BIBLIOI LKA Urzedu f*.'.lontowego Opublikowano: 20.VI.1968 * 55528 KI. 35 h,~*m- MKP B 66 c 23/t?6 UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Wladyslaw Dolinski Wlasciciel patentu: Fabryka Urzadzen Budowlanych, Szczecin (Polska) Mechanizm obrotu zurawia hydraulicznego Przedmiotem wynalazku jest mechanizm obro¬ tu zurawia hydraulicznego, wychylanego w pla¬ szczyznie pionowej i poziomej za pomoca cylin¬ drów hydraulicznych, zapewniajacy samoczynnie regulowana predkosc katowa obrotu zurawia, uza¬ lezniona od momentu obciazenia wysiegnika w plaszczyznie pionowej.Stosowane dotychczas hydrauliczne mechanizmy obrotu wychylaja zuraw w plaszczyznie poziomej ze stala predkoscia katowa.Zmienny wypad wysiegnika i rózny ciezar prze¬ noszonych ladunków powoduja zmiennosc momen¬ tu obciazenia wysiegnika, nawet w czasie trwania jednego cyklu roboczego. Wskazana dla nieobcia- zonego wysiegnika duza predkosc obrotu, jest niebezpieczna dla maksymalnie obciazonego wy¬ siegnika, ze wzgledu na znaczny moment bez¬ wladnosci podczas rozruchu i hamowania. Nato¬ miast bezpieczny, powolny obrót obciazonego wy¬ siegnika jest nieekonomiczny dla nieobciazonego wysiegnika. Stala predkosc obrotu jest wiec za¬ sadnicza wada hydraulicznych mechanizmów ob¬ rotu zurawi.Znane sa wprawdzie sposoby zmiany predkosci obrotu, przez zmiane ilosci oleju doprowadzanego do cylindra, wzglednie do silnika hydraulicznego mechanizmu obrotu, jest to jednak regulacja nie¬ ciagla, reczna, wymagajaca szczególnej ostroznosci :i uwagi operatora. zurawia.Celem wynalazku jest wyposazenie hydraulicz- 10 20 25 30 nego mechanizmu obrotu w uklad regulacyjny, sterowany samoczynnie cisnieniem roboczym i uzalezniony funkcjonalnie od ukladu hydraulicz¬ nego mechanizmu wychylania wysiegnika w pla¬ szczyznie pionowej.Istote wynalazku stanowi zastosowanie, wspól¬ nego dla obu stron tloka cylindra hydraulicznego mechanizmu obrotu, zaworu upustowego, sterowa¬ nego cisnieniem statycznym oleju, panujacym w cylindrze hydraulicznym mechanizmu wychylania wysiegnika.Istota wynalazku jest równiez zespól sterujacy, laczacy jedna — lub druga strone cylindra me¬ chanizmu obrotu z zaworem upustowym, przez suwaki rozdzielcze uruchamiane cisnieniami oleju, panujacymi po obu stronach tloka tego cylindra.Istotna cecha wynalazku jest odpowiednie pola¬ czenie komór zespolu sterujacego, oraz polaczenie tych komór z przewodem zaworu upustowego, za¬ pewniajace upuszczanie oleju do zbiornika tylko z tej strony cylindra mechanizmu obrotu, w któ¬ rej panuje cisnienie robocze i tylko podczas ruchu mechanizmu.Cisnienie statyczne, wprost proporcjonalne do momentu obciazenia wysiegnika w plaszczyznie pionowej, wyznacza zakres i wielkosc wplywu ukladu regulacyjnego na prace hydraulicznego me¬ chanizmu obrotu.Mechanizm obrotu wedlug wynalazku zapewnia automatyczna, bezstopniowa zmiane predkosci ka- 5552855528 towej obrotu zurawia, poczawszy od okreslonego momentu obciazajacego wysiegnik. Niezaleznie od wydatku pompy i obciazenia wysiegnika jest ograniczona minimalna predkosc katowa obrotu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na ry¬ sunku, przedstawiajacym schemat hydrauliczny mechanizmu obrotu zurawia z podlaczonym ukla¬ dem regulacyjnym.Uklad hydrauliczny mechanizmu obrotu sklada sie z pompy )0 o stalym wydatku, trójpozycyjne- go rozdzielacza 11, cylindra hydraulicznego 1, przewodów 12 i 13, ukladu regulacyjnego 2, prze- 10 Cisnienie potrzebne do pokonania oporu prze¬ plywu oleju przez dlawik 50, dzialajac w komo¬ rze 37 i 38 na powierzchnie czolowa suwaka dla¬ wiacego 35, powoduje przymykanie szczeliny la¬ czacej komore wlotowa 36 z komora wylotowa 2T i dlawienie przeplywu.Stozek suwaka dlawiacego 35 przepuszcza przez, szczeline scisle okreslona ilosc oleju z komory wlotowej 36 do komory wylotowej 37, spelniaja¬ ca warunek równowagi sil dzialajacych na suwak, dlawiacy 35. Poniewaz opór hydrauliczny dlawika. 59 wzrasta z kwadratem ilosci przeplywajacego wodów upustowych 14 i 15, przewodu wyplywo- oleju, to ilosc oleju upuszczanego do zbiornika 18- przez zawór upustowy 4 jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z cisnienia oleju pa¬ nujacego w cylindrze hydraulicznym 5.Odpowiednio wysokie cisnienie oleju w cylin¬ drze hydraulicznym 5 jest warunkiem koniecznym^, lecz niewystarczajacym, przeplywu oleju przez za¬ wór upustowy 4, W zaleznosci od wymaganego kierunku obrota zurawia, pompa 10 tloczy olej do cylindra hy¬ draulicznego 1 przewodem 12 lub 13.Dodatkowym zadaniem ukladu regulacyjnego 2: jest upuszczanie oleju do zbiornika 18 zarówno z przewodu 12 jak i 13, lecz zawsze tylko z tega przewodu, w którym panuje cisnienie robocze- spowodowane oporami ruchu mechanizmu obro¬ tu. Funkcje samoczynnego rozrzadu spelnia zespóL sterujacy 3, warunkujac przeplyw oleju przez za¬ wór upustowy 4 od* wysokosci i róznicy cisnien, panujacych w przewodach 12 i 13.Zespól sterujacy 3 posiada dwa jednakowe su¬ waki rozdzielcze 19 i 20.Suwak rozdzielczy 19 zamyka lub otwiera prze¬ plyw oleju z przewodu 13 do zaworu upustowego- 4, przez przewód upustowy 15, komore wlotowa 31, komore wylotowa 33, przewód 23, zawór zwrotnym 25 i przewód 27.Suwak rozdzielczy 20 zamyka lub otwiera prze¬ plyw oleju z przewodu 12 do zaworu upustowego- 4, przez przewód upustowy 14, komore wlotowa 32, komore wylotowa 34, przewód 24, zawór zwro¬ tny 26 i przewód 27.Przewód 27j jest wspólnym przewodem odply¬ wowym dla komór wylotowych suwaków roz¬ dzielczych 19 i 20. Zawory zwrotne 25 i 26 za¬ bezpieczaja pfzed przeplywem oleju z komorjr wylotowej 34 do komory wylotowej 33 i odwrot¬ nie, z 33 do 34. Zawory zwrotne 25 i 26 spelniaja przy tym istotna dla ukladu regulacyjnego 2 fun¬ kcje wymuszania pierwszenstwa wyplywu oleju z komór wylotowych 33 i 34. Pierwszenstwo wy¬ plywu ma komora, w której panuje wyzsze cis¬ nienie oleju.Krawedz odcinajaca suwaka rozdzielczego 19" otwiera przeplyw oleju z komory wlotowej 31 do- komory wylotowej 33, gdy cisnienie oleju, dzia¬ lajace w komorze sterowniczej 41 na powierzch¬ nie czolowa suwaka 19, pokona nacisk sprezyny 29. Analogicznie, przeplyw oleju z komory wloto¬ wej 32 do komory wylotowej 34 jest otwarty, gdy cisnienie oleju, dzialajace w komorze sterowniczej 42 na powierzchnie czolowa suwaka 20, pokona? nacisk sprezyny 28. wego 17 i przewodu 16.Uklad regulacyjny 2 sklada sie z zespolu ste¬ rujacego 3 i zaworu upustowego 4, polaczonych ze soba przewodem 27. Przewody 12 i 13 lacza roz¬ dzielacz 11 z cylindrem hydraulicznym 1. Zespól sterujacy 3 jest polaczony z przewodem 12 za po¬ moca przewodu upustowego 14, a z przewodem 13 za pomoca przewodu upustowego 15. Przewód wyplywowy 17 laczy zawór upustowy 4 ze zbior¬ nikiem 18. Przewód 16 laczy zawór upustowy 4, z cylindrem hydraulicznym 5.Tloczysko cylindra hydraulicznego 1 jest zakon¬ czone zebatka 6 wspólpracujaca z kolem zebatym 7, osadzonym w osi kolumny zurawia 8. W kolum¬ nie zurawia. 8 jest umocowany cylinder hydrau¬ liczny 5, sluzacy do wychylania wysiegnika 9 w plaszczyznie pionowej. Ramie wysiegnika 45 jest wychylane wzgledem wysiegnika 9 za pomoca cy¬ lindra hydraulicznego 44. Moment obciazenia wy¬ siegnika 9 jest zalezny od ciezaru ladunku, za¬ wieszonego na haku 46 i jego odleglosci od osi kolumny zurawia 8. Miara tego momentu jest cisnienie statyczne panujace w cylindrze hy¬ draulicznym 5. Cisnienie to oddzialywuje na za¬ wór upustowy 4.Glównym zadaniem ukladu regulacyjnego 2 jest upuszczenie czesci wydatku pompy 10 do zbior¬ nika 1$, tym wiekszej, im wyzsze panuje cisnie¬ nie w cylindrze hydraulicznym 5. Zadanie to spel¬ nia zawór upustowy 4, gdy rozdzielacz 11 i zes¬ pól sterujacy $ otworzy przeplyw oleju z pompy 10 do przewodu 27. Cisnienie oleju panujace w przewodzie 27 i komorze wlotowej 36, dziala w komorze 43 na powierzchnie czolowa suwaka dlawiacego 35, równa powierzchni przekroju su¬ waka 30 i przymyka przeplyw oleju z komory wlotowej 36 do komory wylotowej 37. Przeciwnie skierowana sile, dzialajaca na" suwak dlawiacy 35 poprzez suwak 40, wywiera cisnienie oleju panu¬ jacego w komorze 39 i przewodzie 16.Tak wiec warunkiem polaczenia komory wloto¬ wej 36 z komora wylotowa 37 i otwarcia przeply¬ wu oleju z przewodu 27 do przewodu wyplywo¬ wego 17, jest odpowiednio duze cisnienie oleju w przewodzie 16 i cylindrze hydraulicznym 5. To cisnienie otwarcia zaworu upustowego 4 wyzna¬ cza poczatek automatycznej regulacji szybkosci obrotu.Przeplyw oleju z komory wylotowej 36 do ko- nory wlotowej 37 i dalej przewodem wyplywo¬ wym 17 do zbiornika 18, jest ograniczony oporem hydraulicznym dlawika 50. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6055528 6 Komora sterownicza 41 suwaka rozdzielczego 19 jest polaczona z przewodem 12, przez przewód sterowniczy 21, komore wlotowa 32 i przewód upustowy 14. Komora sterownicza 42 suwaka roz¬ dzielczego 20 jest polaczona z przewodem 13, przez przewód sterowniczy 22, komore wlotowa 31 i prze¬ wód upustowy 15. Warunkiem przeplywu oleju z przewodu 12 do zbiornika 18, przez komore wy¬ lotowa 34 suwaka 20, jest wiec odpowiednio Wy¬ sokie cisnienie w przewodzie 13.Analogicznie, warunkiem przeplywu oleju z prze¬ wodu 13 do zbiornika 18, przez komore wylotowa 33 suwaka 19, jest odpowiednio wysokie cisnienie w przewodzie 12.Dzialanie ukladu regulacyjnego 2 i jego wplyw na prace mechanizmu o'crotu uzaleznione sa od charakteru obciazenia mechanizmu i pozycyjnego polozenia rozdzielacza 11.W neutralnym polozeniu rozdzielacza 11, jak na rysunku, zamkniete jest polaczenie przewodów 12 i 13 z przewodem tlocznym 52 i przewodem powrotnjpa 53.Jesli na zebatke ( cylindra hydraulicznego 1 nie dzialaja zadne sily zewnetrzne, to nie ma cisnie¬ nia oleju po obu stronach tloka, tak w komorze 49, jak* i w komorze 51. Nie ma równiez cisnie¬ nia w zespole sterujacym 3. Suwak rozdzielczy 19, pod naciskiem sprezyny 29, zamyka polaczenie ko¬ mory wlotowej 31 z komora wylotowa 33* Rów¬ niez suwak rozdzielczy 20, pod naciskiem sprezy¬ ny 28, zamyka polaczenie komory wlotowej 32 z komora wylotowa 34.Zawór upustowy 4 jest otwarty, gdyz na su¬ wak dlawiacy 35 dziala jedynie sila osiowa wy¬ wolana cisnieniem oleju panujacym w cylindrze hydraulicznym 5. Otwarcie zaworu upustowego 4 jest jednak w tym przypadku bez znaczenia, wo¬ bec braku cisnienia w przewodzie 27 i odciecia od niego przeplywu oleju z komory wylotowej 33 i 34.Gdy na zebatke 6 dzialaja sily zewnetrzne, wy¬ stapi cisnienie w cylindrze hydraulicznym 1, lecz tylko z jednej strony tloka.Sila zewnetrzna o kierunku zgodnym z kierun¬ kiem wysuwania zebatki 6 na zewnatrz cylindra hydraulicznego 1 spowoduje cisnienie w komorze 51, a podcisnienie w komorze 49. Wywolane ta sila zewnetrzna cisnienie oleju, dzialajac w ko¬ morze sterowniczej 41 na suwak rozdzielczy 19, otworzy polaczenie komory wlotowej 31 z komora wylotowa 33. Jest to otwarcie bezuzyteczne, gdyz komora wlotowa 31 jest polaczona przewodem upustowym 15 i przewodem 13 z bezcisnieniowa komora 49 cylindra hydraulicznego 1.Cisnieniowa komora 51 jest polaczona z komora wlotowa 32 suwaka rozdzielczego 20, jednak ko¬ mora sterownicza 42 tego suwaka jest polaczona z podcisnieniowa komora 49 i sprezyna 28 utrzy¬ muje suwak 20 w polozeniu zamykajacym po¬ laczenie komory wlotowej 32 z komora wyloto¬ wa 34.Gdy na zebatke 6 i tlok cylindra hydrauliczne¬ go 1 dziala sila zewnetrzna powodujaca wysta¬ pienie cisnienia w komorze 49, a podcisnienia w komorze 51, nastepuje zamiana polozen suwaków rozdzielczych 19 i 20, wynikajaca z zamiany cis- 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 nien 'w przewodach 12 i 13, a dzialanie zespolu sterujacego 3 jest analogiczne.Uklad regulacyjny 2 nie eliminuje wiec bloka¬ dy cylindra hydraulicznego 1 w neutralnym po¬ lozeniu rozdzielacza 11, bez wzgledu na wielkosc i kierunek sily zewr.etrznej dzialajacej na me¬ chanizm obrotu.Jednym z przypadków dzialania sil zewnetrz¬ nych na tlok cylindra hydraulicznego 1, przy ne¬ utralnym polozeniu rozdzielacza 11, jest dzialanie sily bezwladnosci podczas hamowania obracajace¬ go sie zurawia. Cisnienie hamowania ruchu tlo¬ ka moze byc wówczas równe cisnieniu otwarcia zaworu przelewowego 48, wzglednie 47. Uklad re¬ gulacyjny, uzalezniajac predkosc katowa obrotu od obciazenia wysiegnika, nie dopuszcza znacz¬ nych róznic energii kinetycznej przenoszonego ladunku. Tym samym czasy i drogi hamowania obracajacego sie, nieobciazonego i obciazonego zurawia, sa krótkie i niewiele rózniace sie.W polozeniu roboczym rozdzielacza 11 naste¬ puje uruchomienie tloka i zebatki 6. Kierunek obrotu zurawia zalezny jest od tego, który z prze¬ wodów 12 i 13 jest przewodem tlocznym pompy 10. Gdy rozdzielacz 11 laczy na przyklad przewód ' tloczny 52 z przewodem 13, komora 51 i prze¬ wód 12 sa polaczone z przewodem powrotnym 53. Cisnienie robocze pompy panujace w komorze 49, przesuwajac tlok cylindra hydraulicznego I, powoduje wytlaczanie oleju z komory 51 da zbior¬ nika 18 przez przewód 12, rozdzielacz 11 i prze¬ wód powrotny 53. Opór hydrauliczny przeplywu ole;u, wytlaczanego do zbiornika 18, stwarza od¬ powiednio wysokie cisnienie w przewodzie upu¬ stowym 14. Poniewaz w przewodzie upustowym 15 panuje cisnienie robocze, wiec na powierzchnie czolowe obu suwaków rozdzielczych Ifr i 20 dzia¬ laja w komorach sterowniczych 41 i 42, rózne, lecz dostatecznie wysokie cisnienia oleju, by otworzyc polaczenie zarówno komory wlotowej 31 z ko¬ mora wylotowa 33, jak i komory wlotowej 32 z komora wylotowa 34.Gdy rozdzielacz 11 laczy przewód tloczny 52 z przewodem 12, a przewód 13 z przewodem po¬ wrotnym 53, nastepuje jedynie zamiana cisnien w przewodach i komorach sterowniczych 41 i 42, przy tym samym, otwartym polozeniu suwaków rozdzielczych 19 i 20. Tak wiec w dowolnym po¬ lozeniu roboczym rozdzielacza 11, podczas pracy mechanizmu obrotu, suwaki rozdzielcze 19 i 20 umozliwiaja równoczesne upuszczanie oleju za¬ równo z przewodu 12 jak i z przewodu 13. Po¬ konanie oporów przeplywu z jednej z komór wy¬ lotowych 33 lub 34 przez jeden z zaworów zwrot¬ nych 25 lub 26, przewód 27, zawór upustowy 4 z dlawikiem 5Q i przewód wyplywowy 17 wyma¬ ga cisnienia przewyzszajacego znacznie cisnienie wytlaczania oleju z cylindra hydraulicznego 1 do zbiornika 18 przez rozdzielacz 11 i przewód po¬ wrotny 53. Pomimo wiec otwarcia przeplywu ole¬ ju przez obydwa suwaki rozdzielcze 19 i 20, tylko jeden z nich bedzie wykorzystany, ten którego kcmora wlotowa zasilana jest olejem pod cis¬ nieniem roboczym.Jesli na przyklad cisnienie robocze panuje w komorze wlotowej 32, to w przewodzie 27 cisnie-55528 nie to pomniejszone jest jedynie o spadek cisnie¬ nia spowodowany przeplywem oleju przez komore wyplywowa 34, przewód 24 i zawór zwrotny 26.Cisnienie panujace w przewodzie 27 zamyka za¬ wór zwrotny 25, gdyz w przewodzie 23, komorze wylotowej 33 i komorze wlotowej 31 panuje znacz¬ nie nizsze cisnienie, równe cisnieniu wytlaczania oleju z cylindra hydraulicznego 1 do zbiornika 18 przez przewód 13, z którym jest polaczona komora wlotowa 31.Zespól sterujacy 3 umozliwia wiec przeplyw oleju do przewodu 27 tylko przy polozeniu robo¬ czym rozdzielacza 11 i tylko z jednego z prze¬ wodów 12 i 13, w zaleznosci od tego, w którym z nich panuje cisnienie robocze bedacego w ru¬ chu mechanizmu obrotu. *~ Dalszy przeplyw oleju z przewodu 27 do zbior¬ nika 18, przez zawór upustowy 4 jest uzaleznio¬ ny od cisnienia panujacego w cylindrze hydrau¬ licznym 5. Warunkiem tego przeplywu jest, by sila osipwa pochodzaca od cisnienia w cylindrze hydraulicznym 5 i dzialajacego w komorze 39 na czolo suwaka 40, byla wieksza od sily osiowej pochodzacej od cisnienia roboczego, dzialajacego w komorze 43 na suwak dlawiacy 35. Im wieksza jest róznica tych sil, tym wieksza jest ilosc oleju przeplywajacego przez dlawik 5t0 i tym mniejszy udzial wydatku pompy 10 w zasilaniu komory 49, wzglednie 51 cylindra hydraulicznego 1.Ze wzrostem ilosci oleju upuszczonego do zbior¬ nika 18 przez zawór upustowy 4 zmniejsza sie predkosc obrotu zurawia i ilosc oleju wytlaczane¬ go z cylindra hydraulicznego 1 do zbiornika 18.Warunkiem jednak przeplywu oleju przez zespól sterujacy 3 i zawór upustowy 4 jest dostatecznie wysokie cisnienie wytlaczania oleju przez cylin¬ der hydrauliczny I, a tym samym odpowiednia ilosc wytlaczanego oleju.Ta wzajemna zaleznosc zabezpiecza przed zbyt¬ nim zmniejszeniem predkosci obrotu, lub nawet unieruchomieniem mechanizmu obrotu, w przy¬ padku zanizonego wydatku pompy 10 i nadmier¬ nego wzrostu cisnienia w cylindrze hydraulicz¬ nym 5, wywolanego przeciazeniem wysiegnika 9.Szczególnym przypadkiem ograniczenia upusz¬ czenia oleju pod cisnieniem roboczym jest pierw¬ sza faza rozruchu mechanizmu obrotu. Podczas rozruchu, upuszczanie oleju przez uklad regula¬ cyjny 2| ma miejsce dopiero po osiagnieciu okres¬ lonej predkosci tloka cylindra hydraulicznego 1, gdy ilosc wytlaczanego oleju stworzy dostatecz¬ nie wysokie cisnienie, umozliwiajace przesuniecie suwaka rozdzielczego 19, wzglednie 20.Opóznione wlaczanie sie ukladu regulacyjnego do pracy, podczas rozruchu, pozostaje bez wply¬ wu na charakterystyke rozruchu, gdyz w tym czasie pompa 10 i tak upuszcza olej przez zawór przelewowy 47 wzglednie 48, zapewniajac wyso¬ kie cisnienie rozruchu. Podobnie jednak jak przy hamowaniu, czasy i drogi rozruchu sa krótkie i niewiele rózniace sie dla obciazonego i nieobcia- zonego wysiegnika, ze wzgledu na nieznaczne róznice energii kinetycznej przenoszonych ladun¬ ków, zapewnione przez uklad regulacyjny.Mechanizm obrotu, z ukladem regulacyjnym wedlug wynalazku, posiada wiec wszelkie zalety 8 ekonomicznego napedu, zapewniajacego samoczyn¬ nie optymalne efekty pracy w dowolnych warun¬ kach obciazen. Mozliwosci takie nie sa realizowa¬ ne w zadnych, znanych dotychczas rozwiazaniach. 5 PL