RU152936U1

RU152936U1 - EXCAVATOR STEP MECHANISM HYDRAULIC DRIVE

Info

Publication number: RU152936U1
Application number: RU2014133225/03U
Authority: RU
Inventors: Евгений Борисович Спицын; Александр Владимирович Димов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уральский завод тяжелого машиностроения" (ОАО "Уралмашзавод")
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-06-27

Abstract

Гидропривод механизма шагания экскаватора, включающий механизм захвата башмака, гидроцилиндр подъема и гидроцилиндр тяги, гидравлически соединенные через гидрораспределители тяги и подъема с силовым насосом высокого давления и с гидробаком, для обеспечения цикла шагания указанные гидрораспределители тяги и подъема гидравлически связаны через электромагнитные гидрораспределители с насосом управления низкого давления, при этом механизм захвата башмака выполнен в виде засова, связанного с гидроцилиндром захвата, штоковая полость которого гидравлически связана с силовым насосом высокого давления для втягивания засова в цикле шагания, а поршневая полость - гидравлически связана через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с указанным силовым насосом для выдвижения засова в цикле экскавации.The hydraulic drive of the excavator's walking mechanism, including the shoe gripping mechanism, the lifting hydraulic cylinder and the draft hydraulic cylinder, hydraulically connected through the hydraulic control valves of the electric lift and lift with a high pressure power pump and the hydraulic tank, to ensure the walking cycle, the hydraulic control valves of the electric draft and lift are hydraulically connected via electromagnetic hydraulic distributors to the low-pressure control pump pressure, while the shoe gripping mechanism is made in the form of a deadbolt associated with the gripping cylinder, the stock cavity orogo fluidly connected with high-pressure pump force to retract the bolt into the pacing cycle and piston chamber - hydraulically connected via corresponding solenoid control valve with said pump power for extension of the bolt into the excavation cycle.

Description

Гидропривод механизма шагания экскаватораHydraulic drive mechanism of the excavator

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к оборудованию для шагающих экскаваторов с гидроприводом механизма шагания.The utility model relates to mechanical engineering, in particular, to equipment for walking excavators with hydraulic walking mechanism.

Из документа «Экскаватор ЭШ 25.90 Механизм шагания. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 11037.00.04-1ТО» известен гидропривод механизма шатания экскаватора, выбранный в качестве ближайшего аналога (Техническое описание и инструкция по эксплуатации 11037.00.04-1ТО, инвентарный №101810, выпущен 14.03.2001 г.).From the document “Excavator ES 25.90 Walking mechanism. Technical Description and Operating Instructions 11037.00.04-1TO »the hydraulic drive of the excavator reel mechanism is known, selected as the closest analogue (Technical Description and Operating Instructions 11037.00.04-1TO, Inventory No. 101810, released on March 14, 2001).

Гидропривод механизма шагания экскаватора включает механизм захвата башмака, гидроцилиндр подъема и гидроцилиндр тяги, гидравлически соединенные через гидрораспределители тяги и подъема с силовым насосом высокого давления и с гидробаком. Для обеспечения цикла шагания указанные гидрораспределители тяги и подъема гидравлически связаны через электромагнитные гидрораспределители с насосом управления низкого давления. В известном гидроприводе гидроцилиндр захвата связан через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с насосом управления низкого давления. Механизм захвата выполнен в виде засова, связанного с гидроцилиндром захвата; в цикле шагания штоковая полость гидроцилиндра захвата гидравлически связана с насосом управления низкого давления для втягивания засова в цикле шагания (освобождая башмак от фиксации), а поршневая полость данного гидроцилиндра гидравлически связана через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с указанным насосом управления для втягивания засова в цикле экскавации (фиксируя башмак).The hydraulic drive of the excavator's walking mechanism includes a shoe gripping mechanism, a lifting hydraulic cylinder and a draft hydraulic cylinder, hydraulically connected through the hydraulic valves of the draft and lifting with a high-pressure power pump and a hydraulic tank. To ensure a walking cycle, these thrust and lift control valves are hydraulically connected through electromagnetic control valves to a low-pressure control pump. In the known hydraulic actuator, the gripping cylinder is connected through a corresponding electromagnetic valve to a low pressure control pump. The capture mechanism is made in the form of a deadbolt associated with the capture cylinder; in the walking cycle, the rod cavity of the gripping cylinder is hydraulically connected to the low pressure control pump to retract the deadbolt in the walking cycle (freeing the shoe from fixing), and the piston cavity of this hydraulic cylinder is hydraulically connected through the corresponding electromagnetic valve to the specified control pump to retract the deadbolt in the excavation cycle (fixing shoe).

При использовании данного устройства проявляются некоторые недостатки.When using this device, there are some disadvantages.

Связь гидроцилиндра захвата башмака с насосом управления низкого давления приводит к невозможности надежного достижения чередующихся конечных положений захвата, фиксирующих и освобождающих башмак (от фиксации) при смене циклов шагания и экскавации соответственно. Причиной тому является низкое давление, развиваемое насосом управления. Вместе с тем насос управления низкого давления обеспечивает должную работу гидроцилиндров подъема и тяги, с избытком давления осуществляя перестановку соответствующих золотников. Таким образом, использование насоса управления низкого давления в качестве питающего насоса для гидроцилиндров захвата приводит к неоправданному расходу электроэнергии и к излишнему нагреву масла в гидросистеме.The connection of the shoe gripper with a low pressure control pump makes it impossible to reliably achieve alternating gripper end positions that lock and release the shoe (from locking) when changing walking and excavation cycles, respectively. The reason for this is the low pressure developed by the control pump. At the same time, the low-pressure control pump ensures the proper operation of the lifting and traction hydraulic cylinders, with an excess of pressure, rearranging the corresponding spools. Thus, the use of a low-pressure control pump as a feed pump for gripping cylinders leads to an unjustified consumption of electricity and to excessive heating of the oil in the hydraulic system.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности работы гидропривода за счет обеспечения гарантированного конечного положения захватов при смене циклов шагания и экскавации, а также в уменьшении расхода электроэнергии и нагрева масла в гидравлической системе, приводящих к оптимизации массогабаритных характеристик при сохранении элементов привода.The problem the utility model aims to solve is to increase the efficiency of the hydraulic drive by ensuring a guaranteed final position of the grippers when changing the walking and excavation cycles, as well as to reduce the energy consumption and oil heating in the hydraulic system, leading to the optimization of weight and size characteristics while preserving the elements drive.

Указанная задача решается тем, что в гидроприводе механизма шагания экскаватора, включающем механизм захвата башмака, гидроцилиндр подъема и гидроцилиндр тяги, гидравлически соединенные через гидрораспределители тяги и подъема с силовым насосом высокого давления и с гидробаком, для обеспечения цикла шагания указанные гидрораспределители тяги и подъема гидравлически связаны через электромагнитные гидрораспределители с насосом управления низкого давления, при этом механизм захвата башмака выполнен в виде засова, связанного с гидроцилиндром захвата, штоковая полость которого гидравлически связана с силовым насосом высокого давления для втягивания засова в цикле шагания, а поршневая полость - гидравлически связана через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель с указанным силовым насосом для выдвижения засова в цикле экскавации.This problem is solved by the fact that in the hydraulic actuator of the walking mechanism of the excavator, including the shoe gripping mechanism, the lifting cylinder and the traction hydraulic cylinder, are hydraulically connected through the traction and lifting valves with the high pressure power pump and the hydraulic tank, to provide the walking cycle, the said traction and lifting hydraulic valves are hydraulically connected through electromagnetic control valves with a low-pressure control pump, while the shoe gripping mechanism is made in the form of a deadbolt associated with the hydraulic Lindgren gripping spindle cavity is fluidly connected with the high-pressure pump force for retracting the bolt in the pacing cycle and piston chamber - hydraulically connected via corresponding solenoid control valve with said pump power for extension of the bolt into the excavation cycle.

Новым в гидроприводе является связь гидроцилиндра захвата, в том числе, и через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель, с силовым насосом высокого давления. Данная связь обеспечивает перемещение штока гидроцилиндра захвата, приводящее к надежному достижению чередующихся конечных положений захвата при смене циклов шагания и экскавации. Так, общепринятого рабочего давления (18…20 МПа) силового насоса высокого давления достаточно для гарантированного перемещения захватов, а потребляемый перед началом цикла шагания цилиндрами захвата расход масла не отразится на продолжительности цикла шагания. Указанный технический результат приводит к дополнительному преимуществу, заключающемуся в возможности значительно снизить рабочее давление насоса управления с 10 МПа (в устройстве-прототипе) до 1,2 МПа.New in the hydraulic drive is the connection of the gripping cylinder, including through the corresponding electromagnetic valve, to the high-pressure power pump. This connection provides the movement of the rod of the capture hydraulic cylinder, leading to the reliable achievement of alternating end positions of the capture when changing the cycles of walking and excavation. So, the generally accepted working pressure (18 ... 20 MPa) of the high pressure power pump is enough to guarantee the movement of the grippers, and the oil consumption consumed before the start of the walking cycle by the gripping cylinders will not affect the duration of the walking cycle. The specified technical result leads to an additional advantage, consisting in the ability to significantly reduce the operating pressure of the control pump from 10 MPa (in the prototype device) to 1.2 MPa.

Кроме того, использование насоса управления низкого давления на пониженное рабочее давление приводит к повышению его срока службы, снижению расхода электроэнергии и температуры масла в гидросистеме, кроме того, к снижению массы элементов привода, конструктивно связанных с данным насосом.In addition, the use of a low pressure control pump for reduced working pressure leads to an increase in its service life, a decrease in the energy consumption and oil temperature in the hydraulic system, in addition, to a reduction in the mass of drive elements structurally associated with this pump.

На фигуре изображена гидравлическая схема привода механизма шагания экскаватора.The figure shows the hydraulic circuit of the drive mechanism of the walking mechanism of the excavator.

Гидравлический привод содержит силовой насос 1 высокого давления, гидробак 2, насос управления 3 низкого давления, гидроцилиндр подъема 4, гидроцилиндр тяги 5, башмак 6, механизм захвата башмака, выполненный в виде гидроцилиндра захвата 7, связанного с засовом 8. Кроме того, для обеспечения цикла шагания гидропривод содержит электромагнитные гидрораспределители 9, 10.The hydraulic drive contains a high pressure power pump 1, a hydraulic tank 2, a low pressure control pump 3, a lifting hydraulic cylinder 4, a draft hydraulic cylinder 5, a shoe 6, a shoe gripping mechanism made in the form of a gripping hydraulic cylinder 7 connected to the bolt 8. In addition, to ensure The hydraulic actuator contains an electromagnetic control valve 9, 10.

Насос управления 3 обеспечивает подачу рабочей жидкости в полости управления гидрораспределителя подъема 11 и гидрораспределителя тяги 12, каждый из которых, будучи соединенным с соответствующими электромагнитными распределителями 9, управляет рабочим ходом штока подъемного гидроцилиндра 4 или тягового гидроцилиндра 5 соответственно. При этом гидрораспределители тяги 11 и подъема 12 гидравлически соединены через электромагнитные гидрораспределители 9 с насосом управления 3.The control pump 3 provides the supply of the working fluid to the control cavity of the lift control valve 11 and the draft control valve 12, each of which, being connected to the corresponding electromagnetic distributors 9, controls the stroke of the lift hydraulic cylinder 4 or traction hydraulic cylinder 5, respectively. In this case, the control valves of the thrust 11 and lift 12 are hydraulically connected through electromagnetic control valves 9 to the control pump 3.

Штоковая полость гидроцилиндра захвата 7 гидравлически соединена с силовым насосом 1, а поршневая полость гидроцилиндра захвата 7 гидравлически соединена с данным насосом 1 через соответствующий электромагнитный гидрораспределитель 10. Данная связь обеспечивает соответственно втягивание засова 8 для освобождения башмака 6 в цикле шагания и выдвижение засова 8 для фиксации башмака 6 в цикле экскавации.The rod cavity of the gripping cylinder 7 is hydraulically connected to the power pump 1, and the piston cavity of the gripping cylinder 7 is hydraulically connected to this pump 1 through the corresponding electromagnetic valve 10. This connection, respectively, retracts the bolt 8 to release the shoe 6 in the walking cycle and extends the bolt 8 for fixing Shoe 6 in the excavation cycle.

Для перемещения экскаватора необходимо использовать два комплекта оборудования, каждый из которых включает: силовой насос 1, гидроцилиндр подъема 4, гидроцилиндр тяги 5, башмак 6, гидрораспределитель подъема 11, гидрораспределитель тяги 12, гидроцилиндр захвата 7 башмака 6, связанный с засовом 8.To move the excavator it is necessary to use two sets of equipment, each of which includes: a power pump 1, a lift cylinder 4, a draft cylinder 5, a shoe 6, a lift valve 11, a draft valve 12, a capture cylinder 7 of the shoe 6 connected to the bolt 8.

В описываемом примере используются трехходовые электромагнитные гидрорапраспределители. Так, четыре электромагнитных гидрораспределителя 9 связаны с соответствующим полостями управления гидрораспределителей тяги 11 и гидрораспределителей подъема 12.In the described example, three-way solenoid valves are used. So, four electromagnetic directional control valves 9 are connected with the corresponding control cavities of the thrust control valves 11 and lift control valves 12.

В качестве насоса управления 3 применен шестеренный насос БГ11-23А с рабочим давлением 1,2 МПа.As a control pump 3, a gear pump BG11-23A with a working pressure of 1.2 MPa was used.

В качестве силового насоса 1 применен радиально-поршневой насос НР2-900/32 с рабочим давлением 18 МПа.As a power pump 1, a radial piston pump НР2-900 / 32 with a working pressure of 18 MPa was used.

Гидропривод механизма шагания экскаватора с двумя вышеуказанными комплектами оборудования работает следующим образом.The hydraulic drive mechanism of the excavator with the two above sets of equipment works as follows.

В исходном положении (цикл экскавации) механизмы захвата удерживают башмаки 6 в поднятом положении, при этом засовы 8 механизмов захвата башмака прижаты весом башмаков 6.In the initial position (excavation cycle), the gripping mechanisms hold the shoes 6 in a raised position, while the bolts 8 of the shoe gripping mechanisms are pressed by the weight of the shoes 6.

Для осуществления цикла шагания включаются силовые 1 насосы, насос 3 управления и соответствующие электромагнитные гидрораспределители 9. При этом масло под давлением от силового насоса 1 поступает в штоковые полости гидроцилиндров захвата 7 и к гидрораспределителям подъема 11 и тяги 12, а масло от насоса управления 3 поступает в полости управления гидрораспределителей подъема 11 и тяги 12 и переключает их, соединяя штоковые полости гидроцилиндров подъема 4 и тяги 5 с силовыми насосами 1, а поршневые полости - с гидробаком 2. Штоки гидроцилиндров подъема 4 и тяги 5 максимально втягиваются и приподнимают башмаки 6 над засовами 8, разгружая последние. Под действием давления от силовых насосов 1, дежурящего в поршневых полостях гидроцилиндров захвата 7, штоки последних максимально втягиваются вместе с засовами 8, освобождая башмаки 6. После этого выполняется цикл шагания.To carry out a walking cycle, power 1 pumps, a control pump 3, and the corresponding electromagnetic control valves 9 are turned on. In this case, oil under pressure from the power pump 1 enters the rod cavities of the gripping cylinders 7 and to the control valves of the lift 11 and rod 12, and the oil from the control pump 3 enters in the control cavity of the control valves of the lift 11 and the rod 12 and switches them, connecting the rod cavities of the hydraulic cylinders of the lift 4 and rod 5 with the power pumps 1, and the piston cavities with the hydraulic tank 2. The rods of the hydraulic cylinders lift 4 and rod 5 are maximally retracted and lift the shoes 6 above the bolts 8, unloading the latter. Under the action of pressure from the power pumps 1, which are on duty in the piston cavities of the gripping cylinders 7, the rods of the latter are retracted as much as possible with the bolts 8, releasing the shoes 6. After this, a walking cycle is performed.

После окончания цикла шагания башмаки 6 поднимаются в верхнее положение и включением электромагнитного гидрораспределителя 10 масло от силового насоса 1 подается также и в поршневые полости гидроцилиндров захвата 7. При этом штоки гидроцилиндров захвата 7 выдвигаются, перемещая засовы 8 под башмаки 6. В результате внутренних перетечек масла гидроцилиндры подъема 4 и тяги 5 просаживаются, башмаки 6 опускаются на засовы 8 и зажимают их. Цикл шагания завершен и экскаватор готов к циклу экскавации.After the end of the walking cycle, the shoes 6 are raised to the upper position and the electromagnetic control valve 10 is turned on, the oil from the power pump 1 is also supplied to the piston cavities of the gripping cylinders 7. In this case, the rods of the gripping hydraulic cylinders 7 are extended, moving the bolts 8 under the shoes 6. As a result of internal oil leakage lifting cylinders 4 and traction 5 sag, shoes 6 fall on the bolts 8 and clamp them. The walking cycle is complete and the excavator is ready for the excavation cycle.

Приведенный пример работы гидропривода механизма шагания экскаватора поясняет возможность перемещения захватов при повторяющихся циклах шагания и экскавации без риска недостижения конечных положений захватов вследствие недостаточного давления, обеспечивая тем самым безотказную работу механизма шагания.The given example of the operation of the hydraulic drive of the excavator's walking mechanism explains the possibility of moving the grippers during repeated walking and excavation cycles without the risk of not reaching the final positions of the grippers due to insufficient pressure, thereby ensuring trouble-free operation of the walking mechanism.

Claims

The hydraulic drive of the excavator's walking mechanism, including the shoe gripping mechanism, the lifting hydraulic cylinder and the draft hydraulic cylinder, hydraulically connected through the hydraulic control valves of the electric lift and lift with a high pressure power pump and the hydraulic tank, to ensure the walking cycle, the hydraulic control valves of the electric draft and lift are hydraulically connected via electromagnetic hydraulic distributors to the low-pressure control pump pressure, while the shoe gripping mechanism is made in the form of a deadbolt associated with the gripping hydraulic cylinder, the rod cavity orogo fluidly connected with high-pressure pump force to retract the bolt into the pacing cycle and piston chamber - hydraulically connected via corresponding solenoid control valve with said pump power for extension of the bolt into the excavation cycle.