RU2310046C1

RU2310046C1 - Travel-motion hydromechanical drive of rubber mounted-mounted excavator

Info

Publication number: RU2310046C1
Application number: RU2006106080/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Григурко (RU); Владимир Васильевич Григурко; Александр Евельевич Давыдов (RU); Александр Евельевич Давыдов; Владимир Борисович Домнин (RU); Владимир Борисович Домнин; Михаил Валерьевич Немытов (RU); Михаил Валерьевич Немытов; Станислав Федорович Панченко (RU); Станислав Федорович Панченко; Валерий Александрович Потапов (RU); Валерий Александрович Потапов; Андрей Владимирович Прохоров (RU); Андрей Владимирович Прохоров; Сергей Сергеевич Сапожков (RU); Сергей Сергеевич Сапожков; Владимир Николаевич Яблонских (RU); Владимир Николаевич Яблонских
Priority date: 2006-02-26
Filing date: 2006-02-26
Publication date: 2007-11-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; excavators.

SUBSTANCE: proposed hydromechanical travel-motion drive of rubber tire-mounted excavator contains power plant, hydraulic drive consisting of pumps, hydraulic motors, travel-motion power hydraulic lines, drain hydraulic lines, servo control hydraulic lines, control units, hydraulic speed selector, hydraulic distributor with address travel spool which connects, in neutral position, travel-motion power hydraulic line with drain hydraulic line through restrictors, mechanical drive including gearbox with synchronizer, gearbox control mechanism with servodrive, propeller shafts, front and rear axles and wheels. Additional circuit is placed in servo control hydraulic line between hydraulic speed selector and servodrive of gearbox control mechanism consisting of two control two-position spools, servocontrol hydraulic lines logic OR hydraulic valve whose input taps are connected with travel-motion hydraulic lines, and output tap, with control space of first spool, connecting in first position, control space of second spool with drain hydraulic line, and in second position, hydraulic line of second speed of gearbox control mechanism servodrive. With second spool in first position, hydraulic lines of first and second speeds of hydraulic speed selector are connected with corresponding hydraulic lines of first and second speeds of gearbox control mechanism servodrive and is second position, hydraulic line of first speed of gearbox control mechanism servodrive is connected with drain hydraulic line, and hydraulic of second, with servo control pressure hydraulic line.

EFFECT: faultless changing over from second into first speed on the run.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к экскаваторам на пневмоколесном ходу с гидромеханическим приводом.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely, pneumatic-wheel excavators with hydromechanical drive.

Известен пневмоколесный экскаватор (патент №2184193), выбранный в качестве прототипа, имеющий гидромеханический привод хода, содержащий силовую установку, гидропривод, состоящий из насосов, гидромоторов, силовых гидролиний хода, сливных гидролиний, гидролиний сервоуправления, блоков управления, гидравлического переключателя скоростей, гидрораспределителя с адресным золотником хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели, механический привод, включающий коробку передач с синхронизатором, механизм переключения коробки передач с сервоприводом, карданные валы, передний и задний мосты, колеса.Known pneumatic wheel excavator (patent No. 2184193), selected as a prototype, having a hydromechanical stroke drive, comprising a power unit, a hydraulic actuator consisting of pumps, hydraulic motors, power hydraulic stroke lines, drain hydraulic lines, servo control hydraulic lines, control units, a hydraulic speed switch, a hydraulic distributor with an addressable slide valve, in a neutral position, connecting power stroke lines to a drain line through throttles, a mechanical drive that includes a gearbox with synchronous congestion, gear selection boxes with servo drive shafts, front and rear axles, wheels.

Коробка передач, представляющая собой зубчатый редуктор, имеет первичный вал, на который передается крутящий момент от шестерни на выходном валу гидромотора, а также вторичный вал, передающий крутящий момент на карданные валы и далее на передний и задний мосты и колеса. Крутящий момент с первичного вала на вторичный передается следующим образом. На первичном валу жестко закреплены шестерни первой и второй передач. На шлицах вторичного вала установлена подвижная шестерня, перемещаемая вдоль оси вала механизмом переключения передач. В положении "первая скорость" на подвижную шестерню передается крутящий момент от шестерни первой передачи. В положении "вторая скорость" на подвижную шестерню передается крутящий момент от шестерни второй передачи. При этом происходит включение соответственно первой или второй передачи. В промежуточном положении "нейтраль" подвижная шестерня в зацеплении не находится и крутящий момент на вторичный вал от первичного не передается.The gearbox, which is a gear reducer, has a primary shaft to which torque is transmitted from the gears on the output shaft of the hydraulic motor, as well as a secondary shaft that transmits torque to the driveshafts and then to the front and rear axles and wheels. Torque from the primary shaft to the secondary is transmitted as follows. The gears of the first and second gears are rigidly fixed on the input shaft. A movable gear is installed on the splines of the secondary shaft, which is moved along the shaft axis by the gear shift mechanism. In the "first speed" position, torque is transmitted from the first gear to the movable gear. In the “second speed” position, torque is transmitted from the second gear to the movable gear. When this occurs, the inclusion of the first or second gear, respectively. In the intermediate neutral position, the movable gear is not engaged and the torque is not transmitted to the secondary shaft from the primary shaft.

Существенным недостатком известного привода является то, что при переключении со второй передачи на первую на ходу при скоростях передвижения порядка 25 км/ч происходит перегрузка элементов коробки передач, что приводит со временем к поломкам (прикипание конусов синхронизатора, излом валов редуктора). Это связано с тем, что шестерни первичного и вторичного валов коробки передач имеют большую разницу оборотов. При переключении передач синхронизатор пытается выровнять скорости, но так как на вторичный вал передается крутящий момент через карданные валы, передний и задний мосты от колес, то синхронизатору в итоге приходится тормозить весь экскаватор, в результате чего происходит перегрузка коробки передач. Усиление соответствующих элементов конструкции не устраняет причины поломок и не гарантирует необходимой надежности работы коробки передач. Для безотказной работы коробки передач необходимо обеспечить такое условие, чтобы переключение со второй передачи на первую на ходу происходило только при достижении вторичным валом безопасной скорости вращения (здесь и далее под безопасной скоростью вращения вторичного вала понимается скорость порядка 0,5 об/с).A significant drawback of the known drive is that when shifting from second gear to first on the go at gear speeds of about 25 km / h, the gearbox elements are overloaded, which leads to breakdowns over time (sticking of synchronizer cones, kink of gearbox shafts). This is due to the fact that the gears of the primary and secondary shafts of the gearbox have a large difference in speed. When shifting gears, the synchronizer tries to equalize the speeds, but since the torque is transmitted to the secondary shaft through the driveshafts, front and rear axles from the wheels, the synchronizer eventually has to brake the entire excavator, as a result of which the gearbox is overloaded. Strengthening the corresponding structural elements does not eliminate the causes of breakdowns and does not guarantee the necessary reliability of the gearbox. For the gearbox to operate smoothly, it is necessary to ensure that switching from second gear to first on the go only occurs when the secondary shaft reaches a safe rotation speed (hereinafter, the safe rotation speed of the secondary shaft means a speed of the order of 0.5 r / s).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции гидромеханического привода хода пневмоколесного экскаватора, свободной от вышеуказанного недостатка.The problem to which the present invention is directed, is to create a design of a hydromechanical drive of the pneumatic wheel excavator, free from the above drawback.

Указанная задача решается тем, что в гидромеханическом приводе хода пневмоколесного экскаватора, содержащем силовую установку, гидропривод, состоящий из насосов, гидромоторов, силовых гидролиний, сливных гидролиний, гидролиний сервоуправления, блоков управления, гидравлического переключателя скоростей, гидрораспределителя с адресным золотником хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели, механический привод, включающий коробку передач с синхронизатором, механизм переключения коробки передач с сервоприводом, карданные валы, передний и задний мосты, колеса, в гидролинии сервоуправления между гидравлическим переключателем скоростей и сервоприводом механизма переключения коробки передач включен дополнительный контур, состоящий из двух управляющих двухпозиционных золотников, гидролиний сервоуправления и логического гидроклапана ИЛИ, входные отводы которого соединены с силовыми гидролиниями хода, а выходной отвод - с управляющей полостью первого золотника, в первой позиции соединяющего управляющую полость второго золотника со сливной гидролинией, во второй позиции - с гидролинией второй передачи сервопривода механизма переключения коробки передач, в первой позиции второго золотника гидролинии первой и второй передач гидравлического переключателя скоростей соединены с соответствующими гидролиниями первой и второй передач сервопривода механизма переключения коробки передач, во второй позиции - гидролиния первой передачи сервопривода механизма переключения коробки передач соединена со сливной гидролинией, гидролиния второй передачи - с напорной гидролинией сервоуправления.This problem is solved by the fact that in the hydromechanical drive of the pneumatic wheel excavator containing the power unit, the hydraulic actuator consists of pumps, hydraulic motors, power hydraulic lines, drain hydraulic lines, servo control hydraulic lines, control units, a hydraulic speed switch, a directional control valve with an address travel spool, in a neutral position connecting power stroke lines with a drain line through throttles, a mechanical drive including a gearbox with a synchronizer, the mechanism is switched A gearbox with a servo-drive, cardan shafts, front and rear axles, wheels, an additional circuit consisting of two control two-position spools, a servo-control and a logical hydraulic valve OR, whose input taps are in the servo control line between the hydraulic speed switch and the servo drive of the gearbox connected to the power stroke hydraulic lines, and the output branch - to the control cavity of the first spool, in the first position connecting the control cavity l the second spool with a drain hydraulic line, in the second position - with the hydraulic line of the second gear of the servo gear shift mechanism, in the first position of the second spool of the hydraulic line of the first and second gears of the hydraulic speed switch are connected to the corresponding hydraulic lines of the first and second gears of the servo drive of the gearbox, in the second position - the first transmission line of the servo-drive of the gear shift mechanism is connected to the drain hydraulic line, the second transmission line - with the servo pressure line.

Заявленные технические признаки существенны, так как они влияют на достигаемый технический результат.The claimed technical features are significant, as they affect the technical result achieved.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное техническое решение, не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение обладает новизной и не следует явным образом из существующего уровня техники.In the study of other known technical solutions in the art, signs that distinguish the claimed technical solution were not identified. This allows us to conclude that the claimed technical solution has novelty and does not follow explicitly from the existing level of technology.

Предлагаемое техническое решение может быть применено при производстве пневмоколесных экскаваторов.The proposed technical solution can be applied in the manufacture of pneumatic wheel excavators.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид гидромеханического привода хода пневмоколесного экскаватора, на фиг.2 изображена гидравлическая схема.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the hydromechanical drive of the pneumatic wheel excavator, figure 2 shows the hydraulic circuit.

Гидромеханический привод хода пневмоколесного экскаватора содержит силовую установку 1, коробку 2 передач, механизм 3 переключения коробки 2 передач, карданные валы 4, передний мост 5, задний мост 6, колеса 7, насосы 8, гидромоторы 9, силовые гидролинии 10 хода, сливную гидролинию 11, гидролинии 12 сервоуправления. Гидролинии 12 сервоуправления включают сливную гидролинию 13, напорную гидролинию 14 сервоуправления, гидролинию 15 первой передачи и гидролинию 16 второй передачи сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач. Кроме того, блок 17 управления, гидравлический переключатель 18 скоростей, гидрораспределитель 19 с адресным золотником 20 хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии 10 хода со сливной гидролинией 11 через дроссели (см. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник. М., Машиностроение, 1983 г., Схема 6, стр.139).The hydromechanical drive of the pneumatic wheel excavator includes a power unit 1, a gearbox 2, a gear 3 of a gearbox 2 gears, cardan shafts 4, a front axle 5, a rear axle 6, wheels 7, pumps 8, hydraulic motors 9, power hydraulic lines 10, a drain hydraulic line 11 , 12 servo control hydraulic lines. The servo control lines 12 include a drain hydro line 13, a pressure head servo control line 14, a first gear line 15 and a second gear line 16 of the servo drive of the gearbox 3 of the gearbox 2. In addition, the control unit 17, a hydraulic switch 18 speeds, a control valve 19 with an address valve 20 of the stroke, in a neutral position connecting the power hydraulic line 10 of the stroke with a drain hydraulic line 11 through the throttles (see. V. Vasilchenko, Hydraulic equipment of mobile machines. Reference book. M ., Engineering, 1983, Scheme 6, p. 139).

В гидролинии 12 сервоуправления включен дополнительный контур, состоящий из управляющих двухпозиционных золотников 21 и 22, гидролиний 23 сервоуправления, сливной гидролинии 24 и логического гидроклапана 25 ИЛИ.An auxiliary circuit is included in the hydraulic line 12 of the servo control, consisting of control on-off slide valves 21 and 22, the hydraulic line 23 of the servo control, the drain hydraulic line 24 and the logical hydraulic valve 25 OR.

Работа гидромеханического привода хода пневмоколесного экскаватора.Work hydromechanical drive pneumatic wheel excavator.

В процессе движения экскаватора на второй передаче гидравлический переключатель 18 скоростей установлен в положение "вторая скорость". Направление движения "ход вперед" или "ход назад" осуществляется при помощи блока 17 управления, который управляет адресным золотником 20 хода, а также насосами 8. Приводимые в действие силовой установкой 1 насосы 8 перекачивают рабочую жидкость через адресный золотник 20 хода к гидромоторам 9, которые передают крутящий момент на коробку 2 передач и далее через карданные валы 4, передний мост 5, задний мост 6 на колеса 7. Возникающее при этом давление рабочей жидкости в силовых гидролиниях 10 хода передается через логический гидроклапан 25 ИЛИ на золотник 21, переключая его во вторую позицию. Вследствие этого рабочая жидкость из гидролинии 16 второй передачи сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач включит золотник 22, в результате чего гидролиния 15 первой передачи сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач соединится со сливной гидролинией 13, а гидролиния 16 второй передачи - с напорной гидролинией 14 сервоуправления.During the movement of the excavator in second gear, the hydraulic speed switch 18 is set to the "second speed" position. The direction of movement "move forward" or "reverse" is carried out using the control unit 17, which controls the address spool 20 of the stroke, as well as the pumps 8. The pumps 8 driven by the power plant 1 pump the working fluid through the address spool 20 of the stroke to the hydraulic motors 9, which transmit torque to the gearbox 2 and then through the cardan shafts 4, the front axle 5, the rear axle 6 to the wheels 7. The resulting pressure of the working fluid in the power lines 10 of the stroke is transmitted through a logical hydraulic valve 25 OR to ash pendulum 21, switching it to the second position. As a result, the working fluid from the second transmission line 16 of the servo drive of the gearbox 3 of the gearbox 2 will turn on the spool 22, as a result of which the first transmission line 15 of the servo drive of the gearbox 3 of the gearbox 2 will connect to the drain hydraulic line 13, and the second transmission line 16 to the pressure hydraulic line 14 servo control.

Для переключения со второй передачи на первую на ходу оператор выключает блок 17 управления и устанавливает гидравлический переключатель 18 скоростей в положение "первая скорость", при этом адресный золотник 20 хода займет нейтральное положение, силовые гидролинии 10 хода соединятся со сливной гидролинией 11. Экскаватор будет продолжать двигаться "накатом" за счет инерции прямолинейного движения. Колеса 7 будут передавать крутящий момент через передний мост 5, задний мост 6, карданные валы 4 на гидромоторы 9, которые начнут перекачивать рабочую жидкость по силовым гидролиниям 10 хода, а так как те соединены со сливной гидролинией 11 через дроссели адресного золотника 20 хода, то на нем возникнет перепад давления, передающийся на логический гидроклапан 25 ИЛИ, а через него на золотник 21, оставляя его во второй позиции. Гидролиния 16 второй передачи останется соединенной с напорной гидролинией 14 сервоуправления, а механизм 3 переключения коробки 2 передач в положении "вторая передача".To switch from second gear to first on the go, the operator turns off the control unit 17 and sets the hydraulic speed switch 18 to the "first speed" position, while the address spool 20 of the stroke takes a neutral position, the power stroke 10 lines are connected to the drain hydraulic line 11. The excavator will continue move "coasting" due to the inertia of rectilinear motion. The wheels 7 will transmit torque through the front axle 5, rear axle 6, cardan shafts 4 to the hydraulic motors 9, which will begin to pump the working fluid through the power lines 10 of the stroke, and since they are connected to the drain hydraulic line 11 through the throttles of the address spool 20 of the stroke, then a pressure drop will occur on it, transmitted to the logical hydraulic valve 25 OR, and through it to the spool 21, leaving it in the second position. The hydraulic line 16 of the second gear will remain connected to the pressure head hydraulic line 14 of the servo control, and the gear change mechanism 3 of the gearbox 2 in the second gear position.

Гидромоторы 9 и вторичный вал коробки 2 передач будут вращаться с постепенным замедлением. При этом будет снижаться и расход рабочей жидкости, проходящей через дроссели адресного золотника 20 хода, а следовательно, будет уменьшаться и давление, передающееся на логический гидроклапан 25 ИЛИ. Когда вторичный вал коробки 2 передач достигнет безопасной скорости, давление рабочей жидкости на логическом гидроклапане 25 ИЛИ станет равным давлению в сливной гидролинии 11. В этот момент золотник 21 вернется в первую позицию, управляющая полость золотника 22 соединится со сливной гидролинией 24 и золотник 22 также вернется в первую позицию. При этом гидролинии 12 сервоуправления первой и второй передач гидравлического переключателя скоростей соединятся с соответствующими гидролиниями 15 и 16 первой и второй передач сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач. Произойдет переключение со второй передачи на первую.The hydraulic motors 9 and the secondary shaft of the gearbox 2 will rotate with a gradual deceleration. In this case, the flow rate of the working fluid passing through the throttles of the address spool 20 of the stroke will also decrease, and therefore the pressure transmitted to the logical hydraulic valve 25 OR will decrease. When the secondary shaft of the gearbox 2 reaches a safe speed, the pressure of the working fluid on the logical hydraulic valve 25 OR becomes equal to the pressure in the drain line 11. At this point, the valve 21 will return to the first position, the control cavity of the valve 22 will connect to the drain hydraulic line 24 and the valve 22 will also return in the first position. In this case, the hydraulic lines 12 of the servo control of the first and second gears of the hydraulic speed switch are connected to the corresponding hydraulic lines 15 and 16 of the first and second gears of the servo-drive mechanism 3 of the gearbox 2 gearbox. It will switch from second gear to first.

На переключение с первой передачи на вторую дополнительный контур никакого влияния не оказывает.The switching from the first gear to the second additional circuit has no effect.

Claims

A hydromechanical drive of a pneumatic wheel excavator, comprising a power unit, a hydraulic actuator consisting of pumps, hydraulic motors, power hydraulic lines, drain hydraulic lines, servo-control hydraulic lines, control units, a hydraulic speed switch, a directional control valve with an address travel valve, in a neutral position, connecting the hydraulic power lines with a drain a hydraulic line through the chokes, a mechanical drive, including a gearbox with a synchronizer, a gearshift mechanism with a servo drive ohm, cardan shafts, front and rear axles, wheels, characterized in that in the servo control line between the hydraulic speed switch and the servo drive of the gearbox shift mechanism, an additional circuit is included, consisting of two control two-position spools, a servo control line and a logical hydraulic valve, or whose input taps connected to the power stroke hydraulic lines, and the output branch - to the control cavity of the first spool, in the first position connecting the control cavity of the second ootnik with a drain hydraulic line, in the second position - with the hydraulic line of the second gear of the servo gear shift mechanism, in the first position of the second spool of the hydraulic line of the first and second gears of the hydraulic gear shifter are connected to the corresponding hydraulic lines of the first and second gears of the servo drive of the gear mechanism, in the second position - the hydraulic line of the first gear of the servodrive of the gearbox is connected to the drain hydraulic line, the hydraulic line of the second gear is connected to the pressure head second servo hydraulic line.