Гидравлическая система привода рабочего оборудования путепрокладчика

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРИВОДА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ПУТЕПРОКЛАДЧИКА(71) Заявитель Минский государственный высший авиационый колледж(72) Авторы Котлобай Анатолий Яковлевич Котлобай Андрей Анатольевич Тамело Владимир Федорович Щебетов Константин Борисович Щебетова Елена Константиновна Плиговка Олег Анатольевич Козырь Артур Иванович Клименко Андрей Александрович(73) Патентообладатель Минский государственный высший авиационый колледж(57) Гидравлическая система привода рабочего оборудования путепрокладчика, содержащая насосную установку с гидробаком, гидравлические цилиндры перевода отвала бульдозерного оборудования в транспортное и рабочее положения, подъема, опускания и перекоса отвала, фиксации механизма установки крыльев отвала, подъема и опускания лыжи отвала, подъема и опускания рыхлителя, гидромоторы механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана, гидроцилиндры торможения механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана, рабочие полости которых связаны с напорной магистралью насосной установки и баком через блок гидравлических распределителей с электоромагнитным управлением, отличающаяся тем, что насосная установка выполнена в составе одного 99252014.02.28 насоса переменной производительности и системы управления, включающей электронный блок управления, гидрораспределитель с пропорциональным электромагнитом, ступенчатый поршень изменения положения блока цилиндров насоса, датчик обратной связи положения ступенчатого поршня, а рабочие полости гидроцилиндров подъема и опускания отвала связаны с насосом и баком через один гидравлический распределитель с электромагнитным управлением.(56) 1. Ольшанский А.В., Федотов Н.Ф., Бородин Н.Г., Трянин В.П., Гельфарб А.И., Ржевский В.А., Потапов П.А., Караваенко А.Н. Машины инженерного вооружения. Ч. . Общая характеристика. Машины для преодоления разрушений и механизации земляных работ Учебник для курсантов военных училищ инженерных войск / Под ред. А.В.Ольшанского. М. Военное издательство, 1986. - С. 242, 243, рис. 6.18. Полезная модель относится к гидрообъемным передачам многофункциональных технологических машин, преимущественно к приводу рабочих органов навесного оборудования путепрокладчика. Известна гидравлическая система привода рабочего оборудования путепрокладчика,содержащая насосную установку с гидробаком, гидравлические цилиндры перевода отвала бульдозерного оборудования в транспортное и рабочее положения, подъема, опускания и перекоса отвала, фиксации механизма установки крыльев отвала, подъема и опускания лыжи отвала, подъема и опускания рыхлителя, гидромоторы механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана, гидроцилиндры торможения механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана, рабочие полости которых связаны с напорной магистралью насосной установки и баком через блок гидравлических распределителей с электоромагнитным управлением 1. Гидравлическая система привода рабочего оборудования путепрокладчика обеспечивает перевод отвала бульдозерного оборудования в транспортное и рабочее положения,подъем, опускание и перекос отвала, фиксацию механизма установки крыльев отвала,подъем и опускание лыжи отвала, подъем и опускание рыхлителя, привод грузовой лебедки и поворот крана, торможение механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана. Недостатком известной гидравлической системы привода рабочего оборудования путепрокладчика является высокая сложность и материалоемкость. Так, для привода рабочего оборудования используется насосная установка, включающая четыре насоса, приводимых сложной и материаллоемкой раздаточной коробкой, система электромагнитных кранов,обеспечивающая перевод насосной установки из режима холостого хода в рабочий режим,и ступенчатое регулирование производительности насосной установки. Кроме того, в гидролинии связи рабочих полостей гидроцилиндров подъема и опускания отвала бульдозера установлено параллельно пять гидрораспределителей с электромагнитным управлением, а для обеспечения плавающего положения бульдозерного отвала - два золотника и электромагнитный кран. Задачей, решаемой полезной моделью, являются упрощение конструкции гидравлической системы привода рабочего оборудования путепрокладчика и уменьшение ее материаллоемкости. Решение поставленной задачи достигается тем, что в гидравлической системе привода рабочего оборудования путепрокладчика, содержащей насосную установку с гидробаком,гидравлические цилиндры перевода отвала бульдозерного оборудования в транспортное и рабочее положения, подъема, опускания и перекоса отвала, фиксации механизма установки крыльев отвала, подъема и опускания лыжи отвала, подъема и опускания рыхлителя,2 99252014.02.28 гидромоторы механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана, гидроцилиндры торможения механизмов привода грузовой лебедки и поворота механизмов привода грузовой лебедки и поворота крана, рабочие полости которых связаны с напорной магистралью насосной установки и баком через блок гидравлических распределителей с электоромагнитным управлением, насосная установка выполнена в составе одного насоса переменной производительности и системы управления, включающей электронный блок управления,гидрораспределитель с пропорциональным электромагнитом, ступенчатый поршень изменения положения блока цилиндров насоса, датчик обратной связи положения ступенчатого поршня, а рабочие полости гидроцилиндров подъема и опускания отвала связаны с насосом и баком через один гидравлический распределитель с электромагнитным управлением. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают упрощение конструкции гидравлической системы привода рабочего оборудования путепрокладчика и уменьшение ее материаллоемкости за счет применения насосной установки в составе одного насоса переменной производительности, исключения из состава насосной установки сложной и материаллоемкой раздаточной коробки, применения одного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением в гидролиниях связи рабочих полостей гидроцилиндров подъема и опускания отвала с насосом и баком. Кроме того, для обеспечения плавающего положения бульдозерного отвала применен один двухпозиционный гидравлический распределитель с электромагнитным управлением. На фигуре представлена схема гидравлической системы привода рабочего оборудования путепрокладчика. Гидравлическая система привода рабочего оборудования путепрокладчика включает насосную установку 1 с гидробаком 2. Насосная установка 1 состоит из насоса 3 переменной производительности и системы управления, включающей электронный блок управления 4, гидрораспределитель 5 с пропорциональным электромагнитом, ступенчатый поршень 6 изменения положения блока цилиндров насоса 3, образующий рабочие полости 7, 8 в гидроцилиндрах, датчик обратной связи 9 положения поршня 6. В напорной магистрали насоса 3 установлен предохранительный клапан 10. Для перевода отвала бульдозерного оборудования в транспортное и рабочее положения гидравлическая система привода оснащена гидроцилиндрами 12, 13, рабочие полости которых связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 14 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Заглубление, выглубление отвала бульдозерного оборудования осуществляются гидроцилиндрами 15, 16, рабочие полости которых связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 17 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Для перевода отвала бульдозерного оборудования в плавающее положение гидравлическая система привода оснащена двухпозиционным гидрораспределителем 18 с электромагнитным управлением, соединяющим во второй позиции рабочие полости гидроцилиндров 15, 16 со сливом в бак 2. Перекос отвала бульдозерного оборудования осуществляется гидроцилиндрами 19, 20,рабочие полости которых связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 21 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Фиксация механизма перевода крыльев отвала бульдозерного оборудования при установке в положение путепрокладочное, бульдозерное, грейдерное осуществляется гидроцилиндрами 22, 23, рабочие полости которых связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 24 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Подъем, опускание лыжи осуществляются гидроцилиндром 25, рабочие полости которого связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 26 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. 3 99252014.02.28 Заглубление, выглубление рыхлителя осуществляются гидроцилиндрами 27, 28, рабочие полости которых связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 29 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. В линии штоковых полостей гидроцилиндров 27, 28 установлен предохранительный клапан 30,предназначенный для предохранения агрегатов гидросистемы при работе рыхлителя на тяжелых грунтах. Поворот крана осуществляется реверсивным гидромотором 31, рабочие полости которого связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 32 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Для защиты механизма поворота крана от перегрузок в гидросистеме предусмотрены два обратных клапана и предохранительный клапан 33. Для торможения механизма поворота крана гидросистема оснащена плунжерным гидроцилиндром 34, рабочая полость которого связана через электромагнитный кран 35 со сливом в бак 2 и с напорной магистралью насоса 3. Привод грузовой лебедки крана осуществляются реверсивным гидромотором 36, рабочие полости которого связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 37 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Для торможения механизма привода грузовой лебедки крана гидросистема оснащена плунжерными гидроцилиндрами 38, 39, рабочие полости которых связаны через электромагнитный кран 40 со сливом в бак 2 и с напорной магистралью насоса 3. Подъем, опускание стрелы крана осуществляется гидроцилиндром 41, рабочие полости которого связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 42 с электромагнитным управлением с напорной магистралью насоса 3 и сливом в бак 2. Рабочие полости гидроцилиндра 41 запираются гидрозамком 43. Гидравлическая система привода рабочего оборудования путепрокладчика работает следующим образом. В исходном положении гидрораспределитель 5 находится во второй позиции, соединяя напорную магистраль насоса 3, полости 7, 8 с баком 2. Поршень 6, подпружиненный со стороны полости 7, занимает крайнее правое положение, обеспечивая блоку цилиндров насоса 3 максимальный угол наклона. При включении механизма привода насос 3 получает вращение, всасывает рабочую жидкость из гидравлического бака 2 и подает ее через гидрораспределитель 5 в полость 8 и бак 2. Поскольку между полостью 8 и баком 2 установлен дроссель гидрораспределителя 5 в полости 8 создается давление рабочей жидкости, отличное от давления в полости 7 на величину потери давления во втором дросселе гидрораспределителя 5. При существенной разности диаметров ступенчатого поршня 6 в полостях 7, 8 и незначительной разности давлений поршень 6 перемещается влево,уменьшая угол наклона блока цилиндров насоса 3 и его подачу до значения ее на холостом ходу. Поворот отвала бульдозерного оборудования в рабочее либо транспортное положение. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 14 блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределителя 14 поступает в поршневые либо штоковые полости гидроцилиндров 12,13. Штоки гидроцилиндров выдвигаются либо втягиваются и поворачивают толкающую раму (не показана) вместе с отвалом в рабочее либо транспортное положение. Из штоковых либо поршневых полостей гидроцилиндров 12, 13 рабочая жидкость через трехпозиционный гидрораспределителя 14 сливается в бак 2. Заглубление либо выглубление отвала бульдозерного оборудования. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 17 одновременно электронный блок управления 4 подает сигнал и гидрораспределитель 5 переводится в первую позицию, соединяя полость 8 с напорной магистралью насоса 3 и запирая слив рабочей жидкости насоса 3 в бак 2 через гидрораспределитель 5. Поршень 6 перемещается (на фигуре вверх), увеличивая угол наклона блока цилиндров насоса 3 и подачу рабочей жидкости его до заданного уровня, и 4 99252014.02.28 отслеживает этот уровень в следящем режиме посредством датчика обратной связи 9 положения поршня 6 и электронного блока управления 4. Рабочая жидкость насоса 3 подается в напорную магистраль и через трехпозиционный гидрораспределитель 17 в зависимости от позиции его поступает в поршневые либо штоковые полости гидроцилиндров 15, 16. Поршни со штоками этих гидроцилиндров выдвигаются либо втягиваются, наклоняя вперед либо назад качающиеся стойки (не показаны). Из штоковых либо поршневых полостей гидроцилиндров 15, 16 рабочая жидкость через трехпозиционный гидрораспределитель 17 сливается в бак 2. Установка отвала бульдозерного оборудования в плавающее положение. Плавающее положение предназначается для копирования отвалом неровностей местности при прокладывании колонных путей и подготовке войсковых дорог. Плавающее положение отвала достигается одновременным переводом насоса 3 в режим холостого хода и двухпозиционного гидрораспределителя 18 с электромагнитным управлением во вторую позицию. Гидрораспределитель 18 соединяет магистрали поршневых и штоковых полостей гидроцилиндров 15, 16 между собой и сливом в бак 2. При подъеме отвала рабочая жидкость перетекает из поршневых полостей гидроцилиндров 15, 16 в штоковые полости,а излишек - в бак 2. При опускании отвала происходит обратное явление, а недостаток рабочей жидкости пополняется через гидрораспределитель 18 из дренажной магистрали. Перекос отвала бульдозерного оборудования вправо либо влево. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 21 гидроцилиндров 19, 20 перекоса отвала в положение вправо либо влево одновременно блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределитель 21 поступает в штоковую либо поршневую полость гидроцилиндра 19 и в поршневую либо штоковую полость гидроцилиндра 20. Под действием давления рабочей жидкости шток гидроцилиндра 20 выдвигается либо втягивается а шток гидроцилиндра 19 втягивается,либо выдвигается и перекашивает отвал вправо либо влево. Из поршневой либо штоковой полости гидроцилиндра 19 и штоковой либо поршневой полости гидроцилиндра 20 рабочая жидкость через гидрораспределитель 21 сливается в бак 2. Фиксация (расфиксация) механизма перевода крыльев отвала бульдозерного оборудования при установке в положение путепрокладочное, бульдозерное, грейдерное. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 24 гидроцилиндров 22, 23 поворота крюков механизма перевода (не показан) крыльев отвала в положение фиксации либо расфиксации одновременно блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через гидрораспределитель 24 поступает в поршневые либо штоковые полости гидроцилиндров 22, 23. Под действием давления рабочей жидкости штоки гидроцилиндров выдвигаются либо втягиваются и поворачивают крюк (не показан), который фиксирует, либо расфиксирует поворотный рычаг механизма перевода (не показан) крыльев. Из штоковых либо поршневых полостей гидроцилиндров 22, 23 рабочая жидкость через трехпозиционный гидрораспределитель 24 сливается в бак 2. Подъем либо опускание лыжи отвала бульдозерного оборудования. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 26 гидроцилиндра 25 лыжи на подъем либо опускание одновременно блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. В этом случае рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределитель 26 поступает в штоковую либо поршневую полость гидроцилиндра 25. Под действием давления рабочей жидкости шток гидроцилиндра 25 втягивается либо выдвигается и поднимает либо опускает лыжу. Из поршневой либо штоковой полости гидроцилиндра 25 рабочая жидкость через трехпозиционный гидрораспределитель 26 сливается в бак 2. Заглубление либо выглубление рыхлителя. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 29 гидроцилиндров 27, 28 рыхлителя на заглубление либо выглубление одновременно блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределитель 29 поступает в поршне 5 99252014.02.28 вые либо штоковые полости гидроцилиндров 27, 28. Под действием давления рабочей жидкости штоки гидроцилиндров выдвигаются либо втягиваются и опускают либо поднимают раму рыхлителя. Из штоковых либо поршневых полостей гидроцилиндров 27, 28 рабочая жидкость через трехпозиционный гидрораспределитель 29 сливается в бак 2. В линии штоковых полостей гидроцилиндров 27, 28 рыхлителя установлен предохранительный клапан 30, предназначенный для предохранения агрегатов гидросистемы от реактивного давления в гидроцилиндрах рыхлителя, возникающих при работе рыхлителем в тяжелых грунтах. Поворот крана. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 32 гидромотора 31 механизма поворота крана (не показан) одновременно включается электромагнитный кран 35 и блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределитель 32 поступает к гидромотору 31, а через электромагнитный кран 35 - в полость плунжерного гидроцилиндра 34. Под действием давления рабочей жидкости плунжер гидроцилиндра 34 выдвигается и растормаживает механизм поворота крана, а вал реверсивного гидромотора 31 начинает вращаться, приводя в действие механизм поворота крана. При этом происходит поворот крана в одну либо в другую сторону. Слив рабочей жидкости из гидромотора 31 происходит через трехпозиционный гидрораспределитель 32 в бак 3. Для защиты механизма поворота крана от перегрузок в гидросистеме предусмотрен предохранительный клапан 33. При перегрузке гидромотора 31 рабочая жидкость через клапан 33 поступает в магистраль слива. При отключении привода механизма поворота электромагнитный кран 35 соединяет полость плунжерного гидроцилиндра 34 с дренажем, приводя в действие тормоз механизма поворота крана. Привод грузовой лебедки крана. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 37 гидромотора 36 механизма грузовой лебедки крана (не показан) одновременно включается электромагнитный кран 40, соединяющий полости плунжерных гидроцилиндров 38, 39 с напорной магистралью, и блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределитель 37 поступает к гидромотору 36, а через кран 40 - в полости плунжерных гидроцилиндров 38, 39. Под действием давления рабочей жидкости плунжеры гидроцилиндров 38, 39 выдвигаются и растормаживают механизм привода лебедки крана, а вал реверсивного гидромотора 36 начинает вращаться, приводя в действие механизм привода лебедки. При этом происходит подъем или опускание груза. Рабочая жидкость от гидромотора 36 через трехпозиционный гидрораспределитель 37 поступает на слив в бак 2. В магистрали гидромотора 36 установлен дроссель с обратным клапаном, оптимизирующий соотношение скоростей груза при подъеме-опускании его. При отключении привода механизма лебедки электромагнитный кран 40 соединяет полости плунжерных гидроцилиндров 38, 39 с дренажем, приводя в действие тормоза механизма привода лебедки. Подъем либо опускание стрелы крана. При включении трехпозиционного гидрораспределителя 42 на подъем либо опускание стрелы крана (не показана) одновременно блок управления 4 переводит насос 3 в заданный режим работы. Рабочая жидкость насоса 3 через трехпозиционный гидрораспределитель 42, гидрозамок 43 поступает в поршневую,либо штоковую полость гидроцилиндра 41. Под действием давления рабочей жидкости шток гидроцилиндра 41 выдвигается либо втягивается и поднимает либо опускает стрелу крана. Из штоковой либо поршневой полости рабочая жидкость через гидрораспределитель 42, гидрозамок 43 сливается в бак 2. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает упрощение конструкции гидравлической системы привода рабочего оборудования путепрокладчика и 6 99252014.02.28 уменьшение ее материаллоемкости за счет применения насосной установки в составе одного насоса переменной производительности, исключения из состава насосной установки сложной и материаллоемкой раздаточной коробки, применения одного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением в гидролиниях связи рабочих полостей гидроцилиндров подъема и опускания отвала с насосом и баком. Кроме того, для обеспечения плавающего положения бульдозерного отвала применен один двухпозиционный гидравлический распределитель с электромагнитным управлением. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7