KR900000248B1

KR900000248B1 - The tacometer

Info

Publication number: KR900000248B1
Application number: KR1019860011670A
Authority: KR
Inventors: 김형식
Original assignee: 대우중공업 주식회사; 이경훈
Priority date: 1986-12-31
Filing date: 1986-12-31
Publication date: 1990-01-24
Also published as: KR880008028A

Abstract

In the travelling speedometor of a wheel type excavator, the input shaft (31) of a speed governer (30) is mechanically connected to rotate with a main shaft of the speed change gear. The retractable shaft (34) of the governer (30) is connected to a push rod (41) of a reduction valve (40). The pressurized oil of a gear pump is supplied to a preliminary port (43) of the reduction valve (40) so as to produce the pilot pressure proportioning to the velocity at a secondary port (40). The pilot pressure of the secondary port is indicated by the speedometer which is connected thereto.

Description

Travel speedometer on wheel type excavator

제1도는 본 발명에 의한 주행속도계 전체의 간략한 구성도.1 is a simplified configuration diagram of the entire speedometer according to the present invention.

제2도는 주행속도 측정원리도.2 is a driving speed measurement principle.

제3도는 조속기와 감압밸브의 관련 상세도로서, a도는 저속 상태도, b도는 중속 상태도, c도는 고속 상태도이다.3 is a detailed view of the governor and the pressure reducing valve, in which a is a low speed state, b is a middle speed state, and c is a high speed state diagram.

제4도는 변속기 주축과 조속기의 변위도표.4 is a displacement diagram of the transmission main shaft and the governor.

제5도는 감압밸브 푸쉬로드의 스트록에 따른 기어 펌프 2차측 압력 변위표.5 is a gear pump secondary pressure displacement table according to the stroke of the pressure reducing valve push rod.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

30 : 조속기 31 : 입력축30: governor 31: input shaft

32 : 기어 33 : 기어32: gear 33: gear

34 : 진퇴축 40 : 감압밸브34: forward and backward shaft 40: pressure reducing valve

41 : 푸쉬로드 42 : 유압라인41: push rod 42: hydraulic line

43 : 1차측포트 44 : 2차측포트43: Primary side port 44: Secondary side port

45 : 파이로트 압력라인 60 : 속도계45: pilot pressure line 60: speedometer

본 발명은 유압구동 휠타입(Wheel Type) 굴삭기의 주행속도계에 관한 것이다. 일반적으로 유압구동 휠타입 굴삭기에서는 유압을 굴삭 작업용 동력과 주행용 동력으로 사용하고 있으며, 상부 선회wp와 하부주행제로 구성하여 상부선회제에는 유압모터와 계기등의 제어기기를 설치하고 하부주행체에는 변속기등 주행계통을 설치하고 있다. 따라서 종래 일반적인 유압구동 휠타입 굴삭기에서는 유압모터와 제어기기는 상부선회제에, 변속기등의 주행계통은 하부주행체에 각각 분리 설치되어 있으므로 일반적인 플렉시블 샤프트(Flexible Shaft)를 이용하는 주행속도계를 사용할 수 없었다.The present invention relates to a traveling speedometer of a hydraulically driven wheel type excavator. In general, hydraulically driven wheel type excavators use hydraulic pressure as excavation work and driving power.The upper turning wp and the lower running agent are installed, and the upper turning system is equipped with a controller such as a hydraulic motor and a gauge. Transmission system such as transmission is installed. Therefore, in the conventional hydraulic driven wheel type excavator, the hydraulic motor and the controller are separately installed in the upper turning system, and the transmission system such as the transmission is separately installed in the lower driving body. .

본 발명은 이러한 설정을 감안하여 유압모터와 제어기기 등은 상부선회체에 설치되고 변속기 등이 주행계통은 하부주행체에 설치된 유압구동 휠타입 굴삭기의 주행속도를 효과적으로 측정 및 표시할 수 있도록 한 유압구동 휠타입 굴삭기의 속도계를 제공하려는 것이다. 이러한 본 발명의 목적은, 변속기의 주축에 조속기를 접속하고, 조속기의 진퇴축을 감압밸브의 푸쉬로드에 접속시켜 내장 스풀을 기동시키며, 감압밸브에는 굴삭기에 미리 장착되어 있는 기어 펌프의 압유를 1차축 포트에 공급하고 2차축 포트의 파이로트 압력을 이용한 주행속도계 (Bourdon Type 압력제)에 공급하여 캐빈내의 계기에 주행속도를 표시케 함으로써 달성되는 것이다.According to the present invention, the hydraulic motor and the control unit are installed in the upper swing structure, and the transmission system is a hydraulic system to effectively measure and display the traveling speed of the hydraulically driven wheel type excavator installed in the lower driving body. To provide a speedometer for a wheeled excavator. The object of the present invention is to connect the governor to the main shaft of the transmission, connect the forward and backward shaft of the governor to the push rod of the pressure reducing valve, and start the built-in spool. This is achieved by supplying the port to a speedometer (Bourdon Type pressure agent) using the pilot pressure of the 2 axle port and displaying the traveling speed on the instrument in the cabin.

제1도는 본 발명 전체의 개략적인 구성을 나타내며 제 2도는 동작원리를 나타낸 것이다. 제1도 및 제2도에서 유압모터(1)는 센터조인트(2)를 거쳐 변속기(3)에 접속되어 있으며, 전후 주행차륜(4)(5)의 차동기(4')(5')는 유니버셜 조인트(6)(7)로 변속기 (3)에 연통되는 것이고, 변속기(3)의 제어조작용 공압기구는 공압펌프(8'), 공기탱크 (8), 솔레노이드밸브(9) 및 공압라인(10)으로 구성되어 운전자는 상기 솔레노이드 밸브(9)를 조작하여 주행속도를 조절하는 것이다.FIG. 1 shows a schematic configuration of the whole of the present invention and FIG. 2 shows the principle of operation. 1 and 2, the hydraulic motor 1 is connected to the transmission 3 via the center joint 2, and the differentials 4 'and 5' of the front and rear traveling wheels 4 and 5 are shown. Is a universal joint (6) (7) in communication with the transmission (3), the control actuating pneumatic mechanism of the transmission (3) is a pneumatic pump (8 '), air tank (8), solenoid valve (9) and pneumatic It is composed of a line 10 and the driver controls the traveling speed by operating the solenoid valve (9).

상기 유압모터(1)와 공압펌프(8'), 공기탱크(8), 솔레노이드 밸브(9) 및 공압라인(10)은, 상부선회체 (UR)에 설치되며, 상기 변속기 (3)와 주행차륜(4)(5), 차동기 (4')(5')등 주행계통은 하부주행체 (LD)에 설치되는 것이다.The hydraulic motor 1, the pneumatic pump 8 ′, the air tank 8, the solenoid valve 9 and the pneumatic line 10 are installed in the upper swing structure UR and travel with the transmission 3. Traveling systems such as wheels 4 and 5 and differentials 4 'and 5' are installed in the lower running body LD.

제2도에서 부호 3'는 주축이고, 11은 굴삭기에 기존 장착되어 있는 기어펌프이다. 이 발명은 제2도, 제3도에서 조속기(30), 감압밸브(40), Bourdon Type압력계를 이용한 속도계(60) 및 기존 굴삭기에 구비되어 있는 기어림프(11)로 구성되었다. 조속기(60)의 입력축(31)에 붙인기어(32)는 변속기 주축(3')에 붙인기어(33)와 접속되어 있으며 조속기(30)의 진퇴축(34)은 감압밸브(40)의 푸쉬로드(41)에 닿아있다. 이때 감압밸브의 기동전 자세를 보장할 수 있게 1간극을 둔다. 기어핌프(11)의 압유라인 (42)은 감압밸브의 1차축 포트(43)에 접속되어 있으며, 감압밸브의 2차축 포트(44)는 파이로트 압력라인(45)에 의해 속도계 (60)에 접속되어 있다. 조속기에 속한 부호 35는 회전추, 36은 아암, 37은 슬리브, 38은 스프링이며, 감압밸브에 속한 부호 46은 2차축 압력 스프링, 47은 복귀 스프링, 48은 스풀, 49은 마개, 50은 소켓볼트, 51은 주름커버, 52은 스프링 압력조절구, 53, 54 ,55, 56은 0링 또는 씰을 나타낸 것이다.In FIG. 2, reference numeral 3 'is a main shaft, and 11 is a gear pump that is conventionally mounted on an excavator. This invention consists of a governor 30, a pressure reducing valve 40, a speedometer 60 using a Bourdon type pressure gauge, and a gear rim 11 provided in an existing excavator in FIGS. The gear 32 attached to the input shaft 31 of the governor 60 is connected to the gear 33 attached to the transmission main shaft 3 ', and the retraction shaft 34 of the governor 30 is pushed by the pressure reducing valve 40. It touches the rod 41. At this time, 1 clearance is provided to ensure the position before starting the pressure reducing valve. The oil pressure line 42 of the gear pump 11 is connected to the primary axle port 43 of the pressure reducing valve, and the secondary axle port 44 of the pressure reducing valve is connected to the speedometer 60 by the pilot pressure line 45. Is connected to. 35 is the rotary weight, 36 is the arm, 37 is the sleeve, 38 is the spring, 46 is the secondary axle pressure spring, 47 is the return spring, 48 is the spool, 49 is the stopper, 50 is the socket Bolts, 51 are corrugated covers, 52 are spring pressure regulators, and 53, 54, 55, 56 are zero rings or seals.

이하 작용효과를 설명한다.The effect will be described below.

변속기(3)의 출력에 따라 주축(3')은 기어 (33) (32)을 통해서 입력축(31)을 회전시키게 한다. 이에 회전축(31)과 슬리브(37) 사이에 적당한 수단에 의해 일체로 결합된 지지축(37')에 의해서 슬리브(37)는 상측으로 이탈됨이 없이 지지되어져 입력축 (31)과 동일한 속도로 회전하게 된다. 따라서 주축(3')의 회전속도가 증가하면 조속기 (30)의 회전추(35)가 원심력에 의해 힌지(35')를 축(A, A')으로 하여 양측으로 벌어짐과 동시에 그 끝단부는 스프링(38)을 제압하면서 진퇴축(34)을 얻어 올리게 된다. 속도변위에 따라 전진되는 진퇴축(34)은 회전되는 슬리브(37)의 안내홈(39)을 따라 상측으로 이동되면서 푸쉬로드(41)와 접촉하게 된다. 그러면 푸쉬로드(41)는 진퇴축 (34)의 이동변위에 따라 소켓볼트(50)와 연동되는 스풀(48)을 밀어내게 된다. 이에 가압밸브(40)는 제3b도 또는 c와 같이 기어펌프(11)에서 1차측 포트(43)로 공급되는 토출 유압이 2차측 포트(44)에서 주축(3')의 회전속도 변동에 따른 파이로트 압력으로서 발생시키게 하는 것이다. 2차측 포트(44)로부터 압력라인(45)을 통해 파이로트압을 공급받은 속도계(60)에서는 굴삭기의 실제 진행속도를 표시하게 되는 것이다. 이러한 속도표시 작용을 제4도 제5도에 보였다.According to the output of the transmission 3, the main shaft 3 ′ causes the input shaft 31 to rotate through the gears 33 and 32. The sleeve 37 is supported by the support shaft 37 'integrally coupled between the rotary shaft 31 and the sleeve 37 by a suitable means, so as to be rotated at the same speed as the input shaft 31 without being separated upward. Done. Therefore, when the rotation speed of the main shaft 3 'increases, the rotary weight 35 of the governor 30 is opened to both sides by the hinges 35' as the shafts A and A 'by centrifugal force, and at the same time the end thereof is a spring. The retraction shaft 34 is obtained by lifting down (38). The advancing and retracting shaft 34, which is advanced according to the speed displacement, moves upward along the guide groove 39 of the sleeve 37 to be in contact with the push rod 41. Then, the push rod 41 pushes the spool 48 which is interlocked with the socket bolt 50 according to the displacement of the forward and backward shaft 34. Accordingly, the pressure valve 40 has a discharge hydraulic pressure supplied from the gear pump 11 to the primary port 43 as shown in FIG. 3b or c according to the variation of the rotational speed of the main shaft 3 'at the secondary port 44. To generate as a pilot pressure. In the speedometer 60 supplied with the pilot pressure through the pressure line 45 from the secondary side port 44, the actual traveling speed of the excavator is displayed. This speed display action is shown in FIG. 4 and FIG.

이하에서 이들 동작을 상세히 설명한다.These operations will be described in detail below.

가) 변속기 주축(3')의 회전속도…W, 조속기의 변위…X라 하고, 이들의 관계를 보자. 제3도를 참조하면, 주축(3')이 초기 속도 W_o까지 조속기(30)의 아암(36)은 수직으로 서고, 이때, 회전추(35) (아암포함)의 질량…m, 슬리브(37)질량·M, 스프링 (38)상수…k, 슬리브(37)점성마찰계수…b이면, 힌지(35)에 작용하는 토크(Torque) 는, i) 스프링(38)의 압력에 의한 토크 1/2F.1…(여기서 F=kX₀)…A센터 원심력에 의한 토크 mrW_o ²h린이다. 그러므로, IMA=0 1/2F'1-mrW_o ²h이다. 그러므로 IMA=0 1/2F·1-mrW_oh=0,A) the rotational speed of the transmission spindle 3 '... W, governor displacement… Let's say X and see their relationship. Referring to FIG. 3, the arm 36 of the governor 30 stands vertically until the main axis 3 'is at an initial speed W _o, where the mass of the rotary weight 35 (including the arm). m, sleeve 37 mass, M, spring 38 constant... k, sleeve 37 viscosity coefficient of friction... If b, torque acting on hinge 35 is i) torque 1 / 2F.1... Where F = kX ₀ ... Torque mrW _o ² h by centrifugal force in A center. Therefore, IMA = 0 1 / 2F′1-mrW _o ² h. Therefore IMA = 0 1 / 2F · 1-mrW _o h = 0,

(초기속도 Wo일때 스프링상수 k를 대입하여 초기취부하중을 결정한다. )(In initial velocity Wo, the initial mounting load is determined by substituting the spring constant k.)

ii) t = 0에, 주축의 속도 W_o→W_o+W로 미세증가하면 진퇴축(34)의 미세변위가 일어나고, 이때 B점 스프링의 압력은 1/2F+1/2kX가 되며, 다시, A에 작용하는 토크는, 스프링 압력에 의한 토크, (1/2F+1/2kx)·1·cosθ→1/2·(F+kx)·1 슬리브 관성력에 의한 토크, 1/2Mx"1 cosθ→1/2Mx"1, 회전추 관성력에 의한 토크,

원심력에 의한 토크,

ii) At t = 0, when the speed of the main shaft increases finely with the speed W _o → W _o + W, the micro displacement of the progressive shaft 34 occurs, and the pressure of the point B spring becomes 1 / 2F + 1 / 2kX, again. , Torque acting on A is torque by spring pressure, (1 / 2F + 1 / 2kx) · 1 · cosθ → 1/2 · (F + kx) · 1 sleeve inertial force, 1 / 2Mx "1 cosθ → 1 / 2Mx ”1, torque due to rotation weight inertia,

Torque by centrifugal force,

B"를 라플라스 변환(Laplace Transform)하면,Laplace transform B ",

(X(o)=0, X(o)=0, X(S)=α(x), W(s)=α(W))(X (o) = 0, X (o) = 0, X (S) = α (x), W (s) = α (W))

B"의 과도 응답성을 보기 위해 Unit Step F인 W(S)=

에 대해 반대변환(Inverse Transform)하면,

To see the transient response of B ", Unit Step F, W (S) =

If you inverse transform against,

만일, 0〈=

〈1일 경우 Underdamp의 감쇄진동으로 인해 조속기의 안정한 작동을 위해,

또는를 만족시켜야 되며, 이때에는 작은 소란(Disturbance)에도 안정한 응답성을 보일 것이다.If 0 <=

〈1 for stable operation of the governor due to the damping vibration of the underdamp,

or In this case, it will show stable response even in small disturbance.

iii) 정상상태의 응답을 보기 위해 t→∞로 취하면,iii) taking t → ∞ to see the steady state response,

(이때, V : 주행속도 (Km/h), N : 주축 출력회전수 rpm), r : 타이어의 유효반경(m), i : 변속후 입력축상의 기어(Reduction Gear)까지 감속비함)

(V: driving speed (Km / h), N: spindle speed, rpm), r: effective radius of tire (m), i: reduction gear ratio to reduction gear on input shaft after shifting)

는 상수이므로 제4도와 같이 조속기 변위 x의 값은 주행속도 V에 따라 직선으로 변한다. (감압밸브 푸쉬로드와의 간극 1mm 때문에 항상 푸쉬로드 스트록(Stroke)보다 1mm 더 크다.)

Since is a constant, the value of the governor displacement x changes linearly according to the traveling speed V as shown in FIG. (1 mm larger than push rod stroke, due to 1 mm clearance to the reducing valve push rod.)

나) 조속기변위 x와, 감압밸브 푸쉬로드 스트록 및 2차측 포트(44)의 2차 압력 p2와의 관계를 구체적인 예로써 설명한다.B) The relationship between the governor displacement x and the pressure reducing valve pushrod stroke and the secondary pressure p2 of the secondary side port 44 will be described as a specific example.

i) 주축(3')의 출력 회전속도가 제3도와 같이 W_o일때 조속기(30) 변위x가 0이면, 이때 감압밸브(40)의 스풀(48)은 복귀스프링(47)이 스프링 압력조절구(52)를 하단측으로 밀어내기 때문에 스풀(48)은 아래방향으로 작용하며 1차측 포트(43)에서 유입되는 유압을 차단하게 된다. 이 동작에 의해 포트(P4)가 개방되어져 파이로트 라인(45)과 2차측포트(44)에 공급되어졌던 유압은 포트(P3, P4, P5)를 통해 탱크(T1)로 복귀되어진다i) If the governor 30 displacement x is 0 when the output rotational speed of the main shaft 3 'is W _o as shown in FIG. 3, at this time, the spool 48 of the pressure reducing valve 40 has the return spring 47 adjusted by the spring pressure. Since the sphere 52 is pushed to the lower side, the spool 48 acts downward and blocks the hydraulic pressure flowing from the primary port 43. By this operation, the port P4 is opened, and the hydraulic pressure supplied to the pilot line 45 and the secondary side port 44 is returned to the tank T1 through the ports P3, P4, and P5.

ii) 푸쉬로드(41) 스트록의 동작에 따른 감압밸브(40) 2차압력 P2의 변화를 보자(제5도 참조) 기어펌프 공급압력…30kg/㎠, 공급유량…101/min이고, 2차 압력 P2설정스프링(46)의 스프링 상수는 2차 압력으로 환산하여…5kg/㎠가 되게 세팅해두면, 푸쉬로드(41) 스트록이 0mm 일때 스플(48)은 복귀스프링(47)에 의해 공급유량이 막혀지고, 2차 압력 P2 설정스프링(46)의 압력을 받는 스풀 면적 S가 0.79㎠일 경우 2차 압력 P2 설정스프링(46) 취부하중 F=P S=0.79x5=3.95(kgf)이고, F=kX_o(∴X_o=2mm일때)에서

98(Kgf/mm)가 된다.ii) See the change of the pressure reducing valve 40 secondary pressure P2 according to the operation of the push rod 41 stroke (see FIG. 5). 30 kg / cm 2, supply flow rate… 101 / min, and the spring constant of the secondary pressure P2 setting spring 46 is converted to the secondary pressure. If it is set to 5 kg / cm 2, when the push rod 41 stroke is 0 mm, the spool 48 is blocked by the supply spring by the return spring 47 and receives the pressure of the secondary pressure P2 set spring 46. When the area S is 0.79cm2, the secondary pressure P2 setting spring (46) mounting load F = PS = 0.79x5 = 3.95 (kgf), and F = kX _o (when _o X _o = 2mm)

98 (Kgf / mm).

이 관계를 도표로 표시하면 다음과 같다.This relationship is plotted as follows:

이와 같이 감압밸브의 푸쉬로드 스트록에 따라 2차 압력 P2가 정비례하여 변하며, 이것을 다시 그래프로 표시하면 제5도와 같이 된다. 이 2차 압력 P2은 속도단위로 눈금이 매겨진 Bourdon타입 압력을 이용한 속도계에 출력시키면 된다. 2차 압력 p2에 따른 속도표시는 아래표와 같다.In this way, the secondary pressure P2 changes in direct proportion to the push rod stroke of the pressure reducing valve, which is shown in FIG. This secondary pressure P2 can be output to a speedometer using Bourdon-type pressure, scaled by speed. The speed display according to the secondary pressure p2 is shown in the table below.

이와 같이 이 발명에서는 변속기와 조속기를 접속시켜 속도변화를 감압밸브의 2차측 유압변동으로 유도함으로써 하부주행체와 상부회전체로 구성되어 있는 휠타입 굴삭기에서 사용할 수 있는 주행속도계를 제공하게 된 것이다 .As described above, the present invention provides a traveling speedometer that can be used in a wheel type excavator composed of a lower traveling body and an upper rotating body by connecting a transmission and a governor to induce a speed change to a secondary hydraulic change of a pressure reducing valve.

Claims

The input shaft 31 of the governor 30 is connected and rotated to the transmission main shaft, the forward and backward shaft 34 of the governor is connected to the push rod 41 of the pressure reducing valve 40, and the pressure oil of the gear pump is reduced to the pressure reducing valve 40. A traveling speedometer of a wheel type excavator configured to supply a pilot pressure proportional to the speed at the secondary output port 44 by supplying it to the primary side port 43 of the secondary port, and connecting the pilot pressure of the secondary side port to a speedometer.