RU2398076C1

RU2398076C1 - Hydraulic system of wheel excavator

Info

Publication number: RU2398076C1
Application number: RU2009126947/03A
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Потапов (RU); Валерий Александрович Потапов; Дмитрий Александрович Скоробаев (RU); Дмитрий Александрович Скоробаев; Владимир Николаевич Яблонских (RU); Владимир Николаевич Яблонских
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения"
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2010-08-27

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention refers to the field of machine building, namely to wheel excavator with hydraulic system. Hydraulic system of wheel excavator comprises pumps, stroke hydraulic motors, hydraulic distributor with address travel spool, power hydraulic lines including discharge power hydraulic line and power hydraulic lines of stroke hydraulic motors, servocontrol hydraulic lines, hydraulic switch of speeds with tap to connection of the second gear, unit of address travel spool control with tap to start excavator movement "forward". Hydraulic system comprises additional power circuit connected into power hydraulic lines between stroke hydraulic motors and discharge power hydraulic line, and additional circuit of servocontrol connected into hydraulic lines of servocontrol between hydraulic switch of speeds and unit of address travel spool control. Additional power circuit includes three-position spool with normally closed inlet, two outlets and two cavities of servocontrol, two-position spool with two inlets, four outlets and cavity of servocontrol, hydraulic lines that connect outlets of three-position spool to according inlets of two-position spool, and also hydraulic lines that connect the first and second outlets of two-position spool with power hydraulic lines of stroke hydraulic motors, the third and fourth outlets of which are arranged with the possibility to connect additional hydraulic set to them, for instance hydraulic hammer. Additional circuit of servocontrol consists of three-position spool control unit, having two taps, valve OR with tap and two feeds, valve AND with tap and two feeds.

EFFECT: invention provides for displacement of excavator under severe road conditions at the second gear, and also expanded functionality.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к экскаваторам на пневмоколесном ходу с гидравлическим приводом.The invention relates to the field of engineering, and in particular to pneumatic excavators with hydraulic drive.

Известна гидросистема пневмоколесного экскаватора (патент РФ № 2184193), выбранная в качестве прототипа, содержащая насосы, гидромоторы хода, гидрораспределитель с адресным золотником хода, силовые гидролинии, включающие напорную силовую гидролинию и силовые гидролинии гидромоторов хода, гидролинии сервоуправления, гидравлический переключатель скоростей с отводом на включение второй передачи, блок управления адресным золотником хода с отводом на включение передвижения экскаватора «вперед», обеспечивающая передвижение экскаватора на первой и второй передачах.The hydraulic system of a pneumatic wheel excavator is known (RF patent No. 2184193), selected as a prototype, containing pumps, stroke hydraulic motors, a directional control valve with an address stroke valve, power hydraulic lines, including a pressure power hydraulic line and power hydraulic drive hydraulic stroke lines, servo control hydraulic lines with a hydraulic switch for speed control second gear engagement, control block for addressable spool of movement with a tap to enable the forward movement of the excavator, ensuring the movement of the excavator on ervoy and second gears.

Существенным недостатком данной конструкции является то, что крутящий момент на колесах экскаватора при включенной второй передаче оказывается меньше, чем на первой передаче на величину, прямо пропорциональную разнице в передаточных отношениях первой и второй передач. В результате, преодоление сложных дорожных условий (например, при движении по пересеченной местности с преодолением возвышенностей с углом подъема более 20° или местности с вязким грунтом) возможно только на первой передаче, а при преодолении участков дороги смешанного типа (прямолинейных и подъема) это приводит к необходимости частого переключения передач при передвижении и, следовательно, к снижению ресурса коробки передач из-за повышенных нагрузок на ее детали при переключениях.A significant drawback of this design is that the torque on the wheels of the excavator with the second gear engaged is less than in the first gear by an amount directly proportional to the difference in the gear ratios of the first and second gears. As a result, overcoming difficult road conditions (for example, when driving on rough terrain with overcoming hills with an elevation angle of more than 20 ° or terrain with viscous soil) is only possible in first gear, and when overcoming sections of a mixed type of road (straight and elevated) this leads the need for frequent gear shifting during movement and, therefore, to reduce the resource of the gearbox due to the increased loads on its parts when switching.

Также недостатком данной конструкции является отсутствие возможности подключения в гидросистему дополнительных гидравлических агрегатов, например гидромолота, расширяющих функциональные возможности экскаватора.Another drawback of this design is the lack of the ability to connect additional hydraulic units, such as a hydraulic hammer, to the hydraulic system, expanding the functionality of the excavator.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции гидросистемы пневмоколесного экскаватора, свободной от вышеуказанных недостатков.The problem to which the present invention is directed, is the creation of a hydraulic system design for a pneumatic wheel excavator, free of the above disadvantages.

Указанная задача решается тем, что гидросистема пневмоколесного экскаватора, содержащая насосы, гидромоторы хода, гидрораспределитель с адресным золотником хода, силовые гидролинии, включающие напорную силовую гидролинию и силовые гидролинии гидромоторов хода, гидролинии сервоуправления, гидравлический переключатель скоростей с отводом на включение второй передачи, блок управления адресным золотником хода с отводом на включение передвижения экскаватора «вперед», согласно изобретению снабжена дополнительным силовым контуром, включенным в силовые гидролинии между гидромоторами хода и напорной силовой гидролинией, и дополнительным контуром сервоуправления, включенным в гидролинии сервоуправления между гидравлическим переключателем скоростей и блоком управления адресным золотником хода, при этом дополнительный силовой контур состоит из трехпозиционного золотника с нормально закрытым входом, двумя выходами и двумя полостями сервоуправления, двухпозиционного золотника с двумя входами, четырьмя выходами и полостью сервоуправления, гидролиний, соединяющих выходы трехпозиционного золотника с соответствующими входами двухпозиционного золотника, а также гидролиний, соединяющих первый и второй выходы двухпозиционного золотника с силовыми гидролиниями гидромоторов хода, третий и четвертый выходы которого выполнены с возможностью подключения к ним дополнительного гидравлического агрегата, например гидромолота, причем в нейтральной позиции трехпозиционного золотника его нормально закрытый вход соединен с напорной силовой гидролинией, которая в рабочих позициях трехпозиционного золотника соединена с одним из его выходов, при этом в первой позиции двухпозиционного золотника его третий и четвертый выходы соединены с выходами трехпозиционного золотника, которые во второй позиции двухпозиционного золотника соединены с его первым и вторым выходами; дополнительный контур сервоуправления состоит из имеющего два отвода блока управления трехпозиционным золотником, клапана ИЛИ с отводом и двумя подводами, клапана И с отводом и двумя подводами, причем один из отводов блока управления трехпозиционным золотником соединен с одной из полостей сервоуправления трехпозиционного золотника, а другой отвод - с одним из подводов клапана ИЛИ, отвод которого соединен с другой полостью сервоуправления трехпозиционного золотника, другой подвод клапана ИЛИ соединен с полостью сервоуправления двухпозиционного золотника и отводом клапана И, один из подводов которого соединен с отводом на включение второй передачи гидравлического переключателя скоростей, а другой подвод - с отводом на включение передвижения экскаватора «вперед» блока управления адресным золотником хода.This problem is solved by the fact that the hydraulic system of a pneumatic wheel excavator, containing pumps, hydraulic motors, a directional valve with an address valve, power hydraulic lines, including a pressure power hydraulic line and power hydraulic lines of hydraulic motors, servo control lines, a hydraulic speed switch with a shift to control the second gear, according to the invention is equipped with an additional power circuit, including an address spool of the stroke with a tap to enable the movement of the excavator "forward" in the power hydraulic lines between the stroke motors and the pressure power hydraulic line, and the additional servo control circuit included in the servo control line between the hydraulic speed switch and the control unit for the address valve of the stroke, while the additional power circuit consists of a three-position spool with a normally closed input, two outputs and two servo-control cavities, on-off slide valve with two inputs, four outputs and a servo-control cavity, hydraulic lines connecting the outlet of a three-position spool with corresponding inputs of a two-position spool, as well as hydraulic lines connecting the first and second outputs of the two-position spool with power hydraulic lines of stroke motors, the third and fourth outputs of which are configured to connect an additional hydraulic unit, for example, a hydraulic hammer, in a neutral position of the three-position spool its normally closed inlet is connected to a pressure power hydroline, which in the working positions of the three-position spool with it is single with one of its outputs, while in the first position of the on-off valve, its third and fourth outputs are connected to the outputs of the three-position valve, which in the second position of the on-off valve are connected to its first and second outputs; an additional servo control circuit consists of a three-position spool control unit having two taps, an OR valve with a tap and two inlets, an And valve with a tap and two inlets, one of the taps of the three-position spool control unit connected to one of the servo control cavities of the three-position spool, and the other tap - with one of the OR valve inlets, the outlet of which is connected to another servo-control cavity of the three-position valve, the other OR valve inlet is connected to the servo-control cavity of the two-way a positioning valve and an I-valve outlet, one of whose inlets is connected to an outlet for engaging the second gear of the hydraulic speed switch, and the other inlet is with an outlet to enable the excavator to move “forward” of the control unit for the directional control valve.

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 изображена гидравлическая схема гидросистемы пневмоколесного экскаватора, на фиг.2 изображен трехпозиционный золотник, на фиг.3 изображен двухпозиционный золотник.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the hydraulic circuit of the hydraulic system of a pneumatic wheel excavator, figure 2 shows a three-position spool, figure 3 shows a two-position spool.

В конкретном исполнении гидросистема пневмоколесного экскаватора содержит насосы 1, гидромоторы 2 хода, гидрораспределитель 3 с адресным золотником 4 хода, силовые гидролинии 5, включающие напорную силовую гидролинию 6 и силовые гидролинии 7 гидромоторов 2 хода, гидролинии 8 сервоуправления, гидравлический переключатель 9 скоростей с отводом 10 на включение второй передачи, блок 11 управления адресным золотником 4 хода с отводом 12 на включение передвижения экскаватора «вперед».In a specific embodiment, the hydraulic system of a pneumatic wheel excavator comprises pumps 1, hydraulic motors 2 turns, a hydraulic distributor 3 with an address slide 4 turns, power hydraulic lines 5, including a pressure power hydraulic line 6 and power hydraulic lines 7 of hydraulic motors 2 turns, hydraulic lines 8 of a servo control, a hydraulic 9 speed switch with a branch 10 on the inclusion of the second gear, the control unit 11 of the address spool 4 moves with branch 12 to enable the movement of the excavator "forward".

В силовые гидролинии 5 между гидромоторами 2 хода и напорной силовой гидролинией 6 включен дополнительный силовой контур, а в гидролинии 8 сервоуправления между гидравлическим переключателем 9 скоростей и блоком 11 управления адресным золотником 4 хода включен дополнительный контур сервоуправления.An additional power circuit is included in the power hydraulic lines 5 between the 2-stroke hydraulic motors and the pressure power hydro-line 6, and an additional servo-control circuit is included in the hydraulic control line 8 between the hydraulic 9 speed switch and the address block of the 4-stroke control valve 11.

Дополнительный силовой контур состоит из трехпозиционного золотника 13 с нормально закрытым входом 14, двумя выходами 15 и двумя полостями 16 сервоуправления, двухпозиционного золотника 17 с двумя входами 18, четырьмя выходами 19, 20, 21, 22 и полостью 23 сервоуправления, гидролиний 24, соединяющих выходы 15 трехпозиционного золотника 13 с соответствующими входами 18 двухпозиционного золотника 17, а также гидролиний 25, соединяющих первый 19 и второй 21 выходы двухпозиционного золотника 17 с силовыми гидролиниями 7 гидромоторов 2 хода, третий и четвертый выходы 20, 22 которого выполнены с возможностью подключения к ним гидромолота 26. В нейтральной позиции трехпозиционного золотника 13 его нормально закрытый вход 14 соединен с напорной силовой гидролинией 6, которая в рабочих позициях трехпозиционного золотника 13 соединена с одним из его выходов 15. В первой позиции двухпозиционного золотника 17 его третий 20 и четвертый 22 выходы соединены с выходами 15 трехпозиционного золотника 13, которые во второй позиции двухпозиционного золотника 17 соединены с его первым 19 и вторым 21 выходами.An additional power circuit consists of a three-position spool 13 with a normally closed input 14, two outputs 15 and two servo control cavities 16, a two-position spool 17 with two inputs 18, four outputs 19, 20, 21, 22 and a servo control cavity 23, hydraulic line 24 connecting the outputs 15 three-position spool 13 with corresponding inputs 18 of the two-position spool 17, as well as hydraulic lines 25 connecting the first 19 and second 21 outputs of the two-position spool 17 with power lines 7 of hydraulic motors 2 turns, the third and fourth output 12, 22 of which are configured to connect a hydraulic hammer 26 to them. In the neutral position of the three-position spool 13, its normally closed inlet 14 is connected to a pressure power hydraulic line 6, which is connected to one of its outlets 15 in the working positions of the three-position spool 13. In the first position the two-position spool 17 its third 20 and fourth 22 outputs are connected to the outputs 15 of the three-position spool 13, which in the second position of the two-position spool 17 are connected to its first 19 and second 21 outputs.

Дополнительный контур сервоуправления состоит из имеющего два отвода 27 блока 28 управления трехпозиционным золотником 13, клапана 29 ИЛИ с отводом 30 и двумя подводами 31, клапана 32 И с отводом 33 и двумя подводами 34, причем один из отводов 27 блока 28 управления трехпозиционным золотником 13 соединен с одной из полостей 16 сервоуправления трехпозиционного золотника 13, а другой отвод 27 - с одним из подводов 31 клапана 29 ИЛИ, отвод 30 которого соединен с другой полостью 16 сервоуправления трехпозиционного золотника 13, другой подвод 31 клапана 29 ИЛИ соединен с полостью 23 сервоуправления двухпозиционного золотника 17 и отводом 33 клапана 32 И, один из подводов 34 которого соединен с отводом 10 на включение второй передачи гидравлического переключателя 9 скоростей, а другой подвод 34 - с отводом 12 на включение передвижения экскаватора «вперед» блока 11 управления адресным золотником 4 хода.An additional servo-control circuit consists of a three-position spool 13 control unit 28 having two taps 27, an OR valve 29 with a tap 30 and two inlets 31, an 32 And valve with a 33 tap and two inlets 34, one of the taps 27 of the three-position spool control unit 28 from one of the cavities 16 of the servo control of the three-position spool 13, and the other branch 27 - with one of the inlets 31 of the valve 29 OR, the outlet 30 of which is connected to the other cavity 16 of the servo-control of the three-position spool 13, the other inlet 31 of the valve 29 OR n with a cavity 23 for servo-control of the on-off valve 17 and an outlet 33 of the 32 And valve, one of the inlets 34 of which is connected to the outlet 10 to engage the second gear of the hydraulic speed switch 9, and the other inlet 34 to the outlet 12 to enable the forward movement of the excavator unit 11 address spool control 4 turns.

Работа гидросистемы пневмоколесного экскаватора осуществляется следующим образом.The hydraulic system of a pneumatic wheel excavator is as follows.

Для передвижения экскаватора «вперед» на второй передаче оператор включает гидравлический переключатель 9 скоростей и блок 11 управления адресным золотником 4 хода, которые через гидролинии 8 сервоуправления подают рабочую жидкость от отвода 10 на включение второй передачи гидравлического переключателя 9 скоростей и отвода 12 на включение передвижения экскаватора «вперед» блока 11 управления адресным золотником 4 хода к подводам 34 клапана 32 И, через отвод 33 которого рабочая жидкость поступает к полости 23 сервоуправления двухпозиционного золотника 17 и, через клапан 29 ИЛИ с отводом 30 и двумя подводами 31, к одной из полостей 16 сервоуправления трехпозиционного золотника 13. Двухпозиционный золотник 17 переключается во вторую позицию, а трехпозиционный золотник 13 - в одну из рабочих позиций. Рабочая жидкость от насосов 1 через силовые гидролинии 5, адресный золотник 4 гидрораспределителя 3 и силовые гидролинии 7 гидромоторов 2 хода, а также через напорную силовую гидролинию 6, трехпозиционный золотник 13 с нормально закрытым входом 14 и двумя выходами 15, гидролинии 24, двухпозиционный золотник 17 с двумя входами 18 и четырьмя выходами 19, 20, 21, 22 и гидролинии 25 поступает к гидромоторам 2 хода, приводя их в действие. При этом гидромоторы 2 хода будут передавать на колеса экскаватора крутящий момент, увеличенный пропорционально расходу рабочей жидкости, проходящей через трехпозиционный золотник 13 и двухпозиционный золотник 17.To move the excavator “forward” in the second gear, the operator includes a hydraulic switch 9 speeds and control unit 11 address spool 4 moves, which through hydraulic lines 8 servo control feed working fluid from branch 10 to the second gear of the hydraulic switch 9 speeds and branch 12 to enable the movement of the excavator "Forward" of the control unit 11 of the address spool 4 moves to the inlets 34 of the valve 32 And, through the outlet 33 of which the working fluid enters the cavity 23 of the servo control of on-off the spool 17 and, through an OR valve 29 with a tap 30 and two inlets 31, to one of the cavities 16 of the servo control of the three-position spool 13. The two-position spool 17 switches to the second position, and the three-position spool 13 - to one of the working positions. The working fluid from the pumps 1 through the power lines 5, the address spool 4 of the control valve 3 and the power lines 7 of the hydraulic motors 2, as well as through the pressure power line 6, the three-position spool 13 with the normally closed inlet 14 and two outlets 15, the hydraulic line 24, the two-position spool 17 with two inputs 18 and four outputs 19, 20, 21, 22 and hydraulic line 25 enters the hydraulic motors 2 moves, bringing them into action. In this case, the 2-stroke hydraulic motors will transmit torque to the wheels of the excavator, increased in proportion to the flow rate of the working fluid passing through the three-position spool 13 and the two-position spool 17.

Для приведения в действие гидромолота 26 оператор включает блок 28 управления трехпозиционным золотником 13. В зависимости от того, в какую сторону включен блок 28 управления трехпозиционным золотником 13, рабочая жидкость от одного из отводов 27 либо напрямую, либо через клапан 29 ИЛИ, поступает к одной из полостей 16 сервоуправления трехпозиционного золотника 13, который переключается в одну из рабочих позиций. При этом рабочая жидкость от насосов 1 через напорную силовую гидролинию 6, трехпозиционный золотник 13, гидролинии 24 и двухпозиционный золотник 17 поступает к гидромолоту 26, приводя его в действие.To actuate the hydraulic hammer 26, the operator includes a control unit for controlling the three-position spool 13. Depending on which side the control unit for controlling the three-position spool 13 is turned on, the working fluid from one of the outlets 27 either directly or through an OR valve 29, flows to one from the cavities 16 of the servo control three-position valve 13, which switches to one of the working positions. In this case, the working fluid from the pumps 1 through the pressure power hydraulic line 6, the three-position spool 13, the hydraulic line 24 and the two-position spool 17 enters the hydraulic hammer 26, bringing it into action.

Таким образом, применение данного изобретения позволит осуществлять передвижение экскаватора в тяжелых дорожных условиях на второй передаче и расширить его функциональные возможности.Thus, the use of this invention will allow the movement of the excavator in difficult road conditions in second gear and expand its functionality.

Claims

A pneumatic wheel excavator hydraulic system containing pumps, stroke motors, a directional control valve with an address stroke valve, power hydraulic lines, including a pressure power hydraulic line and power hydraulic stroke hydraulic drive lines, servo control hydraulic lines, a hydraulic speed switch with a tap for shifting into second gear, an address tap for the drive from switching on the movement of the excavator "forward", characterized in that it is equipped with an additional power circuit included in the power hydraulic lines with hydraulic motors and a pressure power hydraulic line, and an additional servo control circuit included in the servo control line between the hydraulic speed switch and the control unit for the address valve of the stroke, while the additional power circuit consists of a three-position valve with a normally closed input, two outputs and two servo control cavities, a two-position spool with two inputs, four outputs and a servo-control cavity, hydraulic lines connecting the outputs of the three-position spool with the corresponding inputs of the on-off valve, as well as hydraulic lines connecting the first and second outputs of the on-off valve with power hydraulic lines of the stroke motors, the third and fourth outputs of which are configured to connect an additional hydraulic unit, for example a hydraulic hammer, and in the neutral position of the three-position valve, it is normally closed the inlet is connected to a pressure power hydraulic line, which in the working positions of the three-position spool is connected to one of its outputs, in addition, in the first position of the two-position spool, its third and fourth outputs are connected to the outputs of the three-position spool, which in the second position of the two-position spool are connected to its first and second outputs, while the additional servo control circuit consists of a three-position spool control unit having two taps, an OR valve with a tap and two inlets, an And valve with a tap and two inlets, one of the taps of the three-position control valve spool connected to one of the cavities of the servo a three-position valve, and the other outlet with one of the OR valve inlets, the outlet of which is connected to the other servo cavity of the three-position valve, the other OR valve inlet is connected to the servo-control cavity of the two-position valve and the And valve outlet, one of which inlets is connected to the outlet for switching on the second transmission of the hydraulic speed switch, and another approach - with a tap to enable the movement of the excavator “forward” to the control unit of the address valve of the stroke.