RU2046893C1

RU2046893C1 - Hydraulic system

Info

Publication number: RU2046893C1
Authority: RU
Inventors: Д.Ю. Кобзов
Original assignee: Кобзов Дмитрий Юрьевич
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: building equipment. SUBSTANCE: hydraulic system consists of a power and a subsidiary cylinders, relief valve, pressure valve, controllable throttle, return valve, and two additional pressure valves. Piston and rod cavities in the power cylinder are connected to feed source and damp through a distributor. Subsidiary cylinder is connected to relief valve outlet, the inlet of which is communicated with piston cavity of the power cylinder, and with pressure valve inlet. Two cavities are there in the subsidiary cylinder. Additional cavity of the cylinder is communicated with power cylinder rod cavity through additional pressure valve with hydraulic control cavity connected to power cylinder piston cavity, and with power cylinder piston cavity through the second additional pressure valve. EFFECT: good controllability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлическим системам привода рабочего органа гидрофицированных машин, работающих в условиях значительных нагрузок на рабочем оборудовании. The invention relates to hydraulic drive systems of the working body of hydraulic machines operating under conditions of significant loads on the working equipment.

Известен следящий гидропривод рабочего органа землеройной машины (а.с. СССР N 1191534, кл. Е 02 F 9/22), включающий распределитель с гидронасосом и силовым цилиндром, гидроцилиндр-приемник, гидроцилиндр-датчик, гидромагистрали и предохранительный клапан. Known hydraulic follow-up of the working body of the digging machine (AS USSR N 1191534, class E 02 F 9/22), comprising a distributor with a hydraulic pump and a power cylinder, a receiver cylinder, a sensor cylinder, a hydraulic line and a safety valve.

Основным недостатком известного аналога является его низкая надежность в результате ориентации при выборе кинематической схемы поддержки силового гидроцилиндра вспомогательным на изгибающий момент, а не на линейное сосредоточенное усилие, направленное поперек оси силового цилиндра. Следствием этого является возможный S-образный перегиб последнего, приводящий к изгибу штока, росту реакций в трущихся сопряжениях силового гидроцилиндра, обрыву опорных проушин его штока и корпуса, а также вызывающий значительные знакопеременные напряжения изгиба в консольном элементе кинематической связи силового цилиндра со вспомогательным. The main disadvantage of the known analogue is its low reliability as a result of orientation when choosing a kinematic scheme for supporting the hydraulic power cylinder auxiliary to the bending moment, and not to the linear concentrated force directed across the axis of the power cylinder. The consequence of this is a possible S-shaped bend of the latter, leading to rod bending, an increase in reactions in the rubbing mates of the power hydraulic cylinder, breaking of the support eyes of its rod and body, and also causing significant alternating bending stresses in the cantilever element of the kinematic connection of the power cylinder with the auxiliary.

Наиболее близкой к предлагаемой является гидросистема, содержащая силовой и вспомогательный цилиндры, предохранительный клапан с входом и выходом, поршневая и штоковая полости силового цилиндра подключены через распределитель к источнику питания и сливу, вспомогательный цилиндр выполнен однополосным, полость его подключена к выходу предохранительного клапана, причем шток вспомогательного цилиндра кинематически связан с корпусом силового цилиндра. Она также снабжена клапаном давления, установленным в линии связи полости вспомогательного цилиндра со сливом, причем полость гидроуправления клапана давления сообщена с штоковой полостью силового цилиндра, а вход предохранительного клапана сообщен с поршневой полостью силового цилиндра [1]
Основным недостатком известного прототипа является низкая надежность гидросистемы вследствие возможного рассогласования требуемого поддерживающего усилия на штоке вспомогательного цилиндра для приведения силового из состояния продольно-поперечного изгиба в устойчивое положение и развиваемого в действительности вспомогательным цилиндром. Это наиболее вероятно при изменении угла наклона к горизонту силового цилиндра, сопровождающееся изменением величины поперечных нагрузок, и незначительно сопряжено с выдвижением-вдвижением его штока, влияющим на значение прогиба силового цилиндра. У прототипа в соответствии с этим усилие на штоке вспомогательного цилиндра, полость которого соединена через предохранительный клапан с поршневой полостью силового цилиндра, является результатом только развиваемого в ней давления жидкости при преодолении нагрузок рабочим органов машины без учета пространственного расположения (горизонтального или вертикального, например) силового цилиндра. Последнее, соответственно увеличивая и снижая поперечные нагрузки, влияет на величину необходимого усилия на штоке вспомогательного цилиндра.Closest to the proposed one is a hydraulic system containing a power and auxiliary cylinders, a safety valve with inlet and outlet, a piston and rod cavity of the power cylinder connected via a distributor to a power source and a drain, the auxiliary cylinder is single-lane, its cavity is connected to the output of the safety valve, and the rod the auxiliary cylinder is kinematically connected with the housing of the power cylinder. It is also equipped with a pressure valve installed in the communication line of the cavity of the auxiliary cylinder with the drain, and the hydraulic cavity of the pressure valve is in communication with the rod cavity of the power cylinder, and the inlet of the safety valve is in communication with the piston cavity of the power cylinder [1]
The main disadvantage of the known prototype is the low reliability of the hydraulic system due to the possible mismatch of the required supporting force on the rod of the auxiliary cylinder to bring the power from the state of longitudinal-transverse bending to a stable position and actually developed by the auxiliary cylinder. This is most likely with a change in the angle of inclination to the horizon of the power cylinder, accompanied by a change in the magnitude of the transverse loads, and is slightly associated with the extension-extension of its rod, affecting the value of the deflection of the power cylinder. In the prototype, in accordance with this, the force on the rod of the auxiliary cylinder, the cavity of which is connected through the safety valve to the piston cavity of the power cylinder, is the result of the fluid pressure developed in it while overcoming the loads by the working bodies of the machine without taking into account the spatial arrangement (horizontal or vertical, for example) of the power cylinder. The latter, respectively increasing and decreasing lateral loads, affects the magnitude of the required force on the rod of the auxiliary cylinder.

Кроме того, при монтажно-сборочных работах по созданию известной гидросистемы желательно обеспечить варьирование в незначительных диапазонах величины поддерживающего усилия при выборе оптимального режима функционирования силового цилиндра, например, исключающего перекос его корпуса и штока, негативно влияющего, например, на его механический КПД. In addition, during installation and assembly work on the creation of a well-known hydraulic system, it is desirable to ensure that the supporting force varies in insignificant ranges when choosing the optimal mode of operation of the power cylinder, for example, eliminating the distortion of its body and rod, which negatively affects, for example, its mechanical efficiency.

Также к недостаткам известного прототипа следует отнести неудовлетворительный режим трения сопряжений однополостного вспомогательного цилиндра: шток-втулка, работающего в режиме сухого трения и подверженного абразивному изнашиванию, и поршень-гильза, работающего в режиме полужидкостного трения. При интенсивной работе такой гидросистемы возможна ее низкая долговечность вследствие малого ресурса работоспособности вспомогательного гидроцилиндра. The disadvantages of the known prototype include the unsatisfactory friction mode of conjugations of a single-cavity auxiliary cylinder: a rod-sleeve operating in the dry friction mode and subject to abrasive wear, and a piston sleeve operating in the semi-fluid friction mode. With the intensive operation of such a hydraulic system, its low durability is possible due to the low service life of the auxiliary hydraulic cylinder.

По аналогии с прототипом гидросистема содержит силовой и вспомогательный цилиндры, предохранительный клапан и клапан давления. Поршневая и штоковая полости силового цилиндра подключены через распределитель к источнику питания и сливу, а вспомогательный цилиндр, шток которого кинематически связан с корпусом силового, выполнен однополостным, полость которого подключена к выходу предохранительного клапана, сообщенного входом с поршневой полостью силового цилиндра, и к входу клапана давления, полость гидроуправления которого сообщена со штоковой полостью силового цилиндра, а выход подключен к сливу. By analogy with the prototype, the hydraulic system contains a power and auxiliary cylinders, a safety valve and a pressure valve. The piston and rod cavities of the power cylinder are connected through a distributor to a power source and a drain, and the auxiliary cylinder, the rod of which is kinematically connected to the power housing, is single-cavity, the cavity of which is connected to the output of the safety valve connected to the input to the piston cavity of the power cylinder and to the valve inlet pressure, the hydraulic control cavity of which is in communication with the rod cavity of the power cylinder, and the outlet is connected to the drain.

В отличие от прототипа заявляемая гидросистема с целью устранения вышеприведенных недостатков имеет двухполостной вспомогательный цилиндр, причем дополнительная полость через клапан давления, полость гидроуправления которого подключена к поршневой полости силового цилиндра, и через параллельно соединенные регулируемый дроссель и обратный клапан сообщена со штоковой полостью силового цилиндра. Кроме того, через клапан давления, полость гидроуправления которого подключена к штоковой полости силового цилиндра, дополнительная полость вспомогательного цилиндра сообщена с поршневой полостью силового. In contrast to the prototype, the claimed hydraulic system has a two-cavity auxiliary cylinder with the aim of eliminating the above drawbacks, the additional cavity through a pressure valve, the hydraulic control cavity of which is connected to the piston cavity of the power cylinder, and through the parallel-connected adjustable throttle and check valve are connected to the rod cavity of the power cylinder. In addition, through the pressure valve, the hydraulic control cavity of which is connected to the rod cavity of the power cylinder, an additional cavity of the auxiliary cylinder is in communication with the piston cavity of the power cylinder.

Таким образом, вследствие произведенных дополнений и изменений, во-первых, развивается требуемое поддерживающее усилие на штоке вспомогательного цилиндра; во-вторых, обеспечивается регулирование величины поддерживающего усилия при монтажно-сборочных и прочих регулировочных работах, например, технического обслуживания и ремонта в целях поддержания надежности; в-третьих, улучшается режим работы трущихся уплотнений вспомогательного цилиндра. Thus, due to the additions and changes made, firstly, the required supporting force develops on the rod of the auxiliary cylinder; secondly, it provides the regulation of the magnitude of the supporting force during installation and assembly and other adjustment work, for example, maintenance and repair in order to maintain reliability; thirdly, the operating mode of the friction seals of the auxiliary cylinder is improved.

На фиг. 1 представлена гидросистема, в которой вспомогательный гидроцилиндр поддерживает силовой снизу по отношению к поверхности тяготения; на фиг. 2 то же, вспомогательный гидроцилиндр поддерживает силовой сверху по отношению к поверхности тяготения. In FIG. 1 shows a hydraulic system in which an auxiliary hydraulic cylinder supports the power bottom in relation to the surface of gravity; in FIG. 2 the same, the auxiliary hydraulic cylinder supports the power from above with respect to the surface of gravity.

Гидросистема содержит силовой 1 и вспомогательный 2 цилиндры, предохранительный клапан 3 и клапан 4 давления. Поршневая и штоковая полости цилиндра 1 подключены через распределитель 5 к источнику 6 питания и сливу 7. Вспомогательный цилиндр 2, шток которого кинематически связан с корпусом силового цилиндра 1, выполнен двухполостным. Первая полость его подключена к выходу предохранительного клапана 3, сообщенного входом с поршневой полостью силового цилиндра 1, и к входу клапана 4 давления, полость гидроуправления которого сообщена со штоковой полостью силового цилиндра 1, выход клапана 4 соединен со сливом гидросистемы. Дополнительная полость вспомогательного цилиндра 2 через клапан 8 давления, полость гидроуправления которого подключена к поршневой полости силового цилиндра 1, и через параллельно соединенные регулируемый дроссель 9 и обратный клапан 10 сообщена со штоковой полостью силового цилиндра 1. Через клапан 11 давления полость гидроуправления которого подключена к штоковой полости силового цилиндра 1, дополнительная полость вспомогательного цилиндра 2 сообщена с поршневой полостью силового цилиндра 1. Причем давление срабатывания клапана 3 больше, чем для клапана 8 при равенстве аналогичных давлений для клапанов 4 и 11. The hydraulic system contains power 1 and auxiliary 2 cylinders, a safety valve 3 and a pressure valve 4. The piston and rod cavities of the cylinder 1 are connected through a distributor 5 to a power source 6 and a drain 7. The auxiliary cylinder 2, the rod of which is kinematically connected with the housing of the power cylinder 1, is made two-cavity. The first cavity is connected to the output of the safety valve 3, communicated by the input with the piston cavity of the power cylinder 1, and to the input of the pressure valve 4, the hydraulic control cavity of which is connected to the rod cavity of the power cylinder 1, the output of the valve 4 is connected to the drain of the hydraulic system. The additional cavity of the auxiliary cylinder 2 through the pressure valve 8, the hydraulic control cavity of which is connected to the piston cavity of the power cylinder 1, and through the parallel-connected adjustable throttle 9 and the check valve 10 are in communication with the rod cavity of the power cylinder 1. Through the pressure valve 11, the hydraulic control cavity of which is connected to the rod the cavity of the power cylinder 1, the additional cavity of the auxiliary cylinder 2 is in communication with the piston cavity of the power cylinder 1. Moreover, the pressure of the valve 3 is pain more than for valve 8 with equal pressures for valves 4 and 11.

Предлагаемая гидросистема работает следующим образом. The proposed hydraulic system works as follows.

При подаче жидкости в поршневую полость силового цилиндра 1, что приводит к его нежелательному продольно-поперечному нагружению и вызывает максимальные поперечные деформации в виде прогиба, вследствие разности давлений срабатывания клапанов 3 и 8 последний, открывшись, включает дополнительную полость вспомогательного цилиндра 2 и готовит его к функционированию, которое незамедлительно следует за включением клапана 3. Вспомогательный цилиндр 2 выполняет роль сенсорной по нагрузке поддерживающей опоры силового цилиндра 1. Давление срабатывания клапана 3 выбрано из условия обязательного обеспечения цилиндром 2 приведения цилиндра 1 в устойчивое положение. При работе силового цилиндра 1, сопровождающейся качанием последнего, шток вспомогательного цилиндра 2, будучи кинематически связан с корпусом силового цилиндра 1, совершает возвратно-поступательное перемещение. При вдвижении штока цилиндра 2 жидкость поступает из штоковой полости силового цилиндра 2, сообщенной в этот момент через распределитель 5 со сливом 7 гидросистемы, в дополнительную полость цилиндра 2 через обратный клапан 10 и клапан 8 давления по гидролинии, имеющей минимальное гидросопротивление. При выдвижении штока цилиндра 2 жидкость, вытесняемая из его дополнительной полости, перетекает через клапан 8 и регулируемый дроссель 9, создающий дополнительное гидросопротивление в магистрали, через распределитель 5 на слив 7 гидросистемы. Таким образом за счет создания сопротивления в упомянутой магистрали и дополнительной полости цилиндра 2 корректируется путем снижения от максимального до требуемого значения поддерживающее усилие на его штоке. При подаче через распределитель 5 рабочей жидкости в штоковую полость силового цилиндра 1, что не требует вследствие растяжения последнего его поддержки вспомогательным цилиндром 2, из-за равенства величин давления срабатывания клапанов 4 и 11 давления они включаются одновременно и перепускают через себя жидкость непосредственно на слив и в том же направлении через распределитель 5. В результате этого шток цилиндра 2, совершая возвратно-поступательное перемещение, отслеживает без силового воздействия качание силового цилиндра 1. When fluid is supplied to the piston cavity of the master cylinder 1, which leads to its undesirable longitudinal-transverse loading and causes maximum lateral deformations in the form of a deflection, due to the difference in the operating pressure of valves 3 and 8, the latter, when opened, turns on the additional cavity of the auxiliary cylinder 2 and prepares it for operation, which immediately follows the inclusion of valve 3. The auxiliary cylinder 2 acts as a load-sensing supporting support of the power cylinder 1. Pressure srab yvaniya valve 3 is selected from the conditions of mandatory security cylinder 2 to bring the cylinder 1 in a stable position. When the power cylinder 1, accompanied by the swinging of the latter, the rod of the auxiliary cylinder 2, being kinematically connected with the housing of the power cylinder 1, performs a reciprocating movement. When sliding the rod of the cylinder 2, the fluid enters from the rod cavity of the power cylinder 2, which is at that moment communicated through the distributor 5 with the hydraulic drain 7, into the additional cavity of the cylinder 2 through the check valve 10 and the pressure valve 8 along the hydraulic line with minimal hydraulic resistance. When the cylinder rod 2 is extended, the fluid displaced from its additional cavity flows through the valve 8 and the adjustable throttle 9, which creates additional hydraulic resistance in the line, through the distributor 5 to the drain 7 of the hydraulic system. Thus, due to the creation of resistance in the mentioned line and the additional cavity of the cylinder 2, it is corrected by reducing from the maximum to the required value the supporting force on its rod. When the working fluid is supplied through the distributor 5 to the rod cavity of the power cylinder 1, which does not require the auxiliary cylinder 2 due to stretching of its last support, due to the equality of the pressure values of the pressure valves 4 and 11, they turn on simultaneously and pass the liquid directly to the drain and in the same direction through the distributor 5. As a result, the rod of the cylinder 2, making a reciprocating movement, monitors the swing of the power cylinder 1 without force.

И в первом, и во втором рассмотренных случаях поршень и шток вспомогательного цилиндра работают в условиях соответственно жидкостного и полужидкостного трения, что увеличивает их ресурс и повышает надежность гидросистемы в целом. In both the first and second cases, the piston and rod of the auxiliary cylinder operate under conditions of fluid and semi-fluid friction, respectively, which increases their service life and increases the reliability of the hydraulic system as a whole.

Таким образом, использование предлагаемой гидросистемы, обеспечивающей коррекцию требуемого поддерживающего усилия в зависимости от пространственного расположения силового цилиндра, настройку по величине этого усилия на начальном этапе эксплуатации гидросистемы, а также позволяющей улучшить эксплуатационный режим трущихся уплотняемых сопряжений, позволяет повысить надежность и эффективность использования гидросистемы и гидрофицированной машины в целом. Thus, the use of the proposed hydraulic system, which provides the correction of the required supporting force depending on the spatial location of the power cylinder, the adjustment of this force at the initial stage of operation of the hydraulic system, and also allows to improve the operational mode of the friction sealing joints, improves the reliability and efficiency of the use of the hydraulic system and hydraulic cars in general.

Claims

A HYDRAULIC SYSTEM containing a power and auxiliary cylinders, a safety valve and a pressure valve, a piston and rod cavities of the power cylinder are connected through a distributor to a power source and a drain, an auxiliary cylinder, the rod of which is kinematically connected to the power housing, is connected to the output of the safety valve communicated by the piston inlet the cavity of the power cylinder, and to the inlet of the pressure valve, the hydraulic control cavity of which is connected to the rod cavity of the power cylinder, and the output is communicated with a drain, about characterized in that it is equipped with an adjustable throttle, a non-return valve and two additional pressure valves, the auxiliary cylinder is made two-cavity, and the additional cavity of the auxiliary cylinder through an additional pressure valve, the hydraulic control cavity of which is connected to the piston cavity of the power cylinder, and through the parallel connected adjustable throttle and the return the valve is in communication with the rod cavity of the power cylinder, and through the second additional pressure valve, the hydraulic control cavity which is connected to the rod cavity of the power cylinder, with the piston cavity of the power cylinder.