гидромеханическая система стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины

Формула изобретения

Гидромеханическая система стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины, содержащая узел крепления системы к тяговой раме, корпус, маятник, подвешенный на подшипниках, гидравлический распределитель, поворотную кулису с регулируемыми толкателями, отличающаяся тем, что на маятнике, параллельно его продольной оси установлен ходовой винт, с верхней частью которого соединено приводное устройство, на ходовой винт установлена фасонная гайка, сопряженная с поворотной кулисой, на маятнике установлен датчик положения фасонной гайки, в кабине планировочной машины установлено устройство индикации положения фасонной гайки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам управления строительных и дорожных машин, предназначено для использования в строительных и дорожных машинах (бульдозеры, автогрейдеры, асфальтоукладчики и т.д.).

Известны: [а.с. СССР 126621, МПК⁴ G01C 9/12. Устройство для автоматической стабилизации положения движущейся машины относительно горизонта. / Солдаткин Ю.С., Беляев Н.В., Горшков В.В.], снабженное в качестве датчика маятником, взаимодействующим с соплом гидравлического усилительно-исполнительного механизма; [а.с. СССР 38664, МПК⁴ E01B 27/00, E01B 35/00, G01C 9/12. Устройство для автоматического удерживания рабочей части подбивочной машины в горизонтальном положении. / Барыкин Ф.Д., Белогорцев П.Г.], в котором применен свободный маятник-отвес, сочлененный с золотником, переключающим сжатый газ или жидкость в тот или иной из пневматических или гидравлических домкратов; [а.с. СССР 891867, МПК⁴ E02F 9/20, E02F 3/76. Гидромеханическая система стабилизации положения отвала автогрейдера в поперечной плоскости. / Палеев В.А, Щербаков B.C., Байкалов В.А., Попов A.M., Ерошенков В.Г.], включающая корпус, маятник, подвешенный в корпусе, и гидрораспределитель, взаимодействующий с маятником; [а.с. СССР 1203207, МПК⁴ E02F 9/20. Система стабилизации положения рабочего органа дорожно-строительной машины. / Щербаков B.C., Гольчанский М.А., Ерошенков В.Г., Кугель А.Я.], снабженная управляющим распределителем с золотником, тросиком и направляющими блоками с лопастями.

Недостатком этих устройств является отсутствие регулировки чувствительности.

Также известна [а.с. СССР 1481344, МПК⁴ E02F 9/20. Система автоматической стабилизации поперечного наклона рабочего органа автогрейдера. / Щербаков B.C., Раац В.Ф., Калугин В.Е., Маковеев А.А.], снабженная датчиком угла наклона формируемого профиля к основной раме сумматором и механизмом определения угла наклона формируемого поперечного профиля к опорной поверхности автогрейдера.

Недостатком этого устройства является наличие электронных блоков, которые требуют высокой квалификации обслуживающего персонала, а также недостаточная надежность в условиях дорожного строительства: воздействие атмосферных осадков, высоких и низких температур, вибрации, пыли, солнечной радиации, агрессивных веществ, содержащихся в топливах и смазках.

Наиболее близким решением из известных по технической сущности является [а.с. СССР 866075, МКИ³ E02F 9/20. Гидравлическая система стабилизации угла наклона отвала автогрейдера в поперечной плоскости. / Палеев В.А., Щербаков B.C., Махонин Н.А., Попов A.M., Ерошенков В.Г., Иноземцев А.Г.], содержащая узел крепления к тяговой раме автогрейдера, к которому, в свою очередь, консольно прикреплен корпус гидромеханической системы стабилизации. В корпусе на подшипниках подвешен массивный маятник, в корпусе шарнирно закреплена поворотная кулиса, которая через регулируемые толкатели соединена с золотником гидравлического распределителя. При отклонении отвала от заданного углового положения поворачивается тяговая рама автогрейдера и корпус системы.

Маятник, сохраняя неизменным свое положение относительно вертикали, перемещает золотник гидравлического распределителя. Гидравлический распределитель включает гидроцилиндр подвеса тяговой рамы на подъем либо на опускание до устранения ошибки в угловом положении отвала относительно горизонта.

Особенностью данного изобретения является механическая связь между маятником и золотником гидравлического распределителя. Имеется возможность регулировки чувствительности за счет смещения сухаря, прикрепленного к маятнику посредством болта с гайкой.

Однако данное устройство обладает следующим недостатком: отсутствие возможности дистанционного, из кабины, регулирования чувствительности системы стабилизации.

Технической задачей изобретения является расширение возможностей гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины за счет оперативной регулировки чувствительности, обеспечивающей отсутствие автоколебаний рабочего органа при заданной точности выполняемых работ и максимальной поступательной скорости планировочной машины, что ведет к повышению производительности выполняемых работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, согласно изобретению на маятнике, параллельно его продольной оси установлен ходовой винт, с верхней частью которого соединено приводное устройство, на ходовой винт установлена фасонная гайка, сопряженная с поворотной кулисой, на маятнике установлен датчик положения фасонной гайки, в кабине планировочной машины установлено устройство индикации положения фасонной гайки.

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины, на фигуре 2 - ходовой винт в сборе с фасонной гайкой, на фигуре 3 - приводное устройство, на фигуре 4 - примерная электрическая схема подключения устройства индикации положения фасонной гайки, на фигуре 5 - примерная электрическая схема подключения устройства индикации положения фасонной гайки для двигателя постоянного тока с постоянными магнитами, на фигуре 6 - примерная электрическая схема подключения устройства индикации положения фасонной гайки для двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой возбуждения, на фигуре 7 - примерная электрическая схема подключения устройства индикации положения фасонной гайки для двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения, на фигуре 8 - расчетная схема гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины, на фигуре 9 изображен график изменения чувствительности гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины.

Гидромеханическая система стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины (ГМСС) устроена следующим образом: к тяговой раме планировочной машины присоединен узел крепления (1), к которому консольно прикреплен корпус (2). В корпусе (2) на подшипниках (3) подвешен массивный маятник (4), на котором, параллельно его продольной оси установлен ходовой винт (5), с верхней частью которого соединено приводное устройство (6), включающее электродвигатель (7) и зубчатую передачу, например червяк (8), червячное колесо (9). На ходовой винт (5) установлена фасонная гайка (10), сопряженная с поворотной кулисой (12), на маятнике (4) установлен датчик положения фасонной гайки (11), в кабине планировочной машины (14) установлено устройство индикации положения фасонной гайки (13), содержащее индикатор (15) и устройство управления (16). В корпусе (2) шарнирно закреплена поворотная кулиса (12), которая через регулируемые толкатели (17) соединена с золотником гидравлического распределителя (18). С корпусом (2) жестко связано червячное колесо (19). В нерабочем положении маятник (4) зафиксирован стопором (20) (фиг.1 - 4).

Принцип работы гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины следующий: при отклонении отвала планировочной машины от заданного углового положения относительно горизонта поворачивается тяговая рама и связанный с ней через узел крепления (1) корпус (2). При повороте маятника (4) относительно корпуса фасонная гайка (10), взаимодействуя с кулисой (12), вызывает ее поворот. Для снижения чувствительности гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины (наличие автоколебаний) приводное устройство (6) вращает ходовой винт (5) в сторону, при которой фасонная гайка (10) перемещается в верхнюю часть маятника (4). Для повышения чувствительности гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины приводное устройство (6) вращает ходовой винт (5) в сторону, при которой фасонная гайка (10) перемещается в нижнюю часть маятника (4). При этом датчик положения (11) передает значение чувствительности в кабину планировочной машины (14) на устройство индикации положения фасонной гайки (13). При этом регулируемые толкатели (17) поворотной кулисы (12) перемещают золотник гидравлического распределителя (18). При малых отклонениях окна гидравлического распределителя (18) открываются незначительно, при этом расход жидкости через распределитель мал, при больших отклонениях окна гидравлического распределителя открываются полностью, скорость перемещения штока максимальна. Изменение угла установки отвала относительно горизонта производят поворотом червячного колеса (19).

Из расчетной схемы (фиг.8) получены следующие зависимости:

z=с·tan ;

где z - перемещение золотника, мм;

с - расстояние от нижней оси до золотника, мм;

- угловое перемещение поворотной кулисы, рад.

r=(L-х)·sin ;

где r - отклонение фасонной гайки от вертикальной оси, мм;

L - расстояние между осями, мм;

x - текущее положение фасонной гайки, мм;

- угол поворота маятника, рад.

r=[L-(L-x)·cos ]·tan ;

(L-x)·sin =[L-(L-x)·cos ]·tan ;

;

Для малых углов sin , cos 1, tan .

;

z=c· ;

;

.

График изменения чувствительности гидромеханической системы стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины (фиг.9) получен для следующих значений величин: L=248 мм, с=130 мм, X_min=22 мм, X_max=122 мм.

Использование новых элементов фасонной гайки (10), ходового винта (5), приводного устройства (6) позволяет достичь указанного технического результата, за счет того, что на маятнике (4), параллельно его продольной оси установлен ходовой винт (5) с верхней частью которого соединено приводное устройство (6), на ходовой винт (5) установлена фасонная гайка (10), сопряженная с поворотной кулисой (12), на маятнике (4) установлен датчик положения фасонной гайки (11), в кабине планировочной машины (14) установлено устройство индикации положения фасонной гайки (13).