RU2243328C2

RU2243328C2 - Hydraulic drive of single-bucket excavator

Info

Publication number: RU2243328C2
Application number: RU2003104743/03A
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Шарапов (RU); А.Ю. Шарапов; Л.Н. Пашкин (RU); Л.Н. Пашкин; А.И. Сапожников (RU); А.И. Сапожников
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ижорские заводы"; Общество с ограниченной ответственностью "Ассоциация горных механиков"
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: construction engineering; mining industry.

SUBSTANCE: invention relates to drives of cyclic-action machines. Proposed drive of single-bucket excavator includes power motor, pump, hydraulic motor controlled according to "p=const" law, hydraulic motors of operating mechanisms or valves installed between pressure and drain main lines of hydraulic motors of operating mechanisms, distributing equipment and tank. Hydraulic drive is furnished with pump-motor with volume regulator, hydraulic accumulator, centrifugal operation mode selector of pump-motor. Shafts of pump, hydraulic motor and pump-motor are mechanically coupled with shaft of power motor and centrifugal operation mode selector of pump-motor. Hydraulic accumulator is connected with pressure space of pump-motor, and control spaces of volume regulator are connected with control pressure main line through centrifugal selector.

EFFECT: improved reliability, increased economy of hydraulic drive.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительной и горной технике, а именно к приводам машин циклического действия.The invention relates to construction and mining equipment, and in particular to drives of cyclic machines.

Известен гидропривод одноковшового экскаватора, включающий насос, приводимый во вращение силовым двигателем с маховиком, гидродвигатели исполнительных механизмов, гидромотор, установленный в сливной магистрали, распределительную аппаратуру и бак (а.с. СССР №621842, E 02 F 9/22). К недостаткам известного решения следует отнести невозможность полезного использования энергии, запасенной исполнительными механизмами экскаватора.Known hydraulic shovel excavator, including a pump driven into rotation by a power engine with a flywheel, hydraulic motors of actuators, a hydraulic motor installed in the drain line, switchgear and tank (AS USSR No. 621842, E 02 F 9/22). The disadvantages of the known solutions include the impossibility of the useful use of energy stored by the actuators of the excavator.

Наиболее близким решением из известных является гидропривод одноковшового экскаватора, включающий насос и регулируемый по закону p=const гидромотор, приводимые во вращение силовым двигателем, гидродвигатели исполнительных механизмов, распределительную аппаратуру с клапанами “или” и бак (а.с. СССР №1751279, E 02 F 9/22). Это решение позволяет возвращать в привод энергию при торможении рабочих органов экскаватора.The closest known solution is the hydraulic drive of a single-bucket excavator, which includes a pump and a hydraulic motor regulated by the law p = const, driven by a power motor, hydraulic motors of actuators, distribution equipment with “or” valves and tank (AS USSR No. 1751279, E 02 F 9/22). This solution allows you to return energy to the drive when braking the working bodies of the excavator.

Недостаток указанного гидропривода заключается в том, что при выполнении рабочих операций, когда энергия торможения возвращается в привод и преобразуется на гидромоторе в энергию вращательного движения, увеличивается скорость вращения маховика и соединенного с ним вала силового двигателя. Как следствие двигатель выходит из оптимальной рабочей зоны.The disadvantage of this hydraulic drive is that when performing work operations, when the braking energy is returned to the drive and converted into rotational energy on the hydraulic motor, the speed of rotation of the flywheel and the shaft of the power engine connected to it increases. As a result, the engine leaves the optimum working area.

Изменение скоростного режима работы двигателя приводит к снижению надежности и экономичности привода.Changing the speed of the engine reduces the reliability and efficiency of the drive.

Задачей изобретения является повышение надежности и экономичности привода за счет обеспечения постоянного режима загрузки двигателя.The objective of the invention is to increase the reliability and efficiency of the drive by providing a constant load mode of the engine.

Решение задачи достигается тем, что предлагаемый гидропривод одноковшового экскаватора, включающий силовой двигатель, насос, регулируемый по закону “p=const” гидромотор, гидродвигатели исполнительных механизмов, установленные между напорными и сливными магистралями гидродвигателей исполнительных механизмов клапаны “или”, распределительную аппаратуру и бак, снабжен насос-мотором с регулятором объема, гидроаккумулятором и центробежным переключателем режима работы насос-мотора, причем валы насоса, гидромотора и насос-мотора кинематически связаны с валом силового двигателя и центробежным переключателем режима работы насос-мотора, а гидроаккумулятор соединен с напорной полостью насос-мотора, а управляющие полости регулятора объема соединены с магистралью давления управления посредством центробежного переключателя.The solution to the problem is achieved by the fact that the proposed hydraulic drive of a single-bucket excavator, including a power motor, a pump regulated by the law “p = const” hydraulic motor, hydraulic motors of actuators installed between pressure and drain lines of hydraulic motors of actuators, valves “or”, distribution equipment and a tank, equipped with a pump motor with a volume regulator, a hydraulic accumulator and a centrifugal switch of the operating mode of the pump motor, with the shafts of the pump, hydraulic motor and kinemati pump motor Eski connected to the shaft of the engine and the centrifugal force switch mode pump motor, a pressure accumulator connected to the cavity pump motor, and the control cavity volume controller connected to the manifold pressure control by means of a centrifugal switch.

Данное решение поясняется следующим графическим материалом, где на фиг.1 изображена гидравлическая схема одноковшового экскаватора.This solution is illustrated by the following graphic material, where figure 1 shows the hydraulic diagram of a single bucket excavator.

Гидропривод включает насос 1, регулируемый по закону p=const гидромотор 2, регулируемый насос-мотор 3 с регулятором объема 4, силовой двигатель 5, гидроаккумулятор 6, гидродвигатели 7 исполнительных механизмов, распределительную аппаратуру 8 с клапанами 9 “или”, бак 10, обратные клапаны 11 и центробежный переключатель 12 режима работы насос-мотора 3.The hydraulic actuator includes a pump 1, regulated by the law p = const hydraulic motor 2, an adjustable motor pump 3 with a volume regulator 4, a power motor 5, a hydraulic accumulator 6, hydraulic motors 7 of the actuators, switchgear 8 with valves 9 "or", tank 10, reverse valves 11 and a centrifugal switch 12 of the operating mode of the pump motor 3.

Гидропривод работает следующим образом.The hydraulic actuator operates as follows.

При торможении исполнительных механизмов рабочая жидкость от гидродвигателей 7 через клапаны 9 “или” поступает в гидромотор 2, где энергия потока рабочей жидкости преобразуется в энергию вращательного движения. Вал гидромотора 2 увеличивает скорость вращения, центробежный переключатель 12 переводит насос-мотор 3 в режим “насоса”, который трансформирует энергию вращательного движения в энергию потока рабочей жидкости и накапливает ее в гидроаккумуляторе 6 до тех пор, пока скорость вращения вала двигателя 5 не восстановится, и центробежный переключатель 12 переводит насос-мотор 3 в положение нулевого объема.When braking the actuators, the working fluid from the hydraulic motors 7 through the valves 9 “or” enters the hydraulic motor 2, where the energy of the working fluid flow is converted into rotational energy. The shaft of the hydraulic motor 2 increases the speed of rotation, the centrifugal switch 12 puts the pump-motor 3 into the “pump” mode, which transforms the energy of the rotational motion into the energy of the flow of the working fluid and accumulates it in the accumulator 6 until the rotation speed of the motor shaft 5 is restored, and a centrifugal switch 12 sets the pump motor 3 to the zero volume position.

При выполнении энергоемкой операции двигатель 5 загружен насосом 1, скорость вращения вала двигателя 5 при этом уменьшается. Центробежный переключатель 12 переводит насос-мотор 3 в режим “мотора”. Насос-мотор 3, потребляя энергию от гидроаккумулятора 6 и работая в режиме "мотора", помогает двигателю 5 преодолеть нагрузку до тех пор, пока скорость вращения вала двигателя 5 не восстановится, и центробежный переключатель 12 переводит насос-мотор 3 в положение нулевого объема.When performing an energy-intensive operation, the engine 5 is loaded with a pump 1, the rotation speed of the shaft of the engine 5 is reduced. The centrifugal switch 12 puts the pump-motor 3 in the “motor” mode. The pump-motor 3, consuming energy from the accumulator 6 and working in the "motor" mode, helps the engine 5 to overcome the load until the rotation speed of the motor shaft 5 is restored, and the centrifugal switch 12 puts the pump-motor 3 in the zero volume position.

При выполнении неэнергоемкой операции часть энергии от насоса 1 поступает к гидромотору 2, где преобразуется в энергию вращательного движения, при этом вал гидромотора 2 увеличивает скорость вращения, а центробежный переключатель 12 переводит насос-мотор 3 в режим “насоса”, который трансформирует энергию вращательного движения в энергию потока рабочей жидкости и накапливает ее в гидроаккумуляторе 6.When performing a non-energy-consuming operation, part of the energy from the pump 1 is supplied to the hydraulic motor 2, where it is converted into energy of rotational motion, while the shaft of the hydraulic motor 2 increases the speed of rotation, and the centrifugal switch 12 puts the pump-motor 3 into the “pump” mode, which transforms the energy of the rotational motion in the energy of the flow of the working fluid and accumulates it in the accumulator 6.

Преимуществом предлагаемого гидропривода по сравнению с известным является повышение его надежности и экономичности (до 10%) за счет обеспечения постоянного режима работы двигателя.The advantage of the proposed hydraulic drive in comparison with the known one is the increase in its reliability and economy (up to 10%) due to the provision of a constant engine operation mode.

Claims

The hydraulic drive of a single-bucket excavator, including a power motor, a pump regulated by the law p = const hydraulic motor, hydraulic motors of actuators installed between pressure and drain lines of hydraulic motors of actuators “or” valves, switchgear and tank, characterized in that the hydraulic actuator is equipped with a pump motor with a volume regulator, a hydraulic accumulator, a centrifugal switch of the pump-motor operating mode, and the shafts of the pump, hydraulic motor and pump motor are kinematically connected to the shaft m of the power engine and a centrifugal switch of the pump-motor operating mode, while the accumulator is connected to the pressure cavity of the pump motor, and the control cavities of the volume regulator are connected to the control pressure line by means of a centrifugal switch.