МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА КОЛОННЫ СТРЕЛОВОГО МАНИПУЛЯТОРА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности - к лесозаготовительным машинам манипуляторного типа и к грузоподъемной технике.
Известен механизм поворота колонны стрелового манипулятора лесозаготовительной машины, содержащий закрепленную на колонне шестерню, взаимодействующую с соединяющей поршни гидроцилиндров зубчатой рейкой, торцы которой оснащены демпфирующими устройствами, включающими стержни, взаимодействующие с каналами, выполненными в крышках гидроцилиндров, при этом торцы рейки выполнены с расточками, а стержни - с осевыми каналами, дросселирующими отверстиями и с диаметром, большим диаметра канала в крышке, причем стержни установлены в расточках с радиальным зазором и возможностью осевого перемещения относительно рейки, а также дополнительный демпфер, включающий в себя корпус и размещенный в нем ступенчатый плунжер, средняя часть которого выполнена большего диаметра, чем концевые, в торцевых стенках корпуса демпфера установлены пробки, выполненные в виде гильз, концевые части плунжера размещены внутри гильз и образуют две изолированные полости, в каналы ступенчатого плунжера установлены сменные дроссели с калиброванными отверстиями, при этом поршневые полости гидроцилиндров сообщены с гидробаком, через дополнительно установленные подпиточные обратные и предохранительные клапаны с возможностью перепуска жидкости. [А. с. 1792910 СССР, М. Кл. В66С 13/42. Механизм поворота колонны стрелового манипулятора [Текст] / А.П.Нестеров, П.И.Попиков, В.В.Волынко; (СССР). - №4835090/29; заяв. 13.04.90; опубл. 07.02.93, Бюл. №5. - 5 с.: ил.].
Недостатком этого устройства является то, что при остановках поворотной колонны энергия сжатой жидкости от инерционных нагрузок при разгоне и торможении колонны превращается в тепловую из-за дросселирования жидкости, а также в конце хода плунжер демпфера ударяется в стенки резьбовых пробок, создавая вибрацию и износ деталей, и занимает неопределенное положение в корпусе.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности демпфирования колебаний давления рабочей жидкости в гидроприводе механизма поворота стрелового манипулятора и рекуперации энергии в режимах торможения.
Для этого в механизме поворота колонны стрелового манипулятора, содержащем закрепленную на колонне шестерню, взаимодействующую с соединяющей поршни гидроцилиндров зубчатой рейкой, торцы которой оснащены демпфирующими устройствами, включающими стержни, взаимодействующие с каналами, выполненными в крышках гидроцилиндров, а также дополнительный демпфер, включающий в себя корпус и размещенный в нем ступенчатый плунжер, средняя часть которого выполнена большего диаметра, чем концевые, которые образуют с пробками две изолированные полости, согласно полезной модели, для удержания ступенчатого плунжера в нейтральном положении при затухании колебаний установлены пружины между пробками и концевыми частями плунжера, а изолированные полости корпуса демпфера соединены с гидроаккамуляторами.
На чертеже представлена схема механизма поворота колоны стрелового манипулятора.
На колонне 1 стрелового манипулятора, установленной на раме 2 лесозаготовительной машины, закреплена шестерня 3, находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой 4, имеющей на концах поршни гидроцилиндров 5 и 6. Поршни имеют стержни демпфирующих устройств 7 и 8. В крышках 9 и 10 гидроцилиндров выполнены каналы для стержней 7 и 8 демпфирующих устройств, которые соединены гидролиниями 11 и 12 с гидрораспределителем 13.
К гидролиниям 11 и 12 подключен дополнительный гидромеханический демпфер 14 через обратные клапаны 15 и 16, дроссели 17 и 18. Для подпитки установлены обратные клапаны 19 и 20, а для слива рабочей жидкости при перегрузках установлены предохранительные клапаны 21 и 22, соединенные с гидробаком 23. В корпусе демпфера 14 размещен ступенчатый плунжер 24, в концевых частях которого выполнены дросселирующие каналы 25 и 26 с калиброванными отверстиями, который удерживается в нейтральном положении за счет пружин 27 и 28.
В корпусе демпфера установлены резьбовые пробки 29 и 30. Полости 31 и 32, выполненные в резьбовых пробках 29 и 30, сообщаются через каналы в резьбовых пробках с гидроаккамуляторами 33 и 34.
Механизм работает следующим образом. В начале поворота колонны 1, например, против часовой стрелки рабочая жидкость подается от гидрораспределителя 13 по гидролинии 11 в поршневую полость гидроцилиндра 5, и зубчатая рейка 4 под действием давления поршня перемещается соответственно вправо. При этом гасится всплеск давления в момент включения гидрораспределителя за счет зарядки гидроаккумулятора 33.
При остановке механизма поворота в промежуточном положении гидролинии 11 и 12 отключаются от гидросистемы с помощью гидрораспределителя 13, и гидролинии становятся запертыми. Однако колонна под действием инерционных сил продолжает поворачиваться против часовой стрелки, в результате чего давление рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра 6 резко повышается в режиме торможения колонны.
Жидкость через обратный клапан 16 поступает в гидроаккумулятор 34, при этом всплеск давления гасится за счет зарядки гидроаккумулятора 34.
Демпфер при запертых гидролиниях 11 и 12 гасит остаточные колебания рабочей жидкости и при выравнивании давления в гидроаккамуляторах плунжер останавливается в среднем положении за счет дополнительных пружин 27 и 28. Энергия, накопленная в гидроаккамуляторах при разгоне и торможении колонны, возвращается в гидросистему при рабочих режимах поворота колонны.
При остановках поршней гидроцилиндров в крайних положениях демпфер работает совместно с встроенными демпфирующими устройствами 7 и 8, перепуская жидкость через их дросселирующие каналы.
Таким образом, пружины возвращают плунжер после срабатывания в исходное положение, что обеспечивает демпферу возможность одинаково хорошо ослаблять скачки давления и раскачивание груза при последовательных поворотах колонны в одну и ту же сторону, а гидроаккамуляторы возвращают часть энергии, накопленной при разгоне или торможении поворотной колонны для совершения полезной работы.