RU2513869C2

RU2513869C2 - Mechanism for correction of pile driver mast

Info

Publication number: RU2513869C2
Application number: RU2012134899/03A
Authority: RU
Inventors: Андрей Генрихович Богаченков; Юрий Владимирович Салин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью"РОПАТ"
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2014-04-20
Also published as: RU2012134899A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to pile drives used for submersion of piles, casing pipes and other elements into soil. The mechanism of pile driver mast correction comprises a drain and discharge manifolds, two hydraulic cylinders, each driven by a three-position hydraulic distributor, control cavities of which are connected to outlets of "or" valves, a four-position control unit, outlet channels of which are connected to inlet channels of "or" valves. Two of control unit positions correspond to the position of hydraulic distributors, in which the working fluid from the discharge manifold arrives to the piston cavity of one of the hydraulic cylinder and into the stem cavity of the other hydraulic cylinder, and the stem cavity of the first hydraulic cylinder and the piston cavity of the second one are connected to the drain manifold.

EFFECT: technical result consists in provision of minimum time for installation of a mast into required position, increased efficiency of a pile driver plant.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к копрам, применяемым для погружения в грунт свай, обсадных труб и других элементов.The invention relates to copra used for immersion in the soil of piles, casing and other elements.

Известен механизм коррекции мачты копра по патенту ЕР 1983147, включающий два гидроцилиндра, обеспечивающих коррекцию мачты при наведении сваи и погружателя, а также для перевода мачты из транспортного положения в рабочее (и наоборот).Known copra mast correction mechanism according to patent EP 1983147, which includes two hydraulic cylinders that provide mast correction when pointing the pile and loader, as well as to transfer the mast from the transport position to the working position (and vice versa).

Приведенное техническое решение имеет следующий недостаток: данные гидроцилиндры имеют независимое управление, подача рабочей жидкости в их полости осуществляется от отдельных гидрораспределителей. Каждый из данных распределителей управляется либо вручную, либо от двух двухзолотниковых блоков управления, либо от одного четырехзолотникового блока управления. В любом случае сложно обеспечить при этом строго определенное положение гидрораспределителей, а следовательно, и требуемый расход рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра, коррекция положения мачты копра осуществляется последовательными приближениями, что обуславливает потери времени и приводит к уменьшению производительности установки в целом.The given technical solution has the following disadvantage: these hydraulic cylinders are independently controlled, the supply of working fluid in their cavity is carried out from individual hydraulic distributors. Each of these distributors is controlled either manually, or from two two-head control units, or from one four-head control unit. In any case, it is difficult to ensure a strictly defined position of the control valves and, consequently, the required flow rate of the working fluid into the corresponding cavity of the hydraulic cylinder, the position of the copra mast is adjusted by successive approximations, which leads to loss of time and reduces the overall performance of the installation.

Известно также техническое решение по патенту JP 10-317863, содержащее два гидроцилиндра, соединенных с мачтой копра, рабочая жидкость в полости которых поступает через один трехпозиционный гидрораспределитель, управляемый гидравлически с помощью двухпозиционного блока управления, одно из положений которого соответствует положению гидрораспределителя, при котором напорная линия сообщается со штоковыми полостями гидроцилиндров, а сливная - с поршневыми полостями, второе положение блока управления обеспечивает обратную коммутацию. Дополнительно механизм коррекции содержит два двухпозиционных клапана с электрическим управлением, при включении которых штоковая и поршневая полости одного из гидроцилиндров разобщаются как с напорной, так и со сливной линией. Таким образом, при блокировании одного из цилиндров работа вторым обуславливает поперечную коррекцию мачты.The technical solution according to JP 10-317863 is also known, which contains two hydraulic cylinders connected to the mast of the copra, the working fluid in the cavity of which flows through one three-position valve, hydraulically controlled by a two-position control unit, one of whose positions corresponds to the position of the valve, in which the pressure the line communicates with the rod cavities of the hydraulic cylinders, and the drain - with the piston cavities, the second position of the control unit provides reverse switching. In addition, the correction mechanism contains two two-position valves with electric control, when turned on, the rod and piston cavities of one of the hydraulic cylinders are disconnected from both the pressure and the drain line. Thus, when blocking one of the cylinders, the second determines the lateral correction of the mast.

Данное техническое решение имеет следующий недостаток: при блокировании одного из цилиндров с целью поперечной коррекции мачты, в силу кинематических особенностей системы неизбежно будет иметь место одновременный продольный наклон мачты, что потребует серии последовательных корректировок для достижения требуемого положения мачты.This technical solution has the following drawback: when blocking one of the cylinders for lateral mast correction, due to the kinematic features of the system, simultaneous longitudinal mast tilt will inevitably occur, which will require a series of sequential adjustments to achieve the desired mast position.

Задачей предлагаемого изобретения является создание механизма коррекции мачты копра, обеспечивающего минимальное время установки мачты в требуемое положение, чем достигается повышение производительности копровой установки.The objective of the invention is the creation of a mechanism for correcting the mast of the copra, providing the minimum time for the mast to be installed in the desired position, thereby achieving an increase in productivity of the rig.

Поставленная задача решается тем, что механизм коррекции мачты копра, включающий сливную и напорную магистрали, два гидроцилиндра, каждый из которых приводится от трехпозиционного гидрораспределителя, управляющие полости которого соединены с выходами клапанов «или», четырехпозиционный блок управления, выходные каналы которого соединены с входными каналами клапанов «или», причем две из позиций блока управления соответствует положению гидрораспределителей, при которых рабочая жидкость из напорной магистрали поступает в поршневую полость одного из гидроцилиндров и в штоковую полость другого гидроцилиндра, а штоковая полость первого гидроцилиндра и поршневая второго соединены со сливной магистралью.The problem is solved in that the copra mast correction mechanism, including a drain and pressure lines, two hydraulic cylinders, each of which is driven by a three-position control valve, whose control cavities are connected to the outputs of the “or” valves, a four-position control unit, the output channels of which are connected to the input channels “or” valves, moreover, two of the positions of the control unit correspond to the position of the control valves, in which the working fluid from the pressure line enters the piston through spine of one of the hydraulic cylinders and the rod end of the other cylinder and rod side of the first cylinder and a second piston connected with the drain line.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 представлена гидравлическая схема механизма.The invention is illustrated by drawings: in Fig.1 shows a hydraulic diagram of the mechanism.

Механизм коррекции мачты копра содержит гидроцилиндры 1 и 2, штоки которых шарнирно соединены с мачтой копра, а корпусы опираются на элементы конструкции копра, например стрелу. Штоковые и поршневые полости гидроцилиндров 1 и 2 периодически коммутируются с напорной (Р2) и сливной (Т2) магистралями посредством трехпозиционных гидрораспределителей 3 и 4, которые в нейтральном положении разобщают указанные полости с магистралями, тем самым блокируя гидроцилиндры. Для управления гидрораспределетелями 3 и 4 в составе механизма имеется четырехпозиционный блок управления 5, обеспечивающий подачу гидравлического сигнала низкого давления (магистрали Р1 и Т1) в управляющие полости гидрораспределителей 3 и 4 через клапан «или» 6, имеющийся на каждом их входе в соответствующую управляющую полость.The copra mast correction mechanism contains hydraulic cylinders 1 and 2, the rods of which are pivotally connected to the copra mast, and the bodies are supported by structural elements of the copra, for example, an arrow. The rod and piston cavities of hydraulic cylinders 1 and 2 are periodically commutated with pressure (P2) and drain (T2) lines by means of three-position valves 3 and 4, which in the neutral position disconnect these cavities with the lines, thereby blocking the hydraulic cylinders. To control the control valves 3 and 4, the mechanism has a four-position control unit 5, which provides a low pressure hydraulic signal (lines P1 and T1) to the control cavities of the control valves 3 and 4 through the "or" 6 valve, which is available at each of their inlets to the corresponding control cavity .

Механизм коррекции мачты работает следующим образом.The mast correction mechanism works as follows.

Четырехпозиционный блок управления 5 находится в нейтральном положении, полости гидроцилиндров 1 и 2 разобщены с напорной и штоковой магистралями, гидроцилиндры блокированы в соответствующих положениях, мачта зафиксирована. При переводе управляющего элемента четырехпозиционного блока управления в положение «а» рабочая жидкость от магистрали низкого давления (Р1) поступает через клапаны «или» одновременно в управляющие полости гидрораспределителей 3 и 4, перемещая соответствующие золотники, тем самым коммутируя поршневые полости гидроцилиндров 1 и 2 с магистралью высокого давления (Р2), а их штоковые полости - со сливной магистралью (Т2). Поскольку давление на входе в управляющие полости гидрораспределителей 3 и 4 одинаково, то их золотники будут перемещаться с одинаковыми скоростями, занимая в каждый момент времени одинаковые положения, что, при наличии на золотниках компенсаторов давления (на схеме не показаны), обусловит одинаковые расходы через гидрораспределители и, соответственно, одинаковые скорости движения штоков гидроцилиндров 1 и 2. Результатом описанной операции будет продольное перемещение мачты «вперед», без отклонений в поперечном направлении.The four-position control unit 5 is in the neutral position, the cavities of the hydraulic cylinders 1 and 2 are disconnected from the pressure and rod lines, the hydraulic cylinders are locked in the corresponding positions, the mast is fixed. When translating the control element of the four-position control unit to position “a”, the working fluid from the low pressure line (P1) enters through the valves “or” simultaneously into the control cavities of the control valves 3 and 4, moving the corresponding spools, thereby commuting the piston cavities of the hydraulic cylinders 1 and 2 s high-pressure line (P2), and their rod cavities - with a drain line (T2). Since the pressure at the inlet to the control cavities of the hydrodistributors 3 and 4 is the same, their spools will move at the same speeds, occupying the same positions at each moment of time, which, if there are pressure compensators on the spools (not shown in the diagram), will result in the same flow rates through the valves and, accordingly, the same speed of the movement of the rods of hydraulic cylinders 1 and 2. The result of the described operation will be the longitudinal movement of the mast "forward", without deviations in the transverse direction.

Описанный процесс работы механизма будет иметь место и при включении блока управления в положение «b», с той разницей, что рабочая жидкость будет поступать в штоковые полости гидроцилиндров 1 и 2 и вытесняться из поршневых, что соответствует наклону мачты «назад».The described process of the mechanism’s operation will also take place when the control unit is turned into position “b”, with the difference that the working fluid will enter the rod cavities of hydraulic cylinders 1 and 2 and be forced out of the piston, which corresponds to the mast tilt “backward”.

В положениях «c» и «d» блока управления золотники гидрораспределителей 3 и 4 перемещаются в противоположных направлениях, рабочая жидкость из напорной магистрали подается в поршневую полость одного гидроцилиндра и в штоковую другого, сливная магистраль соединяется с соответствующими штоковой и поршневой полостями, шток одного из гидроцилиндров выдвигается, другого - втягивается, осуществляется наклон мачты «вправо» или «влево». При применении в составе гидрораспределителей 3 и 4 асимметричных золотников данные наклоны будут осуществляться без одновременного смещения мачты «вперед» или «назад».In positions “c” and “d” of the control unit, the control valves 3 and 4 move in opposite directions, the working fluid is supplied from the pressure line to the piston cavity of one hydraulic cylinder and to the rod of the other, the drain line is connected to the corresponding rod and piston cavities, the rod of one of the hydraulic cylinders extend, the other retracts, the mast tilts to the "right" or "left." When asymmetric spools are used in hydraulic distributors 3 and 4, these slopes will be carried out without simultaneously moving the mast “forward” or “back”.

Помимо описанных выше вариантов перемещения мачты, возможны также ее движения, обусловленные одновременной активацией соседних положений блока управления: «a» и «c», «a» и «d», «c» и «b», «d» и «b». Все это многообразие положений блока управления позволяет позиционировать мачту по кратчайшему расстоянию с любым необходимым ее наклоном в двух плоскостях.In addition to the options for moving the mast described above, its movements are also possible, due to the simultaneous activation of the neighboring positions of the control unit: “a” and “c”, “a” and “d”, “c” and “b”, “d” and “b ". All this variety of positions of the control unit allows you to position the mast by the shortest distance with any necessary inclination in two planes.

Claims

1. A copra mast correction mechanism comprising a drain and pressure line, two hydraulic cylinders, each of which is driven by a three-position valve, control cavities of which are connected to the outputs of the “or” valves, a four-position control unit, whose output channels are connected to the input channels of the “or” valves , characterized in that two of the positions of the control unit corresponds to the position of the control valves, in which the working fluid from the pressure line enters the piston cavity of one of the hydraulic cylinders and into the rod cavity of the other hydraulic cylinder, and the rod cavity of the first hydraulic cylinder and the piston second are connected to the drain line.

2. The copra mast correction mechanism according to claim 1, characterized in that the three-position control valves have pressure compensators.

3. The copra mast correction mechanism according to claim 1, characterized in that the three-position directional control valves are asymmetric.

4. The copra mast correction mechanism according to claim 1, characterized in that two positions are simultaneously activated in the four-position control unit.