ГИДРОПРИВОД МЕХАНИЗМА ШАГАНИЯ ЭКСКАВАТОРА

Гидропривод механизма шагания экскаватора
Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к оборудованию для шагающих экскаваторов с гидроприводом механизма шагания.
Из документа «Экскаватор ЭШ 25.90 Механизм шагания. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 11037.00.04-1ТО» известен гидропривод механизма шатания экскаватора, выбранный в качестве ближайшего аналога (Техническое описание и инструкция по эксплуатации 11037.00.04-1ТО, инвентарный №101810, выпущен 14.03.2001 г.).
Гидропривод механизма шагания экскаватора включает механизм захвата башмака, гидроцилиндр подъема и гидроцилиндр тяги, гидравлически соединенные через гидрораспределители тяги и подъема с силовым насосом высокого давления и с гидробаком. Для обеспечения цикла шагания указанные гидрораспределители тяги и подъема гидравлически связаны через электромагнитные гидрораспределители с насосом управления низкого давления. В известном гидроприводе гидроцилиндр захвата связан через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с насосом управления низкого давления. Механизм захвата выполнен в виде засова, связанного с гидроцилиндром захвата; в цикле шагания штоковая полость гидроцилиндра захвата гидравлически связана с насосом управления низкого давления для втягивания засова в цикле шагания (освобождая башмак от фиксации), а поршневая полость данного гидроцилиндра гидравлически связана через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с указанным насосом управления для втягивания засова в цикле экскавации (фиксируя башмак).
При использовании данного устройства проявляются некоторые недостатки.
Связь гидроцилиндра захвата башмака с насосом управления низкого давления приводит к невозможности надежного достижения чередующихся конечных положений захвата, фиксирующих и освобождающих башмак (от фиксации) при смене циклов шагания и экскавации соответственно. Причиной тому является низкое давление, развиваемое насосом управления. Вместе с тем насос управления низкого давления обеспечивает должную работу гидроцилиндров подъема и тяги, с избытком давления осуществляя перестановку соответствующих золотников. Таким образом, использование насоса управления низкого давления в качестве питающего насоса для гидроцилиндров захвата приводит к неоправданному расходу электроэнергии и к излишнему нагреву масла в гидросистеме.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности работы гидропривода за счет обеспечения гарантированного конечного положения захватов при смене циклов шагания и экскавации, а также в уменьшении расхода электроэнергии и нагрева масла в гидравлической системе, приводящих к оптимизации массогабаритных характеристик при сохранении элементов привода.
Указанная задача решается тем, что в гидроприводе механизма шагания экскаватора, включающем механизм захвата башмака, гидроцилиндр подъема и гидроцилиндр тяги, гидравлически соединенные через гидрораспределители тяги и подъема с силовым насосом высокого давления и с гидробаком, для обеспечения цикла шагания указанные гидрораспределители тяги и подъема гидравлически связаны через электромагнитные гидрораспределители с насосом управления низкого давления, при этом механизм захвата башмака выполнен в виде засова, связанного с гидроцилиндром захвата, штоковая полость которого гидравлически связана с силовым насосом высокого давления для втягивания засова в цикле шагания, а поршневая полость - гидравлически связана через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с указанным силовым насосом для выдвижения засова в цикле экскавации.
Новым в гидроприводе является связь гидроцилиндра захвата, в том числе, и через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель, с силовым насосом высокого давления. Данная связь обеспечивает перемещение штока гидроцилиндра захвата, приводящее к надежному достижению чередующихся конечных положений захвата при смене циклов шагания и экскавации. Так, общепринятого рабочего давления (18…20 МПа) силового насоса высокого давления достаточно для гарантированного перемещения захватов, а потребляемый перед началом цикла шагания цилиндрами захвата расход масла не отразится на продолжительности цикла шагания. Указанный технический результат приводит к дополнительному преимуществу, заключающемуся в возможности значительно снизить рабочее давление насоса управления с 10 МПа (в устройстве-прототипе) до 1,2 МПа.
Кроме того, использование насоса управления низкого давления на пониженное рабочее давление приводит к повышению его срока службы, снижению расхода электроэнергии и температуры масла в гидросистеме, кроме того, к снижению массы элементов привода, конструктивно связанных с данным насосом.
На фигуре изображена гидравлическая схема привода механизма шагания экскаватора.
Гидравлический привод содержит силовой насос 1 высокого давления, гидробак 2, насос управления 3 низкого давления, гидроцилиндр подъема 4, гидроцилиндр тяги 5, башмак 6, механизм захвата башмака, выполненный в виде гидроцилиндра захвата 7, связанного с засовом 8. Кроме того, для обеспечения цикла шагания гидропривод содержит электромагнитные гидрораспределители 9, 10.
Насос управления 3 обеспечивает подачу рабочей жидкости в полости управления гидрораспределителя подъема 11 и гидрораспределителя тяги 12, каждый из которых, будучи соединенным с соответствующими электромагнитными распределителями 9, управляет рабочим ходом штока подъемного гидроцилиндра 4 или тягового гидроцилиндра 5 соответственно. При этом гидрораспределители тяги 11 и подъема 12 гидравлически соединены через электромагнитные гидрораспределители 9 с насосом управления 3.
Штоковая полость гидроцилиндра захвата 7 гидравлически соединена с силовым насосом 1, а поршневая полость гидроцилиндра захвата 7 гидравлически соединена с данным насосом 1 через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель 10. Данная связь обеспечивает соответственно втягивание засова 8 для освобождения башмака 6 в цикле шагания и выдвижение засова 8 для фиксации башмака 6 в цикле экскавации.
Для перемещения экскаватора необходимо использовать два комплекта оборудования, каждый из которых включает: силовой насос 1, гидроцилиндр подъема 4, гидроцилиндр тяги 5, башмак 6, гидрораспределитель подъема 11, гидрораспределитель тяги 12, гидроцилиндр захвата 7 башмака 6, связанный с засовом 8.
В описываемом примере используются трехходовые электромагнитные гидрорапраспределители. Так, четыре электромагнитных гидрораспределителя 9 связаны с соответствующим полостями управления гидрораспределителей тяги 11 и гидрораспределителей подъема 12.
В качестве насоса управления 3 применен шестеренный насос БГ11-23А с рабочим давлением 1,2 МПа.
В качестве силового насоса 1 применен радиально-поршневой насос НР2-900/32 с рабочим давлением 18 МПа.
Гидропривод механизма шагания экскаватора с двумя вышеуказанными комплектами оборудования работает следующим образом.
В исходном положении (цикл экскавации) механизмы захвата удерживают башмаки 6 в поднятом положении, при этом засовы 8 механизмов захвата башмака прижаты весом башмаков 6.
Для осуществления цикла шагания включаются силовые 1 насосы, насос 3 управления и соответствующие электромагнитные гидрораспределители 9. При этом масло под давлением от силового насоса 1 поступает в штоковые полости гидроцилиндров захвата 7 и к гидрораспределителям подъема 11 и тяги 12, а масло от насоса управления 3 поступает в полости управления гидрораспределителей подъема 11 и тяги 12 и переключает их, соединяя штоковые полости гидроцилиндров подъема 4 и тяги 5 с силовыми насосами 1, а поршневые полости - с гидробаком 2. Штоки гидроцилиндров подъема 4 и тяги 5 максимально втягиваются и приподнимают башмаки 6 над засовами 8, разгружая последние. Под действием давления от силовых насосов 1, дежурящего в поршневых полостях гидроцилиндров захвата 7, штоки последних максимально втягиваются вместе с засовами 8, освобождая башмаки 6. После этого выполняется цикл шагания.
После окончания цикла шагания башмаки 6 поднимаются в верхнее положение и включением электромагнитного гидрораспределителя 10 масло от силового насоса 1 подается также и в поршневые полости гидроцилиндров захвата 7. При этом штоки гидроцилиндров захвата 7 выдвигаются, перемещая засовы 8 под башмаки 6. В результате внутренних перетечек масла гидроцилиндры подъема 4 и тяги 5 просаживаются, башмаки 6 опускаются на засовы 8 и зажимают их. Цикл шагания завершен и экскаватор готов к циклу экскавации.
Приведенный пример работы гидропривода механизма шагания экскаватора поясняет возможность перемещения захватов при повторяющихся циклах шагания и экскавации без риска недостижения конечных положений захватов вследствие недостаточного давления, обеспечивая тем самым безотказную работу механизма шагания.