РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ МАШИНЫ
WORKING EQUIPMENT OF ROAD MACHINE

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и может быть использовано в частности для машин по обслуживанию дорог.
Известно рабочее оборудование дорожной машины, соединенное шарнирно с базовой машиной и содержащее гидроцилиндр привода рабочего органа, соединенный с гидрораспределителем (SU а.с. 1666665, E02F 9/22 или SU а.с. 1758178, E02F 9/22). Известные устройства позволяют автоматически поднимать рабочее оборудование при встрече с препятствиями на пути движения. Но они имеют существенный недостаток, который заключается в сложности гидросистемы привода, содержащей множество гидроэлементов, создающих дополнительное сопротивление в гидролиниях, а это снижает быстродействие привода рабочего оборудования при встрече с препятствиями. Нагрузки, возникающие при преодолении таких препятствий и действующие на фронтальное рабочее оборудование не вызывают больших перегрузок. Однако быстродействия известного рабочего оборудования оказывается недостаточным при использовании в машинах с иной компоновкой рабочего оборудования, а именно в машинах с боковым расположением рабочего оборудования и рабочего органа, например, в виде косилки. Большая величина плеча расположения рабочего органа относительно базовой машины вызывает большие нагрузки на рабочее оборудование при контакте с препятствиями, что ведет к поломкам и большим затратам времени и средств на ремонт машин.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому рабочему оборудованию и принятое за прототип, является рабочее оборудование дорожной машины, включающее манипулятор, выполненный в виде поворотной стойки и шарнирно с ней соединенной секционной стрелы с гидроцилиндрами привода и рабочий орган, гидрораспределитель и гидроаккумулятор (SU а.с. 1809179, F15B 11/08, E02F 9/22).
Известное устройство обеспечивает уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования, а также автоматический подъем и опускание его при преодолении препятствий на обрабатываемой поверхности, однако это возможно при небольшой скорости передвижения. Недостатком известного устройства является сложность гидропривода рабочего оборудования, содержащего много гидроэлементов, создающих большое сопротивление в гидролиниях, что снижает быстродействие привода рабочего оборудования при преодолении различных природных и рукотворных препятствий нередко встречающихся на обрабатываемой поверхности вдоль дороги. В моменты преодоления препятствий известным рабочим оборудованием производится подъем не только третьей секции с рабочим органом, но одновременно и второй секции, имеющей большую массу и момент инерции, что также снижает быстродействие гидропривода известного рабочего оборудования. При боковом расположении рабочего оборудования и большой величине плеча действующих сил на рабочий орган возникают большие нагрузки на рабочее оборудование вызывающие его поломки, требующие больших затрат времени и средств на ремонт. Это снижает надежность машины, увеличивает стоимость выполнения работы и уменьшает производительность. Недостаточное быстродействие гидропривода рабочего оборудования вынуждает уменьшать скорость движения машины при выполнении рабочего процесса, а это также снижает производительность.
Кроме того, при использовании известного рабочего оборудования дорожной машины, усложняется управление рабочим процессом, так машинисту необходимо в ручном режиме постоянно управлять двумя гидрораспределителями и управляемым гидроклапаном, что приводит к его утомлению и снижению производительности.
Предлагается рабочее оборудование дорожной машины, устраняющее отмеченные недостатки.
Рабочее оборудование дорожной машины, включающее манипулятор, выполненный в виде поворотной стойки и, шарнирно с ней соединенной, секционной стрелы с гидроцилиндрами привода, рабочий орган, гидрораспределитель и гидроаккумулятор, оно снабжено предохранительной решеткой, вторым гидроаккумулятором, редукционными гидроклапанами и датчиками перемещения. Шарнир, соединяющий вторую с третьей секцией стрелы, выполнен с наклоном по часовой стрелке в плоскости перпендикулярной продольной оси стрелы, а гидроцилиндры привода этих секций сообщены одноименными полостями и поршневые полости соединены с четырехпозиционным гидрораспределителем, сообщенным с первым гидроаккумулятором и штоковые полости соединены с двухпозиционным электроуправляемым гидрораспределителем, сообщенным со вторым гидроаккумулятором. Гидроаккумуляторы сообщены через вентили с гидробаком, а с напорной гидролинией, через редукционные гидроклапаны, настроенные на зарядку давления второго гидроаккумулятора, большей величины, чем первого. Предохранительная решетка установлена на рабочем органе и выполнена в виде дугообразных рычагов в передней части и соединенных с валом, который подпружинен, шарнирно закреплен на рабочем органе и соединен с упорами и со шторкой-замыкателем датчиков перемещения, установленных на рабочем органе, и один из них соединен электролинией со светозвуковым сигнализатором, а второй с катушкой управления двухпозиционного гидрораспределителя.
Предложенное рабочее оборудование дорожной машины отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. В отличии от прототипа, где преодоление препятствий производится путем вертикального и довольно медленного подъема тяжелого рабочего оборудования, в предложенном устройстве осуществляется одновременное совмещение движений подъема и отклонения назад, только короткой третьей секции с рабочим органом относительно остальной части стрелы. Это обеспечивается наклоном шарнира, соединяющего вторую и третью секции стрелы и соединением одноименных полостей гидроцилиндров друг с другом и со вторым гидроаккумулятором. Одновременно и дугообразные рычаги предохранительной решетки, установленной на рабочем органе, воспринимают воздействие со стороны препятствия и облегчают его подъем. Таким образом, совмещение указанных перемещений элементов рабочего оборудования и увеличение скорости перемещений с помощью второго гидроаккумулятора обеспечивает необходимое быстродействие гидропривода, повышает надежность рабочего оборудования, позволяет увеличить скорость движения при выполнении рабочего процесса, а следовательно и производительность.
На фиг. 1 изображено рабочее оборудование дорожной машины и схема управления; на фиг. 2, то же вид сверху; на фиг. 3 предохранительная решетка на рабочем органе.
Рабочее оборудование дорожной машины установлено на базовой машине 1 и включает манипулятор, выполненный в виде поворотной стойки 2 с секционной стрелой. Первая секция 3 стрелы шарнирно и гидроцилиндром 4 соединена со стойкой 2. Вторая секция 5 шарнирно и гидроцилиндром 6 соединена с первой секцией 3. Третья секция 7 соединена со второй секцией 5 гидроцилиндром 8 и шарниром 9. Шарнир 9 выполнен с наклоном по часовой стрелке в плоскости перпендикулярной продольной оси стрелы. К третьей секции стрелы прикреплен рабочий орган 10, например, в виде косилки, на котором установлена предохранительная решетка, состоящая из дугообразных рычагов 11, прикрепленных к трубчатому валу 12. Вал 12 шарнирно установлен на рабочем органе 10 и на его концах закреплены рычаги 13 с регулируемыми опорами 14 и пружинами 15. Кроме того, на валу закреплена шторка-замыкатель 16 датчиков перемещения 17 и 18, например, щелевых магнитных. Одноименные полости гидроцилиндров 6 и 8 привода стрелы соединены друг с другом и поршневые полости сообщены с четырехпозиционным гидрораспределителем 19, соединенным с напорной и сливной гидролиниями и с гидроаккумулятором 20. Последний сообщен через вентиль 21 с гидробаком и через редукционный гидроклапан 22 с напорной гидролинией. Штоковые полости гидроцилиндров 6 и 8 сообщены с двухпозиционным гидрорпаспределителем 23, соединенным с гидроаккумулятором 24. Гидроаккумулятор 24 сообщен с гидробаком через вентиль 25 и с напорной гидролинией через редукционный гидроклапан 26, который настроен на величину давления зарядки гидроаккумулятора 24 больше величины давления зарядки гидроаккумулятора 20. В гидроаккумуляторе 20 с помощью редукционного гидроклапана 22 и вентиля 21 установлено давление зарядки, обеспечивающее частичное уравновешивание рабочего оборудования и небольшое усилие прижатия рабочего органа к обрабатываемой поверхности. Катушка управления гидрораспределителя 23 соединена электролинией сдатчиком перемещения 18, а датчик 17 соединен электролинией со светозвуковым сигнализатором 27, установленном в кабине машиниста. Датчики 17 и 18 установлены на рабочем органе с возможностью регулирования и фиксации их положения.
Рабочее оборудование дорожной машины действует следующим образом.
В исходном не рабочем состоянии все элементы рабочего оборудования занимают положение, изображенное на фиг. 1. Подъем и опускание рабочего оборудования производится путем включения золотника гидрораспределителя 19 в соответствующие позиции. Для начала работы золотник поднимают вверх в крайнюю позицию, в которой поршневые полости гидроцилиндров 6 и 8 сообщаются с гидроаккумулятором 20. Величина давления зарядки его обеспечивает частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования и прижатие рабочего органа 10, с небольшим усилием, к обрабатываемой поверхности. Затем включают приводы рабочего органа и ходового оборудования, и осуществляется движение машины вдоль обрабатываемой поверхности.
В случае приближения рабочего органа к препятствию, оно воздействует на дугообразные рычаги 11 предохранительной решетки и поворачивает вал 12. Закрепленная на нем шторка-замыкатель 16 включает датчик перемещения 18, и он подает питание на катушку управления гидрораспределителя 23, который соединяет штоковую полость гидроцилиндра 8 с гидроаккумулятором 24. Благодаря большей величине давления зарядки гидроаккумулятора 24, шток гидроцилиндра 8 вдвигается, преодолевая меньшее давление, создаваемое гидроаккумулятором 20. Шток гидроцилиндра 8, вдвигаясь поворачивает назад третью секцию 7 стрелы с рабочим органом 10 относительно шарнира 9, при этом, вследствие наклонного положения шарнира, рабочий орган одновременно с отклонением назад перемещается и вверх. После включения датчика 18 вал 12 упорами 14 блокируется с рабочим органом 10 и усилие воздействия препятствия на предохранительную решетку соединяется с усилием, создаваемым гидроцилиндром 8, что обеспечивает быстрый поворот и подъем третьей секции стрелы с рабочим органом. После преодоления препятствия дугообразные рычаги 11 и вал 12 возвращаются пружинами 15 в исходное положение, выключая датчик перемещения 18 и катушку управления гидрораспределителя 23, золотник которого также возвращается пружиной в исходную позицию. В исходной позиции штоковая полость гидроцилиндра 8 сообщается с гидробаком, а поршневая полость с гидроаккумулятором 20 и под действием его давления третья секция стрелы с рабочим органом быстро возвращается в рабочее положение.
Если в процессе движения вдоль дороги машина отклоняется от курса и рычаги 11 теряют контакт с обрабатываемой поверхностью, то при повороте вала 12 шторка-замыкатель 16 включает датчик перемещения 17, соединенный со светозвуковым сигнализатором 27, установленным в кабине машиниста. Получая информацию сигнализатора, машинист корректирует направление движения и это существенно облегчает управление рабочим процессом.
Таким образом, предложенное рабочее оборудование дорожной машины обеспечивает автоматическое и быстрое преодоление, возникающих на обрабатываемой поверхности разнообразных препятствий. Быстродействие гидропривода рабочего оборудования достигается за счет снабжения привода вторым гидроаккумулятором при одновременном уменьшении массы и момента инерции подвижных его элементов, включающих короткую третью секцию стрелы с рабочим органом, а также за счет совмещенных движений рабочего органа назад и вверх. Использование предложенного быстродействующего рабочего оборудования позволяет увеличить скорость движения при выполнении работы, а следовательно и производительность. Одновременно повышается надежность рабочего оборудования и упрощается управление рабочим процессом.