устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства

Формула изобретения

1. Устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства, содержащее корпус, гидродвигатель, торцовые крышки корпуса, средство соединения крышек с корпусом, кинематически связанный с гидродвигателем поворотный вал, выходящий из одной торцовой крышки и имеющий внутренний коллектор подвода гидропотока к механизмам рабочего органа и элементы его подсоединения к последнему, гидромагистрали, выполненные, по крайней мере, в одной из крышек и сообщающиеся с рабочими полостями гидродвигателя, расположенные со стороны крышки, обращенной к грузоподъемному средству, элементы подвески устройства к последнему, дополнительные гидромагистрали, сообщающиеся с коллектором поворотного вала, а также расположенные между сопрягаемыми поверхностями корпуса, крышек и поворотного вала гидроуплотнения, отличающееся тем, что оно снабжено вторым корпусом, охватывающим через дополнительные гидроуплотнения наружные боковые поверхности первого корпуса и, по крайней мере, часть соответствующих поверхностей крышек, консольный участок второго корпуса в зоне охвата им наружной поверхности крышки с выходящим из нее поворотным валом имеет внутренний буртик, взаимодействующий с открытой торцовой поверхностью этой крышки через упорные винты, расположенные в буртике, а противолежащий консольный участок второго корпуса кинематически связан с поверхностью другой крышки через замкнутый по периметру внутренней поверхности второго корпуса упругий элемент, размещаемый в открытых пазах, выполненных на обращенных друг к другу поверхностях этого корпуса и крышки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено элементом подвески, соединенным с крышкой, обращенной к грузоподъемному средству, и выходящим из нее, при этом второй вал сопряжен с поворотным валом через расположенный между их поверхностями упорный элемент, который выполнен в виде тел качения, расположенных в кольцевой полости, образованной открытыми обращенными друг к другу пазами, выполненными соответственно на охватывающей и охватываемой поверхностях названных валов, при этом один из пазов, выполненный на охватывающей поверхности одного из валов, сообщается через полость или полости с наружной поверхностью этого вала, причем элементы подвески к грузоподъемному средству и дополнительные гидромагистрали расположены на втором валу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к устройствам для подвески и поворота рабочих органов грузоподъемных средств, преимущественно, гидроманипуляторов лесозаготовительных, строительно-дорожных машин и т.п., рабочие органы которых выполнены, например, в виде захватно-срезающих устройств, грейферных захватов и т.п.

Известны устройства для подвески и поворота рабочих органов грузоподъемных средств, которые используются, преимущественно, на гидроманипуляторах лесозаготовительных и дорожно-строительных машин (см. патенты FI 86534, от 29.05.1992(1), RU 2051514, от 27.12.1995 (2), а.с. SU 1108067, от 15.08.1984 (3), 757459, от 23.08.1980) (4).

В частности, известное устройство (1) содержит гидродвигатель, его корпус, торцовые крышки последнего, средство соединения крышек с корпусом, кинематически связанный с гидродвигателем поворотный вал, выходящий из одной торцовой крышки и имеющий внутренний коллектор подвода гидропотока к механизмам рабочего органа и элементы его подсоединения к последнему, гидромагистрали выполненные по крайней мере в одной из крышек и сообщающиеся с рабочими полостями гидродвигателя, расположенные со стороны крышки, обращенной к грузоподъемному средству, элементы подвески к последнему, дополнительные гидромагистрали, сообщающиеся с коллектором поворотного вала, а также расположенные между сопрягаемыми поверхностями корпуса, крышек и поворотного вала гидроуплотнения. В известном устройстве элементы подвески к грузоподъемному средству и дополнительные магистрали расположены соответственно на внешней стороне крышки, обращенной к грузоподъемному средству, и внутри последней.

В известном техническом решении средство соединения крышек с корпусом выполнено в виде болтов, расположенных в соосных отверстиях крышек и корпуса. Конструкция описанного устройства эксплуатационно ненадежна, металлоемка, т.к. корпус воспринимает все динамические и статические нагрузки, которые возникают при эксплуатации грузоподъемного средства, что объясняется расположением элементов подвески устройства к грузоподъемному средству непосредственно на торцовой поверхности крышки, обращенной к данному средству.

Выполнение средств соединения крышек с корпусом в виде болтов, проходящих через выполненные в крышках и корпусах соосные отверстия, усложняет конструкцию устройства, повышает их металлоемкость, усложняет монтажно-демонтажные работы, а также ухудшает их эксплуатационную надежность, в том числе за счет гидропотерь между сопрягаемыми поверхностями крышек и корпуса.

Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, касается усовершенствования конструкции устройства в части повышения его эксплуатационной надежности при одновременном упрощении конструкции, технологии изготовления и облегчения монтажно-демонтажных работ при эксплуатации и сборке. В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрано известное устройство (1).

Поставленная техническая задача решается следующим образом: устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства снабжают вторым корпусом, охватывающим через дополнительные гидроуплотнения наружные боковые поверхности первого корпуса и по крайней мере часть соответствующих поверхностей крышек, консольный участок второго корпуса в зоне охвата им наружной поверхности крышки с выходящим из нее поворотным валом имеет внутренний буртик, взаимодействующий с открытой торцовой поверхностью этой крышки через упорные винты, расположенные в буртике, а противолежащий консольный участок второго корпуса кинематически связан с поверхностью другой крышки через замкнутый по периметру внутренней поверхности второго корпуса упругий элемент, размещаемый в открытых пазах, выполненных на обращенных друг к другу поверхностях этого корпуса и крышки.

В соответствии с изобретением устройство снабжено также вторым валом, соединенным с крышкой, обращенной к грузоподъемному средству, и выходящим из нее, при этом второй вал сопряжен с поворотным валом через расположенный между их поверхностями упорный элемент, который выполнен в виде тел качения, расположенных в кольцевой полости, образованной открытыми обращенными друг к другу пазами, выполненными соответственно со стороны охватываемой и охватывающей поверхностей названных валов, при этом один из пазов, выполненный на охватывающей поверхности одного из валов, сообщается через полость или полости с наружной поверхностью этого вала, причем элементы подвески устройства к грузоподъемному средству и дополнительные гидромагистрали расположены на втором валу.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции известного устройства (1), при этом упрощается конструкция последнего, его технология изготовления, улучшаются эксплуатационные характеристики, в том числе за счет снижения гидропотерь, упрощения монтажно-демонтажных работ.

Из приведенного анализа известного уровня техники следует, что заявляемая совокупность конструктивных признаков, их взаимосвязь и достигаемый в результате их реализации технический результат не следуют явным образом из известного уровня техники, существенно отличаются от последнего, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения - новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость, что и подтверждается нижеприведенным описанием.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показано устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства, общий вид в разрезе.

Устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства содержит корпус 1, гидродвигатель 2, образующий с корпусом 1 рабочие полости (на чертеже не показаны). Корпус 1 имеет примыкающие к нему торцовые крышки 3, 4, например, верхнюю и нижнюю. При этом в крышке 3 выполнены гидромагистрали 5, сообщающиеся с рабочими полостями гидровращателя. С гидровращателем 2 кинематически связан, например, посредством зубчатого зацепления, поворотный вал 6, выходящий из торцовой крышки 4 и имеющий внутренний коллектор 7 подвода гидропотока к механизмам (гидроцилиндрам управления) рабочего органа грузоподъемного средства (последние на чертеже не показаны). Поворотный вал 6 имеет расположенные со стороны его консоли элементы подсоединения к рабочему органу. Названные элементы подсоединения могут быть выполнены, например, в виде фланца с крепежными элементами или, например, в виде отверстия 8 под ось шарнирного соединения с рабочим органом. Со стороны крышки 3 расположены элементы подсоединения или подвески устройства к грузоподъемному средству, которые могут быть выполнены, например, в виде кронштейнов непосредственно соединенных с крышкой 3, что соответствует техническому решению (1).

В описываемом варианте выполнения устройства последнее имеет элементы его подсоединения к грузоподъемному средству, выполненные совместно с крышкой 3 и выходящим из нее, например в виде вала 9, который сопряжен с валом 6 через расположенный между их поверхностями, соответственно охватываемой 10 вала 6 и охватывающей 11 вала 9, упорный элемент. Упорный элемент выполнен в виде тел качения, например шариков 12, расположенных в кольцевой полости, образованной открытыми, обращенными друг к другу пазами 13, выполненных в валах 6, 9 соответственно со стороны охватывающей и охватываемой их поверхностей. Пазы 13 имеют преимущественно треугольную форму поперечных сечений (см. чертеж). Один из пазов со стороны охватывающей поверхности вала 9 сообщается с полостью 14 (или полостями), открытой к наружной поверхности этого вала. Описанное конструктивное выполнение упорного элемента уменьшает габариты устройства при сопряжении валов между собой, упрощает конструкцию. На валу 9 элементы подсоединения к грузоподъемному средству расположены на его консоли и выполнены в виде отверстия 15 под ось шарнирного соединения с рабочими узлами грузоподъемного средства (например, с рукоятью гидроманипулятора). Внутренний коллектор 7 вала 6 сообщается с гидромагистралями подвода гидропотока, которые в описываемом варианте устройства выполнены во втором вале 9. Устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства снабжено вторым корпусом 17, который охватывает через гидроуплотнения 18 боковые наружные поверхности корпуса 1 и по крайней мере часть соответствующих поверхностей крышек 3, 4. Консольный участок второго корпуса 17 в зоне охвата им наружной поверхности крышки 4 имеет внутренний буртик 19, взаимодействующий с открытой торцовой поверхностью крышки 4 через упорные винты 20. Консольный участок второго корпуса 17, противолежащий описанному, кинематически связан с поверхностью другой крышки 3. Кинематическая связь выполнена в виде замкнутого по периметру внутренней (охватывающей) поверхности второго корпуса 17 упругого элемента 21, размещаемого в открытых пазах 22, выполненных со стороны внутренней поверхности корпуса 17 и наружной поверхности крышки 3.

Устройство имеет также гидроуплотнения 23 расположенные между сопрягаемыми поверхностями крышек 3, 4 и поворотного вала 6.

Устройство для подвески и поворота подсоединяется известным образом к грузоподъемному средству и его рабочему органу, например к грейферному захвату.

Работа устройства осуществляется при подаче гидропотока (рабочей жидкости) в одну из рабочих полостей (напорную) гидровращателя, который начинает вращаться и приводит во вращение кинематически связанный с ним вал 6, последний, соединенный с рабочим органом грузоподъемного средства, обеспечивает поворот этого рабочего органа на необходимый угол. Одновременно гидропоток рабочей жидкости через магистрали вала 9 подается к коллектору поворотного вала 6, происходит "раскрытие" или наоборот "закрытие" грейферного захвата. Процесс поворота рабочих органов и управление их механизмами осуществляется в соответствии с выполняемым технологическим процессом по захвату, сборке и погрузке пиловочного лесоматериала или с учетом наведения, захвата и пиления стоящего на лесосеке дерева при условии выполнения рабочего органа грузоподъемного средства в виде захватно-срезающего устройства.

Так как устройство для поворота и подвески рабочего органа грузоподъемного средства выполнено с валами 6 и 9, то все силовые нагрузки - осевые, изгибные (статические и динамические) - воспринимаются этими соединенными между собой двумя деталями, что приводит к снижению нагрузок на гидровращатель, повышается эксплуатационная надежность последнего, при этом благодаря выполнению устройства с двумя корпусными элементами соответственно 1 и 17, последний из которых охватывает первый и прилегающие к нему крышки снижается количество гидропотерь между стыковочными поверхностями корпусов и крышек, что также повышает эксплуатационную надежность устройства.

Выполнение устройства с корпусами 1 и 17 позволило осуществить соединение корпуса 1 с крышками 3 и 4 путем прижатия последних к корпусу 1 упорными винтами 20 и кинематической связи корпусов 1, 17 через упругий элемент 21. Такое выполнение устройства привело к упрощению монтажно-демонтажных работ, как при изготовлении, так и при эксплуатации, к уменьшению массы (материалоемкости) корпуса 1 и его габаритов, что в целом упростило конструкцию и технологию изготовления устройства.

Благодаря выполнению кинематической связи корпуса 1 и 17 через упругий элемент 21 обеспечивается надежность силового замыкания корпусных элементов с крышками устройства при силовых нагрузках, имеющих место при работе грузоподъемного средства, т. к. упругий элемент 21 демпфирует эти силовые нагрузки, не нарушается целостность силового замыкания корпусов и крышек.

При демонтаже устройства (или монтаже) осуществляют силовое воздействие на упорные винты 20, при этом уменьшается или увеличивается силовое воздействие на упругий элемент 21, который размыкается относительно пазов 22 корпусов 1 и 17 или замыкается относительно поверхностей этих пазов.