндров 10 и 11, обеспечивая их синхронную работу. При неравномерной нагрузке на штоки силовых гидроцилиндров 10 и 11, как показано на фиг. 2, давление рабочей жидкости в силовом гидроцилиндре 11 становится больше, чем в силовом гидроцилиндре 10. Тогда часть рабочей жидкости через обратный клапан 12 перетекает в рабочую полость силового гидроцилиндра 10, и давление выравнивается, обеспечивая синхронную работу двух силовых гидроцилиндров 10 и 11. При подводе рабочего органа 21, например, к корневым системам крупномерных саженцев, и создании номинального давления рабочей жидкости, а также при холостом ходе рабочего органа 21, рабочая жидкость поступает в силовые гидроцилиндры 10 и 11 через распределители 14 и
n
15. Гидравлический вибратор отключается и включается распределителем 16. При перегрузках срабатывают предохранительные клапаны 17 и 18. Для предохранения гидросистемы трактора от пульсации рабочей жидкости установлены обратные клапаны 19, 20 и дополнительный обратный клапан 25. Для регулирования частоты вращения гидромотора 5, а, следовательно, и частоты колебаний рабочего органа 21, применяется регулятор расхода рабочей жидкости 22. Для аккумулирования энергии гидравлических ударов и всплесков давления рабочей жидкости при перекрытии радиальных каналов распределительного золотника 2 применяется гидравлический аккумулятор 23, подсоединенный к напорной гидролинии 24 между гидравлическим вибратором и дополнительным обратным клапаном 25. При открытии радиальных каналов распределительного золотника 2 накопленная энергия гидравлическим аккумулятором 23 возвращается в гидравлический вибратор и увеличивает амплитуду пульсирующей нагрузки на поршни силовых гидроцилиндров 10 и 11, обуславливая уменьшение установочной мощности гидро-двигателей привода рабочего органа 21. Величина подачи рабочей жидкости к гидравлическому вибратору и силовым гидроцилиндрам 10 и 11 устанавливается с помощью регулируемого дросселя 26, что позволяет регулировать скорость выдвижения штоков и величину пульсирующей нагрузки, повышая эффективность рабочего процесса. При встрече рабочего органа 21 с крупными корнями регулируемый дроссель 26 полностью закрывается, и весь поток жидкости под давлением Р направляется через гидравлический вибратор 1 в рабочие полости силовых гидроцилиндров 10 и 11, которые развивают максимальную пульсирующую мощность резания.
Такое исполнение гидросистемы почвообрабатывающей машины позволяет повысить эффективность и производительность рабочего процесса вибрационной техники и расширить ее технологические возможности.