устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства

Формула изобретения

Устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства, содержащее верхнюю и нижнюю крышки, выходной поворотный вал, соединенный с гидравлическим механизмом поворота, гидромагистрали с коллектором подвода и отвода жидкости, отличающееся тем, что выходной поворотный вал установлен внутри верхней и нижней крышек, при этом между выходным валом и верхней или нижней крышками установлен упругий демпфирующий элемент, верхняя крышка выполнена с элементами крепления устройства к грузоподъемному средству, во внутренней полости одной из крышек по окружности в специальных гнездах расположены цилиндрические ролики, между которыми эксцентрично установлен ротор с наружными и внутренними зубьями, наружные зубья выполнены с цилиндрически закругленными вершинами и их число на единицу меньше, чем количество роликов, внутренний зубчатый венец ротора охватывает выходной поворотный вал и входит в зацепление с зубьями его шестерни, в верхней и нижней крышках выполнены направленные друг к другу, равномерно расположенные по окружности и смещенные по фазе отверстия, соединенные между собой в каждой крышке кольцевой проточкой, кольцевые проточки соединены с отверстиями подвода и отвода жидкости, отверстия в крышках диаметрально и между собой расположены с возможностью соединения пространства между наружными зубьями ротора и цилиндрическими роликами с отверстиями гидроподвода и гидроотвода при любом положении ротора, причем при соединении отверстиями, соединенными, например, с гидроприводом, рабочих камер, которые разделены контактирующими поверхностями роликов и вершин зубьев, другая часть рабочих камер соединена с отверстиями гидроотвода.

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.д. Известны устройства для подвески и поворота рабочих органов грузоподъемных средств (см. патент России N 2051514, кл. B 66 C 23/86, 1994 г.), которые используются преимущественно на гидроманипуляторах лесозаготовительных, дорожно-строительных и т.п. машин.

Известное устройство, конструкция которого показана в приложении 1, для подвески и поворота рабочего органа гидроманипулятора (полноповоротный ротатор) содержит корпус, верхнюю крышку с элементами крепления к грузоподъемному средству, внутри корпуса установлен плунжерный гидродвигатель, кинематически соединенный с выходным валом-шестерней, который установлен в направляющих верхней крышки и корпуса и опирается на опорный подшипник. В верхней крышке устройства выполнены каналы для подвода и отвода гидравлического масла к гидродвигателю, а также вращающемуся коллектору подвода гидравлического масла через вал-шестерню к гидроцилиндру захвата гидроманипулятора. Недостатками данного устройства являются значительные габариты и масса, сложность конструкции, высокая трудоемкость изготовления.

Известно также устройство, патент Финляндии N 86534, кл. B 66 C 13/08, 1992 г., (взятое авторами в качестве прототипа), содержащее корпус лопастного гидродвигателя, верхнюю крышку, с элементами подсоединения ротатора к грузоподъемному средству, кинематически связанный с лопастями гидродвигателя, выходной поворотный вал, установленный своими поверхностями в направляющих верхней и нижней крышек, а также опирающийся своими опорными поверхностями на упорный подшипник, установленный в нижней крышке. Конструкция описанного технического решения металлоемка и недостаточно надежна ввиду того, что лопастной гидравлический двигатель создает высокий крутящий момент при значительных геометрических размерах. При этом ввиду наличия соединений верхней и нижней крышек с корпусом гидродвигателя снижается уровень надежности устройства.

Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, касается усовершенствования конструкций вышеописанных устройств в части упрощения конструкции, снижения габаритов и массы, а также повышения надежности.

Поставленная техническая задача решается следующим образом.

Устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства выполняют в виде верхней и нижней крышек, выходного поворотного вала, соединенного с гидравлическим механизмом поворота и гидромагистралями с коллектором подвода и отвода жидкости, при этом выходной поворотный вал установлен внутри верхней и нижней крышек и между выходным валом и верхней или нижней крышками установлен упругий демпфирующий элемент, верхняя крышка выполнена с элементами крепления устройства к грузоподъемному средству, а во внутренней полости этой крышки, по окружности, в специальных гнездах располагают цилиндрические ролики, между которыми эксцентрично устанавливают ротор с наружными и внутренними зубьями, причем наружные зубья выполнены с цилиндрически закругленными вершинами и их число на единицу меньше чем количество роликов, а внутренний зубчатый венец ротора охватывает выходной поворотный вал и входит в зацепление с зубьями его шестерни, в верхней и нижних крышках выполняют противоположно друг другу, равномерно расположенные по окружности и смещенные по фазе отверстия, соединенные между собой кольцевой проточкой, которые соединяют с отверстиями подвода и отвода жидкости, а отверстия в крышках диаметрально и между собой расположены с возможностью соединения пространства между наружными зубьями ротора и цилиндрическими роликами с отверстиями гидроподвода и гидроотвода при любом положении ротора, причем при соединении отверстиями, соединенными, например, с гидроподводом, рабочих камер, которые разделены контактирующими поверхностями роликов и вершин зубьев, другая часть рабочих камер соединена с отверстиями гидроотвода.

Частично заявленное техническое решение может быть реализовано в конструкции (прототипа), при этом снижаются габариты и масса устройства и повышается его надежность.

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

Изобретение поясняется чертежами, на которых показан общий вид в разрезе (фиг. 1) и разрез общего вида по сечению А-А (фиг. 2), при этом отверстия 8 показаны в сечении условно.

Устройство для подвески и поворота рабочего органа грузоподъемного средства содержит верхнюю крышку 1, с одной стороны которой расположены элементы крепления к грузоподъемному средству, а с другой стороны к ней крепится, например, с помощью болтов нижняя крышка 2, при этом в одной из крышек, например верхней, имеется внутренняя полость, а в специальных гнездах крышек 1 и 2 размещены цилиндрические ролики 3, а между ними с эксцентриситетом "e" установлен ротор 4, с наружными и внутренними зубьями (см. фиг. 2). Внутренний зубчатый венец ротора охватывает выходной поворотный вал 5 и входит в зацепление с зубьями этого вала, который установлен подвижно в опорах крышек 1 и 2 и опирается на опорный подшипник 6, размещенный в нижней крышке 2. Ротор 4, наружные зубья которого выполнены с цилиндрически закругленными вершинами и числом на один зуб меньше чем количество цилиндрических роликов 3, образует совместно с крышками 1, 2 и роликами 3 пространства (рабочие камеры) переменного объема. В крышках 1 и 2 выполнены направленные друг к другу, равномерно расположенные по окружности и смещенные по фазе отверстия 7 и 8, которые соединены между собой, в каждой крышке, кольцевыми проточками 9, 10, при этом проточки соединены с отверстиями 11 и 12 в крышке 1, через которые подается и отводится жидкость. Выходной поворотный вал 5 образует с сопрягаемыми поверхностями крышки 1 коллектор для подвода и отвода жидкости через отверстия 13, 14, магистрали 15, 16, например, к гидроцилиндру захвата, который крепится к выходному валу 5. Для снижения уровня динамических нагрузок между валом 5 и крышками 1, 2 установлены упругие демпфирующие элементы 17. Устройство имеет также гидравлические уплотнения, расположенные между сопрягаемыми поверхностями крышек 1, 2 и вала 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Рабочая жидкость под давлением подается через отверстия 11 или 12 в одну из проточек 9 или 10 к отверстиям 7 или 8, а через них жидкость поступает в рабочие камеры и за счет давления начинает планетарно вращать эксцентрично установленный ротор 4, который в свою очередь через внутреннее зубчатое зацепление начинает вращать выходной вал 5, а последний - соединенный с ним грузозахватный механизм, обеспечивая его поворот на необходимый угол. Одновременно рабочая жидкость через отверстия 13, 14, коллектор, магистрали вала 15, 16, может подаваться к гидроцилиндру, обеспечивая "открытие" или "закрытие" захвата. Ввиду того, что выходной поворотный вал гидродвигателя опирается на демпфирующие элементы 17, ударные динамические нагрузки, возникающие в процессе работы, поглощаются. Процесс поворота рабочих органов и управление их механизмами осуществляется в соответствии с выполняемым технологическим процессом по захвату, сборке и погрузке, например, лесоматериалов.

Выполнение устройства для подвески и поворота рабочего органа в виде верхней и нижней крышек с установленным эксцентрично во внутренней полости одной из крышек, между цилиндрическими роликами ротором с наружным зубчатым венцом, имеющим число зубьев на единицу меньше чем количество роликов и охватывающий выходной поворотный вал с коллектором, позволило значительно упростить конструкцию по сравнению с известными, уменьшить габариты и массу.

Выполнение специальных гнезд в верхней и нижней крышках позволило снизить уровень перетечек между рабочими камерами высокого и низкого давления за счет возможности обеспечить более малый зазор в зоне их контакта, что позволяет получить более высокое рабочее давление в гидравлическом механизме поворота и соответственно увеличить его мощность на единицу массы. Размещение между верхней, а возможно, и нижней крышками и выходным валом упругого демпфирующего элемента позволяет уменьшить уровень динамических нагрузок и повысить уровень надежности устройства. Кроме этого, за счет описанного выполнения верхней крышки повышается уровень надежности конструкции ввиду меньшего числа уплотняемых неподвижных соединений, т.е. в данном устройстве уплотняется всего одно соединение между верхней и нижней крышками.