устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, распределитель рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр установлены параллельно и сближены относительно продольной плоскости симметрии рабочего оборудования, при этом распределитель рабочей жидкости установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом и со сливом в гидробак.

2. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, распределитель рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр установлены параллельно и сближены относительно продольной плоскости симметрии рабочего оборудования, при этом распределитель рабочей жидкости установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом.

3. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины по п.2, отличающееся тем, что размеры основного гидроцилиндра принимают такими, при которых отношение квадратов диаметров поршня и штока составляет 2.

4. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, включающий поршневую полость, соединенную с газовым баллоном, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом.

5. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины, содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, гидронасос, отличающееся тем, что основной распределитель установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом, а в другой - между собой и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра в одной позиции золотника со сливом в гидробак через основной распределитель, в другой - с гидронасосом.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к стреловым землеройным, горным, строительным и другим колесным и гусеничным подъемно-транспортным машинам циклического действия.

Известно устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины [АС №543715, 12.03.1977. Бюлл. №3], содержащее рабочее оборудование, основной гидроцилиндр, уравновешивающий гидроцилиндр, основной и дополнительный распределители рабочей жидкости; пневмогидроаккумулятор, устройство управления дополнительным распределителем, гидромагистрали, гидронасос.

Недостатком этого устройства является наличие пневмогидроаккумулятора, представляющего собой сложное дорогостоящее устройство.

Наиболее близким по технической сущности из известных технических решений к предлагаемой группе изобретений является устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины [Патент РФ №2236515, 27.03.2003], содержащее рабочее оборудование, основные гидроцилиндры и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном; основной и дополнительный распределители рабочей жидкости, гидронасос.

Недостатками устройства являются малая скорость подъема, опускания рабочего оборудования, небольшая производительность, а также сложная конструкция, обусловленная наличием 3-х гидроцилиндров.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства уравновешивания, расширение функциональных возможностей и увеличение скоростей подъема, опускания рабочего оборудования.

Поставленная задача группы изобретений решена за счет того, что в известном устройстве уравновешивания, включающем рабочее оборудование стреловой машины, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроцилиндр, включающем поршневую полость, соединенную с газовым баллоном; основной распределитель рабочей жидкости, гидронасос, в котором согласно группы изобретений, основной гидроцилиндр и уравновешивающий пневмогидроциливдр установлены параллельно и сближены относительно продольной плоскости симметрии рабочего оборудования, по первому варианту выполнения распределитель рабочей жидкости установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом или со сливом в гидробак; во втором варианте выполнения устройства распределитель рабочей жидкости выполнен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом, при этом соотношение размеров основного гидроцилиндра принимают таким, что отношение квадрата диаметра цилиндра к квадрату диаметра штока составляет 2; в третьем варианте выполнения основной распределитель установлен с возможностью соединения рабочих полостей основного гидроцилиндра поочередно с гидронасосом и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом; в четвертом варианте выполнения основной распределитель установлен с возможностью соединения в одной позиции золотника рабочих полостей основного гвдроцилиндра между собой и с гидронасосом, а в другой - между собой и со сливом в гидробак, при этом дополнительный распределитель установлен с возможностью соединения штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра в одной позиции золотника со сливом в гидробак, а в другой - с гидронасосом.

Предложенная группа изобретений обеспечивает расширение функциональных возможностей машины, позволяет осуществлять следующие режимы работы:

- в первом варианте выполнения обеспечивают энергосберегающий режим работы с уравновешиванием сил тяжести при обычной скорости движения рабочего оборудования;

- во втором варианте выполнения энергосберегающий режим уравновешивания сил тяжести обеспечивает удвоение скорости подъема рабочего оборудования;

- в третьем варианте выполнения обеспечивают энергосберегающий режим работы при двух скоростях подъема рабочего оборудования (первая и вторая рабочие скорости);

- в четвертом варианте выполнения обеспечивают энергосберегающий режим работы с удвоенной скоростью подъема рабочего оборудования и увеличенную скорость опускания рабочего оборудования за счет соединения при помощи дополнительного распределителя штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра с гидронасосом.

Сущность работы группы изобретений состоит в следующем. Энергосбережение при подъеме рабочего оборудования осуществляют за счет уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования при помощи газового баллона и уравновешивающего пневмогидроцилиндра. Увеличение скорости подъема рабочего оборудования в 2 раза достигают соединением полостей основного гидроцилиндра между собой и с гидронасосом и выполнении условия: отношение квадратов диаметра гидроцилиндра и штока равно 2. Увеличение скорости опускания рабочего оборудования достигают путем соединения штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра с гидронасосом, обеспечивающим быстрый насосный режим опускания стрелы.

Группа изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид колесного экскаватора с уравновешивающим устройством, состоящим из основного гидроцилиндра и уравновешивающего пневмогидроцилиндра; на фиг.2 показан вид по стрелке А на гидроцилиндр рабочего оборудования и уравновновешивающий пневмогидроцилиндр; на фиг.3 изображен общий вид гусеничного экскаватора с системой уравновешивания рабочего оборудования; на фиг.4 приведена гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по первому варианту выполнения; на фиг.5 - гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по второму варианту выполнения; на фиг.6 - гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по третьему варианту выполнения; на фиг.7 - гидросистема уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины по четвертому варианту выполнения.

Группа изобретений содержит рабочее оборудование 1, основной гидроцилиндр 2, уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3. На фиг.2 показан размер К минимального сближения основного гидроцилиндра 2 и уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3; размер М - расстояние между шарнирами стрелы на портале экскаватора (М>К). Уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3 поршневой газовой полостью соединен с газовым баллоном 4, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3 соединена гидролинией 5 через основной распределитель 6 со сливом в гвдробак 7. Рабочие полости основного гидроцилиндра 2 соединены с основным распределителем 6 гидролиниями 8. Стандартным элементом гидросистемы является гидронасос 9. На фиг.6 для третьего варианта выполнения системы установлен дополнительный распределитель 10, соединенный гидролиниями 11 с рабочими полостями основного гидроцилидра 2. На фиг.7 для четвертого варианта выполнения системы установлен дополнительный распределитель 12, соединенный гидролинией 5 со штоковой полостью уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3.

Устройство уравновешивания сил тяжести по первому варианту выполнения (фиг.4) работает следующим образом. При включении вверх золотника распределителя 6, рабочую жидкость от гидронасоса 9 подают в поршневую полость основного гидроцилиндра 2, а из штоковой полости этого гидроцилиндра сливают в гидробак 7 через распределитель 6. Одновременно при подъеме стрелы работает уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3, в который по мере подъема стрелы поступает сжатый газ из газового баллона 4.

Подъем рабочего оборудования прекращается установкой распределителя 6 в нейтральное положение, показанное на фиг.4. Для опускания рабочего оборудования золотник распределителя 6 перемещают вниз, рабочую жидкость от гидронасоса 9 подают в штоковую полость основного гидроцилиндра 2, а из поршневой полости сливают в гидробак 7.

Устройство уравновешивания сил тяжести по второму варианту выполнения (фиг.5) работает следующим образом. При включении вниз золотника распределителя 6, рабочие полости основного гидроцилиндра 2 при помощи гидролинии 8 соединяют между собой и с гидронасосом 9. Одновременно при подъеме стрелы работает уравновешивающий пневмогидроцилиндр 3, в который по мере подъема стрелы поступает сжатый газ из газового баллона 4, в результате чего рабочее оборудование 1 поднимают с удвоенной скоростью.

Устройство уравновешивания сил тяжести по третьему варианту выполнения (фиг.6) работает следующим образом.

При включении золотника основного распределителя 6 осуществляют энергосберегающий режим подъема рабочего оборудования 1 аналогично первому варианту выполнения. Кроме того, при включении вниз золотника дополнительного распределителя 10 обеспечивают соединение рабочих полостей основного гидроцилиндра 2 при помощи гидролиний 11 между собой и с гидронасосом 9, обеспечивая увеличение скорости подъема рабочего оборудования в 2 раза. Таким образом, третий вариант выполнения устройства обеспечивает две скорости подъема рабочего оборудования: обычную и ускоренную.

Устройство уравновешивания сил тяжести по четвертому варианту выполнения (фиг.7) работает следующим образом.

При включении вниз золотника основного распределителя 6 при помощи гидролиний 8 соединяют рабочие полости основного гидроцилиндра 2 между собой и с гидронасосом 9, осуществляя ускоренный подъем рабочего оборудования. При этом золотник дополнительного распределителя 12 находится в положении, изображенном на фиг.7. Для ускоренного опускания рабочего оборудования 1 золотник основного распределителя 6 включают вверх, соединяя при этом при помощи гидролиний 8 рабочие полости основного гидроцилиндра 2 между собой и со сливом в гидробак 7. Одновременно при включении золотника основного распределителя 6 вверх включают вверх золотник дополнительного распределителя 12, обеспечивая при этом соединение при помощи гидролинии 5 штоковой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра 3 с гидронасосом 9. В результате этого обеспечивается быстрый гидронасосный режим опускания рабочего оборудования.

Таким образом, предложенная группа изобретений обеспечивает четыре варианта уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования.