ГИДРОПРИВОД УСТРОЙСТВА ПРОБИВКИ КОРКИ

Полезная модель относится к гидравлическим приводам устройств ударного действия. Гидропривод может применяться при функционировании устройств для разрушения, дробления, уплотнения различных материалов в горной, строительно-дорожной и металлургической промышленностях, в частности, при проведении технологических операций по пробивке корки электролизера для получения алюминия.
Известен гидропривод рабочего оборудования ударного действия включающий гидрораспределитель, гидромолот и гидроцилиндр его шарнирно-рычажной подвески, напорная линия которого соединена с напорной линией гидромолота через гидроуправляемый клапан (авторское свидетельство СССР №1167316, м.кл. Е21С 3/20, 1985). Гидропривод снабжен пневмогидравлическим аккумулятором, связанным с напорной линией гидроцилиндра шарнирно-рычажной подвески через напорный золотник с обратным клапаном. Гидроуправляемый клапан выполнен в виде напорного золотника с обратным клапаном.
Недостаток данного устройства состоит в том, что для управления рабочим циклом в нем применяется гидроуправляемый клапан, выполненный в виде золотниковых устройств, основные конструктивные элементы которых, золотник и направляющая гильза, отличаются конструктивной сложностью, большой трудоемкостью изготовления, а значит, повышенной стоимостью. Специфической особенностью золотниковых устройств является их высокое гидравлическое сопротивление. Поэтому при движении рабочей жидкости имеют место значительные потери энергии, в результате чего снижается его экономическая эффективность. При наличии в конструкции золотникового распределителя возникают определенные трудности и в случае увеличения мощности ударного устройства.
Известен гидропривод экскаватора, содержащего рабочее оборудование (патент РФ №2343246, м.кл. E02F, опубл. 10.01.2009), включающий основные гидроцилиндры управления стрелой с распределителем рабочей жидкости, устройство защиты от воздействий гидромолота, включающее боек и клин, и дополнительно снабженное уравновешивающим пневмогидроцилиндром. Поршневая полость пневмогидроцилиндра связана с газовым баллоном, а штоковая - с распределителем рабочей жидкости. Поршневые полости основных гидроцилиндров управления стрелой связаны с распределителем рабочей жидкости и подключены к пневмогидроаккумулятору с дросселем и обратным клапаном.
Недостаток данного устройства состоит в том, что основные гидроцилиндры управления стрелой экскаватора, и дополнительный уравновешивающий пневмогидроцилиндр обладают высокой жесткостью и вследствие этого в рабочем оборудовании возбуждаются колебания высокой частоты, близкие или совпадающие с частотой вынужденных колебаний бойка гидромолота, приводящие к значительному увеличению нагрузки в рабочем оборудовании и снижению долговечности экскаватора.
Известен гидропривод устройства пробивки, принятый за прототип, включающий гидроцилиндр подъема-опускания рабочего органа устройства пробивки корки, гидрораспределитель, механизм гашения колебаний для защиты машины от воздействия ударов. Гашение колебаний передаваемых на корпус машины осуществляется соединением рабочих полостей гидроцилиндра подъема-опускания устройства пробивки с полостями гидропружинных амортизаторов, и применяется в гидравлической схеме машины для пробивки корки МПК-5У (kategorij/item/gidravlicheskaya-skhema-mashiny-dlya-probivki-korki-mpk-5u).
Недостатком прототипа является инерционность пружин амортизаторов, не позволяющая эффективно производить демпфирование колебаний, вызванных воздействием ударов рабочего органа устройства пробивки и совпадающих по частоте с собственными колебаниями машины, приводящая к ухудшению условий труда оператора и уменьшению долговечности и машины.
Кроме того жесткость характеристик пружин амортизаторов обуславливает невозможность оперативной регулировки параметров механизма защиты от воздействия ударов.
Задача полезной модели состоит в повышении эффективности и надежности работы оборудования за счет снижения динамических нагрузок путем подключения упругого элемента.
Технический результат заключается в снижении жесткости гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа в вывешенном состоянии при гашении колебаний и уменьшении инерционности гидропружинного амортизатора.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидроприводе устройства включающем гидроцилиндр подъема-опускания рабочего органа устройства пробивки корки, гидрораспределитель, механизм гашения колебаний, согласно заявляемому решению, механизм гашения колебаний состоит из, не менее одного гидропружинного амортизатора и/или не менее одного пневмогидроаккумулятора, подключенного в одну из полостей гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению поставленной задачи.
Пневмогидроаккумулятор подсоединен через запорный элемент.
Пневмогидроаккумулятор может быть подключен параллельно с гидропружинным амортизатором.
Конструкцию полезной модели, ее признаки, детали и преимущества можно понять из описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые рисунки, иллюстрирующие пример выполнения полезной модели, на которых показаны: на фиг. 1 представлена схема гидропривода, где механизм гашения колебания включает пневмогидроаккумуляторы; на фиг. 2 - схема гидропривода, где механизм гашения колебания включает пневмогидроаккумулятор и гидропружинные амортизаторы.
Гидропривод устройства пробивки корки содержит гидронасос 1, гидробак 2, гидрораспределитель 3, гидроцилиндр подъема-опускания рабочего органа 4, подпиточные клапаны 5 и 6, напорную магистраль 7, сливную магистраль 8, краны 9 и 10, пневмогидроаккумуляторы 11 и 12, гидропружинные амортизаторы 13 и 14.
При использовании пневмогидроаккумуляторов (фиг. 1) работает устройство следующим образом:
При установке устройства пробивки над коркой электролита переключается гидрораспределитель 3. Гидронасос 1 подает рабочую жидкость из гидробака 2 по напорной магистрали 7 через гидрораспределитель 3 к поршневой полости гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4, подсоединенной на его подъем. При этом рабочая жидкость одновременно поступает в полость гидроцилиндра 4 через кран 9 и в жидкостную камеру пневмогидроаккумулятора 11, сжимая газ в его пневматической камере.
При перекрытии напорной магистрали 7, когда гидрораспределитель 3 переключается в нейтральное среднее положение, осуществляется режим вывешивания устройства пробивки корки.
При включении рабочего органа пика устройства пробивки упирается в корку и получает толчок вверх. Шток с поршнем гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4, движется вверх. Рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4 вытесняется через шаровой кран 10 в жидкостную полость пневмогидроакумулятора 12, сжимая газ в его пневматической камере. Одновременно рабочая жидкость из жидкостной камеры пневмогидроаккумулятора 11, под давлением газа поступает через шаровой кран 9 в поршневую полость гидроцилиндра 4 подъема - опускания устройства пробивки.
При возврате пики устройства пробивки, шток с поршнем гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4, движется вниз. Рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4 вытесняется через кран 9 в жидкостную полость пневмогидроаккумулятора 11, сжимая газ в его пневматической камере. При этом одновременно рабочая жидкость из жидкостной камеры пневмогидроаккумулятора 12, под давлением газа поступает через кран 10 в штоковую полость гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4.
Для возврата устройства в транспортное положение гидрораспределитель 3 переключается в противоположную позицию. Гидронасос 1 подает рабочую жидкость из гидробака 2 по напорной магистрали 7 через гидрораспределитель 3, в штоковую полость гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4, подсоединенную на опускание рабочего органа. Рабочая жидкость одновременно поступает через кран 10 в жидкостную камеру полости гидропружинного амортизатора 12.
При использовании пневмогидроаккумулятора и гидропружинных амортизаторов (фиг. 2), работает устройство следующим образом:
При установке рабочего органа устройства пробивки над коркой электролита переключается гидрораспределитель 3. Гидронасос 1 подает рабочую жидкость из гидробака 2 по напорной магистрали 7 через гидрораспределитель 3 к поршневой полости гидроцилиндра подъема-опускания механизма рабочего органа 4, подсоединенной на подъем рабочего органа. При этом рабочая жидкость одновременно поступает в полость гидропружинного амортизатора 14 и через кран 9 в жидкостную камеру пневмогидроаккумулятора 11.
При перекрытии напорной магистрали 7, когда гидрораспределитель 3 переключается в нейтральное среднее положение, осуществляется режим вывешивания устройства пробивки,
При включении рабочего органа пика устройства пробивки упирается в корку - устройство получает толчок вверх. Шток с поршнем гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4, движется вверх. Рабочая жидкость из его штоковой полости вытесняется в полость гидропружинного амортизатора 13, сжимая его пружину. Одновременно рабочая жидкость из жидкостной камеры пневмогидроаккумулятора 11 через кран 9 и гидропружинного амортизатора 14, поступает в поршневую полость гидроцилиндра подъема-опускания устройства пробивки корки 4. Демпфирование колебаний осуществляется как, гидропружинным амортизатором так и пневмогидроаккумулятором небольшого объема соединенным с поршневой полостью гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа.
При возврате шток с поршнем гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4, движется вниз. Рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндра подъема-опускания механизма пробивки 4 вытесняется в полость гидропружинного амортизатора 14, сжимая его пружину и в жидкостную камеру пневмогидроаккумулятора 11. Одновременно рабочая жидкость из гидропружинного амортизатора 13 поступает в штоковую полость гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа.
Для возврата механизма в транспортное положение гидрораспределитель 3 переключается в противоположную позицию. Гидронасос 1 подает рабочую жидкость из гидробака 2 по напорной магистрали 7 через гидрораспределитель 3, к штоковой полости гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4. При этом рабочая жидкость одновременно поступает в полость гидропружинного амортизатора 13 сжимая его пружину.
При вывешивании устройства, если подскок или возврат получается слишком большим настолько, что рабочей жидкости в полостях гидропружинных амортизаторов и пневмогидроаккумуляторов не хватает, чтобы заполнить полости гидроцилиндра рабочего органа 4, то подпитка осуществляется подводом рабочей жидкости из гидробака 2 через сливную магистраль 10 и подпиточные клапана 5 и 6 к полостям гидроцилиндра подъема-опускания рабочего органа 4.
Для отключения пневмогидроаккумуляторов при проведении технического обслуживания предназначены краны 9, 10, также может быть использован вентиль, клапан или любой запорный элемент.
Приведенный выше пример конкретного выполнения по полезной модели не является единственно возможным. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия полезной модели, определенной прилагаемой формулой.
Проведенные испытания гидропривода механизма подтвердили работоспособность и надежность конструкции. Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено, испытано и предполагается к использованию на заводах компании «РУСАЛ» для использования на машинах пробивки корки электролита.