Гидросистема специального оборудования транспортно-заряжающей машины на колесном шасси
HYDRAULIC SYSTEM OF THE SPECIAL EQUIPMENT OF A TRANSPORT CHARGING MACHINE ON WHEELED CHASSIS

Изобретение относится к области гидравлических систем с электрогидравлическим приводом управления и может быть использована в транспортно-заряжающих машинах (ТЗМ), выполненных на колесном шасси, передвижной установки реактивной системы залпового огня (РСЗО).
Для обеспечения заряжания реактивных снарядов в направляющие пусковых установок РСЗО применяются транспортно-заряжающие машины (ТЗМ) [1, 2], в состав специального оборудования которых входят грузоподъемные краны.
Известны гидравлические системы грузоподъемных кранов с нерегулируемым насосом и управлением исполнительными механизмами из кабины, в частности гидравлическая система полноповоротного крана 8Т26 [3, 4]. Рабочее место оператора, осуществляющего управление гидроприводом и контроль над работой исполнительных механизмов, оборудовано в кабине с хорошей обзорностью. Для управления гидросистема грузоподъемного крана 8Т26 снабжена распределителем, имеющим рукоятки управления, общим дросселем с регулятором потока, имеющим педальное управление через рычаг; гидропанелью лебедки, имеющей лимб с рукояткой, а также гидропанелью стрелы, имеющей лимб с рукояткой. Каждая гидропанель представляет собой сочетание дросселя с регулятором и обратным клапаном, выполненных в корпусах, при этом лимб с рукояткой установлен на приводном валу дросселя.
Недостатком известной системы является наличие значительного числа управляющих органов (рукояток и педалей) для механического воздействия на регулятор потока, требующих большого объема для их размещения, что исключает возможность применения такой системы для управления процессом заряжания и контроля за его проведением с переносного пульта, находясь на технологической площадке ТЗМ.
В качестве прототипа выбрана гидросистема специального оборудования ТЗМ тяжелой огнеметной системы ТОС-1А, выполненная на шасси танка [5, 6].
Указанная гидросистема ТЗМ предназначена для обеспечения работы приводов перемещения исполнительных органов крана: подъема-опускания стрелы, изгиба стрелы, поворота стрелы, подъема-опускания груза.
Гидросистема выполнена с приводом от электронасосных агрегатов и содержит гидробак, гидролинии, нерегулируемые насосы, к нагнетающей линии каждого из которых подключены предохранительно-разгрузочные клапаны и обратные клапаны, исполнительные механизмы, включающие гидроцилиндр подъема-опускания стрелы, гидроцилиндр изгиба стрелы, гидроцилиндр подъема-опускания груза и гидроцилиндр поворота стрелы, дистанционное управление которых осуществлено при помощи распределителей с электромагнитным управлением. Управление гидроцилиндрами подъема-опускания стрелы, изгиба стрелы и поворотом крана осуществляется двумя гидропанелями управления, которые установлены в корпусе шасси на левом борту у моторной перегородки. Управление гидроцилиндром подъема-опускания груза осуществляется распределителем, установленным на крыше в корпусе шасси у моторной перегородки.
Гидросистема обеспечивает два режима работы («нормальный» и «ускоренный») стрелы крана (подъем-опускание и поворот), надставки (подъем-опускание) и механизма подъема-опускания груза. Управление гидросистемой крана осуществляется выносным пультом управления из удобного для оператора места.
Аппаратура управления и питания гидросистемы крана размещена внутри корпуса шасси.
В связи с тем, что указанная гидросистема в основном расположена во внутреннем объеме корпуса танкового шасси, она не может быть использована на ТЗМ, выполненной на базе колесного шасси.
У ТЗМ на колесном шасси рабочее оборудование (кран) и обеспечивающие его функционирование системы электрогидроуправления размещены на платформе, установленной на раме шассе, на которой закреплены ложементы для укладки снарядов. При этом заряжающий должен иметь возможность осуществлять процесс заряжания и управлять им с переносного пульта, перемещаясь по платформе ТЗМ, габариты которой ограничены.
Кроме того, в состав специального оборудования ТЗМ на колесном шасси входят аутригеры, установленные в кормовой части для повышения устойчивости, а также разгрузки ходовой части шасси. В ТЗМ, выполненной на шасси танка, аутригеры отсутствуют.
Техническим результатом изобретения является создание гидросистемы ТЗМ на колесном шасси с возможностью ее компактного размещения на платформе, на которой размещено специальное оборудование.
Технический результат достигается тем, что в гидросистеме специального оборудования транспортно-заряжающей машины на колесном шасси, содержащей гидравлические устройства, включающие гидробак, насосы, обеспечивающие двухскоростной режим работы крана - нормальный и ускоренный, предохранительно-разгрузочные клапаны, установленные в гидролиниях, связывающих напорные и сливные магистрали, напорные и сливные магистрали, связывающие через распределители упомянутые насосы и гидробак с контурами управления поворота крана, изгиба стрелы, подъема-опускания стрелы и подъема-опускания груза, согласии изобретению, введены гидроцилиндры аутригеров с гидрозамками и предохранительными клапанами и распределители их управления, установленные с распределителем управления поворотом крана на одном основании гидропанели, при этом данная гидропанель размещена в контейнере гидрооборудования, расположенном под настилом платформы, на которой размещено специальное оборудование транспортно-заряжающей машины, при этом насосы установлены на одном раздаточном редукторе, привод насосов осуществлен от двигателя шасси через коробку отбора мощности, соединенную карданным валом с указанным раздаточным редуктором, распределители управления подъемом-опусканием стрелы, изгибом стрелы и подъемом-опусканием груза расположены на одном основании гидропанели, причем для обеспечения возможности размещения данной гидропанели и подключенных к ней предохранительных клапанов на поворотной колонне крана на основании корпуса колонны крана установлен гидрошарнир, соединенный с напорной и сливной гидролиниями.
При этом для работы в аварийном режиме при неработающем двигателе шасси параллельно основным насосам установлен ручной насос с предохранительным клапаном и обратным клапаном.
Анализ отличительных признаков показал следующее:
- введение в заявляемую гидросистему гидроцилиндров аутригеров с гидрозамками и предохранительными клапанами и распределителей их управления вызвано необходимостью обязательного наличия аутригеров в транспортно-заряжающей машине на колесной базе для исключения ее опрокидывания в рабочем положении. А установка распределителей управления аутригерами и распределителя управления поворотом крана на одном основании гидропанели обеспечило компактное размещение данной гидропанели в контейнере гидрооборудования, расположенном под настилом платформы, на которой размещено специальное оборудование транспортно-заряжающей машины;
- установка насосов на одном раздаточном редукторе и осуществление их привода от двигателя шасси через коробку отбора мощности, соединенную через карданный вал с указанным раздаточным редуктором, обеспечило снижение массы и габаритов привода насосов;
- введение в заявляемую гидросистему гидрошарнира, установленного на основании корпуса колонны крана, а также установка распределителей управления подъемом-опусканием стрелы, изгибом стрелы, и подъемом-опусканием груза на одном основании гидропанели, соединенной с данным гидрошарниром напорной и сливной гидролиниями обеспечило размещение упомянутой гидропанели и подключенных к ней предохранительных клапанов на поворотной колонне крана, что позволило избежать применения многочисленных рукавов высокого давления, за счет чего освободить пространство вокруг крана для работы оператора и улучшило работоспособность крана при различных углах поворота. Сущность изобретения поясняется чертежами, где показано:
на фиг. 1 - транспортно-заряжающая машина (ТЗМ) на колесном шасси, с размещенными на ее платформе крановой установкой и гидрооборудованием, вид сбоку;
на фиг. 2 - гидравлическая система специального оборудования ТЗМ;
на фиг. 3 - предохранительные клапаны, установленные на поворотной колонне крана;
на фиг. 4 - размещение гидросистемы специального оборудования ТЗМ на платформе, вид сверху;
на фиг. 5 - гидравлическая схема гидросистемы специального оборудования ТЗМ Заявляемая гидросистема транспортно-заряжающей машины (ТЗМ) на колесном шасси 1 (Фиг. 1) предназначена для передачи энергии от насосного агрегата 2 (Фиг. 1, 2, 4) на исполнительные органы механизмов, обеспечивающих функционирование специального оборудования.
Привод насосного агрегата 2, установленного на поперечной балке под настилом платформы 3 (Фиг. 1, 4), осуществляется от двигателя через коробку отбора мощности 4 шасси 1, соединенной с насосным агрегатом 2 карданным валом 5 (Фиг. 1, 2).
Гидросистема ТЗМ объединяет в себе гидропривод крана 6 и аутригеров 7 (Фиг. 1, 2).
Давление в гидросистеме создается насосами 8, 9, 10 (Фиг. 5), входящими в состав насосного агрегата 2.
При неработающем двигателе ТЗМ давление создается ручным насосом 11 (Фиг. 2, 4, 5).
Забор рабочей жидкости насосы производят из гидробака 12 (Фиг. 2, 4, 5), который расположен по оси платформы 3 между лонжеронами платформы за насосным агрегатом 2.
К нагнетающей гидролинии каждого из насосов 8, 9, 10 подключены предохранительно-разгрузочные клапаны 13, 14, 15 (Фиг. 2, 4, 5), предохраняющие гидросистему от перегрузки и разгружают ее от нагрузки давлением в режиме холостого хода. Предохранительно-разгрузочные клапаны 13, 14, 15 размещены в контейнере 16 гидрооборудования (Фиг. 2, 4), установленного перед краном под настилом платформы 3.
Исполнительными механизмами гидросистемы являются: гидроцилиндр 17 поворота крана (Фиг. 2, 4, 5); гидроцилиндр 18 подъема-опускания стрелы, гидроцилиндр 19 изгиба стрелы и гидроцилиндр 20 подъема-опускания груза, которые расположены на крановой установке, а также гидроцилиндры аутригеров 7 (Фиг. 2, 5).
Дистанционное управление гидроцилиндрами осуществляется при помощи распределителей 21-26 с электромагнитным управлением (Фиг. 5).
Распределители 21, 22 управления аутригерами и распределитель 23 управления поворотом крана установлены на одном основании гидропанели 27 (Фиг. 2, 4, 5), размещенной в контейнере 16 гидрооборудования.
Распределитель 24 управления гидроцилиндром подъема-опускания стрелы, распределитель 25 управления гидроцилиндром изгиба стрелы и распределитель 26 управления гидроцилиндром подъема-опускания груза установлены на одном основании гидропанели 28, размещенной на поворотной колонне крана (Фиг. 2, 5).
Связь гидролиний от гидропанели 28 к гидроцилиндру 18 подъема-опускания стрелы, гидроцилиндру 19 изгиба стрелы и гидроцилиндру 20 подъема-опускания груза осуществляется через гибкие рукава высокого давления 29 (Фиг. 2, 5).
Напорные линии каждого насоса соединены с распределителями через обратные клапаны 30-33 (Фиг. 4, 5).
В гидролиниях поршневых полостей гидроцилиндров подъема стрелы, изгиба стрелы, опускания аутригеров, соответственно и в гидролиниях штоковых полостей гидроцилиндров подъема груза и подъема аутригеров установлены гидрозамки 34-40 для удержания рабочих органов крана и аутригеров в промежуточных положениях.
Гидрозамки 34, 36 и предохранительные клапаны 41, 42 установлены в гидролиниях, соединенных со штоковыми полостями гидроцилиндров аутригеров 7, а гидрозамки 35, 37 соединены с поршневой полостью и установлены непосредственно в гидроцилиндрах аутригеров.
Во избежание чрезмерного увеличения давления в гидролиниях штоковой полости гидроцилиндра подъема-опускания стрелы и поршневой полости гидроцилиндра подъема-опускания груза установлены предохранительные клапаны 43 и 44.
Для уменьшения нагрузок на гидропривод при подъеме аутригеров 7 в гидролиниях штоковых полостей установлены предохранительные клапаны 41 и 42.
Связь напорной гидролинии со сливной (от насосов к гидропанели 28 и гидробаку) осуществляется через гидрошарнир 45, установленный на основании корпуса колонны крана.
К нагнетающей гидролинии ручного насоса 11 подключен предохранительный клапан 46 (Фиг. 2, 4, 5), предохраняющий гидросистему от перегрузки во время работы в аварийном режиме при неработающем двигателе.
Гидросистема обеспечивает два режима работы исполнительных органов («нормальный» и «ускоренный»).
Управление гидросистемой ТЗМ осуществляется выносным пультом (на фиг.не показан) управления из удобного для оператора места. Работа гидросистемы
При включении отбора мощности насосы 8, 9, 10 приводятся во вращение и производят подачу рабочей жидкости из гидробака 12 в напорные гидролинии системы. Если не производится никаких операций, то рабочая жидкость через предохранительно-разгрузочные клапаны 13, 14, 15 сливается в гидробак 12 и давление в напорных гидролиниях не создается.
При переводе на выносном пульте управления тумблеров «Аутригеры» в положение «Вниз» включаются электромагниты распределителей 21, 22 и электромагнит предохранительно-разгрузочного клапана 13, через который перепускание рабочей жидкости в гидробак 12 прекращается и давление в напорной гидролинии насоса 8 возрастает.
Рабочая жидкость через обратный клапан 31, распределители 21, 22 и гидрозамки 35, 37 поступает в поршневые полости гидроцилиндров 7 и аутригеры опускаются. Одновременно рабочая жидкость поступает в полости управления гидрозамков 34, 36 и открывает их, и через эти открытые гидрозамки происходит слив рабочей жидкости из штоковых полостей гидроцилиндров 7 в гидробак 12.
При переводе тумблеров в нейтральное положение, распределитель выключается и соединяет полости управления гидрозамков 34, 35 и 36, 37 со сливом, замки закрываются. Перемещение штоков гидроцилиндров 7 аутригеров под действием внешней нагрузки становится невозможным.
При переводе тумблеров в положение «Вниз» включаются электромагниты распределителей 21, 22 и электромагнит предохранительно-разгрузочного клапана 13. При этом рабочая жидкость от насоса 8 через обратный клапан 31, распределители 21, 22 поступает в полости управления гидрозамков 35, 37 и одновременно через гидрозамки 34, 36 в штоковые полости гидроцилиндров 7. Штоки гидроцилиндров задвигаются и аутригеры поднимаются. Рабочая жидкость через открытые гидрозамки 35, 37 и распределители 21, 22 из поршневой полости сливается в гидробак 12. В гидролиниях, соединенных со штоковыми полостями гидроцилиндров 7 установлены предохранительные клапаны 41, 42 для предотвращения повышенного давления при подъеме аутригеров.
В случае, если при опущенных аутригерах, когда ТЗМ находится в поднятом положении произойдет обрыв или повреждение трубопровода, ТЗМ останется в прежнем положении и не опустится вниз, так как поршневые полости гидроцилиндров 7 в этом случае будут заперты гидрозамками 35 и 37, вмонтированными в заднюю крышку гидроцилиндров.
Для ускоренного опускания или подъема аутригеров необходимо дополнительно к переводу тумблеров «Аутригеры» в положение «Вниз» или «Вверх» нажать кнопку «Ускоренный режим». При этом включается электромагнит предохранительно-разгрузочного клапана 14 и в напорную магистраль через обратный клапан 32 дополнительно подключается подача насоса 9.
Для подъема стрелы крана тумблер «Стрела» на пульте управления необходимо перевести в положение «Вверх». При этом включаются электромагниты распределителя 24 и предохранительно-разгрузочного клапана 13, рабочая жидкость подается через обратный клапан 31, гидрошарнир 45, распределитель 24 и гидрозамок 38 в поршневую полость гидроцилиндра 18. Штоковая полость через распределитель 24 и гидрошарнир соединяется с гидролинией слива. Стрела поднимается.
Для опускания стрелы тумблер «Стрела» переводится в положение «Вниз». При этом включаются электромагниты распределителя 24 и предохранительно-разгрузочного клапана 13, рабочая жидкость подается через обратный клапан 31, гидрошарнир 45 и распределитель 24 в штоковую полость гидроцилиндра 18 и одновременно в полость управления гидрозамка 38. Из поршневой полости рабочая жидкость через открытый гидрозамок 38, распределитель 24 и гидрошарнир 45 соединяется с гидролинией слива. Стрела опускается.
Предохранительный клапан 43 поддерживает постоянное давление в нагнетающей гидролинии штоковой полости гидроцилиндра 18, что снижает нагрузки на гидропривод при опускании стрелы.
Для ускоренного подъема и опускания стрелы необходимо дополнительно к переводу тумблера «Стрела» в положение «Вверх» или «Вниз» нажать кнопку «Ускоренный режим». При этом включается электромагнит предохранительно-разгрузочного клапана 14 и в насосную магистраль дополнительно подключается подача насоса 9.
Для подъема надставки крана, которая подвижно закреплена на конце стрелы с обеспечением ее изгиба, гидроцилиндром 19 изгиба стрелы, тумблер «Надставка» на пульте управления необходимо перевести в положение «Вверх». При этом включаются электромагниты распределителя 25 и предохранительно-разгрузочного клапана 13 и рабочая жидкость через обратный клапан 31, гидрошарнир 45, распределитель 25 и гидрозамок 39 подается в поршневую полость. Надставка поднимается.
Для опускания надставки, тумблер «Надставка» переводится в положение «Вниз». При этом включаются электромагниты распределителя 25 и предохранительно-разгрузочного клапана 13 и рабочая жидкость от насоса 8 через обратный клапан 31, гидрошарнир 45, распределитель 25 подается в штоковую полость надставки. Одновременно рабочая жидкость подается в управляющую полость гидрозамка 39. Из поршневой полости рабочая жидкость через открытый гидрозамок 39, распределитель 25 и гидрошарнир 45 поступает в гидролинию слива.
Для ускоренного подъема и опускания надставки необходимо одновременно с включением тумблера «Надставка» в положение «Вверх» или «Вниз» нажать кнопку «Ускоренный режим», при этом в насосную магистраль дополнительно подключается подача насоса 9. Происходит ускоренное перемещение надставки.
Для подъема крюковой подвески крана тумблер «Груз» на пульте управления необходимо перевести в положение «Вверх». При этом включаются электромагниты распределителя 26 и предохранительно-разгрузочного клапана 13, рабочая жидкость подается через обратный клапан 31, гидрошарнир 45, распределитель 26 и гидрозамок 40 в штоковую полость гидроцилиндра 20. Поршневая полость гидроцилиндра через распределитель 26 и гидрошарнир 45 соединяется с гидролинией слива. Крюковая подвеска поднимается.
Для опускания крюковой подвески тумблер «Груз» необходимо перевести в положение «Вниз». При этом включаются электромагниты распределителя 26 и предохранительно-разгрузочного клапана 13, рабочая жидкость подается через обратный клапан 31, гидрошарнир 45, распределитель 26 в поршневую полость гидроцилиндра 20 и одновременно в управляющую полость гидрозамка 40. Гидрозамок открывается и рабочая жидкость из штоковой полости через распределитель 26 и гидрошарнир 45 соединяется с гидролинией слива. Крюковая подвеска опускается.
Предохранительный клапан 44 в нагнетающей гидролинии поддерживает давление, необходимое для управления гидрозамком 40 и снижает нагрузку на гидропривод при опускании крюковой подвески.
Для ускоренного подъема и опускания крюковой подвески дополнительно к переводу тумблера «Груз» в положение «Вверх» или «Вниз» нажать кнопку «Ускоренный режим», при этом в насосную магистраль дополнительно подключается подача насоса 9. Происходит ускоренное перемещение крюковой подвески.
Для поворота стрелы крана влево или вправо необходимо тумблер «Колонна» на пульте управления перевести в положение «Влево» или «Вправо». При этом включаются электромагниты распределителя 23 и предохранительно-разгрузочного клапана 15 и рабочая жидкость от насоса 10 через обратный клапан 33 и распределитель 23 в зависимости от поворота стрелы в лево или право, поступает в левую или правую поршневую полость гидроцилиндра 17. Зубчатая рейка гидроцилиндра 17, взаимодействуя с зубчатым колесом колонны крана, поворачивает стрелу влево или вправо.
Для ускоренного поворота стрелы крана необходимо тумблер «Колонна» перевести в положение «Влево» или «Вправо» и дополнительно нажать кнопку «Ускоренный режим». При этом включаются электромагниты распределителя 23 и предохранительно-разгрузочного клапана 14 и рабочая жидкость от насоса 9 через обратный клапан 32 и распределитель 23 в зависимости от поворота стрелы в лево или право, поступает в левую или правую поршневую полость гидроцилиндра 17. Стрела крана поворачивается в ускоренном режиме, так как подача рабочей жидкости насоса 9 в двое больше подачи насоса 10.
В аварийном режиме при неработающем двигателе ТЗМ давление создается ручным насосом 11. Рабочая жидкость от насоса 11 через обратный клапан 30 подается к исполнительным гидроцилиндрам. К нагнетающей гидролинии ручного насоса 11 подключен предохранительный клапан 46, предохраняющий гидросистему от перегрузки.
Источники информации:
1. Патент №2194234 РФ на изобретение «Транспортно- заряжающая машина» по заявке №2000122470/02 (023824) от 25.08.2000, МПК 7 F41F 3/00.
2. Патент №18300 на полезную модель «Транспортно- заряжающая машина» по заявке №2000131101/02 (033086) от 13.12.2000, МПК 7 F41A 9/35, F41A 9/87.
3. Кран 8Т26 "Техническое описание и инструкция по эксплуатации", Воениздат, МО СССР, М., 1965, с. 29-40.
4. Кран 8Т26 "Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции - по эксплуатации", Воениздат, МО СССР, М., 1965, с. 32, рис 28.
5. Транспортно-заряжающая машина ТЗМ-Т тяжелой огнеметной системы ТОС-1А. Техническое описание. Часть 1. 563 ТО-05, г. Омск, ОАО КБТМ, 2013, с. 44-54.
6. Транспортно-заряжающая машина ТЗМ-Т тяжелой огнеметной системы ТОС-1А. Техническое описание. Часть 2. Альбом иллюстраций. 563 ТО-05, г. Омск, ОАО КБТМ, 2013, рис. 3, 38-40.