УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к землеройно-транспортным машинам, а именно к автогрейдерам, и предназначена для снижения угловых и линейных колебаний возникающих при движении автогрейдера.
5
Известно устройство виброзащиты кабины транспортного средства [А.с. 485023 СССР, МПК B62D 33/06. Устройство для установки кабины транспортного средства / П.В.Белов, А.П.Липаев (СССР)] представляющее собой два резиновых амортизатора, установленных между кабиной и рамой транспортного средства и закрепленных посредством болта.
Однако это устройство обладает следующими недостатками: упругие свойства амортизатора изменяются при эксплуатации; упругие свойства амортизатора зависят от температуры окружающего воздуха; высокая собственная частота колебаний, которая составляет 10…15 Гц [Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах / Н.И.Иванов. - М.: Транспорт, 1987. - 223 с.].
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является система гашения колебаний стреловых кранов высокой проходимости предложенная фирмой Harnishfeger (США) [Гашение угловых и линейных колебаний при движении кранов высокой проходимости/ В.Л.Хасилев, Д.Ф.Панин, И.В.Волчек // «Строительные и дорожные машины». - №7. - 1987. С.17-18.].
Устройство гашения колебаний является составной частью гидроцилиндра подъема стрелы и предусматривает смещение по фазе колебаний стрелы и шасси.
Корпус гидроцилиндра подъема стрелы снабжается в своей нижней части головкой с каналом в поршневую полость. С другой стороны цилиндр заканчивается втулкой, снабженной уплотнениями. Во втулке скользит полый шток. В верхней части цилиндра находится патрубок с каналом сообщающимся со штоковой полостью. При подаче сжатой рабочей жидкости в проточку, главный поршень совместно с полым штоком и головкой обеспечивает подъем стрелы, а при подаче рабочей жидкости в канал - ее опускание.
Управление осуществляется трехходовым клапаном.
Динамическая стабилизация крана осуществляется следующим образом. Полость штока ограничена слева заглушкой, а справа головкой. Внутри полости зафиксирована переборка, снабженная перепускным каналом. Вспомогательный поршень зафиксирован на штанге, свободно несущей комплект тарельчатых пружин, и может скользить в полости штока. Дистанционная трубка, заключенная между головкой и переборкой, определяет положение последней. Комплект тарельчатых пружин собран с некоторым предварительным поджатием. Шток снабжен отверстием, сообщающим полость с полостью и между заглушкой и вспомогательным поршнем, для чего в заглушке образованы надлежащие выборки. Т-образная изоляция на вспомогательном поршне позволяет изолировать друг от друга полости по обе стороны поршня. Полость по правую сторону от него заполнена под давлением 7 МПа азотом, введенным через запирающийся пробкой канал. Сжатый газ стремится сместить вспомогательный поршень влево, позволяя тем самым подобрать набор тарельчатых пружин с менее жесткой характеристикой.
При движении крана по пересеченной местности стрела получает угловое ускорение в ту или другую сторону, меняется давление в полости, оказывая воздействие на вспомогательный поршень и на набор тарельчатых пружин, вызывая демпфирующее воздействие.
Смещение фаз угловых колебаний шасси и стрелы определяется выбором диаметра канала и характеристикой пружин.
Недостатками данного устройства являются: значительное усложнение конструкции гидроцилиндра подъема и опускания стрелы крана; необходимость установки набора тарельчатых пружин; невозможность изменения характеристик системы во время эксплуатации крана.
Задачей полезной модели является снижение угловых и линейных колебаний автогрейдера в транспортном режиме работы, путем использования рабочего органа в качестве динамического гасителя колебаний.
При этом достигаются следующие технические результаты - происходит уменьшение угловых и линейных колебаний автогрейдера и рабочего места оператора.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном устройстве в качестве упругих элементов используют сжатый газ, находящийся в газовых полостях гидропневмоаккумуляторов, встроенных в гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа, в качестве демпфирующих элементов используют регулируемые дроссели.
Полезная модель поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 показана схема гидропневматической виброзащитной системы. На фигуре 2 показана принципиальная гидравлическая схема автогрейдера.
Полезная модель содержит рабочий орган (отвал) автогрейдера с поворотным устройством 1, закрепленные на тяговой раме 2. Тяговая рама 2 закреплена на основной раме автогрейдера посредством шарнира 3. Подъем и опускание тяговой рамы 2 и закрепленного на ней рабочего органа 1 осуществляют с помощью двух гидроцилиндров 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) (на фиг.1 вторая симметричная часть не показана). Полости гидроцилиндров 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) посредством гидролиний 6 (8) и 7 (9) соединены с гидропневмоаккумуляторами 10 (12) и 11 (13) (ГА 1, ГА 2, ГА 3, ГА 4). Одна полость которых заполняется газом под давлением, а в другую подается рабочая жидкость. В гидролинии 6(8) и 7(9) встроены регулируемые дроссели 14 (16) и 15 (17) (Д 1, Д 2, Д 3, Д 4).
Устройство работает следующим образом.
Перед началом транспортного режима работы автогрейдера, оператор посредством управляемых гидрораспределителей (Р 1, Р 2, Р 3, Р 4) (фиг.2) переводит систему в рабочее состояние, т.е. подключает к гидроцилиндрам 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) гидропневмоаккумуляторы 10 (12) и 11 (13) (ГА 1, ГА 2, ГА 3, ГА 4).
При движении автогрейдера возникают угловые и линейные колебания. Рабочий орган автогрейдера 1 под действием внешних воздействий начинает совершать вертикальные перемещения. При движении рабочего органа вверх поршни гидроцилиндров 4 (5) из поршневой полости вытесняет соответствующее количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость через гидролинии 6 (8) поступает в полости гидропневмоаккумуляторов 10 (12) (ГА 2, ГА 3), газовая полость которых заполнена сжатым газом и отделена от жидкости упругой мембраной. В результате чего газ сжимается и выполняет функции упругого элемента. Демпфирование колебаний происходит при дросселировании жидкости на регулируемых дросселях 14 (16) (Д 2, Д 3), установленных на гидролиниях 6 (8). При движении рабочего органа вниз поршни гидроцилиндров 4 (5) (ГЦ 1, ГЦ 2) вытесняют из штоковых полостей соответствующее количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость по гидролиниям 5 (7) поступает в полости гидропневмоаккумуляторов 11 (13) (ГА 1, ГА 4). Демпфирование колебаний происходит при дросселировании жидкости на регулируемых дросселях 15 (17) (Д 1, Д 4), установленных на гидролиниях 7 (9). Величина демпфирования колебаний изменяется в зависимости от настройки дросселей 14 (16) и 15 (17) (Д 1, Д 2, Д 3, Д 4).
Новыми существенными признаками полезной модели являются - в гидравлическую схему автогрейдера внесены следующие изменения: в гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания рабочего органа встроены гидропневмоаккумуляторы ГА 1, ГА 2, ГА 3, ГА 4. Также в гидролинии, сообщающие полости гидроцилиндров с гидропневмоаккумуляторами установлена дросселирующая гидроаппаратура Д 1, Д 2, Д 3, Д 4. Установлена управляющая гидроаппаратура Р 1, Р 2, Р 3, Р 4.
Исследования проведенные в рамках диссертационной работы [Чакурин И.А. Снижение динамических воздействий на оператора автогрейдера в транспортном режиме: дис. …канд. техн. наук / И.А.Чакурин. - Омск, 2008. - 196 с.] показали что, происходит уменьшение угловых и линейных колебаний автогрейдера и рабочего места оператора.