RU2761274C1 - Scraper loading device control system - Google Patents

Scraper loading device control system Download PDF

Info

Publication number
RU2761274C1
RU2761274C1 RU2021108201A RU2021108201A RU2761274C1 RU 2761274 C1 RU2761274 C1 RU 2761274C1 RU 2021108201 A RU2021108201 A RU 2021108201A RU 2021108201 A RU2021108201 A RU 2021108201A RU 2761274 C1 RU2761274 C1 RU 2761274C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
valve
cylinder
bucket
accumulator
Prior art date
Application number
RU2021108201A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Дмитриевич Глебов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Псковский государственный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Псковский государственный университет» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Псковский государственный университет»
Priority to RU2021108201A priority Critical patent/RU2761274C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761274C1 publication Critical patent/RU2761274C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/64—Buckets cars, i.e. having scraper bowls
    • E02F3/65—Component parts, e.g. drives, control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/64—Buckets cars, i.e. having scraper bowls
    • E02F3/65—Component parts, e.g. drives, control devices
    • E02F3/651—Hydraulic or pneumatic drives; Electric or electro-mechanical control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

FIELD: vehicles.
SUBSTANCE: invention relates to trailed earth-moving vehicles with a loading device. The control system of the scraper reloading device contains a hydraulic pump, a reloading cylinder, a hydraulic accumulator and a bucket drive hydraulic cylinder with a hydraulic distributor, an adjustable pressure reducing valve, an electrically controlled two-position hydraulic valve, a direction switch and an adjustable hydraulic throttle. An adjustable hydraulic throttle is included in the hydraulic line connecting the hydraulic accumulator with the hydraulic distributor, which is made four-position with the possibility of communicating the cavity of the bucket hydraulic cylinder lift with the hydraulic accumulator, in one of the positions of the slide valve. The hydraulic accumulator is connected by one hydraulic line with the hydraulic pump through an adjustable pressure reducing valve and the second hydraulic line with the piston cavity of the reloading hydraulic cylinder through an electrically controlled two-position hydraulic valve, while its solenoid is connected by a control line with a travel switch installed on the bucket drive hydraulic cylinder.
EFFECT: increasing reliability, facilitating workflow management, expanding the functionality of the additional loading device.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к прицепным землеройно-транспортным машинам с догружающим устройством для повышения тягово-сцепных качеств тягача.The invention relates to trailed earth-moving vehicles with a loading device to improve the traction-coupling qualities of the tractor.

Известен гидропривод тягово-сцепного догружающего устройства (RU 2290476, E02F 9/22; E02F 3/65 0), включающий гидронасос, гидроцилиндр догрузки, гидроаккумулятор, гидрораспределитель и регулируемый гидродроссель. Недостаток известного гидропривода заключается в низкой надежности, обусловленной сложностью системы управления догружающим устройством. Оно содержит три управляемых гидрораспределителя и дополнительный четырехпозиционный гидрораспределитель с ручным управлением. Наряду со снижением надежности, усложняется управление рабочим процессом. Так, при наборе грунта в ковш машинисту, кроме воздействия на штатный гидрораспределитель заглубления ковша, необходимо осуществлять управление гидроцилиндром догрузки. Кроме того, известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности использования гидроэлементов догружающего механизма.Known is a hydraulic drive for a traction-coupling reloading device (RU 2290476, E02F 9/22; E02F 3/65 0), which includes a hydraulic pump, a reloading cylinder, a hydraulic accumulator, a hydraulic valve and an adjustable hydraulic throttle. The disadvantage of the known hydraulic drive is low reliability due to the complexity of the control system of the additional loading device. It contains three controlled directional valves and an optional four-way manual directional control valve. Along with decreasing reliability, it becomes more difficult to manage the workflow. So, when collecting soil into the bucket, the driver, in addition to influencing the standard hydraulic valve of the bucket deepening, must control the additional loading hydraulic cylinder. In addition, the known device has a limited functionality of the use of hydraulic elements of the preloading mechanism.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятое заявителем за прототип, является гидравлическая система догружающего устройства (RU 2302493, E02F 9/22), включающая гидроцилиндр догрузки, гидроаккумулятор, гидроцилиндр подъема ковша с гидрораспределителем. Недостаток второго известного технического решения заключается в сложности системы управления догружающим устройством, содержащей в дополнении к штатному оборудованию, три гидроуправляемых гидрораспределителя и реле давления, что снижает надежность и усложняет управление рабочим процессом. Так, для начала набора грунта в ковш машинисту, кроме воздействия на рычаг штатного гидрораспределителя для заглубления ковша, необходимо осуществлять управляющее воздействие на неопределенное время и на рычаг управления гидрораспределителя привода задней стенки ковша. Коме того, известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности не позволяющие, например, использовать элементы догружателя для повышения плавности хода машины и ее скорости на транспортном режиме, что снижает производительность.The closest to the claimed invention in terms of technical essence and adopted by the applicant for a prototype is the hydraulic system of the reloading device (RU 2302493, E02F 9/22), which includes a reloading hydraulic cylinder, a hydraulic accumulator, a bucket lifting hydraulic cylinder with a hydraulic distributor. The disadvantage of the second known technical solution lies in the complexity of the control system of the additional loading device, which, in addition to the standard equipment, contains three hydraulic valves and a pressure switch, which reduces reliability and complicates the control of the working process. So, to start collecting soil into the bucket, the driver, in addition to acting on the lever of the standard hydraulic valve for deepening the bucket, must carry out a control action for an indefinite time and on the control lever of the hydraulic valve for driving the rear wall of the bucket. In addition, the known device has limited functionality that does not allow, for example, the use of additional loader elements to increase the smoothness of the machine and its speed in transport mode, which reduces productivity.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении надежности системы управления догружающим устройством, упрощение управления и повышение производительностиThe technical problem solved by the proposed invention is to increase the reliability of the control system of the additional loading device, simplify control and increase productivity

Решение задачи достигается тем, что система управления догружающего устройства, содержащая гидронасос, гидроцилиндр догрузки, гидроаккумулятор и гидроцилиндр привода ковша с гидрораспределителем, снабжена регулируемым редукционным гидроклапаном, электроуправляемым гидрораспределителем, датчиком перемещения и регулируемым гидродросселем, причем последний включен в гидролинию, соединяющую гидроаккумулятор с гидрораспределителем, который выполнен четырехпозиционным с возможностью сообщения полости подъема гидроцилиндра ковша с гидроаккумулятором, в одной из позиций золотника, а гидроаккумулятор сообщен одной гидролинией с гидронасосом через регулируемый редукционный гидроклапан и второй гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра догрузки через электроуправляемый двухпозиционный гидрораспределитель, при этом его соленоид соединен электролинией управления с путевым выключателем, установленным на гидроцилиндре привода ковша.The solution to the problem is achieved by the fact that the control system of the additional loading device, containing a hydraulic pump, a hydraulic cylinder for reloading, a hydraulic accumulator and a hydraulic cylinder for a bucket drive with a hydraulic distributor, is equipped with an adjustable pressure reducing valve, an electrically controlled hydraulic valve, a displacement sensor and an adjustable hydraulic throttle, and the latter is included in the hydraulic line connecting the hydraulic valve with which is made four-position with the possibility of communicating the cavity of the lifting of the bucket hydraulic cylinder with the hydraulic accumulator, in one of the positions of the spool, and the hydraulic accumulator is communicated by one hydraulic line with the hydraulic pump through an adjustable pressure reducing valve and the second hydraulic line with the piston cavity of the additional loading hydraulic cylinder through an electrically controlled two-position hydraulic control valve, while its solenoid control valve is connected with a limit switch installed on the bucket drive hydraulic cylinder.

Изобретение отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Предложенная система управления имеет, в сравнении с прототипом, высокую надежность за счет ее упрощения путем сокращения количества гидроэлементов. Одновременно облегчается управление рабочим процессом за счет сокращения количества необходимых управляющих воздействий машиниста на органы управления. Кроме того, обеспечивается расширение функциональных возможностей догружающего устройства.The invention differs from the prototype by a set of distinctive features given in the characterizing part of the claims. The proposed control system has, in comparison with the prototype, high reliability due to its simplification by reducing the number of hydraulic elements. At the same time, the control of the work process is facilitated by reducing the number of necessary control actions of the driver on the controls. In addition, the expansion of the functionality of the additional loading device is provided.

На фиг. 1 изображена система управления догружающего устройства, установленная на скрепере.FIG. 1 shows the control system of the pre-loading device installed on the scraper.

Система управления догружающего устройства включает догружающий гидроцилиндр 1, сообщенный через электроуправляемый двухпозиционный гидрораспределитель 2 с гидроаккумулятором 3. Соленоид гидрораспределителя 2 соединен электролинией управления с путевым включателем 4, установленным на гидроцилиндре 5 привода ковша. Гидроцилиндр 5 сообщен гидролиниями с гидрораспределителем 6, который выполнен четырехпозиционным, с возможностью сообщения полости подъема этого гидроцилиндра, через регулируемый гидродроссель 7, с гидроаккумулятором 3, в одной из позиций золотника. Гидроаккумулятор 3 сообщен одной гидролинией через регулируемый редукционный гидроклапан 8 с гидронасосом, а другой гидролинией через вентиль 9 с гидробаком.The control system of the reloading device includes a reloading hydraulic cylinder 1 communicated through an electrically controlled two-position hydraulic valve 2 with a hydraulic accumulator 3. The solenoid of the hydraulic valve 2 is connected by a control line to a direction switch 4 installed on the hydraulic cylinder 5 of the bucket drive. The hydraulic cylinder 5 is connected by hydraulic lines with the hydraulic valve 6, which is made four-position, with the possibility of communicating the cavity of the rise of this hydraulic cylinder, through the adjustable hydraulic throttle 7, with the hydraulic accumulator 3, in one of the positions of the valve. The hydroaccumulator 3 is communicated by one hydraulic line through an adjustable pressure reducing valve 8 with a hydraulic pump, and the other hydraulic line through a valve 9 with a hydraulic tank.

Система управления догружающим устройством действует следующим образом.The control system for the additional loading device operates as follows.

В исходном состоянии все элементы системы управления находятся в положении, изображенном на фиг. 1. Золотник гидрораспределителя 6 занимает нейтральную позицию, удерживая ковш поднятым. Гидроаккумулятор 3 заряжен на заданную величину давления, определяемую редукционным гидроклапаном 8. Золотник гидрораспределителя 2 удерживается пружиной в позиции, сообщающей обе полости гидроцилиндра 1 догрузки с гидробаком, то есть в плавающем состоянии.In the initial state, all elements of the control system are in the position shown in FIG. 1. The valve spool 6 takes a neutral position, keeping the bucket raised. The hydraulic accumulator 3 is charged at a predetermined pressure value determined by the pressure reducing valve 8. The valve spool 2 is held by a spring in a position that communicates both cavities of the reloading hydraulic cylinder 1 with the hydraulic tank, that is, in a floating state.

Для наполнения ковша грунтом, он опускается гидроцилиндром 5 и при выдвижении штока путевой включатель 4 включает золотник гидрораспределителя 2 в позицию, в которой поршневая полость гидроцилиндра 1 догрузки сообщается с гидроаккумулятором 3, заряженным на заданную величину давления, обеспечивающую передачу через шток части силы тяжести рабочего оборудования скрепера на тягач. Это увеличивает его сцепной вес и соответственно тягово-сцепные возможности в период набора грунта в ковш. Величина догрузки и величина реализуемого тягового усилия увеличиваются, по мере наполнения ковша грунтом. После окончания набора грунта в ковш он выглубляется и путевой включатель 4 выключает питание соленоида гидрораспределителя 2 и его золотник возвращается пружиной в исходное положение. Указанные соединения осуществляются автоматически без дополнительных воздействий машиниста на органы управления.To fill the bucket with soil, it is lowered by the hydraulic cylinder 5 and, when the rod is extended, the direction switch 4 turns on the valve of the hydraulic distributor 2 to the position in which the piston cavity of the hydraulic cylinder 1 of the additional load communicates with the hydraulic accumulator 3, charged at a predetermined pressure value, which ensures that part of the gravity of the working equipment is transmitted through the rod scraper for the tractor. This increases its adhesion weight and, accordingly, the traction and coupling capabilities during the period of soil collection into the bucket. The amount of additional load and the value of the traction force realized increase as the bucket is filled with soil. After the end of the set of soil in the bucket, it sinks and the travel switch 4 turns off the power of the solenoid of the hydraulic distributor 2 and its spool is returned by the spring to its original position. These connections are carried out automatically without additional actions of the driver on the controls.

После подъема ковша в транспортное положение, машинист поднимает золотник гидрораспределителя 6 в крайнюю позицию, в которой штоковая полость гидроцилиндра 5 сообщается, через регулируемый гидродроссель 7, с гидроаккумулятором 3.After raising the bucket to the transport position, the driver raises the valve spool 6 to the extreme position, in which the rod cavity of the hydraulic cylinder 5 communicates, through an adjustable hydraulic throttle 7, with the hydraulic accumulator 3.

Гидроаккумулятор 3 образует упругую связь между рамой и ковшом, через регулируемый гидродроссель 7, выполняющий функции демпфера. В результате уменьшается амплитуда колебаний ковша, уменьшаются динамические нагрузки, передаваемые на тягач, и повышается плавность хода. Это дает возможность увеличить скорость движения скрепера на транспортном режиме при перемещении грунта к месту отсыпки и возвращении после отсыпки к месту набора. Поскольку время транспортного режима многократно превышает время набора грунта в ковш и является основной составляющей времени рабочего цикла скрепера, то его сокращение обеспечивает существенное повышение производительности скрепера.The accumulator 3 forms an elastic connection between the frame and the bucket through an adjustable hydraulic throttle 7, which acts as a damper. As a result, the vibration amplitude of the bucket is reduced, the dynamic loads transmitted to the tractor are reduced, and the ride is increased. This makes it possible to increase the speed of the scraper in the transport mode when moving the soil to the place of dumping and returning after dumping to the place of collection. Since the time of the transport mode is many times longer than the time it takes for soil to enter the bucket and is the main component of the scraper's working cycle, its reduction provides a significant increase in the scraper's productivity.

Таким образом, предложенная система управления догружающим устройством, в сравнении с прототипом, обеспечивает повышение надежности за счет упрощения конструкции и облегчение управления рабочим процессом путем сокращения необходимых управляющих воздействий машиниста. Кроме того, расширяются функциональные возможности элементов догружающего устройства при использовании их для повышения плавности хода на транспортном режиме, что позволяет увеличить скорость перемещения скрепера, сократить время рабочего цикла и повысить производительностьThus, the proposed control system for the additional loading device, in comparison with the prototype, provides an increase in reliability by simplifying the design and facilitating the control of the work process by reducing the necessary control actions of the driver. In addition, the functionality of the elements of the additional loading device is expanded when they are used to increase the smoothness of the movement in transport mode, which makes it possible to increase the speed of the scraper movement, shorten the cycle time and increase productivity.

Claims (1)

Система управления догружающего устройства скрепера, содержащая гидронасос, гидроцилиндр догрузки, гидроаккумулятор и гидроцилиндр привода ковша с гидрораспределителем, отличающаяся тем, что она снабжена регулируемым редукционным гидроклапаном, электроуправляемым двухпозиционным гидрораспределителем, путевым включателем и регулируемым гидродросселем, причем последний включен в гидролинию, соединяющую гидроаккумулятор с гидрораспределителем, который выполнен четырехпозиционным с возможностью сообщения полости подъема гидроцилиндра ковша с гидроаккумулятором, в одной из позиций золотника, а гидроаккумулятор сообщен одной гидролинией с гидронасосом через регулируемый редукционный гидроклапан и второй гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра догрузки через электроуправляемый двухпозиционный гидрораспределитель, при этом его соленоид соединен электролинией управления с путевым включателем, установленным на гидроцилиндре привода ковша.The control system of the scraper reloading device containing a hydraulic pump, a reloading cylinder, a hydraulic accumulator and a bucket drive hydraulic cylinder with a hydraulic distributor, characterized in that it is equipped with an adjustable pressure reducing valve, an electrically controlled two-position hydraulic valve, a travel switch and an adjustable hydraulic valve, the latter being included in the hydraulic valve , which is made four-position with the possibility of communicating the cavity of the lifting of the bucket hydraulic cylinder with the hydraulic accumulator, in one of the positions of the spool, and the hydraulic accumulator is connected by one hydraulic line with the hydraulic pump through an adjustable pressure reducing valve and the second hydraulic line with the piston cavity of the hydraulic cylinder for reloading through an electrically controlled two-position hydraulic valve, while its solenoid valve is connected control with a travel switch installed on the bucket drive hydraulic cylinder.
RU2021108201A 2021-03-26 2021-03-26 Scraper loading device control system RU2761274C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108201A RU2761274C1 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Scraper loading device control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108201A RU2761274C1 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Scraper loading device control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761274C1 true RU2761274C1 (en) 2021-12-06

Family

ID=79174468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108201A RU2761274C1 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Scraper loading device control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761274C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798444C1 (en) * 2022-06-09 2023-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" Scraper

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3227051A (en) * 1964-02-28 1966-01-04 Caterpillar Tractor Co Hydraulic circuit for tractor drawn scrapers and the like
SU1631135A1 (en) * 1988-07-01 1991-02-28 Псковский филиал Ленинградского политехнического института им.М.И.Калинина Scraper unit
SU1638272A1 (en) * 1988-07-04 1991-03-30 Воронежский Политехнический Институт Hydraulics of trailed scraper
RU2182948C2 (en) * 2000-07-19 2002-05-27 Воронежский государственный технический университет Scraper with weight transfer device
RU2243329C1 (en) * 2003-06-16 2004-12-27 Воронежский государственный технический университет Hydraulic drive of trailing scraper working equipment
RU2290478C1 (en) * 2005-07-11 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Hydraulic drive of draw-booster gear
RU2302493C1 (en) * 2006-02-20 2007-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Hydraulic system for filling-up device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3227051A (en) * 1964-02-28 1966-01-04 Caterpillar Tractor Co Hydraulic circuit for tractor drawn scrapers and the like
SU1631135A1 (en) * 1988-07-01 1991-02-28 Псковский филиал Ленинградского политехнического института им.М.И.Калинина Scraper unit
SU1638272A1 (en) * 1988-07-04 1991-03-30 Воронежский Политехнический Институт Hydraulics of trailed scraper
RU2182948C2 (en) * 2000-07-19 2002-05-27 Воронежский государственный технический университет Scraper with weight transfer device
RU2243329C1 (en) * 2003-06-16 2004-12-27 Воронежский государственный технический университет Hydraulic drive of trailing scraper working equipment
RU2290478C1 (en) * 2005-07-11 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Hydraulic drive of draw-booster gear
RU2302493C1 (en) * 2006-02-20 2007-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Hydraulic system for filling-up device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798444C1 (en) * 2022-06-09 2023-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" Scraper

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5257807B2 (en) Energy recovery and reuse technology for hydraulic systems
US9644339B2 (en) Damper operation control device and damper operation control method for working vehicle
CN103403362B (en) There is the hydraulic control system of cylinder stall strategy
US10030364B2 (en) Hydraulic system having automatic ride control
CA2573504C (en) Control system for an electronic float feature for a loader
CN103403364B (en) There is the hydraulic control system of cylinder stall strategy
US9086061B2 (en) Energy recovery hydraulic system
CZ279137B6 (en) Apparatus for recuperation of potential energy of a working device of a building or earth-moving machine
CN110352304B (en) Construction machine
CN107893786A (en) The control system of engineering machinery and the control method of engineering machinery
CN108603359A (en) Excavator
KR20160116338A (en) Hybrid powermode with series hybrid
CN112689695B (en) System and method for regeneration of energy released from a work implement
CN104603372A (en) Hydraulic control system
RU2761274C1 (en) Scraper loading device control system
JP5626712B2 (en) Energy recovery and reuse technology for hydraulic systems
US10767674B2 (en) Construction machine
CN109642416B (en) Control system for construction machine and control method for construction machine
US4504185A (en) Hydraulic circuit of hydraulic power shovel
RU2302493C1 (en) Hydraulic system for filling-up device
JP6078292B2 (en) Hydraulic drive system
RU2243329C1 (en) Hydraulic drive of trailing scraper working equipment
RU2806779C2 (en) Hydraulic drive of boom working equipment of earthmoving machine
RU2798444C1 (en) Scraper
RU2769209C1 (en) Hydraulic drive of the loader boom