МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА КОЛОННЫ СТРЕЛОВОГО МАНИПУЛЯТОРА
JIG ARM COLUMN TURNING MECHANISM

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам, а именно к механизмам поворота с гидравлическим приводом.
Известен механизм поворота стрелового манипулятора, содержащий поворотную колонну с закрепленной на ней шестерней, зубчатую рейку, размещенную внутри гидроцилиндров, в поршни которых встроены демпфирующие устройства, а в крышках гидроцилиндров выполнены каналы, сообщающие с распределителем гидросистемы базовой машины и с полостями дополнительного демпфера (см. А.с. СССР №1164200, кл. В66С 23/86, 19.04.1978 г.).
Недостатками его являются то, что при установке демпфера на другие манипуляторы с различными объемами полостей гидроцилиндра и объемами деформации цилиндрических элементов гидросистемы не предусмотрена регулировка объемов полостей демпфера, что необходимо для эффективности демпфирования.
Наиболее близким по технической сущности решением, принятым за прототип, является изобретение, используемое в грузоподъемных устройствах. Сущность изобретения: в торцевых стенках изолированных полостей корпуса демпфера установлены пробки, выполненные в виде гильз, внутри которых размещены плунжеры, в каналах ступенчатого плунжера установлены сменные дроссели с калиброванными отверстиями, поршневые полости гидроцилиндров сообщены с гидробаком через дополнительно установленные обратные и предохранительные клапаны (см. А.с. СССР №1792910, кл. В66С 13/42, 1983 г.).
Недостатками прототипа является то, что при остановках поворотной колонны в различных положениях происходит демпфирование колебаний путем перетекания жидкости из одной полости в другую через дроссельные отверстия, при этом гидравлическая энергия превращается в тепловую, что приводит к перегреванию рабочей жидкости и потере энергии.
Задачей изобретения является рекуперация энергии, накапливаемой при остановке поршней гидроцилиндров механизма поворота в конечных положениях.
Для этого механизм поворота стрелового манипулятора, содержащий поворотную колонну с закрепленной на ней шестерней, зубчатую рейку, размещенную внутри гидроцилиндров, в поршни которых встроены демпфирующие устройства, а в крышках гидроцилиндров выполнены каналы, сообщающиеся с распределителем гидросистемы базовой машины и с полостями дополнительного демпфера, согласно изобретению снабжен дополнительными пневмоцилиндрами, включающими в себя поршни, установленные на штоках, выполненных в виде рейки, находящейся в зацеплении с шестерней поворотной колонны.
Предлагаемое изобретение позволяет получить следующий технический результат: при остановке поворотной колонны в конечных положениях поршней гидроцилиндров происходит накапливание потенциальной энергии за счет сжатого воздуха в пневмоцилиндрах, которая возвращается в гидросистему при обратном повороте колонны.
На чертеже схематически изображен механизм поворота, вид сверху.
На колонне 1 стрелового манипулятора, установленной на раме 2 лесозаготовительной машины, закреплена шестерня 3, взаимодействующая с зубчатыми рейками 4 и 5. Рейка 4 помещена внутри гидроцилиндров 6 и 7. Рейка 5 расположена внутри дополнительных пневмоцилиндров 8 и 9.
Демпфер включает в себя корпус 10, размещенный в нем ступенчатый плунжер, средняя часть 11 которого выполнена большего диаметра, чем концевые его части 12 и 13. В концевых частях ступенчатого плунжера выполнены дросселирующие каналы 14 и 15. Средняя часть ступенчатого плунжера образует с корпусом две изолированные полости 16 и 17, соединенные с полостями 18 и 19, образованными торцами плунжера и корпусом, которые соединены через дросселирующие каналы 14 и 15. Поршневые полости гидроцилиндров сообщены с полостями 18 и 19 через обратные клапаны 20 и 21. Полости 16 и 17 постоянно сообщены с поршневыми полостями гидроцилиндров.
Устройство работает следующим образом. При повороте колонны 1, например, против часовой стрелки рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра 6 и зубчатая рейка 4 под действием давления на поршень перемещается вправо. Одновременно вторая рейка 5 перемещается влево и поршень в пневмоцилиндре 8 сжимает воздух, накапливая потенциальную энергию рекуперации.
При остановке механизма поворота каналы 22 и 23 отключаются от гидросистемы с помощью распределителя, и подсоединенные к ним гидролинии становятся запертыми. Однако колонна под действием инерционных сил продолжает поворачиваться в том же направлении, в результате чего давление рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра повышается и жидкость поступает в полость 17 дополнительного демпфера и через обратный клапан 21 - в полость 19, перемещая плунжер в левое положение. При этом обратный клапан 20 закрывается и жидкость из запертой полости 18 проходит через дросселирующий канал в поршневую полость гидроцилиндра. При дросселировании рейка 4 плавно тормозится.
При повороте колонны 1 по часовой стрелке рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра и зубчатая рейка 4 перемещается влево. Одновременно поршень пневмоцилиндра под действием потенциальной энергии сжатого воздуха перемещается вправо, тем самым возвращая накопленную энергию и уменьшая количество дросселируемой жидкости и потери энергии на ее нагревание. При отключении механизма поворота в результате инерционных сил происходит повышение давления в поршневой полости гидроцилиндра. В этом случае жидкость поступает в полости 18 и 19, перемещая плунжер вправо. При этом жидкость из полости 19 дросселируется через канал 15, и рейка 4 тормозится.
При остановках поршней гидроцилиндров в промежуточных положениях дополнительный демпфер работает совместно с пневмоцилиндрами, повышая эффективность демпфирования и рекуперации энергии.