ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АУТРИГЕРАМИ КРАНА И ОТЖИМА ДОМКРАТОВ

Полезная модель относится к средствам управления конструктивными элементами стреловых подъемных кранов, устанавливаемых на рельсовых транспортных средствах, в частности, к выносным боковым опорам подвижных кранов с гидравлическим приводом и может использоваться для управления такими опорами в грузоподъемной технике.
Известен гидропривод выносных опор, описанный в п. РФ №23435 по кл. В66С 23/78, 23/80, з. 16.01.2002, оп. 20.06.2002 г.
Известный гидропривод выносных опор грузоподъемной машины содержит гидроцилиндры перемещения выдвижных балок и опор, параллельно соединенные переливной (напорный) и обратный клапаны, установленные в магистрали поршневой полости гидроцилиндров опор, гидрораспределитель и контрольно-предохранительную аппаратуру, и отличается тем, что переливной клапан выполнен в виде регулируемого двухступенчатого затвора с дополнительной активной площадью, при этом магистраль поршневой полости гидроцилиндра выдвижения балки через дренажный дроссель соединена с баком, а корпуса гидроцилиндров выдвижения балок и гидроаппаратуры закреплены в/или на балках.
Известен гидропривод, описанный в п. РФ №2080017 по кл. В66С 23/80, 3.01.02.1994 г, оп. 20.05.1997 г.
Известный гидропривод выносных опор стрелового самоходного крана, содержит насос, гидроцилиндры опор, снабженные гидрозамками, контрольно-регулирующую аппаратуру, и отличается тем, что он снабжен аккумулятором с гидравлической и энергетической полостями, при этом гидравлическая полость аккумулятора соединена со штоковыми полостями гидроцилиндров опор и через обратный клапан - с напорной магистралью системы рулевого управления краном.
Также известен гидропривод выносных опор, описанный в п. РФ №2189937 по кл. В66С 23/78, 23/80, з. 28.11.2000 г., оп. 27.09.2002 г.
Известный гидропривод выносных опор содержит насос, гидрораспределитель, гидироцилиндры домкратов, гидроцилиндры выдвижения балок, снабженные гидрозамком, нормально закрытые электроуправляемые гидрораспределители в магистралях выдвижения домкратов и балок, контрольно-регулирующую аппаратуру, дренажную систему электрогидродраспределителей, соединенную с баком и снабженную четырьмя обратными клапанами, по одному клапану в каждой магистрали, соединяющей дренажную полость электрогидрораспределителя со штоковой полостью гидроцилиндра выдвижения опор, причем штоковые полости гидроцилиндров выдвижения выносных опор соединены через управляемый клапан с баком, при этом привод управления управляемого клапана осуществляется посредством кулачка, установленного в балке любой из четырех выносных опор, взаимодействующего с управляемым клапаном при максимально выдвинутой балке выносной опоры.
При этом в гидрораспределителе управления выносными опорами используется золотник (напорный клапан), что приводит к неравномерному (в виде частых пульсирующих рывков) выдвижению штока гидроцилиндра опоры на участке пути до касания опоры о грунт и создает дополнительные вибрационные нагрузки на гидропривод, так как давление открытия напорного клапана, определяемое условиями гарантированного выдвижения балки, значительно больше давления, необходимого для страгивания и перемещения штока с поршнем гидроцилиндра опоры (домкрата) на этом участке пути. Это снижает надежность гидропривода.
Контрольно-регулирующая аппаратура подробно не описана. Из описания видно только, что в качестве единственного элементов коммутации используется реле давления, установленное на стыке ветвей магистрали рабочего давления, что также не гарантирует надежность работы устройства. Не контролируется и включение насоса.
Недостатком всех вышеописанных гидравлических систем является то, что они предназначены для управления кранами не очень большой мощности - 25-40 тонн.
Разработчику же приходится использовать в своей работе очень мощные краны. Таковым является, в частности, кран ЕДК грузоподъемностью 150 тонн.
Следует пояснить, что у большинства кранов, в том числе и у кранов ЕДК, использование основных грузовых характеристик возможно только при расстановке крана на опоры. При этом вариант работы крана на опорах является основным для кранов на железнодорожном ходу типа ЕДК. Установка и уборка опор предусмотрена и разрешена только при условии, что корпус крана со стрелой стоит в направлении рельсового пути и заблокирован, затянуты противоугонные тормоза, заблокированы тележки. До и после вывода крана на опоры корпус крана разрешается поворачивать без груза на крюке. Опорные поверхности домкратов или выносных опор (аутригеров) должны при максимальных фактических нагрузках снижать давление на грунт до нормативных значений. При этом следует напомнить, что аутригер - это дополнительная опора, иногда с домкратом, увеличивающая устойчивость передвижного устройства, например, подъемного крана (см. в Приложении 1 определение слова «аутригер» в Большом энциклопедическом политехническом словаре).
На кранах типа ЕДК-1000/1, ЕДК-1000/2, ЕДК-1000/4 предусмотрена гидравлическая система управления выносными опорами крана, которая имеет свои специфические особенности.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является гидравлическая схема управления выносными опорами крана ЕДК (см. Приложение к заявке), выбранная в качестве прототипа.
Известная система содержит блок 1 гидрораспределителей, насос 2, гидравлический бак 3, обратный клапан 4, разобщительные краны 5, манометр 6, гидравлический замок 8, восемь домкратов 9.
Эта гидравлическая система управления выносными опорами (аутригерами) крана имеет свои специфические особенности.
1. Четырехсекционный гидрораспределитель устроен таким образом, что индивидуальное управление одним домкратом возможно только при закрытии (открытии) разобщительного крана 5.
2. В гидравлической схеме отсутствует система фильтрации, что при условии работы в режимах запыленности приводит к высокому износу системы и выходу ее из строя.
3. Фиксация домкратов в рабочем положении происходит посредством затяжки механических гаек вручную, для чего в зоне каждого из восьми домкратов устанавливается по одному работнику.
4. Выдвижение аутригеров производится вручную, что требует дополнительной рабочей силы, а учитывая большой вес и износ шарниров аутригеров на один аутригер необходимо не менее трех человек.
5. Имеется один пульт управления отжимом домкратов.
6. При расстановке крана только для выдвижения аутригеров и отжима домкратов требуется минимальный штат в количестве 10 человек и значительное время.
7. Предохранительные устройства в виде запорных клапанов в штоковой полости домкратов отсутствуют.
Вышеуказанное выполнение системы влечет за собой появление следующих недостатков.
Возможность индивидуального управления одним домкратом только при закрытии (открытии) разобщительного крана 5 вызывает значительные проблемы из-за большого удаления от пульта управления и приводит к необходимости установки дополнительных рабочих на каждом домкрате, производящих переключение разобщительных кранов 5.
Отсутствие системы фильтрации в гидравлической схеме при условии работы в режимах запыленности приводит к высокому износу системы и выходу ее из строя.
Фиксация домкратов в рабочем положении происходит посредством затяжки механических гаек вручную, для чего в зоне каждого из домкратов находится по одному работнику.
Выдвижение аутригеров производится также вручную, что требует дополнительной рабочей силы, а учитывая большой вес и износ шарниров аутригеров на один аутригер необходимо не менее трех человек.
Наличие только одного пульта управления отжимом домкратов приводит к отсутствию визуального контроля за работой домкратов с противоположной стороны крана, вследствие чего возможны аварийные ситуации.
При расстановке крана только для выдвижения аутригеров и отжима домкратов требуется минимальный штат в количестве 10 человек и значительное время.
Вследствие отсутствия предохранительных устройств (запорных клапанов) в штоковой полости домкратов в процессе передвижения возможен выход штоков домкратов, что может привести к аварийным ситуациям.
Таким образом, использование известной системы весьма трудоемко, т.к. требует больших затрат ручного труда и рабочей силы. Кроме того, известная система является не очень надежной из-за высокого износа при эксплуатации в условиях запыленности и возможности аварийных ситуаций в процессе эксплуатации соответственно по причине отсутствия системы фильтрации, использования только одного пульта для управления и отсутствия предохранительных устройств.
Задачей является снижение трудоемкости управления при повышении надежности работы системы.
Поставленная задача решается тем, что в гидравлической системе управления аутригерами крана и отжима домкратов, содержащей насос, гидрораспределитель, домкраты, контрольно-регулирующую аппаратуру, дренажную систему гидрораспределителей, соединенную с баком и снабженную обратным клапаном в гидромагистрали, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, введены гидроцилиндры выдвижения аутригеров, снабженные регулируемыми дросселями в штоковой полости, на каждом домкрате установлены два управляемых гидрозамка в штоковой и поршневой полостях, для управления работой гидроцилиндров выдвижения аутригеров и домкратов в систему введены электрогидрораспределители двухстороннего действия, управляемые с помощью джойстиков и кнопок, расположенных на двух электропультах, смонтированных с двух сторон крана, в каждой из гидромагистралей установлены предохранительные регулировочные клапаны для настройки давления в каждой из гидравлических схем, введена система фильтрации гидравлической жидкости со сменными фильтрами.
Установка гидроцилиндров выдвижения аутригеров, снабженных регулируемыми дросселями в штоковой полости, дает возможность менять скорость их выдвижения и задвижения, а установка на каждый домкрат двух запорных управляемых гидрозамков в штоковой и поршневой полости позволяет исключить самопроизвольное выдвижение домкратов, что в совокупности с введением электрогидрораспределителей дает возможность управлять работой гидроцилиндров выдвижения аутригеров и домкратов с двух пультов управления, а также возможность управления домкратами, как индивидуально, так и попарно, исключая аварийные ситуации и снижая трудоемкость управления.
Введение в гидравлическую систему системы фильтрации гидравлической жидкости позволяет уменьшить износ элементов системы даже при условии работы в режимах запыленности, наличие в каждой из гидравлических схем предохранительных регулировочных клапанов для настройки давления повышает надежность работы системы.
Технический результат - уменьшение трудозатрат, повышение надежности работы.
Заявляемая гидравлическая система управления аутригерами и отжима домкратов крана обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как введение гидроцилиндров выдвижения аутригеров, снабженных регулируемыми дросселями в штоковой полости, установка на каждом домкрате двух управляемых гидрозамков в штоковой и поршневой полостях, введение в систему для управления работой гидроцилиндров выдвижения аутригеров и домкратов электрогидрораспределителей двухстороннего действия, управляемых с помощью джойстиков и кнопок, расположенных на двух электропультах, смонтированных с двух сторон крана, установка в каждой из гидромагистралей предохранительных регулировочных клапанов для настройки давления в каждой из гидравлических схем, введение системы фильтрации гидравлической жидкости со сменными фильтрами, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Полезная модель относится к средствам управления конструктивными элементами стреловых подъемных кранов, устанавливаемых на рельсовых транспортных средствах, в частности, к выносным боковым опорам подвижных кранов с гидравлическим приводом и может использоваться для управления такими опорами в мощной грузоподъемной технике, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - гидравлическая система управления аутригерами и отжимом домкратов крана;
- фиг. 2 - монтажная схема системы управления аутригерами и отжимом домкратов крана.
1
1
1
1
1
1
1
1
Гидравлическая система управления аутригерами и отжимом домкратов крана содержит гидравлическую магистраль (гидромагистраль) 1 подачи масла, соединенную с масляным баком 2, снабженным шестеренчатым насосом 3, через обратный клапан 4, перепускной кран 5 и входной масляный фильтр 6 и контролируемую манометром 7. Через предохранительный клапан 8 гидравлическая магистраль 1 соединена с гидроцилиндрами 9-12 выдвижения аутригеров, на каждом из которых находятся по одному домкрату 13, 16, 17, 20, а также имеются неподвижные домкраты, расположенные на корпусе крана 14, 15, 18, 19. Через предохранительные регулировочные клапаны 21 и 22, служащие для настройки давления в каждой из гидравлических схем, гидромагистраль 1 соединена также с электрогидрораспределителями 9-12 выдвижения аутригеров и электрогидрораспределителями отжима домкратов 13-20. Электрогидрораспределители 9-12 служат для управления работой гидроцилиндров 9-12 выдвижения аутригеров, а электрогидрораспределители 13-20 - работой домкратов 13-20. В гидромагистрали 1 имеется также масляный выходной фильтр 23.
2
2
2
2
3
3
Гидроцилиндры 9-12 выдвижения аутригеров снабжены регулируемыми дросселями 9-12 в штоковой полости. На каждом домкрате 13-20 установлены два управляемых гидрозамка 13-20 - в штоковой, и 13-20 - в поршневой полостях для исключения самопроизвольного движения гидроцилиндров.
1
1
Электрогидрораспределители 9-12 выполнены двухстороннего действия и управляются с помощью джойстиков и кнопок, расположенных на двух электропультах 24 (основном) и 25 (вспомогательном), смонтированных с двух сторон крана. Имеется возможность управления домкратами 13-20, как индивидуально, так и попарно (13/14, 15/16, 17/18, 19/20), что рекомендуется заводской инструкцией по расстановке крана.
Имеется система фильтрации гидравлической жидкости, включающая в себя входной масляный фильтр 6 и выходной масляный фильтр 23 со сменными фильтрами, один из которых входной, другой - выходной.
При этом соединение анодированных металлических труб гидравлической магистрали 1 обеспечивается с помощью фитингов (на чертежах не показаны).
Заявляемая гидравлическая система управления аутригерами крана и отжима домкратов крана работает следующим образом.
2
После запуска мотора насоса 3 происходит забор масла из бака 2 и по достижении давления 30 кгс/см происходит отпирание обратного клапана 4 и через входной масляный фильтр 6 - подача его к предохранительным регулировочным клапанам 8, 21, 22 систем выдвижения аутригеров и к системам гидравлических домкратов 13-20 левой и правой стороны.
1
1
1
1
Одновременно масло через гидравлическую магистраль 1 поступает под давлением на электрогидрораспределители 9-12 выдвижения аутригеров и электрогидрораспределители 13-20 отжима домкратов 13-20, выходной фильтр 23, в дренажную систему 26, включающую в себя клапаны и масляный бак 2. Насос 3 работает на холостом ходу и давление в магистрали отсутствует.
Работа по выдвижению аутригеров осуществляется следующим образом.
1
1
1
1
1
1
При подаче электрического напряжения на любой из электрогидрораспределителей 9-12 выдвижения аутригеров происходит следующее: золотник гидрораспределителя разрывает напорную магистраль 1 с дренажной системой 26 и вторым отводом от напорной магистрали соединяет ее с поршневой полостью гидроцилиндра 9-12 выдвижения. Штоковая полость гидроцилиндра 9-12 выдвижения через золотник электрогидрораспределителя 9-12 соединяется с дренажной системой 26, вследствие чего шток выходит и выдвигает гидроцилиндр 9-12 в заданное положение (до тех пор, пока включен электрогидрораспределитель 9-12).
1
1
При установке аутригера в транспортное положение подачей электрического сигнала электрогидрораспределитель 9-12 устанавливается так, что соединяет напорную гидромагистраль 1 со штоковой полостью, а поршневую полость - с дренажной системой 26; механизм приходит в действие и аутригер устанавливается в транспортное положение.
1
1
Примечание: при удержании электрогидрораспределителя 9-12 во включенном положении давление в системе возрастает до 170 кгс/см2, после чего происходит срабатывание предохранительного клапана 8 и сброс избыточного давления в дренажную систему 26.
1
3
2
2
3
Аналогична работа гидравлической схемы при работе с домкратами 13-20. Так, например, при работе с домкратом 13 включение электрогидрораспределителя 13 устанавливает его золотник так, что создается следующая цепь гидравлики: напорная гидромагистраль 1, обратный клапан запорного замка 13, открытие которого позволяет подать давление в поршневую полость, где создается давление равное давлению, подаваемому насосом 3. Поршень начинает перемещаться и создает давление в штоковой полости, вследствие чего происходит открытие обратного клапана запорного замка 13 штоковой полости и соединение ее с дренажной системой 26. Домкрат 13 начинает работать на отжатие. При обратной операции золотник устанавливается так, что напорная магистраль 1 соединяется через предохранительный клапан 21 собственного запорного замка 13 со штоковой полостью и одновременно подается давление на запорный замок 13 поршневой полости, шток которого, перемещаясь, соединяет поршневую полость через отверстие замка с дренажной системой 26. Происходит втягивание домкрата 13.
Включением тумблерного выключателя (на чертежах не показан) подается питание U=24B на электропульты 24 и 25 управления гидравлики, выдвижения аутригеров и отжима домкратов 13-20. О наличии напряжения в цепях управления сигнализируют лампы обоих электропультов 24 и 25. Выдвижение аутригеров производится с обоих электропультов 24, 25 при этом выдвижение может быть как частичным, так и полным (согласно различным схемам расстановки по паспортным данным крана). Фиксация аутригеров производится распорными балками (на чертежах не показаны) и дополнительно гидроцилиндрами выдвижения 9-12.
2
2
3
3
После открытия аутригеров с любого из электропультов 24, 25 можно производить отжим домкратов 13-20. Так как в гидравлической схеме крана на всех домкратах 13-20 установлены запорные гидрозамки 13-20 и 13-20, то фиксация после отжима домкратов 13-20 упорными гайками не требуется. Также не требуется перекрытие и открытие клапанов на домкратах 13-20. Управление с левой стороны крана ведется джойстиковой системой, а с правой - кнопочными выключателями. Для управления сдвоенными домкратами в электрическую схему включены диоды.
На практике, благодаря введенным вышеописанным изменениям, количество обслуживающего персонала, участвующего в расстановке крана, уменьшается до 2 человек, а использование двух параллельных пультов управления позволяет вести работу по отжиму домкратов опор одному человеку. Установленное дополнительное оборудование позволяет избавиться от ручного выдвижения выносных опор, фиксации домкратов затяжными гайками, а также от перекрытия разобщительных кранов на домкратах.
В сравнении с прототипом заявляемая гидравлическая система управления аутригерами и отжима домкратов крана обеспечивает снижение трудоемкости управления при повышении надежности работы системы управления.