RU2342496C1

RU2342496C1 - Protection device for hydraulic actuator of front loader

Info

Publication number: RU2342496C1
Application number: RU2007115773/03A
Authority: RU
Inventors: ркина Ирина Владимировна Бо (RU); Ирина Владимировна Бояркина
Original assignee: Ирина Владимировна Бояркина
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-12-27
Also published as: RU2007115773A

Abstract

FIELD: construction, pipeline.

SUBSTANCE: invention pertains to hydraulic actuators of carrying and lifting machines, namely, to front loaders handling supplies and construction materials in the scoop on construction sites and off-the-road. Protection device of the hydraulic actuator of a front loader contains a heavy hauler, working equipment, boom hydraulic cylinders and, at least, one balancing cylinder, head end whereof is connected with a gas cylinder. Accumulator, reverse-flow valve and an adjustable choke are switched to the head ends of the boom hydraulic cylinders. Valve "OR" is installed into the hydraulic line connecting distribution unit with rod ends of the boom hydraulic cylinders.

EFFECT: protection of hydraulic actuator from the negative effect as on working equipment lifting - down casting as in wheels movement over abrupt supporting surface.

4 dwg

Description

Изобретение относится к гидроприводам подъемно-транспортных машин, а именно к фронтальным погрузчикам, осуществляющим перемещение грузов и строительных материалов в ковше в условиях строительных площадок и бездорожья.The invention relates to hydraulic drives of hoisting-and-transport machines, namely to front-end loaders carrying out the movement of goods and building materials in the bucket under the conditions of construction sites and off-road.

Известно устройство защиты гидропривода фронтального погрузчика, включающее ведущий мост с колесами, подвеску моста, содержащую гидроцилиндры подвески, пневмогидроаккумулятор, обратные клапаны и регулируемые дроссели, предохранительный клапан [см., например Самоходные колесные землеройно-транспортные машины /Ульянов Н.А., Ронинсон Э.Г., Соловьев В.Г. - М.: Машиностроение, 1976. - 359 с.].A device is known for protecting the hydraulic drive of a front-end loader, including a drive axle with wheels, a suspension of a bridge containing suspension cylinders, a pneumatic accumulator, check valves and adjustable throttles, a safety valve [see, for example, Self-propelled wheeled earthmoving vehicles / Ulyanov N.A., Roninson E .G., Soloviev V.G. - M.: Mechanical Engineering, 1976. - 359 p.].

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, обусловленная тем, что в системе защиты используют дополнительные гидроцилиндры, увеличивающие стоимость системы.The disadvantage of this device is the design complexity, due to the fact that the protection system uses additional hydraulic cylinders that increase the cost of the system.

Известен гидропривод рабочего оборудования фронтального погрузчика [см., например, патент 2280737 С2, МПК E02F, 2006.01], который включает колесный тягач, рабочее оборудование, гидроцилиндры стрелы и уравновешивающий пневмоцилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, предохранительный клапан.The hydraulic drive of the working equipment of a front-end loader is known [see, for example, patent 2280737 C2, IPC E02F, 2006.01], which includes a wheel tractor, working equipment, boom hydraulic cylinders and a balancing pneumatic cylinder, the piston cavity of which is connected to a gas cylinder, and a safety valve.

Недостатком этого устройства является отсутствие защиты гидропривода от возмущающих воздействий при подъеме, опускании рабочего оборудования и при движении по неровной опорной поверхности.The disadvantage of this device is the lack of protection of the hydraulic drive from disturbing influences when lifting, lowering the working equipment and when moving on an uneven supporting surface.

Задача изобретения состоит в защите гидропривода как от воздействий при подъеме, опускании рабочего оборудования, так и при движении колес по неровной опорной поверхности.The objective of the invention is to protect the hydraulic drive from exposure when lifting, lowering the working equipment, and when the wheels move on an uneven supporting surface.

Поставленная задача изобретения решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем тягач, рабочее оборудование, гидроцилиндры стрелы и по крайней мере один уравновешивающий цилиндр, поршневая полость которого соединена с газовым баллоном, согласно изобретению в поршневые полости гидроцилиндров стрелы подключены аккумулятор, обратный клапан и регулируемый дроссель, при этом в гидролинию, соединяющую распределитель со штоковыми полостями гидроцилиндров стрелы, установлен клапан «ИЛИ».The object of the invention is solved due to the fact that in the known device containing a tractor, working equipment, boom hydraulic cylinders and at least one balancing cylinder, the piston cavity of which is connected to a gas cylinder, according to the invention, a battery, a non-return valve and an adjustable throttle, while the valve “OR” is installed in the hydraulic line connecting the distributor to the rod cavities of the boom hydraulic cylinders.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан фронтальный погрузчик с максимально поднятым рабочим оборудованием, снабженный устройством защиты гидропривода; на фиг.2 - фронтальный погрузчик с рабочим оборудованием на максимальном вылете стрелы, снабженный устройством защиты гидропривода; на фиг.3 представлена система защиты рабочего оборудования с двумя гидроцилиндрами стрелы и одним уравновешивающим пневмоцилиндром; на фиг.4 - система защиты рабочего оборудования с одним гидроцилиндром стрелы и двумя уравновешивающими пневмоцилиндрами.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a front-end loader with a maximally raised working equipment, equipped with a hydraulic drive protection device; figure 2 - wheel loader with working equipment at maximum reach, equipped with a protection device hydraulic drive; figure 3 presents the protection system of working equipment with two boom hydraulic cylinders and one balancing pneumatic cylinder; figure 4 is a protection system of working equipment with one boom hydraulic cylinder and two balancing pneumatic cylinders.

Устройство защиты гидропривода фронтального погрузчика содержит колесный тягач 1, рабочее оборудование 2, гидроцилиндры стрелы 3, уравновешивающий пневмоцилиндр 4, газовый баллон 5, аккумулятор 6, обратный клапан 7, регулируемый дроссель 8, клапан «ИЛИ» 9, распределитель 10, гидронасос 11, предохранительные клапаны 12, 13, гидробак 14.The front loader hydraulic drive protection device contains a wheel tractor 1, operating equipment 2, boom hydraulic cylinders 3, balancing pneumatic cylinder 4, gas cylinder 5, accumulator 6, non-return valve 7, adjustable throttle 8, OR valve 9, distributor 10, hydraulic pump 11, safety valves valves 12, 13, hydraulic tank 14.

Сущность защиты гидропривода фронтального погрузчика от воздействий состоит в расширении функциональных возможностей изобретения на разные режимы работы фронтального погрузчика: разгон и торможение рабочего оборудования при подъеме, опускании; работа погрузчика в транспортном режиме при движении по неровностям опорной поверхности.The essence of protecting the front loader hydraulic drive from the effects is to expand the functionality of the invention to different modes of operation of the front loader: acceleration and braking of working equipment when lifting, lowering; loader operation in transport mode when driving on roughnesses of the supporting surface.

Сущность работы изобретения в режиме подъема рабочего оборудования после наполнения ковша материалом состоит в выполнении операции разгона рабочего оборудования из неподвижного состояния в режим подъема груза, при котором возникают большие силы инерции и повышается давление рабочей жидкости в поршневых полостях гидроцилиндров стрелы, в результате чего осуществляется сброс небольшого объема рабочей жидкости в аккумулятор. После разгона рабочего оборудования наступает установившийся режим поворота стрелы, исчезают силы инерции и уменьшается давление в поршневых полостях гидроцилиндров стрелы. В этот период происходит перелив небольшого объема рабочей жидкости из аккумулятора обратно в гидроцилиндр стрелы.The essence of the invention in the mode of lifting the working equipment after filling the bucket with the material consists in performing the operation of accelerating the working equipment from a stationary state to the mode of lifting the load, in which there are large inertia forces and the pressure of the working fluid in the piston cavities of the boom hydraulic cylinders is increased, as a result of which a small volume of working fluid in the battery. After acceleration of the working equipment, a steady-state mode of boom rotation occurs, inertia forces disappear and the pressure in the piston cavities of the boom hydraulic cylinders decreases. During this period, a small amount of working fluid is overflowed from the battery back into the boom hydraulic cylinder.

Сущность транспортного режима работы изобретения состоит в следующем. Движение фронтального погрузчика с грузом в ковше происходит со стрелой, поднятой в промежуточное положение, показанной на фиг.2. При подходе колес погрузчика к некоторой неровности, имеющей длину l и высоту h, оператор с существующей гидросистемой рабочего оборудования обычно снижает скорость движения или выполняет маневры с целью объезда неровности. В обоих рассмотренных случаях снижается производительность погрузчика. Предложенный способ позволяет переезжать неровности без снижения скорости движения машин. Сущность работы устройства в транспортном режиме состоит в следующем. Наезд колес погрузчика на неровность происходит за времяThe essence of the transport mode of operation of the invention is as follows. The movement of the front loader with the load in the bucket occurs with an arrow raised to the intermediate position, shown in figure 2. When the loader wheels approach a certain unevenness having a length l and height h, an operator with an existing hydraulic system of working equipment usually reduces the speed or performs maneuvers in order to avoid unevenness. In both cases, loader performance is reduced. The proposed method allows you to move bumps without reducing the speed of the machines. The essence of the device in transport mode is as follows. Wheel loader bumping occurs over time

где V_∂ - скорость движения тягача с грузом в ковше.where V _∂ is the speed of the tractor with the load in the bucket.

За время t₁ происходит поворот остова тягача относительно оси заднего моста вместе с рабочим оборудованием и возникают ускорения стрелы и груза, в результате которых в поршневых полостях гидроцилиндров стрелы повышается давление рабочей жидкости. При некотором давлении настройки аккумулятора происходит сброс небольшого объема рабочей жидкости из поршневых полостей гидроцилиндров стрелы в аккумулятор 6 (фиг.3, 4). При опускании колес погрузчика с неровности происходит дросселирование рабочей жидкости при возврате ее из аккумулятора 6 в рабочие полости гидроцилиндров стрелы. В результате ограничивается величина давления в гидроцилиндрах стрелы и осуществляется гашение последующих колебаний. Движение погрузчика с грузом в ковше происходит на высокой транспортной скорости и обеспечивается высокая производительность машин.During time t ₁ , the frame of the tractor rotates relative to the axis of the rear axle together with the working equipment and accelerations of the boom and load occur, as a result of which the pressure of the working fluid increases in the piston cavities of the boom hydraulic cylinders. At some pressure setting the battery is a discharge of a small amount of working fluid from the piston cavities of the boom hydraulic cylinders into the battery 6 (Fig.3, 4). When lowering the wheels of the loader with irregularities, the throttling of the working fluid occurs when it is returned from the accumulator 6 to the working cavities of the boom hydraulic cylinders. As a result, the pressure in the boom cylinders is limited and the subsequent vibrations are damped. The movement of the loader with cargo in the bucket occurs at high transport speed and ensures high performance machines.

Работа устройства защиты гидропривода рабочего оборудования в режиме разгона рабочего оборудования происходит следующим образом. Для подъема ковша погрузчика, после заполнения его материалом, осуществляют включение золотника распределителя 10 вниз. Рабочую жидкость от гидронасоса 11 подают в поршневые полости гидроцилиндров 3 стрелы. Начало подъема рабочего оборудования сопровождается появлением значительных сил инерции рабочего оборудования и увеличением давления в полостях гидроцилиндров стрелы, в результате чего часть жидкости сбрасывается через обратный клапан 7 в аккумулятор 6. После разгона рабочего оборудования и установления постоянной скорости поворота стрелы давление в рабочих полостях гидроцилиндров стрелы снижается и рабочая жидкость из аккумулятора 6 через регулируемый дроссель 8 возвращается в поршневые полости гидроцилиндров 3 стрелы. Одновременно при некотором уменьшении объема поршневых полостей гидроцилиндров 3 стрелы происходит соответствующее увеличение объема штоковых полостей этих гидроцилиндров, что обеспечивается при помощи клапана «ИЛИ» 9, обеспечивающего подсос рабочей жидкости из гидробака 14 в штоковые полости гидроцилиндров стрелы. При возврате рабочей жидкости из аккумулятора 6 в гидроцилиндры 3 объем поршневых полостей увеличивается, а объем штоковых полостей уменьшается за счет сообщения штоковых полостей гидроцилиндров 3 стрелы со сливом в гидробак через клапан «ИЛИ» 9.The protection device of the hydraulic drive of the working equipment in the acceleration mode of the working equipment is as follows. To raise the loader bucket, after filling it with material, the spool of the distributor 10 is turned on down. The working fluid from the hydraulic pump 11 is fed into the piston cavity of the boom hydraulic cylinders 3. The beginning of the lifting of the working equipment is accompanied by the appearance of significant inertia forces of the working equipment and an increase in pressure in the cavities of the boom hydraulic cylinders, as a result of which part of the liquid is discharged through the check valve 7 into the accumulator 6. After accelerating the working equipment and establishing a constant speed of rotation of the boom, the pressure in the working cavities of the boom hydraulic cylinders decreases and the working fluid from the battery 6 through an adjustable throttle 8 is returned to the piston cavity of the boom hydraulic cylinders 3. At the same time, with a certain decrease in the volume of the piston cavities of the boom hydraulic cylinders 3, a corresponding increase in the volume of the rod cavities of these hydraulic cylinders occurs, which is ensured by the “OR” 9 valve, which ensures the suction of the working fluid from the hydraulic tank 14 into the rod cavities of the boom hydraulic cylinders. When returning the working fluid from the accumulator 6 to the hydraulic cylinders 3, the volume of the piston cavities increases, and the volume of the rod cavities decreases due to the communication of the rod cavities of the hydraulic cylinders 3 of the boom with a drain into the hydraulic tank through the "OR" 9 valve.

Работу устройства в транспортном режиме осуществляют следующим образом. При наезде колес на неровность опорной поверхности происходит поворот остова погрузчика относительно оси заднего моста и возникает сила инерции рабочего оборудования, и увеличивается давление в поршневых полостях гидроцилиндров 3 стрелы. В результате этого часть объема рабочей жидкости сбрасывается из поршневых полостей гидроцилиндров 3 стрелы в аккумулятор 6. После переезда неровности рабочая жидкость из аккумулятора 6 возвращается через управляемый гидродроссель 8 в поршневые полости гидроцилиндров 3 стрелы. При этом на первой фазе работы устройства рабочая жидкость через клапан «ИЛИ» 9 подсасывается в штоковые полости гидроцилиндров 3 стрелы из гидробака, а на второй фазе процесса рабочая жидкость вытесняется из штоковых полостей гидроцилиндров 3 стрелы в гидробак через клапан «ИЛИ» 9.The operation of the device in transport mode is as follows. When the wheels hit the roughness of the supporting surface, the skeleton of the loader rotates relative to the axis of the rear axle and there is an inertia force of the working equipment, and the pressure in the piston cavities of the hydraulic cylinders 3 of the boom increases. As a result of this, a part of the volume of the working fluid is discharged from the piston cavities of the boom hydraulic cylinders 3 to the accumulator 6. After moving the irregularities, the working fluid from the accumulator 6 is returned through the controlled hydraulic throttle 8 to the piston cavities of the boom hydraulic cylinders 3. In this case, in the first phase of operation of the device, the working fluid is sucked through the OR valve 9 into the rod cavities of the hydraulic cylinders 3 of the boom from the hydraulic tank, and in the second phase of the process, the working fluid is displaced from the rod cavities of the hydraulic cylinders 3 of the boom into the hydraulic tank through the OR valve 9.

Работа предложенного изобретения в режиме подъема-опускания рабочего оборудования осуществляется следующим образом. Для подъема рабочего оборудования золотник распределителя 10 включают вниз. Рабочую жидкость от гидронасоса 11 подают в поршневые полости гидроцилиндров 3 стрелы. При этом из штоковых полостей гидроцилиндров 3 стрелы рабочая жидкость через клапан «ИЛИ» 10 сливается в гидробак 14. Для выполнения операции опускания рабочего оборудования золотник распределителя 10 включают вверх. Рабочую жидкость от гидронасоса 11 подают через клапан «ИЛИ» 9 в поршневые полости гидроцилиндров 3 стрелы, при этом из поршневых полостей этих гидроцилиндров рабочая жидкость сливается в гидробак 14 через распределитель 10.The work of the proposed invention in the mode of raising and lowering the working equipment is as follows. To lift the working equipment, the spool of the distributor 10 is turned down. The working fluid from the hydraulic pump 11 is fed into the piston cavity of the boom hydraulic cylinders 3. In this case, from the rod cavities of the hydraulic cylinders 3 of the boom, the working fluid is drained through the OR valve 10 into the hydraulic tank 14. To perform the operation of lowering the working equipment, the spool of the distributor 10 is turned up. The working fluid from the hydraulic pump 11 is fed through the OR valve 9 to the piston cavities of the boom hydraulic cylinders 3, while the working fluid is drained from the piston cavities of these hydraulic cylinders into the hydraulic tank 14 through the distributor 10.

При выполнении операции подъема, опускания давления и нагрузка в уравновешивающих гидроцилиндрах 4 практически не изменяются благодаря достаточным размерам газового баллона 5.When performing the operation of lifting, lowering the pressure and load in the balancing hydraulic cylinders 4 practically do not change due to the sufficient size of the gas cylinder 5.

Claims

A protection device for the hydraulic drive of a front-end loader containing a tractor, working equipment, boom hydraulic cylinders and at least one balancing cylinder, the piston cavity of which is connected to a gas cylinder, characterized in that a battery, a non-return valve and an adjustable throttle are connected to the piston cavities of the hydraulic cylinders of the boom and the OR valve is installed in the hydraulic line connecting the distributor to the rod cavities of the boom hydraulic cylinders.