ГИДРОПРИВОД ГРУЗОПОДЪЕМНОГО МЕХАНИЗМА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к гидроприводам грузоподъемных механизмов.
Известен гидропривод грузоподъемного механизма (патент на полезную модель №89091, В66С 13/42, 27.11.2009 Бюл №33), включающий насос, гидрораспределитель, гидроцилиндр привода грузоподъемной стрелы или рычажного механизма с подводящим и отводящим трубопроводами, соединенные между собой трубопроводом, в который подключен обратный клапан, дополнительно содержит демпфер.
Недостатком известного гидропривода грузоподъемного механизма является то, что он не позволяет демпфировать колебания давления рабочей жидкости в режиме подъема груза, так как плунжер после остановки находится в правом положении, потому что последнее колебание рабочей жидкости за счет груза происходит в поршневой полости гидроцилиндра.
Полезная модель решает задачу повышения производительности и надежности манипулятора путем достижения технического результата - гашения колебаний груза в режиме подъема груза после остановки.
Для этого гидропривод грузоподъемного механизма, включающий насос, гидрораспределитель, гидроцилиндр привода грузоподъемной стрелы или рычажного механизма с подводящим и отводящим трубопроводами, соединенные между собой трубопроводом, в который подключен обратный клапан, демпфер, объемы полостей которого, соединенные со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра относятся между собой как объемы штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра за счет различных диаметров концевых частей плунжера, согласно полезной модели, дополнительно содержит пружину, установленную на правой концевой части плунжера, расположенного в цилиндрическом корпусе демпфера с радиальным зазором, позволяющим плунжеру перемещаться в осевом направлении от усилия дополнительной пружины, при этом дросселирующие каналы, соединяющие полости демпфера и гидроцилиндра имеют диаметры 3-4 мм.
На чертеже представлена схема, предлагаемого гидропривода грузоподъемного механизма. Гидропривод состоит из маслобака 1, насоса 2, гидрораспределителя 3, гидроцилиндра 4, привода грузоподъемной стрелы или рычажного механизма с подводящим 5 и отводящим 6 трубопроводами, соединенными между собой трубопроводом 7, в который подключен обратный клапан 8. В отводящий трубопровод установлен управляемый клапан 9, параллельно которому подключен трубопровод 10 с обратным клапаном 11, а в трубопровод 7 дополнительно подключен нормально закрытый управляемый клапан 12 с линией управления 13. Управляемый клапан 9 снабжен линией управления 14. В линиях управления 13 и 14 установлены дроссельные демпферы 15. К подводящему 5 и отводящему 6 трубопроводам подключен демпфер, включающий цилиндрический корпус 16, через обратные клапаны 17 и 18, в корпусе которого размещен ступенчатый плунжер 19, в концевых частях которого выполнены дросселирующие каналы 20 и 21 с калиброванными отверстиями диаметром 3-4 мм. На правой концевой части плунжера установлена пружина 22, а подпружиненный плунжер расположен в цилиндрическом корпусе с радиальным зазором, позволяющим перемещаться плунжеру в левое положение за счет дополнительной пружины после гашения колебаний. В корпусе 16 демпфера установлены резьбовые пробки 23 и 24.
Гидропривод грузоподъемного механизма работает следующим образом. При подъеме грузов рабочая жидкость, нагнетаемая из бака 1 насосом 2, гидрораспределителем 3 направляется по трубопроводу 5 в бесштоковую полость гидроцилиндра 4, а так как клапан 9 нормально закрыт, рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра 4 поступает по трубопроводу 7 с клапанами 8 и 12 в его бесштоковую полость, обеспечивая ускоренное перемещение исполнительного органа - стрелы грузоподъемного или рычажного механизма перемещения груза. При этом клапан 12 открыт благодаря наличию давления в трубопроводе 5 и линии управления 13.
Одновременно рабочая жидкость через обратный клапан 17, через канал в пробке 23 демпфера поступает в полость 25, перемещая при этом плунжер 19 в правое положение, а рабочая жидкость из полости 26 дросселируется через канал 21 и регулируемый дроссель 27 в гидролинию 6 и штоковую полость гидроцилиндра 4, при этом гасится всплеск давления в начале подъема стрелы.
При остановке манипулятора в режиме подъема полости гидроцилиндра 4 отключаются от гидросистемы с помощью гидрораспределителя 3, и гидролиний 5 и 6 становятся запертыми. При этом стреловая группа манипулятора за счет инерционных сил и сил тяжести совершает колебания в вертикальной плоскости, которые вызывают повышение давления рабочей жидкости в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра и соответствующих полостях демпфера и за счет возвратно-поступательного перемещения плунжера в осевом направлении и дросселирования жидкости гасятся колебания. Последнее колебание стрелы при остановке происходит вниз за счет сил тяжести и плунжер занимает правое положение и сжимает дополнительную пружину.
При опускании груза подача рабочей жидкости от гидрораспределителя 3 в трубопровод 6 осуществляется через клапан 11 в штоковую полость гидроцилиндра 4, что приводит к реверсированию исполнительного органа-стрелы грузоподъемного или рычажного механизма перемещения груза или силовому разжатию рычагов (ножей) зажима предмета труда. При этом, вследствие соединения трубопровода 5 через гидрораспределитель 3 с баком, давление в нем падает, что приводит к закрытию клапанов 9 и 12 и возможности поднятия давления в штоковой полости до величины регулировки соответствующего предохранительного клапана. При этом гидроцилиндр работает на втягивание штока с полным давлением. Клапаны 9 и 11 с трубопроводом 10 могут конструктивно быть выполнены в одном агрегате, например, в виде гидрозамка, который вмонтирован в трубопровод 6. Линии управления 13 и 14 могут быть частично совмещены и подключены к трубопроводу 5 в одном месте. Клапан 12 может быть выполнен, как это изображено на схеме, в виде гидрозамка, так и в виде напорного золотника с обратным клапаном или гидравлически управляемого направляющего устройства. Все эти варианты технически эквивалентны. Момент открытия клапана 9 и перехода с быстрого движения поршня на медленное определяется характером изменения внешней нагрузки и регулировкой клапана 9. Как правило, давление срабатывания клапана 9 устанавливается несколько ниже давления регулировки предохранительного клапана в этой системе.
Давление срабатывания клапана 12 должно быть несколько выше давления свободного слива рабочей жидкости из бесштоковой полости гидроцилиндра 4 через гидрораспределитель 3 в бак. Параметры дроссельных демпферов 15 подбирают таким образом, чтобы исключить резкие переходы работы гидроцилиндра 4 с одного режима на другой, т.е. снизить динамические нагрузки в гидросистеме.
При опускании груза жидкость подается через обратный клапан 18 в полость 26 демпфера и под действием давления рабочей жидкости и сжатой пружины 22 плунжер перемещается влево, и жидкость дросселируется из полости 25 через канал 20 и регулируемый дроссель 28 в бесштоковую полость гидроцилиндра. При этом всплеск давления в начале опускания стрелы гасится.
При остановке стрелы в режиме опускания стреловая группа манипулятора за счет сил инерции продолжает опускаться и давление в поршневой полости возрастает. Жидкость из поршневой послости гидроцилиндра по трубопроводу 5 через обратный клапан 17 поступает в полость 25 и перемещает плунжер 19 в левое положение. Жидкость из полости 26 через клапан 21, дроссель 27 и трубопровод 6 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 4, и стрела тормозиться, а затем за счет сил деформации совершает колебания в вертикальной плоскости стрелы, эти колебания гасятся демпфером, однако последнее колебание также направлено вниз, и плунжер перемещается вправо и сжимает пружину.
При длительной остановке манипулятора плунжер демпфера под действием дополнительной пружины перемещается в левое положение, а рабочая жидкость через радиальный зазор между плунжером и цилиндрическим корпусом перетекает из полости 25 в полость 26.
Таким образом, применение демпфера с дополнительной пружиной снижает динамические нагрузки и колебания стрелы, возникающие в режиме подъема стрелы, а также при остановках стрелы манипулятора в промежуточных положениях, что повышает точность позиционирования груза при укладке его в заданное положение.
Поэтому в момент начала работы манипулятора плунжер 19 под действием дополнительной пружины 22 всегда находится в левом положении и при включении стрелы в режиме подъема плунжер перемещается в правое положение, и всплеск давления гасится.