RU2531117C1 - Method of counterbalancing of forces of gravity of working equipment of jib machines and device for its implementation - Google Patents
Method of counterbalancing of forces of gravity of working equipment of jib machines and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531117C1 RU2531117C1 RU2013111124/03A RU2013111124A RU2531117C1 RU 2531117 C1 RU2531117 C1 RU 2531117C1 RU 2013111124/03 A RU2013111124/03 A RU 2013111124/03A RU 2013111124 A RU2013111124 A RU 2013111124A RU 2531117 C1 RU2531117 C1 RU 2531117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- rod
- balancing
- gas
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловых землеройных, погрузочно-транспортных машин циклического действия, а именно к одноковшовым фронтальным погрузчикам, экскаваторам.The invention relates to methods and devices for balancing the gravity of the working equipment of earth-moving boom loaders, cyclic loaders, in particular to single-bucket wheel loaders, excavators.
Известен способ уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины, реализованный в устройстве [см., например, патент РФ №2258115 С2, E02F 9/22, опубл. 10.08.2005, Бюл. №22], содержащем рабочее оборудование, основные и уравновешивающий гидроцилиндры, газовый баллон, соединенный с газовой полостью пневмогидроаккумулятора. Недостатком этого способа и устройства является сложность конструкции, обусловленная использованием пневмогидроаккумулятора, который увеличивает объем гидросистемы стреловой машины и ее сложность.A known method of balancing the gravity of the working equipment of a boom machine, implemented in the device [see, for example, RF patent No. 2258115 C2, E02F 9/22, publ. 08/10/2005, Bull. No. 22], containing working equipment, basic and balancing hydraulic cylinders, a gas cylinder connected to the gas cavity of the pneumatic accumulator. The disadvantage of this method and device is the complexity of the design, due to the use of a pneumatic accumulator, which increases the volume of the hydraulic system of the boom machine and its complexity.
Из известных способов и технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ и устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины [см., например, патент РФ №2236515 C1, 7E02F 9/22, опубликованный 20.09.2004, Бюл. №26], содержащее рабочее оборудование, основной и уравновешивающий цилиндры, газовый баллон, заряженный сжатым воздухом, соединенный с поршневой полостью уравновешивающего цилиндра, при этом уравновешивающий цилиндр расположен внутри газового баллона.Of the known methods and technical solutions, the closest in technical essence to the claimed object is a method and device for balancing the gravity of the working equipment of a boom machine [see, for example, RF patent No. 2236515 C1, 7 E02F 9/22, published on September 20, 2004, Bull. No. 26], containing working equipment, the main and balancing cylinders, a gas cylinder charged with compressed air, connected to the piston cavity of the balancing cylinder, while the balancing cylinder is located inside the gas cylinder.
Недостатками известных способов и устройств является использование уравновешивающего цилиндра традиционной конструкции, рабочие полости которого соединены с гидробаком длинными магистралями, а также нерациональная конструкция уравновешивающего цилиндра с точки зрения использования металла и полезного использования объема, т.к. пустота в цилиндре заполнена дорогостоящей рабочей жидкостью.The disadvantages of the known methods and devices is the use of a balancing cylinder of a traditional design, the working cavities of which are connected to the hydraulic tank by long lines, as well as the irrational design of the balancing cylinder from the point of view of metal use and useful use of volume, because the void in the cylinder is filled with expensive working fluid.
Задача способа уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловых машин, включающего операцию приведения сил тяжести стрелы и элементов рабочего оборудования к штоку уравновешивающего цилиндра, выполнение операции уравновешивания приведенных сил на штоке силой давления сжатого газа в поршневой полости уравновешивающего цилиндра, операцию стабилизации давления сжатого газа, при этом в способе дополнительно осуществляют операцию герметизации поршневой полости сжатого газа уравновешивающего цилиндра от атмосферы соединением переменного объема штоковой полости, заполненного смазывающей жидкостью, с корпусом деформируемой пневмокамеры низкого давления, при этом операция стабилизации давления в газовой полости достигается увеличением объема газовой полости высокого давления за счет выполнения штока и поршня уравновешивающего цилиндра пустотелыми, при этом корпус уравновешивающего цилиндра и газовый баллон представляют собой устройство, выполненное в одном корпусе.The objective of the method of balancing the gravity of the working equipment of the boom machines, including the operation of bringing the gravity of the boom and the elements of the working equipment to the rod of the balancing cylinder, the operation of balancing the reduced forces on the rod by the pressure force of the compressed gas in the piston cavity of the balancing cylinder, the operation of stabilizing the pressure of the compressed gas, in the method additionally carry out the operation of sealing the piston cavity of the compressed gas of the balancing cylinder from the atmosphere is connected using a variable volume of the rod cavity filled with a lubricating fluid with the body of a deformable low-pressure pneumatic chamber, while the operation of stabilizing the pressure in the gas cavity is achieved by increasing the volume of the high-pressure gas cavity due to the hollow cylinder and the piston of the balancing cylinder being hollow, while the balancing cylinder body and gas cylinder represent a device made in one housing.
Задача устройства уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловых машин, включающего уравновешивающий цилиндр и газовый баллон, согласно изобретению содержит корпус уравновешивающего цилиндра со штоком и поршнем, которые расположены внутри корпуса газового баллона, заряженного сжатым воздухом; штоковую полость уравновешивающего цилиндра, заполненную смазочной жидкостью, которая соединена с корпусом, в котором установлена пневмокамера низкого давления, при этом поршень и шток уравновешивающего цилиндра выполнены пустотелыми.The task of the device for balancing the gravity of the working equipment of boom machines, including a balancing cylinder and a gas cylinder, according to the invention contains a balancing cylinder body with a rod and piston, which are located inside the gas cylinder body charged with compressed air; the rod cavity of the balancing cylinder filled with lubricating fluid, which is connected to the housing in which the low pressure pneumatic chamber is installed, while the piston and the rod of the balancing cylinder are hollow.
Указанный технический результат в части способа уравновешивания заключается в осуществлении операции приведения сил тяжести к штоку уравновешивающего цилиндра, выполнении операции уравновешивания сил на штоке давлением сжатого воздуха в поршневой полости уравновешивающего цилиндра; использовании газовых полостей для стабилизации величины изменения давления газа при подъеме, опускании рабочего оборудования, при этом рациональное использование объема, занимаемого устройством, достигается соединением в одном устройстве функции уравновешивающего цилиндра и газового баллона.The specified technical result in terms of the balancing method consists in carrying out the operation of bringing gravity to the rod of the balancing cylinder, performing the operation of balancing the forces on the rod by the pressure of compressed air in the piston cavity of the balancing cylinder; the use of gas cavities to stabilize the magnitude of the change in gas pressure when lifting, lowering the working equipment, while the rational use of the volume occupied by the device is achieved by combining the functions of a balancing cylinder and a gas cylinder in one device.
Указанный технический результат в части устройства заключается в использовании уравновешивающего цилиндра, корпус которого располагается внутри газового баллона, в результате этого достигается эффективное использование объема и снижается объем используемой жидкости; соединение штоковой полости уравновешивающего цилиндра, заполненной смазывающей жидкостью с корпусом, в котором расположена деформируемая пневмокамера, заполненная сжатым воздухом под низким давлением, обеспечивает герметизацию объема газовой полости высокого давления от атмосферы.The specified technical result in terms of the device is to use a balancing cylinder, the body of which is located inside the gas cylinder, as a result of this, efficient use of volume is achieved and the volume of liquid used is reduced; the connection of the rod cavity of the balancing cylinder filled with lubricating fluid with the housing in which the deformable pneumatic chamber is located, filled with compressed air under low pressure, provides sealing of the volume of the high-pressure gas cavity from the atmosphere.
Использование в изобретении в качестве рабочего тела сжатого газа вместо гидравлической рабочей жидкости позволяет повысить эффективность устройства за счет снижения внутренних потерь. При этом объем, занимаемый уравновешивающим цилиндром, может быть соизмерим с объемом гидроцилиндра традиционной конструкции.The use of compressed gas as a working fluid instead of a hydraulic working fluid in the invention improves the efficiency of the device by reducing internal losses. Moreover, the volume occupied by the balancing cylinder can be commensurate with the volume of the hydraulic cylinder of a traditional design.
Поставленная задача в части устройства уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования, включающего уравновешивающий цилиндр и газовый баллон, в котором согласно изобретению корпус уравновешивающего цилиндра со штоком и поршнем расположены внутри корпуса газового баллона; заряженного сжатым воздухом; штоковая полость уравновешивающего цилиндра, заполненная смазочной жидкостью, соединена с корпусом, в котором установлен пневмобаллон низкого давления, при этом поршень и шток уравновешивающего цилиндра выполнены пустотелыми.The set task in terms of the device for balancing the gravity of the working equipment, including a balancing cylinder and a gas cylinder, in which according to the invention the balancing cylinder body with a rod and piston are located inside the gas cylinder body; charged with compressed air; the rod cavity of the balancing cylinder filled with lubricating fluid is connected to the housing in which the low-pressure pneumatic balloon is installed, while the piston and the rod of the balancing cylinder are hollow.
Способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид экскаватора с уравновешивающим устройством; на фиг.2 показан фронтальный погрузчик с устройством уравновешивания; на фиг.3 показано устройство уравновешивания в сложенном состоянии при опущенной стреле; на фиг.4 изображено устройство уравновешивания с выдвинутым штоком при поднятой стреле. Устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования содержит: 1 - корпус уравновешивающего цилиндра; 2 - шток; 3 - поршень уравновешивающего цилиндра; 4 - проушина штока; 5 - уплотнения поршня; 6 - корпус газового баллона; 7 - проушина газового баллона; 8 - букса корпуса уравновешивающего цилиндра с соединительной резьбой; 9 - букса корпуса уравновешивающего цилиндра с уплотнениями штока и резьбой для корпуса пневмокамеры; 10 - уплотнения штока; 11 - корпус пневмокамеры низкого давления; 12 - пневмокамера; 13 - канал; 14 - штоковая полость; 15 - полость между корпусами; 16 - опора корпуса уравновешивающего цилиндра; 17 - отверстия в опоре корпуса; 18 - поршневая газовая полость высокого давления, заполненная сжатым воздухом; 19 - внутренняя полость поршня и штока, заполненные сжатым воздухом; 20 - основные гидроцилиндры стрелы (фиг.1, 2).The method and device are illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the excavator with a balancing device; figure 2 shows the front loader with a balancing device; figure 3 shows the balancing device in the folded state with the arrow lowered; figure 4 shows the balancing device with the extended stem with the boom raised. The device for balancing the gravity of the working equipment contains: 1 - the body of the balancing cylinder; 2 - stock; 3 - the piston of the balancing cylinder; 4 - rod eye; 5 - piston seals; 6 - gas cylinder body; 7 - an eye of a gas cylinder; 8 - axle box housing balancing cylinder with a connecting thread; 9 - axle box of the balancing cylinder body with stem seals and thread for the pneumatic chamber body; 10 - rod seals; 11 - housing low pressure pneumatic chambers; 12 - pneumatic chamber; 13 - channel; 14 - stock cavity; 15 - the cavity between the buildings; 16 - support body balancing cylinder; 17 - holes in the housing support; 18 - piston gas cavity of high pressure filled with compressed air; 19 - the internal cavity of the piston and rod filled with compressed air; 20 - the main hydraulic cylinders of the boom (figure 1, 2).
На фиг.1, 2 дополнительно показаны: T - сила в уравновешивающем цилиндре; Gс, Gр, Gк, Gг - силы тяжести соответственно стрелы, рукояти, ковша, груза в ковше. Сущность работы способа уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловых машин заключается в реализации следующих операций. Приведение сил тяжести элементов рабочего оборудования к штоку уравновешивающего цилиндра осуществляются по уравнениюFigure 1, 2 additionally shows: T is the force in the balancing cylinder; G with , G p , G to , G g - gravity, respectively, arrows, sticks, bucket, cargo in the bucket. The essence of the method of balancing the gravity of the working equipment of boom machines is to implement the following operations. Bringing the gravity of the elements of the working equipment to the rod of the balancing cylinder is carried out according to the equation
где Т - приведенная сила на штоке уравновешивающего цилиндра; Gi, hi - соответственно силы тяжести и их плечи относительно шарнира поворота стрелы на портале; h - плечо уравновешивающего цилиндра.where T is the reduced force on the rod of the balancing cylinder; G i , h i - respectively, gravity and their shoulders relative to the hinge of rotation of the boom on the portal; h is the shoulder of the balancing cylinder.
Операция уравновешивания приведенной силы тяжести давлением сжатого воздуха в поршневой полости цилиндра определяется выражениемThe operation of balancing the reduced gravity by the pressure of compressed air in the piston cavity of the cylinder is determined by the expression
где p - давление сжатого воздуха; D - диаметр штока.where p is the pressure of compressed air; D is the stem diameter.
Подъем стрелы экскаватора, погрузчика сопровождается некоторым увеличением объема газовой полости, при опускании стрелы объем газовой полости уменьшается.Raising the boom of an excavator, loader is accompanied by a slight increase in the volume of the gas cavity; when lowering the boom, the volume of the gas cavity decreases.
Для стабилизации давления сжатого воздуха в газовой полости его объем принимается по условиюTo stabilize the pressure of compressed air in the gas cavity, its volume is taken as
где VГ - объем полостей сжатого газа; VЦ - рабочий объем уравновешивающего цилиндра.wherein T V - volume of compressed gas cavities; V C - the working volume of the balancing cylinder.
Сущность работы способа уравновешивания заключается в последовательности выполнения операций. Операция приведения сил тяжести рабочего оборудования позволяет сосредоточить распределенные силы тяжести рабочего оборудования экскаватора, погрузчика на штоке уравновешивающего цилиндра. Операция уравновешивания заключается в уравновешивании приведенной силы на штоке давлением газа на площадь сечения штока, операция стабилизации давления при подъеме, опускании обеспечивается выбором соответствующего объема газовой полости устройства уравновешивания. Операции подъема и опускания стрелы связаны с изменением объема штоковой смазывающей и герметизирующей полости 14, что обеспечивается сжатием при подъеме и расширением при опускании стрелы объема пневмокамеры 12, заряженной воздухом под низким давлением.The essence of the balancing method consists in the sequence of operations. The operation of bringing the gravity of the working equipment allows you to focus the distributed gravity of the working equipment of the excavator, loader on the rod of the balancing cylinder. The balancing operation consists in balancing the reduced force on the rod with gas pressure on the rod cross-sectional area, the operation of stabilizing the pressure when raising, lowering is provided by choosing the appropriate volume of the gas cavity of the balancing device. The operation of raising and lowering the boom is associated with a change in the volume of the rod lubricating and
Уравновешивающее устройство, установленное на фиг.1, фиг.2 между основными гидроцилиндрами стрелы обеспечивает снижение давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах стрелы при подъеме ковша с грузом.The balancing device installed in figure 1, figure 2 between the main hydraulic cylinders of the boom reduces the pressure of the working fluid in the hydraulic cylinders of the boom when lifting the bucket with the load.
Устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования экскаватора, погрузчика работает следующим образом. При подъеме стрелы экскаватора, погрузчика основными гидроцилиндрами 20 и уравновешивающим цилиндром 1, у которого на штоке 2 создается постоянная сила, определяемая по формуле (2). Сила Т на штоке является дополнительной подъемной силой, которая остается практически постоянной в течение всего цикла подъема рабочего оборудования и обеспечивает снижение усилия и давления в основных гидроцилиндрах 20 стрелы. В процессе подъема стрелы уменьшается объем штоковой полости 14, которая заполнена смазывающей жидкостью и выполняет функцию герметизации полостей высокого давления от атмосферы. Смазывающая жидкость при подъеме стрелы выдавливается в корпус 11, в котором имеется пневмокамера 12 торообразной формы, заполненная воздухом под низким давлением. За счет деформации воздуха в пневмокамере 12 смазывающая жидкость из штоковой полости 14 перетекает в корпус 11. При опускании стрелы рассмотренный процесс совершается в обратной последовательности. В нижнем положении стрелы опора 16 корпуса цилиндра 1 не взаимодействует с поршнем 3.The device for balancing the gravity of the working equipment of the excavator, loader operates as follows. When lifting the boom of the excavator, loader with the main
Газовая полость 15 между корпусами 1, 6 имеет постоянный объем, который сообщен отверстиями 17 с газовым объемом 18. Поэтому все внутренние газовые объемы устройства заполнены сжатым воздухом и сообщены между собой.The
Поршень 3 уравновешивающего цилиндра и шток 2 выполнены пустотелыми, при этом давление в полостях 15, 18, 19 во всех операциях работы одинаковые и равны давлению p зарядки устройства сжатым воздухом.The
При опускании стрелы поршень со штоком заходит внутрь корпуса уравновешивающего устройства, при этом все явления, рассмотренные в процессе подъема стрелы, протекают в обратном порядке.When lowering the boom, the piston with the rod enters the body of the balancing device, while all the phenomena considered during the lifting of the boom proceed in the reverse order.
Рассмотренные способ и устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования являются многоцикловыми, позволяющими повысить КПД рабочего оборудования.The considered method and device for balancing the gravity of the working equipment are multi-cycle, allowing to increase the efficiency of the working equipment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013111124/03A RU2531117C1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Method of counterbalancing of forces of gravity of working equipment of jib machines and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013111124/03A RU2531117C1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Method of counterbalancing of forces of gravity of working equipment of jib machines and device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013111124A RU2013111124A (en) | 2014-09-20 |
RU2531117C1 true RU2531117C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=51583458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013111124/03A RU2531117C1 (en) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Method of counterbalancing of forces of gravity of working equipment of jib machines and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531117C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109319001B (en) * | 2018-09-28 | 2024-05-07 | 三一汽车制造有限公司 | Engineering vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU771259A1 (en) * | 1979-04-04 | 1980-10-15 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Single-bucket excavator working equipment |
SU1216301A1 (en) * | 1984-05-23 | 1986-03-07 | Псковский Филиал Ленинградского Ордена Ленина Политехнического Института Им.М.И.Калинина | Front-end loader |
RU2190062C1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-09-27 | Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия | Device for balancing of working equipment of boom machine |
RU2236515C1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-09-20 | Омский государственный технический университет | Boom machine working equipment gravity force balancing device |
RU2258115C2 (en) * | 2003-10-23 | 2005-08-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Device for balancing boom machine implement gravity (variants) |
-
2013
- 2013-03-12 RU RU2013111124/03A patent/RU2531117C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU771259A1 (en) * | 1979-04-04 | 1980-10-15 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Single-bucket excavator working equipment |
SU1216301A1 (en) * | 1984-05-23 | 1986-03-07 | Псковский Филиал Ленинградского Ордена Ленина Политехнического Института Им.М.И.Калинина | Front-end loader |
RU2190062C1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-09-27 | Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия | Device for balancing of working equipment of boom machine |
RU2236515C1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-09-20 | Омский государственный технический университет | Boom machine working equipment gravity force balancing device |
RU2258115C2 (en) * | 2003-10-23 | 2005-08-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Device for balancing boom machine implement gravity (variants) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013111124A (en) | 2014-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202330171U (en) | Mesoscopic micromechanics property experimental device for fluid-suction mud shale solid-gas coupling rock mass | |
CN108716371B (en) | Compensation function reverse test device of drill string heave compensation system and control method thereof | |
CN102518606B8 (en) | Lifting system and lifting method for crane boom of working machine and working machine | |
CN203939790U (en) | The reciprocal supercharging device of twin-tub | |
CN103424308A (en) | Method for quickly and automatically compensating and loading gas-liquid compound, and automatic compensation loader | |
RU2531117C1 (en) | Method of counterbalancing of forces of gravity of working equipment of jib machines and device for its implementation | |
CN206515096U (en) | Petroleum liquid sampler | |
CN203948372U (en) | Accumulation of energy oil cylinder and front handling mobile crane | |
CN102943496B (en) | Potential energy recycling system of movable arm of excavator | |
CN203023169U (en) | Synchronous secondary telescopic cylinder | |
RU2535846C1 (en) | Method to balance powers of gravity of working equipment of boom machines | |
CN205001264U (en) | High pressure air spring | |
CN103697013A (en) | Hydraulic oil cylinder provided with safety valve | |
CN102778398A (en) | Electro-hydraulic servo system for fatigue test for body of engine with high explosive pressure | |
RU2405893C1 (en) | Energy-efficient working equipment of boom single-bucket machine | |
CN203514374U (en) | Balance excavator with movable arm | |
CN209323585U (en) | The hydraulic crawler excavator device that swing arm self weight is offset | |
CN203130659U (en) | Single-action hydraulic cylinder for turning land leveler engine cover | |
CN113138051A (en) | Hydraulic upright post and jack full-stroke sealing performance testing device and using method | |
CN102304931A (en) | Hydraulic energy-saving control system and method for loader movable arm | |
RU2236515C1 (en) | Boom machine working equipment gravity force balancing device | |
RU2558073C1 (en) | Energy-saving device of work equipment of boom machine | |
CN203238680U (en) | Gravitational potential energy recycling and regenerating device of compressed spring type excavator movable arm | |
RU2422595C1 (en) | Energy-saving working equipment of excavator | |
CN102032224B (en) | Nitrogen charge energy accumulation emergency recovery system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160313 |