RU2055805C1

RU2055805C1 - Winch hydraulic drive

Info

Publication number: RU2055805C1
Application number: RU93026511A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Гуревич; Н.И. Аникеев; А.В. Чинахов
Original assignee: Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод"
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: materials handling facilities. SUBSTANCE: hydraulic drive has hydraulic motor 1 with lifting and lowering main lines 2 and 3. When hydraulic motor 1 is started, staring pressure is bled into tank 12 through one of normally open valves 14 (15) as operation of above indicated valves takes place with delay in time relative to time of operation of distributor 5. With hydraulic motor switched off, hydraulic blow formed in drain main line 2 (3) is directed to drain line through normally open valve 14 (15). EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к грузоподъемной технике и может быть использовано в гидроприводах лебедок преимущественно грузоподъемных кранов. The invention relates to lifting equipment and can be used in hydraulic winches mainly hoisting cranes.

Известен гидропривод лебедки грузоподъемного крана, содержащий гидромотор, магистрали подъема и опускания, гидрораспределитель с напорной и сливной магистралями и контрольно-регулирующую гидроаппаратуру [1]
Недостатком описанного гидропривода является возможность возникновения гидравлического удара в магистралях подъема и опускания во время запуска и остановки гидромотора.Known hydraulic winch hoisting crane containing a hydraulic motor, the lifting and lowering lines, control valves with pressure and drain lines and control and regulation hydraulic equipment [1]
The disadvantage of the described hydraulic actuator is the possibility of a hydraulic shock in the lifting and lowering lines during starting and stopping the hydraulic motor.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидропривод лебедки грузоподъемного крана, содержащий реверсивный гидромотор с магистралями подъема и опускания, соединенными с гидросистемой крана при помощи гидроуправляемого трехпозиционного распределителя с блоком управления, тормозной клапан, установленный в магистрали подъема параллельно с обратным клапаном, при этом полость управления тормозным клапаном соединена через дроссель с магистралью опускания, и дренажную магистраль с баком [2]
Как показала практика эксплуатации кранов этого типа, во время запуска и остановки гидромотора в магистралях подъема и опускания возникают мощные гидравлические удары, способные разрушить гидроаппаратуру, в частности тормозной клапан и гидрораспределитель. Гидроудар возникает как в напорной магистрали в момент запуска гидромотора, так и в сливной после остановки гидромотора.The closest in technical essence to the proposed one is the hydraulic drive of a hoisting crane hoist, containing a reversible hydraulic motor with lifting and lowering lines connected to the hydraulic system of the crane using a hydraulically controlled three-position distributor with a control unit, a brake valve installed in the lifting line in parallel with a non-return valve, while the brake valve control is connected through the throttle to the lowering line, and the drain line to the tank [2]
As the practice of operating cranes of this type has shown, during start-up and shutdown of the hydraulic motor, powerful hydraulic shocks occur in the lifting and lowering lines, which can destroy hydraulic equipment, in particular, the brake valve and valve. Water hammer occurs both in the pressure line at the time of starting the hydraulic motor, and in the drain after the hydraulic motor stops.

Технический результат гашение энергии гидроудара, воздействующего на гидроаппаратуру, путем сброса пика давления в слив гидросистемы крана. EFFECT: quenching the energy of hydroblow impacting hydraulic equipment by dumping a pressure peak in a drain of a crane hydraulic system.

Это достигается тем, что в гидроприводе лебедки, преимущественно грузоподъемного крана, содержащем реверсивный гидромотор с магистралями подъема и опускания, соединенными с гидросистемой крана при помощи гидроуправляемого трехпозиционного распределителя с блоком управления, тормозной клапан, установленный в магистрали подъема параллельно с обратным клапаном, при этом полость управления тормозного клапана соединена с магистралью опускания через дроссель и дренажную магистраль с баком, установлено два гидроуправляемых нормально открытых клапана, при этом один из них, полость управления которым через параллельно соединенные дроссель и обратный клапан соединена с полостью управления на "подъем" трехпозиционным распределителем, установлен в магистрали, соединяющей между трехпозиционным распределителем и тормозным клапаном магистраль подъема с дренажной магистралью, а другой, полость управления которым через параллельно соединенные дроссель и обратный клапан соединена с полостью управления на "опускание" трехпозиционным распределителем, установлен в магистрали, соединяющей магистраль опускания с дренажной магистралью. This is achieved by the fact that in the hydraulic drive of a winch, mainly a hoisting crane, containing a reversible hydraulic motor with lifting and lowering lines connected to the hydraulic system of the crane using a hydraulically controlled three-position distributor with a control unit, a brake valve mounted in the lifting line in parallel with a non-return valve, while the brake valve control is connected to the lowering line through the throttle and the drain line with the tank, two hydraulically controlled normally a valve, while one of them, the control cavity of which is connected via a throttle and a non-return valve, is connected to the control cavity to “lift” the three-position valve, is installed in the line connecting the lift line with the drain line between the three-position valve and the brake valve, and the other, a control cavity through which a throttle and a check valve are connected in parallel with the control cavity to “lower” the three-position distributor, is installed in the line, connecting the lowering line to the drainage line.

Гидропривод характеризуется наличием следующих существенных отличительных признаков:
гидропривод снабжен двумя гидроуправляемыми нормально открытыми клапанами;
нормально открытый клапан, полость управления которым через параллельно соединенные дроссель и обратный клапан соединена с полостью управления на "подъем" трехпозиционным распределителем, установлен в магистрали, соединяющей между трехпозиционным распределителем и тормозным клапаном магистраль подъема с дренажной магистралью;
нормально открытый клапан, полость управления которым через параллельно соединенные дроссель и обратный клапан соединена с полостью управления на "опускание" трехпозиционным распределителем, установлен в магистрали, соединяющей магистраль опускания с дренажной магистралью.The hydraulic drive is characterized by the presence of the following significant distinguishing features:
the hydraulic actuator is equipped with two hydraulically controlled normally open valves;
a normally open valve, the control cavity of which, through a parallel-connected throttle and a non-return valve, is connected to the control cavity for “lifting” by a three-position distributor, is installed in the line connecting the lift line with the drain line between the three-position distributor and the brake valve;
a normally open valve, the control cavity of which is connected through the throttle and the check valve in parallel with the control cavity to “lower” the three-position distributor, and is installed in the line connecting the lowering line to the drainage line.

Наличие общих признаков, присущих прототипу и предлагаемому гидроприводу, в совокупности с отличительными признаками, характеризующими заявляемый гидропривод, позволяет избежать последствий гидравлического удара, возникающего как во время пуска гидромотора, так и при его остановке, особенно при опускании груза. The presence of common features inherent in the prototype and the proposed hydraulic actuator, together with the distinctive features characterizing the claimed hydraulic actuator, avoids the effects of water hammer arising both during start-up of the hydraulic motor and when it stops, especially when lowering the load.

На чертеже изображена принципиальная схема гидропривода лебедки. The drawing shows a schematic diagram of a hydraulic winch.

Гидропривод содержит реверсивный гидромотор 1 с магистралями 2 и 3 подъема и опускания соответственно. Магистрали 2 и 3 через гидроуправляемый блоком 4 управления трехпозиционный распределитель 5 соединены с гидросистемой крана, т.е. с напорной магистралью 6, в которой установлен гидронасос 7, и сливной магистралью 8. В магистрали 2 подъема установлены параллельно друг другу тормозной 9 и обратный 10 клапаны, при этом управляющая полость тормозным клапаном 9 через дроссель 11 соединена с магистралью 3 опускания. Утечки рабочей жидкости из гидромотора 1 отводятся в бак 12 по дренажной магистрали 13. The hydraulic actuator contains a reversible hydraulic motor 1 with lines 2 and 3 of raising and lowering, respectively. Highways 2 and 3 through a three-position distributor 5, hydraulically controlled by the control unit 4, are connected to the crane hydraulic system, i.e. with a pressure line 6, in which the hydraulic pump 7 is installed, and a drain line 8. In the lift line 2, the brake 9 and the check valve 10 are installed parallel to each other, while the control cavity of the brake valve 9 is connected via the throttle 11 to the lowering line 3. Leaks of the working fluid from the hydraulic motor 1 are discharged into the tank 12 along the drainage line 13.

Гидропривод дополнительно снабжен двумя гидроуправляемыми нормально открытыми клапанами 14 и 15. Клапан 14 установлен в магистрали 16, соединяющей магистраль 3 опускания с дренажной магистралью 13. Полость управления клапаном 14 через параллельно соединенные дроссель 17 и обратный клапан 18 соединена с полостью управления на "опускание" трехпозиционным распределителем 5. Клапан 15 установлен в магистрали 19, соединяющей магистраль 2 подъема с дренажной магистралью 13, при этом магистраль 19 подключена к магистрали 2 на ее участке между трехпозиционным распределителем 5 и тормозным клапаном 9. Полость управления клапаном 15 соединена через параллельно соединенные дроссель 20 и обратный клапан 21 с полостью управления на "подъем" трехпозиционным распределителем 5. Наличие дросселя 11 в гидроприводе гарантирует удержание золотника тормозного клапана 9 в открытом положении при опускании груза (на черт. не показан), а наличие блоков дроссель-обратный клапан в магистралях управления положения золотников в нормально открытых клапанах 14 и 15 позволяет задерживать их переключение по времени относительно времени переключения трехпозиционного распределителя 5. The hydraulic actuator is additionally equipped with two hydraulically controlled normally open valves 14 and 15. The valve 14 is installed in the line 16 connecting the lowering line 3 to the drainage line 13. The valve control cavity 14 is connected through the throttle 17 and the non-return valve 18 to the lowering control cavity by a three-position the distributor 5. The valve 15 is installed in the line 19 connecting the lift line 2 with the drainage line 13, while the line 19 is connected to the line 2 in its area between the three-position a distributor 5 and a brake valve 9. The control cavity of the valve 15 is connected through a parallel-connected throttle 20 and a check valve 21 to the control cavity to “lift” the three-position distributor 5. The presence of the throttle 11 in the hydraulic actuator ensures that the spool of the brake valve 9 is kept open when lowering the load (not shown in the diagram), and the presence of throttle-check valve blocks in the control valves for the position of the slide valves in normally open valves 14 and 15 makes it possible to delay their switching in time rel respect to the three-position switching time of the distributor 5.

Гидропривод лебедки работает следующим образом. The hydraulic winch operates as follows.

При нейтральном положении рукоятки управления блока 4 рабочая жидкость от насоса 7 по магистрали 6, через распределитель 5 и магистрали 8 возвращается в гидросистему крана, т.е. в бак 12. In the neutral position of the control handle of unit 4, the working fluid from the pump 7 along the line 6, through the distributor 5 and line 8 returns to the hydraulic system of the crane, i.e. into the tank 12.

Для подъема груза (не показан) рукоятку управления блока 4 устанавливают во второе положение. В результате этого рабочая жидкость от насоса 7 поступит в полость управления на подъем трехпозиционным распределителем 5, переключая его в рабочее положение (вверх см. схему), и через дроссель 20 в полость управления нормально открытым клапаном 15, который закроется после срабатывания распределителя 5. Время запаздывания срабатывания клапана 15 относительно распределителя 5 определяется проходным сечением дросселя 20. Нормально открытый клапан 14 в это время остается открытым. Когда переключится распределитель 5, соединяя магистраль 6 и 2, рабочая жидкость от насоса 7 по магистрали 6 через распределитель 5 по магистрали 2 и через обратный клапан 10 поступает в гидромотор 1 и одновременно по магистрали 19 через открытый клапан 15 и магистрали 13 в бак 12. Кратковременное (десятые доли секунды), пусковое давление, возникающее в магистралях 6 и 2, стравливается в бак 12 через клапан 15, который это время время возникновения пускового давления остается открытым, а после этого закроется, прекращая слив из магистрали 2 в бак 12 по магистралям 19 и 13. Только после этого в магистрали 2 постепенно начинает подниматься давление рабочей жидкости, производя плавный без толчков и рывков запуск гидромотора 1, осуществляя подъем груза. To lift the load (not shown), the control handle of unit 4 is set to a second position. As a result of this, the working fluid from the pump 7 will enter the control cavity for lifting by the three-position distributor 5, switching it to the operating position (see diagram above), and through the throttle 20 into the control cavity with the normally open valve 15, which closes after the distributor 5 is activated. Time the actuation delay of the valve 15 relative to the distributor 5 is determined by the bore of the throttle 20. A normally open valve 14 remains open at this time. When the distributor 5 is switched, connecting line 6 and 2, the working fluid from the pump 7 along line 6 through the distributor 5 along line 2 and through the check valve 10 enters the hydraulic motor 1 and simultaneously along line 19 through the open valve 15 and line 13 into the tank 12. Short-term (tenths of a second), starting pressure that arises in lines 6 and 2, is vented to tank 12 through valve 15, which at that time, the time of occurrence of starting pressure remains open, and then closes, stopping draining from line 2 to tank 12 pages 19 and 13. Only after this, the pressure of the working fluid gradually begins to rise in line 2, starting the hydraulic motor 1 smoothly without jerks and jerks, lifting the load.

Слив рабочей жидкости из гидромотора 1 происходит по магистрали 3 через распределитель 5 и по магистрали 8 в бак 12, а также по магистрали 16 через нормально открытый клапан 14 и по магистрали 13 в бак 12. The draining of the working fluid from the hydraulic motor 1 takes place along the line 3 through the distributor 5 and along the line 8 to the tank 12, as well as along the line 16 through a normally open valve 14 and along the line 13 to the tank 12.

При остановке процесса подъема груза рукоятку управления блока 4 возвращают в нейтральное положение, перекрывая подпитку от насоса 7 полостей управления распределителя 5 и клапана 15, соединив их со сливом в бак 12, в результате чего их золотники вернутся в исходное положение, причем одновременно, т.к. полость управления клапаном 15 соединена со сливом через обратный клапан 21. Распределитель 5 отключит гидромотор 1 от напорной 6 и сливной 8 магистралей, а клапан 15 соединит магистрали 2 и 19 с магистралью 13, т. е. со сливом в бак 12. При отключении магистралей 2 и 3 от гидросистемы крана в магистрали 3 возникает гидравлический удар, энергия которого по магистрали 16 через клапан 14 и по магистрали 13 стравливается в бак 12, не причиняя вреда гидроаппаратуре. When stopping the process of lifting the load, the control handle of unit 4 is returned to the neutral position, blocking the recharge from the pump 7 of the control cavities of the distributor 5 and valve 15, connecting them to the drain in the tank 12, as a result of which their spools will return to their original position, and at the same time, t. to. the valve control cavity 15 is connected to the drain via the non-return valve 21. The distributor 5 will disconnect the hydraulic motor 1 from the pressure 6 and drain 8 lines, and the valve 15 will connect the lines 2 and 19 to line 13, i.e., to the drain to the tank 12. When the lines are disconnected 2 and 3 from the hydraulic system of the crane in line 3, a hydraulic shock occurs, the energy of which is discharged through line 14 through valve 14 and through line 13 to tank 12 without harming the hydraulic equipment.

Для опускания груза, т.е. для реверса гидромотора 1, рукоятку управления блока 4 устанавливают в первое положение. Рабочая жидкость от насоса 1 поступит в полость управления на опускание трехпозиционным распределителем 5, переключая его в рабочее положение (вниз см.схему), и через дроссель 17 в полость управления нормально открытым клапаном 14, который сработает после переключения распределителя 5 с задержкой по времени, определяемой проходным сечением дросселя 17. Нормально открытый клапан 15 в это время остается открытым. Когда переключится распределитель 5, соединяя магистрали 6 и 3, рабочая жидкость от насоса 7 по упомянутым магистралям поступает к гидромотору 1 и одновременно по магистрали 16, через клапан 14 и магистраль 13 в бак 12. Пусковое давление, возникающее в магистралях 6 и 3, стравливается в бак 12 через клапан 14, который это время время возникновения пускового давления остается открытым, а после стравливания пика давления закроется. Затем в магистралях 6 и 3 начнет подниматься давление рабочей жидкости, осуществляя плавный, без толков и рывков запуск гидромотора 1, производя опускание груза. To lower the load, i.e. to reverse the hydraulic motor 1, the control handle of block 4 is set to the first position. The working fluid from the pump 1 will enter the control cavity for lowering by the three-position distributor 5, switching it to the working position (see the diagram below), and through the throttle 17 into the control cavity of the normally open valve 14, which will work after switching the distributor 5 with a time delay, defined by the orifice of the throttle 17. Normally open valve 15 at this time remains open. When the distributor 5 switches, connecting lines 6 and 3, the working fluid from the pump 7 through the mentioned lines enters the hydraulic motor 1 and simultaneously along the line 16, through the valve 14 and line 13 into the tank 12. The starting pressure arising in the lines 6 and 3 is bleed into the tank 12 through the valve 14, which during this time the occurrence of the starting pressure remains open, and after bleeding pressure peak closes. Then, in lines 6 and 3, the pressure of the working fluid begins to rise, performing a smooth, without jerking and jerking start of the hydraulic motor 1, lowering the load.

В связи с тем, что полость управления тормозным клапаном 9 через дроссель 11 соединена с магистралью 3, тормозной клапан 9 откроется, предоставляя рабочей жидкости свободный слив из гидромотора 1 по магистрали 2, через распределитель 5 и по магистрали 8 в бак 12. К выходу тормозного клапана 9 подключена магистраль 19, по которой также производится слив рабочей жидкости, проходящей через клапан 15 и по магистрали 13 в бак 12. Due to the fact that the control cavity of the brake valve 9 through the throttle 11 is connected to the line 3, the brake valve 9 will open, providing the working fluid a free drain from the hydraulic motor 1 through line 2, through the distributor 5 and through line 8 to the tank 12. To the brake output valve 9 is connected to the line 19, which also discharges the working fluid passing through the valve 15 and line 13 into the tank 12.

При остановке опускаемого груза на какой-то высоте рукоятку управления блока 4 устанавливают в нейтральное положение, соединяя тем самым полости управления распределителем 5 и клапаном 14 со сливом в бак 12, а так как полость управления клапаном 14 соединена со сливом через обратный клапан 18, то возврат золотников распределителя 5 и клапана 14 в исходное положение происходит одновременно. Тем самым распределитель 5 отключает магистрали 2 и 3 от гидросистемы крана, а клапан 14 соединяет магистрали 3 и 16 с магистралью 13, т.е. со сливом в бак 12. Из-за отключения гидромотора 1 от гидросистемы крана в сливной магистрали, т.е. в магистрали 2, возникает гидравлический удар. Однако его энергия свободно проходит через тормозной клапан 9, так как он открыт за счет наличия давления в полости управления, удерживаемого дросселем 11, и далее по магистрали 19, через нормально открытый клапан 15 и по дренажной магистрали 13 стравливается в бак 12, не причиняя вреда гидроаппаратуре гидропривода. When stopping the lowering load at some height, the control handle of block 4 is set to a neutral position, thereby connecting the control cavities of the distributor 5 and valve 14 with a drain to the tank 12, and since the control cavity of the valve 14 is connected to the drain through the check valve 18, then the return of the spools of the distributor 5 and valve 14 to their original position occurs simultaneously. Thus, the distributor 5 disconnects the lines 2 and 3 from the hydraulic system of the crane, and the valve 14 connects the lines 3 and 16 to the line 13, i.e. with a drain to the tank 12. Due to the shutdown of the hydraulic motor 1 from the hydraulic system of the crane in the drain line, i.e. in line 2, a water hammer occurs. However, its energy freely passes through the brake valve 9, since it is open due to the presence of pressure in the control cavity held by the throttle 11, and then along line 19, through a normally open valve 15 and through the drain line 13, is discharged into the tank 12 without harm hydraulic equipment of a hydraulic actuator.

Таким образом, наличие в гидроприводе двух нормально открытых клапанов 14 и 15, установленных в магистралях 16 и 19, соединяющих магистрали 3 и 2 с дренажной магистралью 13 соответственно, управляющие полости которых через параллельно соединенные дроссель 17 (20) и обратный клапан 18 (21) гидравлически сблокированы с полостями управления на опускание и подъем трехпозиционного распределителя 5, т.е. связаны с блоком управления 4, позволяют осуществлять плавный без толчков и скачков запуск гидромотора 1 в любую сторону и избежать пагубное воздействие на гидроаппаратуру гидравлического удара, возникающего в сливной магистрали при остановке гидромотора 1. Thus, the presence of two normally open valves 14 and 15 in the hydraulic drive, installed in the lines 16 and 19, connecting the lines 3 and 2 with the drain line 13, respectively, whose control cavities are connected through a throttle 17 (20) and a check valve 18 (21) hydraulically interlocked with control cavities to lower and raise the three-position distributor 5, i.e. connected to the control unit 4, allow smooth start-up of the hydraulic motor 1 in any direction without jerks and jumps and to avoid the detrimental effect on the hydraulic equipment of the hydraulic shock that occurs in the drain line when the hydraulic motor 1 stops.

Claims

The winch HYDRAULIC drive of a predominantly hoisting crane, comprising a reversible hydraulic motor with lifting and lowering lines connected to the crane hydraulic system using a hydraulically controlled three-position distributor with a control unit, a brake valve installed in the lifting line in parallel with a non-return valve, while the brake control cavity of the brake valve is connected to the main line through the throttle and drain line with a tank, characterized in that it is equipped with two hydraulically controlled normally open valves, while one of them is installed in the line connecting the lift line with the drainage line, and its control cavity is connected via a throttle control valve and a check valve with a three-way distributor, and the other valve is installed in the line connecting the line lowering with a drainage line, and its control cavity through a parallel connected throttle and non-return valve is connected to the control cavity "lowering" three-position distributor.