RU2785775C1

RU2785775C1 - Working equipment of a motor grader

Info

Publication number: RU2785775C1
Application number: RU2021135793A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Жулай; Виталий Леонидович Тюнин; Алексей Николаевич Щиенко; Евгений Владимирович Кожакин; Владислав Александрович Трошин
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2022-12-13

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of road engineering, in particular, to motor graders with hydraulic-powered control of the working body. The working equipment of the motor grader comprises a traction frame, a slewing ring of the working body with a gear crown, and two hydraulic cylinders with crank mechanisms and toothed gears. The crank mechanisms are connected with the toothed gears via mechanical controlled engagement couplings.

EFFECT: simple reliable system for controlling the slewing ring of the working body of the hydraulically driven motor grader, ensuring the protection of the elements of the main blade from breakage in case of collision with an insurmountable obstacle.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области дорожного машиностроения, в частности к автогрейдерам, имеющим гидрофицированное управление рабочим органом.The invention relates to the field of road engineering, in particular to motor graders with hydraulic control of the working body.

Известно рабочее оборудование автогрейдера, содержащее тяговую раму, поворотный круг рабочего органа, который приводится во вращение двумя гидроцилиндрами (авторское свидетельство SU №1682482. Опубл. 07.10.1991, бюл. №37). Оно имеет низкую надежность, так как не обеспечивается защита элементов оборудования от поломок при встрече отвала с непреодолимым препятствием.Known working equipment of a motor grader, containing a traction frame, a rotary circle of the working body, which is driven by two hydraulic cylinders (copyright SU No. 1682482. Publ. 07.10.1991, bull. No. 37). It has low reliability, since it does not provide protection for equipment elements from breakdowns when the blade meets an insurmountable obstacle.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является.The closest in technical essence to the claimed invention is.

Рабочее оборудование автогрейдера, содержащее тяговую раму, поворотный круг рабочего органа с зубчатым венцом, два гидроцилиндра с кривошипными механизмами и зубчатыми шестернями, гидрораспределитель с приводом от поворотного круга (патент RU №2155254. Опубл. 27.08.2000, бюл. №24).The working equipment of a motor grader, containing a traction frame, a rotary circle of the working body with a gear ring, two hydraulic cylinders with crank mechanisms and gears, a hydraulic distributor driven by a rotary circle (patent RU No. 2155254. Published 27.08.2000, bull. No. 24).

Оно имеет низкую надежность из-за наличия сложной гидравлической системы с гидрораспределителем с приводом от поворотного круга, требующее сложной настройки для синхронизации его работы с гидроцилиндрами с кривошипными механизмами, повышенного износа распределителя из-за постоянного вращения сердечника, кроме того проходные сечения такого распределителя изменяются в зависимости от положения распределительной плиты, уменьшаясь вблизи крайних положений ходов гидроцилиндров, соответственно, уменьшая скорость движения и усилие развиваемое ими.It has low reliability due to the presence of a complex hydraulic system with a hydraulic distributor driven by a rotary circle, which requires complex settings to synchronize its operation with hydraulic cylinders with crank mechanisms, increased wear of the distributor due to the constant rotation of the core, in addition, the flow sections of such a distributor change in depending on the position of the distribution plate, decreasing near the extreme positions of the strokes of the hydraulic cylinders, respectively, reducing the speed of movement and the force developed by them.

Техническим результатом изобретения является создание надежной и простой системы управления поворотным кругом рабочего органа автогрейдера с гидроприводом, которая обеспечит защиту элементов основного отвала от поломок при встрече его с непреодолимым препятствием.The technical result of the invention is the creation of a reliable and simple control system for the turning circle of the working body of a motor grader with a hydraulic drive, which will protect the elements of the main blade from breakage when it encounters an insurmountable obstacle.

Указанный результат достигается достигается тем, что в рабочем оборудовании автогрейдера, содержащем тяговую раму, поворотный круг рабочего органа (отвала) с зубчатым венцом, два гидроцилиндра с кривошипным механизмами и зубчатыми шестернями, отличающееся тем, что кривошипные механизмы соединены с зубчатыми шестернями посредством сцепных механических управляемых муфт. Это позволит за счет исключения из конструкции гидрораспределителя с приводом от поворотного круга, требующего сложной настройки для синхронизации его работы с гидроцилиндрами с кривошипными механизмами, повышенный и изменяемые проходные сечения повысить надежность, скорости движения и усилия, развиваемые гидроцилиндрами.This result is achieved by the fact that in the working equipment of a motor grader, containing a traction frame, a rotary circle of the working body (dump) with a gear rim, two hydraulic cylinders with crank mechanisms and gears, characterized in that the crank mechanisms are connected to the gears by means of mechanically controlled couplings. couplings. This will allow, due to the exclusion from the design of the hydraulic distributor driven by a turntable, which requires complex settings to synchronize its operation with hydraulic cylinders with crank mechanisms, increased and variable flow sections to increase the reliability, speed and effort developed by hydraulic cylinders.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где показаны схемы взаимодействия элементов рабочего оборудования автогрейдера.The essence of the invention is illustrated by drawings, which show the interaction diagrams of the elements of the working equipment of the motor grader.

На фиг. 1 изображен общий вид рабочего оборудования.In FIG. 1 shows a general view of the working equipment.

На фиг. 2 - принципиальная гидрокинематическая схема.In FIG. 2 is a schematic hydrokinematic diagram.

Рабочее оборудование состоит из тяговой рамы 1, поворотного круга 2 отвала с зубчатым венцом наружного или внутреннего зацепления, который через зубчатые шестерни 3 и 4 посредством сцепных механических управляемых муфт 5 и 6 с исполнительными механизмами 11 и 12 и блоком управления ими связан с двумя кривошипными механизмами 7 и 8. Гидроцилиндры 9 и 10 шарнирно соединены с кривошипными механизмами 7 и 8, при этом ход штоков гидроцилиндров должен обеспечивать поворот рычагов кривошипных механизмов 7 и 8 на угол 150-130 градусов для исключения попадания кривошипных механизмов в мертвые точки. Исполнительные механизмы 11 и 12 обеспечивают соединение и разъединение шестерен 3 и 4 с кривошипными механизмами 7 и 8, а блок управления обеспечивает своевременное их включение или выключение в соответствии с направлением движения гидроцилиндров 9 и 10.The working equipment consists of a traction frame 1, a turning circle 2 of a blade with a gear rim of external or internal gearing, which is connected to two crank mechanisms through gears 3 and 4 by mechanically controlled couplings 5 and 6 with actuators 11 and 12 and their control unit. 7 and 8. The hydraulic cylinders 9 and 10 are pivotally connected to the crank mechanisms 7 and 8, while the stroke of the hydraulic cylinder rods must ensure the rotation of the levers of the crank mechanisms 7 and 8 at an angle of 150-130 degrees to prevent the crank mechanisms from getting into dead spots. Actuators 11 and 12 provide connection and disconnection of gears 3 and 4 with crank mechanisms 7 and 8, and the control unit ensures their timely switching on or off in accordance with the direction of movement of hydraulic cylinders 9 and 10.

Рассмотрим функционирование предложенного рабочего оборудования автогрейдера на примере его работы с гидравлическими исполнительными механизмами (гидроцилиндрами) и гидравлическим блоком управления (золотниковым гидрораспределителем) сцепных механических управляемых муфт приведенных.Let us consider the operation of the proposed working equipment of a motor grader using the example of its operation with hydraulic actuators (hydraulic cylinders) and a hydraulic control unit (spool valve) of mechanically controlled clutches.

Для поворота отвала по часовой стрелке золотниковый распределитель блока управления 13 перемещается в левое положение. Поворот отвала происходит при подаче давления жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 9 и сливе ее из штоковой полости, с помощью гидрораспределителя 15. При этом одновременно давление жидкости подается в поршневую полость исполнительного механизма (гидроцилиндра) 11 и штоковую полость исполнительного механизма (гидроцилиндра) 12 с организацией слива жидкости из противоположных полостей. Таким образом, обеспечивается замыкание сцепной механической управляемой муфты 5 и размыкание сцепной механической управляемой муфты 6. Следовательно, при выдвижении штока гидроцилиндра 9 жестко связанная с ним сцепной муфтой зубчатая шестерня будет поворачиваться вокруг своей оси, и поворачивать связанный с ней зубчатый венец поворотного круга по часовой стрелке. Другая зубчатая шестерня 4 также находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом будет свободно вращаться вокруг своей оси, т.к. у нее нет жесткого соединения с кривошипным механизмом 8 из-за разомкнутой сцепной муфты 6. Шток гидроцилиндра 10 в это время находится в покое. Это будет происходить до тех пор, пока шток гидроцилиндра 9 не выйдет на полный ход до упора.To turn the blade clockwise, the spool valve of the control unit 13 moves to the left position. Blade rotation occurs when fluid pressure is applied to the piston cavity of the hydraulic cylinder 9 and drained from the rod cavity using the hydraulic distributor 15. draining fluid from opposite cavities. Thus, the closing of the mechanically controlled clutch 5 and the opening of the mechanically controlled clutch 6 are ensured. Therefore, when the rod of the hydraulic cylinder 9 is extended, the toothed gear rigidly connected to it by the clutch will rotate around its axis, and turn the ring gear of the turning circle associated with it clockwise arrow. Another toothed gear 4, which is also engaged with the ring gear, will freely rotate around its axis, since it does not have a rigid connection with the crank mechanism 8 due to the open coupling 6. The rod of the hydraulic cylinder 10 is at rest at this time. This will happen until the rod of the hydraulic cylinder 9 comes to full speed until it stops.

После остановки штока в крайнем положении гидрораспределитель 15 переключают в положение задвигания штока, когда давление подается в его штоковую полость, а из поршневой организуется слив жидкости. При этом одновременно давление жидкости подается в штоковую полость исполнительного механизма (гидроцилиндра) 11 и поршневую полость исполнительного механизма (гидроцилиндра) 12 с организацией слива жидкости из противоположных полостей. Таким образом, обеспечивается размыкание сцепной механической управляемой муфты 5 и замыкание сцепной механической управляемой муфты 6. Это позволяет штоку гидроцилиндра 9 свободно, без взаимодействия с зубчатой шестерней 3, переместится в крайне втянутое положение. При этом находящийся в покое гидроцилиндр 10 жестко соединенный с зубчатой шестерней 4 обеспечивает неподвижность поворотного круга 2. После перемещение штока гидроцилиндра 9 в крайне втянутое положение опять включается подача давления жидкости в его поршневую полость. И описанный выше процесс поворота поворотного круга рабочего органа на определенный угол повторяется.After stopping the rod in the extreme position, the valve 15 is switched to the position of retracting the rod, when pressure is applied to its rod cavity, and fluid is drained from the piston cavity. At the same time, fluid pressure is supplied to the rod cavity of the actuator (hydraulic cylinder) 11 and the piston cavity of the actuator (hydraulic cylinder) 12 with the organization of draining the fluid from opposite cavities. Thus, the opening of the mechanically controlled clutch 5 and the closing of the mechanically controlled clutch 6 are ensured. This allows the hydraulic cylinder rod 9 to move freely, without interaction with the toothed gear 3, to an extremely retracted position. At the same time, the hydraulic cylinder 10 at rest, rigidly connected to the gear 4, ensures the immobility of the turntable 2. After the hydraulic cylinder rod 9 moves to the extremely retracted position, the fluid pressure is again supplied to its piston cavity. And the above process of turning the rotary circle of the working body at a certain angle is repeated.

Таким образом можно повернуть поворотный круг рабочего органа (отвала) на 360° по часовой стрелке.Thus, it is possible to rotate the rotary circle of the working body (dump) by 360 ° clockwise.

Для поворота отвала против часовой стрелки золотниковый распределитель блока управления 13 перемещается в правое положение и производятся все описанные выше манипуляции для гидроцилиндра 9, но теперь с гидроцидиндром 10 с помощью гидрораспределителя 14.To turn the blade counterclockwise, the spool valve of the control unit 13 moves to the right position and all the manipulations described above are performed for the hydraulic cylinder 9, but now with the hydraulic cylinder 10 using the hydraulic distributor 14.

Предохранение от поломок элементов основного отвала при встрече его с непреодолимым препятствием осуществляется с помощью предохранительных клапанов, установленных в штатной гидросистеме автогрейдера или специально установленных в гидроприводе гидроцилиндров 9 и 10 общеизвестными способами (Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. С. 382-384).Protection against breakage of the elements of the main blade when it meets an insurmountable obstacle is carried out with the help of safety valves installed in the standard hydraulic system of the motor grader or hydraulic cylinders 9 and 10 specially installed in the hydraulic drive by well-known methods (Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives: Textbook for engineering universities / T.M. Bashta, S.S. Rudnev, B.B. Nekrasov and others - 2nd ed., revised - M.: Mashinostroenie, 1982. S. 382-384).

Технический результат заключается в том, что кривошипные механизмы, соединенные с зубчатыми шестернями через сцепные механические управляемые муфты обеспечивают защиту элементов основного отвала от поломок при встрече его с непреодолимым препятствием.The technical result consists in the fact that the crank mechanisms connected to the toothed gears through mechanically controlled clutches protect the elements of the main blade from breakage when it encounters an insurmountable obstacle.

Claims

Working equipment of a motor grader, comprising a traction frame, a rotary circle of the working body with a gear ring, two hydraulic cylinders with crank mechanisms and gears, characterized in that the crank mechanisms are connected to the gears by means of mechanically controlled clutches.