ГИДРОПРИВОД
HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к механизмам с гидроприводом.
Известно устройство, содержащее гидропривод с гидроцилиндром, в полом штоке которого размещен дополнительный поршень с образованием поршневой и штоковой полостей. Шток дополнительного поршня жестко соединен с корпусом гидроцилиндра. Поршневая полость дополнительного поршня с помощью канала в его штоке связана со сливной гидролинией гидропривода. Штоковая полость дополнительного поршня соединена каналом с золотниковым распределителем, расположенным в поршне основного гидроцилиндра. Полости золотникового распределителя соединяются со штоковой или поршневой полостями основного гидроцилиндра при перемещении плунжера золотникового распределителя. Авторское свидетельство СССР №1268831, МПК F15B 15/14, 07.11.1986.
Недостатком конструкции является сложность изготовления поршня с золотниковым распределителем, а также наличие перетечек рабочей жидкости между штоковой и поршневой полостями основного гидроцилиндра по зазору между золотником и его корпусом, что приводит к перемещению штока при статической нагрузке.
Известно устройство, содержащее гидропривод подъемного устройства. Гидропривод содержит насос, соединенный с предохранительным клапаном и гидрораспределителем, который соединен с гидробаком и гибкими трубопроводами со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра. Одна из позиций гидрораспределителя соединяет гидролинию от насоса и предохранительного клапана с гидролиниями, соединяющими гидрораспределитель с поршневой со штоковой полостями гидроцилиндра, причем гидролиния, ведущая к поршневой полости двухстороннего гидроцилиндра, содержит нерегулируемый дроссель, а гидролиния, ведущая к штоковой полости гидроцилиндра, содержит обратный клапан, обеспечивающий свободный проход рабочей жидкости от гидрораспределителя к гидроцилиндру, а гидролиния, соединяющая гидрораспределитель с гидробаком, закрыта. Патент на изобретение №2107844, МПК F15B 11/00, 27.03.1998.
Недостатком устройства являются большие потери давления на нерегулируемом дросселе из-за того, что при выполнении операции опускания (движения штока вниз) с грузом и без груза необходимо преодолевать потери на дросселе, которые при данной гидравлической схеме всегда должны быть больше давления, необходимого для подъема груза. Данное условие приводит к нерациональному расходу энергии и нагреву рабочей жидкости. Кроме этого, при выполнении операции опускания (движения штока вниз) с грузом и без груза и закрытой гидролинии слива в поршневую полость рабочая жидкость должна поступать из штоковой полости через обратный клапан и от насоса одновременно, что приведет к постоянной работе предохранительного клапана и к нерациональному расходу энергии и нагреву рабочей жидкости.
Следует отметить, что данный гидропривод при хранении на открытом воздухе из-за наличия в нем замкнутых объемов с рабочей жидкостью приведет к их разрушению при положительных температурах воздуха.
Известен гидропривод, содержащий связанные гидролиниями трехпозиционные краны, предохранительные клапаны, обратные клапаны, односторонние дроссели, односторонние гидрозамки, гидроцилиндры, имеющие цилиндры и штоки. Патент на изобретение RU 2464453, МПК F15B 11/22, 20.10.2012.
Однако недостатком указанного устройства является невозможность использования его в качестве силового гидроцилиндра и телескопического трубопровода для подачи рабочей жидкости через него в другой гидроцилиндр, так как в нем отсутствует соединение внутренней полости штока со стороны его наружного торца с односторонним гидроцилиндром, а также отсутствует второй трехпозиционный кран управления, соединенный гидролинией с трубой, закрепленной в торце цилиндра со стороны поршневой полости гидроцилиндра.
Известно устройство, содержащее гидропривод, который содержит один трехпозиционный кран, гидроцилиндр, цилиндр, поршень, шток, трубу, которая закреплена в нижнем торце цилиндра, герметизирована в поршне и входит во внутреннюю полость штока. Правая гидролиния от трехпозиционного крана соединена с поршневой полостью через правый управляемый односторонний дроссель, а также соединена с трубой, закрепленной в нижнем торце цилиндра через левый управляемый односторонний дроссель. Левая гидролиния от трехпозиционного крана соединена с управляющими полостями правого и левого односторонними дросселями и со штоковой полостью гидроцилиндра. Поршневая полость правого одностороннего гидроцилиндра соединена с поршневой полостью гидроцилиндра. Поршневая полость левого одностороннего гидроцилиндра соединена с внутренней полостью штока через трубу в нижнем ее торце. Обеспечивается одновременная подача рабочей жидкости из правой гидролинии трехпозиционного крана в поршневую полость и внутреннюю полость штока через трубу и управляемые односторонние дроссели. Патент на изобретение AT 503408, МПК F15B 11/00, 15.10.2007. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком конструкции является то, что гидропривод предназначен только для преодоления односторонней нагрузки - подъема (опускания) груза, а при хранении на открытом воздухе из-за наличия в нем замкнутых объемов с рабочей жидкостью, когда отсутствует управление трехпозиционным краном, приведет к их разрушению при положительных температурах воздуха. Также недостатком указанного устройства является невозможность использования его в качестве силового гидроцилиндра и телескопического трубопровода для подачи рабочей жидкости через него в другой гидроцилиндр, так как в нем отсутствует соединение внутренней полости штока со стороны его наружного торца с односторонним гидроцилиндром, а также отсутствует второй трехпозиционный кран управления, соединенный гидролинией с трубой, закрепленной в торце цилиндра со стороны поршневой полости гидроцилиндра.
Основной задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей гидропривода, а также уменьшение количества исполнительных устройств за счет исключения из гидропривода телескопического трубопровода или гибкого шланга.
Решение перечисленных задач достигается за счет того, что гидропривод содержит два трехпозиционных крана управления, гидроцилиндр двухсторонний и его цилиндр, поршень, шток, трубу, которая закреплена в левом торце цилиндра, герметизирована в поршне и входит во внутреннюю полость штока. Поршневая и штоковая полости гидроцилиндра двухстороннего соединены гидролиниями через односторонние дроссели и гидрозамки односторонние с трехпозиционным краном. Левая гидролиния от второго трехпозиционного крана соединена с трубой, которая закреплена в левом торце цилиндра. Правая гидролиния от первого трехпозиционного крана соединена с управляющей полостью первого гидрозамка одностороннего. Левая гидролиния от первого трехпозиционного крана соединена с управляющей полостью второго гидрозамка одностороннего. Штоковая полость одностороннего гидроцилиндра соединена гидролинией с внутренней полостью штока со стороны наружного торца штока.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом, где:
1 - гидроцилиндр двухсторонний;
2 - цилиндр;
3 - поршень;
4 - шток;
5 - труба;
6 - левый торец цилиндра;
7 - уплотнение;
8 - внутренняя полость штока;
9 - первая гидролиния;
10 - односторонний гидроцилиндр;
11 - вторая гидролиния;
12 - второй трехпозиционный кран;
13 - пробка;
14 - третья гидролиния;
15 - четвертая гидролиния;
16 - первый трехпозиционный кран;
17 - предохранительный клапан;
18 - обратный клапан;
19 - напорная гидролиния;
20 - пятая гидролиния;
21 - сливная гидролиния;
22 - шестая гидролиния;
23 - седьмая гидролиния;
24 - восьмая гидролиния;
25 - первый односторонний гидрозамок;
26 - девятая гидролиния;
27 - односторонний дроссель;
28 - десятая гидролиния;
29 - поршневая полость
30 - одиннадцатая гидролиния;
31 - двенадцатая гидролиния;
32 - второй односторонний гидрозамок;
33 - тринадцатая гидролиния;
34 - односторонний дроссель;
35 - четырнадцатая гидролиния;
36 - штоковая полость;
37 - пятнадцатая гидролиния;
38 - шестнадцатая гидролиния.
Гидропривод включает гидроцилиндр двухсторонний 1, содержащий цилиндр 2, поршень 3, шток 4, трубу 5, которая закреплена в левом торце 6 цилиндра 2 и герметизирована уплотнением 7 в поршне 3 и входит во внутреннюю полость 8 штока 4, которая соединена через первую гидролинию 9 с односторонним гидроцилиндром 10, левый торец трубы 4 соединен второй гидролинией 11 с левым выходным отверстием второго трехпозиционного крана 12, а правое выходное отверстие второго трехпозиционного крана 12 заглушено пробкой 13. Напорное входное отверстие второго трехпозиционного крана 12, через третью гидролинию 14 соединено четвертой гидролинией 15 с первым трехпозиционным краном 16, предохранительным клапаном 17 и через обратный клапан 18 с напорной гидролинией 19 гидропривода, а сливное выходное отверстие соединено пятой гидролинией 20 со сливной гидролинией 21 гидропривода. Выходное отверстие предохранительного клапана 17 шестой гидролинией 22 соединено со сливной гидролинией 21 гидропривода. Левое выходное отверстие трехпозиционного крана 16 седьмой 23 и восьмой 24 гидролиниями соединено с входным отверстием первого одностороннего гидрозамка 25, а его выходное отверстие соединено девятой гидролинией 26 через односторонний дроссель 27 и десятую гидролинию 28 с поршневой полостью 29 гидроцилиндра двухстороннего 1. Правое выходное отверстие первого трехпозиционного крана 16 одиннадцатой 30 и двенадцатой 31 гидролиниями соединено с входным отверстием второго одностороннего гидрозамка 32, а его выходное отверстие соединено тринадцатой гидролинией 33 через односторонний дроссель 34 и четырнадцатую гидролинию 35 со штоковой полостью 36 гидроцилиндра двухстороннего 1. Полость управления первого одностороннего гидрозамка 25 пятнадцатой гидролинией 37 соединена с двенадцатой гидролинией 31, а полость управления второго одностороннего гидрозамка 32 шестнадцатой гидролинией 38 соединена с седьмой гидролинией 23.
Гидропривод работает следующим образом.
При отсутствии давления и расхода рабочей жидкости и нахождении трехпозиционных кранов 12 (второго) и 16 (первого) в нейтральном положении односторонний гидроцилиндр 10 через первую гидролинию 9, внутреннюю полость 8 штока 4, отверстие в трубе 5, вторую гидролинию 11, второй трехпозиционный кран 12, пятую гидролинию 20 соединен со сливной гидролинией 21 гидропривода. При этом под действием пружины шток одностороннего гидроцилиндра 10 находится в верхнем положении. Поршневая полость 29 гидроцилиндра двухстороннего 1 через десятую гидролинию 28, односторонний дроссель 27, девятую гидролинию 26 соединена с выходным отверстием первого одностороннего гидрозамка 25, а штоковая полость 36 через четырнадцатую гидролинию 35, односторонний дроссель 34, тринадцатую гидролинию 33 соединена с выходным отверстием второго одностороннего гидрозамка 32. Полости управления и входные отверстия односторонних гидрозамков 25 (первого), 32 (второго) через гидролинии 37 (пятнадцатая), 31 (двенадцатая), 30 (одиннадцатая) и 38 (шестнадцатая), 23 (седьмая), 24 (восьмая) соответственно соединены через первый трехпозиционный кран 16 со сливной гидролинией 21 гидропривода. В данном состоянии гидроцилиндр двухсторонний 1 заторможен закрытыми односторонними гидрозамками 25 (первый) и 32 (второй).
При подаче рабочей жидкости по напорной гидролинии 19 через обратный клапан 18, третью гидролинию 14 и переключенный в левое положение второй трехпозиционный кран 12 она поступает через вторую гидролинию 11, по отверстию в трубе 5 во внутреннюю полость 8 штока 4, из которой поступает через первую гидролинию 9 в односторонний гидроцилиндр 10, шток которого переместится в нижнее положение. В этом состоянии гидроцилиндр двухсторонний 1 выполняет функцию телескопического трубопровода, а шток одностороннего гидроцилиндра 10 заторможен при прекращении подачи рабочей жидкости, так как давление в его штоковой полости через телескопической трубопровод, вторую гидролинию 11. второй трехпозиционный кран 12, третью гидролинию 14 поддерживается обратным клапаном 18 и предохранительным клапаном 17.
При переключении второго трехпозиционного крана 12 в среднее положение давление в штоковой полости одностороннего гидроцилиндра 10 будет сброшено в сливную гидролинию 21 гидропривода, а шток одностороннего гидроцилиндра 10 переместится верхнее положение за счет пружины. В данном состоянии гидроцилиндр двухсторонний 1 работает как силовой исполнительный механизм, т.к. внутренняя полость 8 штока 4 соединена со сливной гидролинией 21 гидропривода. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость 29 шток 4 гидроцилиндра двухстороннего 1 выдвигается вправо, объем внутренней полости 8 штока 4 увеличивается, появляется разрежение во внутренней полости 8 штока 4, за счет которого происходит пополнение внутренней полости 8 штока 4 рабочей жидкостью из сливной гидролинии 21, соединенной с баком гидропривода. При подаче рабочей жидкости в штоковую полость 36 шток 4 гидроцилиндра двухстороннего 1 втягивается в цилиндр 2, объем внутренней полости 8 штока 4 уменьшается и рабочая жидкость из полости 8 поступает в сливную гидролинию 21, соединенную с баком гидропривода, при этом, давление во внутренней полости 8 поддерживается на уровне давления, которое определяется давлением в сливной гидролинии 21 при работе гидроцилиндра двухстороннего 1. Таким образом, при любом положении поршня 3 внутри цилиндра 2 при нахождении первого трехпозиционного крана в среднем положении, гидроцилиндр двухсторонний 1 может выполнять дополнительную функцию в качестве телескопического трубопровода.
Предполагаемое изобретение позволяет решить основные задачи, на решение которых оно направлено, т.к. в гидроприводе гидроцилиндр выполняет две функции: является силовым исполнительным механизмом и телескопическим трубопроводом и тем самым расширяет функциональные и эксплуатационные возможности гидропривода, а также уменьшает количество исполнительных устройств за счет исключения из гидропривода телескопического трубопровода и позволяет выполнить подачу рабочей жидкости в односторонний гидроцилиндр в ограниченных объемах, где затруднена подводка рабочей жидкости с помощью телескопических трубопроводов или гибких рукавов.