SU1641953A1 - Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором - Google Patents
Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором Download PDFInfo
- Publication number
- SU1641953A1 SU1641953A1 SU884401144A SU4401144A SU1641953A1 SU 1641953 A1 SU1641953 A1 SU 1641953A1 SU 884401144 A SU884401144 A SU 884401144A SU 4401144 A SU4401144 A SU 4401144A SU 1641953 A1 SU1641953 A1 SU 1641953A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- digging
- lever
- angle
- hydraulic
- excavator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к экскаваторо- строению, точнее к гидравлическим экскаваторам . Цель - упрощение управлени экскаватором, повышение качества работ и производительности при производстве за- чистных и планировочных операций при обеспечении движени ковша по пр молинейным траектори м, пересекающимс в фиксированной точке в зоне опорного контура механизма передвижени и положени касательной силы сопротивлени грунта копанию , направленной в эту же зону. Экскаватор включает ходовое устройство 1, поворотную платформу 2, стрелу 3, руко ть 4, ковш 5 и след щий привод (СП), который снабжен стабилизаторами траектории и углов копани , выполненных в виде гидрораспределителей (ГР) с запорно-регулирую- щими золотниками с приводом В систему трубопроводов установлены ГР с возможностью дозированной подачи рабочей жидкости в полости гидроцилиндров стрелы и ковша. Подвижные элементы приводов обеспечивают осевые перемещени золотников . Неподвижные элементы приводов (гайка) служат дл задани сохран емых параметров копани (угла копани ). Геометрически подобный рабочему оборудованию экскаватора СП выполнен из отдельного рычага и КРМ и снабжен трем парами гидроцилиндров , соединенных между собой попарно и размещенных геометрически подобно цилиндрам управлени , причем один из цилиндров каждой пары установлен на рычагах СП а другие - на рабочем оборудовании . При переводе на режим автоматического управлени СП позвол ет сохран ть заданные углы и траектории копани . При необходимости может быть произведена коррекци элементов СП с изменением положени КРМ 4 з.п ф-лы, 12 ил сл с ( ь ю ел ы
Description
13иире емие относитс к экскаваторо- строению, точнее к гидравлическим экскаваторам .
Цель изобретени - упрощение управлени экскаватором, повышение качества работы производительности при производстве зачистных и планировочных операций при обеспечении движени ковша по пр молинейным траектори м, пересекающимс в фиксированной точке в зоне опорного контура механизма передвижени и положени хасательной силы сопротивлени грунта копанию, направленной в эту же зону .
Нафиг.1 показан гидравлический экскаватор , оборудованный устройством автоматического копани , на фиг.2 гидравлическа схема привода рабочего
оборудовани ; на фиг.З и 4 - варианты схем кулисно-рычажного механизма след щего привода с гидравлическими передатчиками угловых перемещений; на фиг,5 - схема безнасосной гидравлической пары передатчиков угловых перемещений; на фиг.6 - схема взаимосв зи рычага-задатчика угла копани со звеном-хранителем его исходного положени ; на фиг.7 - сечение А-А на фиг.6; на фиг.8 - след щий привод стабилизаторов траектории и угла копани с гидромеханическими механизмами угловых перемещений; на фиг.9 - стабилизатор траектории копани с кулачковым толкателем; на фиг. 10- схема включени кулачка в режиме автоматического управлени ; на фиг.11 - стабилизатор угла копани с винтовым толкателем; на фиг.12 - стабилизатор угла копани с дифференциальным толкателем.
Гидравлический экскаватор включает ходовое устройство 1, поворотную платформу 2 и рабочее оборудование, состо щее из стрелы 3, руко ти 4 и ковша 5 (фиг.1).
Гидросхема привода рабочего оборудовани экскаватора включает гидроцилиндры 6,7,8 стрелы, руко ти, ковша соответственно, их распределители 9,10,11, основные насосы 12,13 и вспомогательный насос 14 маслостанции и систему трубопроводов (фиг.2).
Устройство дл автоматического копани включает стабилизатор траектории копани 15 и стабилизатор угла копани 17 и след щий привод (фиг.З и 4), предназначенный дл выработки передаваемых стабилизаторам команд на коррекцию траектории и угла копани по рассогласованию заданных и текущих значений этих величин. Имеетс также стабилизатор угла копани 18 (фиг. 12).
След щий привод состоит из кулисно- рычажного механизма а, Ь, с, d, f (фиг.3,4) - имитатора угловых перемещений стрелы, руко тки и ковша и передатчиков этих перемещений от указанных элементов рабочего оборудовани кулисно-рычажному механизму .
В случае передачи перемещений гидт равлическими устройствами механизм представл ет собой отдельный рычаг de (фиг.З) и п тизвенник из трех шарнирно соединенных рычагов ab, be и cd и одной кулисы в виде ломаного рычага afd, соединенного с рычагом cd шарниром, а с рычагом ab шарниром с ползуном а. Адекватным описанному вл етс также п тизвенник , в котором ломаный рычаг afd заменен кулисой af и рычагом df (фиг,4) с шарниром в точке а и ползуном в точке f. В любом из этих исполнений ломана а, Ь, с,
d геометрически подобна ломаной ABCD в действительной схеме рабочего оборудовани экскаватора (фиг. 1,8), где А - фиксированна точка внутри опорного контура
ходового устройства экскаватора, вл юща с полюсом пучка пр мых АЕ, AEi, AE2 и т.д., по которым направлены задаваемые траектории копани , В, С и D - шарниры соединени стрелы с поворотной платфор0 мой экскаватора, а также стрелы, руко ти и ковша между собой, Е - режущие кромки зубьев ковша. Геометрическое подобие достигаетс пропорциональностью длин рычагов ab, be и cd (фиг.З и 4) соответственно
5 рассто ни м АВ, ВС и CD (фиг.1), а также равенствами углов adc ABC и г bed BCD,4Cde .iCDE.
Кулисно-рычажный механизм св зан с рабочим оборудованием экскаватора уст0 ройствами дл передачи угловых перемеще- ний в виде трех пар гидроцилиндров, кажда из которых образует автономную замкнутую безнасосную систему, обеспечивающую одинаковые перемещени штоков
5 каждого из ее гидроцилиндров, например, выполненную по представленной схеме (фиг.5) при условии равенства рабочих площадей поршней в соедин емых трубопроводом 19 полост х. Гидроцилиндр 20 лервой
0 пары устанавливаетс при вершине угла В (фиг,1) на образующих угол элементах рабочего оборудовани , а гидроцилиндр 21 (фиг.3.4 и 5)- при вершине угла В на образующих угол рычагах кулисно-рычажного механизма
5 с соблюдением равенства плеч BG bg; BH bh. Аналогично устанавливайс при вершинах углов Сие (фиг. 1,3 и 4), а также D и d пары гидроцилиндров соответственно 22 и 23, 24 и 25.
0 При настройке кулисно-рычажного механизма уравнивают углы при вершинах Ь и В, с и С, d и D при любом фиксированном взаимном расположении элементов рабочего оборудовани . В рабочем режиме гидро5 цилиндры 20, 22 и 24 производ тс в движение теми элементами рабочего оборудовани , на которых эти гидроцилиндры закреплены . Выталкиваема из поршневых полостей этих гидроцилиндров или всасы0 ваема в них рабоча жидкость соответственно регулирует объемы штоковых полостей гидроцилиндров 21,23 и 25, вследствие чего их штоки перемещаютс равновелико перемещени м штоков гидроци5 линдров 20,22 и 24. Дл преодолени сопро- тивлений в шарнирах и ползуне кулисно-рычажного механизма при этих перемещени х в поршневые полости гидроцилиндров 21, 23 и 25 вмонтированы пружины сжати 26 (фиг.5). Вследствие этих перемещений ломана abcde (фиг.З и 4) с точностью до длины рычага de в любой момент времени сохран ет геометрическое подобие с ломаной ABCDE (фиг.1) в действительной схеме рабочего оборудовани . При длине рычага df (фиг.З и 4), пропорциональной рассто нию DE (фиг.1) с прежним коэффициентом пропорциональности кулиса af (фиг.З и 4) в начале операции копани имитирует заданную траекторию движени шарнира D (фиг. 1} соединени руко ти с ковшом, котора при посто нном угле наклона копани , равном углу afd, будет параллельной заданной траектории движени зубьев ковша АЕ.
Кулисно-рычажный механизм закреплен на поворотной платформе экскаватора рычагом со (фиг.З и 4). Поворот кулисы af в рабочем режиме в ту или иную сторону относительно неподвижного полюса d свидетельствует об отклонении траектории движени шарнира D от заданного направ- л ни , а следовательно, об отклонении траектории копани от заданного направлени при посто нном угле копани . Поэтому в качестве выходного сигнала рассогласовани заданного и текущего направлений траектории копани при посто нном угле копани принимаетс вс кое угловое перемещение кулисы af или рычага df, угловое перемещение рычага de относительно угла копани от посто нного значени , заданного начальным положением рычага df. Так как в рабочем режиме рычаг df может отклон тьс от своего начального положени , то дл сохранени информации об этом положении с целью оценки по ней текущих отклонений рычага de в след щую систему вводитс звено 27 (фиг.б), свободно посаженное на ось, проход щую через полюс d, и удерживаемое в равновесном положении относительно рычага df пружинами 28 и 29, а также фиксируемое в этом положении под- пружиненнным шариком 30 (фиг.7). Звено 27 (фиг.б) может быть также заторможено тормозом 31. В исходном положении это звено расторможено и занимает равновесное положение относительно рычага df. При переходе к автоматическому режиму управлени звено 27 затормаживают на врем операции копани , сохран этим информацию об исходном положении рычага df.
В след щем приводе с гидромеханическим передатчиком (фиг.8) кулисно-рычаж- ный механизм отличаетс от описанных ранее (фиг.З и 4) тем, что его шарнир b совмещен с осью п ты стрелы В, шарнир а расположен на отрезке АВ, а шарнир с - на оси стрелы В С, кулиса df жестко соединена
с рычагом af (вместо df в схеме по фиг.З и 4) со стороны шарнира а, а с рычагом cd - шарниром с ползуном. Сохранено прежнее геометрическое подобие ломаных abed и
5 ABCD, а также рычага af и рассто ни DE. Неподвижным вл етс звено ab. Звено ае, имитирующее угловые перемещени ковша, отнесено к полюсу а, сохранена описанна ранее гидравлическа система передачи уг10 ловых перемещений от ковша к этому звену и устройство дл хранени информации об исходном положении рычага af. Дл передачи кулисно-рычажному механизму угловых перемещений руко тки дополнительно вве5 дена т га dn, котора совместно с рычагом cd образует параллелограммный механизм , а дл приведени этих перемещений к полюсу а еще четыре т ги bo, ар, do и ор, причем bo ар cd; do be; op ab. 0Выходные сигналы остаютс прежними.
Стабилизатор траектории 15 копани с кулачковым толкателем (фиг.9) состоит из гидравлического распределител с запор5 но-регулирующим золотником 32, перемещающимис в корпусе 33 от кулачкового толкател , состо щего из кулачкз 34 и установленного на золотнике ролика 35, поджимаемого к кулачку пружиной 36. Кулачок 34
0 свободно посажен на валик 37, жестко соединенный в полюсе d (фиг.З и 4) или а (фиг.8) кулисно-рычажного механизма с рычагом соответственно df или af, и в нерабочем состо нии посредством пружин 38 (фиг.9) и
5 фиксатора (фиг.7) устанавливаетс в равновесное положение, при котором золотник перекрывает каналы, соедин ющие нагнетательную и сливные магистрали с полост ми гидроцилиндров стрелы. Такое
0 положение золотик сохран ет на прот жении всего времени рычажного управлени экскаватором.
Рабоча поверхность кулачка 34 состоит из трех характерных участков; двух кру5 говых цилиндрических поверхностей посто нной кривизны - меньшей и большей , соответствующих крайним нижнему и верхнему положени м золотника, и переходной цилиндрической поверхности пере0 менной кривизны. Валик 3 соедин етс с кулачком 34 посредством фрикционной муфты 39 (фиг. 10). Стабилизатор угла копани 17с винтовым толкателем (фиг.11) отличаетс от стабилизатора траектории
5 копани 15 конструкцией толкател , выполненного в виде пары винт - гайка. Винт 40 через упорный подшипник 41 одним концом соединен с золотником гидрораспределител , а другим по схеме скольз щей шпонки - с рычагом de (фиг.З и 4) или ае (фиг 8) кулисно-рычажного механизма. Гайка 42 (фиг.11) установлена на неподвижной части экскаватора - на корпусе гидрораспределител с возможностью свободного вращени . Она выполнена заодно целое с рычагом 27 (также фиг.6). В нерабочем состо нии га йка 42 расторможена, а гидрораспределитель отключен от основной гидравлической системы экскаватора, В таком состо нии гидпппмпмндр ковша подготовлен дл работы в режиме ручного управлени ,
Перед включением автоматичесокго режима оператор, управл вручную, устанавливает в исходное положение ковш, а вместе с ним кулису af (фиг.З и 4) или df (фиг.8), задава тем самым траекторию движени шарнира D. Дл работы в автоматическом режиме золотники распределителей стрелы 9 и ковша 11 (фиг,2)устанавливаютс в нейтральное положение и вместо них подключаютс стабилизатор траектории копани и стабилизатор угла копани . Дл этого валик 37 стабилизатора траектории копани посредством фрикционной муфты 39 (фиг. 10) сцепл ют с кулачком 34, который, враща сь вместе с валиком 37, приводит в движение золотник 32 (фиг.9), сообщающий нагнетательную и сливные линии с соответствующими полост ми гидроцилиндров стрелы.
Дл подключени стабилизатора угла копани 17 гайку 42 затормаживают тормозом 31. При этом выходной сигнал отклонени угла копани от заданного значени в виде углового перемещени рычага de(ae) (фиг.З и 4 и 8) относительно заторможенного звена 27(также фиг.6) или гайки 42 преобразуетс в поступательное движение золотника , который сообщает нагнетательную и сливные магистрали с соответствующими полост ми гидроцилиндра ковша.
При подаче определенного количества рабочей жидкости в соответствующие полости гидроцилиндров стрелы и ковша обеспечиваетс угловое перемещение стрелы b в направлении уменьшени отклонени корректируемой траектории от заданной и угловое перемещение ковша в направлении снижени отклонени фактического угла копани от заданного.
После устранени отклонени стрелы валик 37 совместно с кулачком 34 стабилизатора траектории копани возвращаетс в исходное положение,
После корректировки положени ковша рычаг de(ae) совмещаетс со звеном 27 (фиг.6) и золотник стабилизатора угла копани 17 перекрывает каналы подачи рабочей жидкости к гидроцилиндру ковша.
Стабилизатор угла копани 18 с дифференциальным толкателем (фиг, 12) отличаетс от описанного стабилизатора конструкцией толкател и состоит из двух
косозубых зубчатых колес 43,44, вход щих в зацепление с одним шевронным колесом 45. Косозубое колесо 43 жестко соединено со звеном 27 кулисно-рычажного механизма (фиг.6), а колесо 44 с рычагом de(ar) (фиг.З,4
0 и 8), Шевронное колесо 45 свободно вращаетс на штоке золотника и через упорные подшипники 46 и 47 (фиг. 12) может перемещать его в осевом направлении. Нерабочему состо нию соответствует растормо5 женное, а рабочему (в автоматическом режиме ) заторможен мое посредством тормоза 31 (фиг.6) положение косозубого колеса 43. При отклонении угла копани от заданного косозубое колесо 44, враща сь, перемещает
0 в осевом направлении шевронное колесо 45, а вместе с ним золотник, который регулирует поток рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндр ковша.
Claims (4)
- Формула изобретени51.Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором, включающее стрелу и шарнирно св занные с ней руко ть, ковш и гидроцилиндры управлени , маслостанцию, систему трубопроводов0 с запорно-регулирующей арматурой, заполненную рабочей жидкостью, и след щий привод, отличающее с тем, что, с целью упрощени управлени экскаватором, повышени качества работ и производитель5 ности при производстве зачистных и планировочных операций при обеспечении движени ковша по пр молинейным траектори м , пересекающимс в фиксированной точке в зоне опорного контура механизма0 передвижени и положени касательной силы сопротивлени грунта, копанию, направ- ленной в эту же зону, оно снабжено стабилизаторами траектории и углов копани , выполненными в виде гидрораспреде5 лителей с запорно-регулирующими золотниками с приводом и установленными в системе трубопроводов с возможностью дозированной подачи рабочей жидкости в полости гидроцилиндров стрелы и ковша,0 при этом приводы золотников гидрораспределителей соединены со след щим приводом , причем стабилизатор траектории копани имеет кулисно-рычажный механизм с управл ющим кулачковым толкате5 лем и фрикционную муфту включени , при этом управл ющий кулачковый толкатель установлен с возможностью осевого перемещени золотника гидрораспределител , а стабилизатор угла копани имет винтовую пару, гайка которой установлена с возможностью ее перемещени в пространстве и фиксаций заданного угла копани , а винт - с возможностью взаимодействи с золотником в осевом направлении,2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е - е с тем, что кулачковый толкатель золотника стабилизатора траектории копани снабжен упругими элементами возврата в исходное положение и подпружиненным шариковым фиксатором.
- 3.Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч a tout е е с тем, что стабилизатор угла копани снабжен дифференциальным механизмом управлени , выполненным из двух косозу- бых шестерен и сцепленной с ними шеврон- ной шестерни, при этом одна косозуба шестерн установлена с возможностью фиксации заданного угла копани , а друга соединена со след щим приводом, причем шевронна шестерн установлена с воз- можностью свободного вращени на штоке золотника и его осевого перемещени .
- 4.Устройство поп.1,отличающе - е с тем, что след щий привод стабилизаторов траектории и угла копани выполнен в виде отдельного рычага и кулисно-рычажного механизма, геометрически подобного рабочему оборудованию экскаватора, при этом кулисно-рычажный механизм имеет кулису и рычаг-задатчик угла копани , соединенные между собой с возможностью поворота и фиксации рычага, причем угол между их ос ми равен заданному углу копани , при этом кулисно-рычажный механизм и отдельный рычаг снабжены трем парами гидроцилиндров, соединенных попарно между собой по безнасосной схеме и установленных геометрически подобно гидроцилиндрам управлени рабочим оборудованием, причем одни из цилиндров каждой пары установлены на рычагах кулис- но-рычажного механизма, а другие на рабочем оборудовании.
- 5, Устройст во по пп ij-i 4, о т л и ч а ю - щ е е с тем, что один пз рычагов кулисно- рычажного механизма совмещен со стрелой , при этом кулисно-рычажный механизм шарнмрно соединен со стрелой и руко тью посредством системы продольных и поперечных т г, образующих три св занных между собой параллелограмма дл передачи угловых перемещений руко ти.г/У LcEfe i / -.-v -Фю.1/W/y//7////////t/Tv/y/TF},-- i5/0////5CfWOi6-/3Фаг. IЯ-17W.16,9iдФиг.З$&Q ,L)20(/2 24} WM dj/ i69( 2{(2Ы5) Фиг. 5/УФагМ51 off уМ if иг. 6НагнетаниеСливРиг.9Риг.837JL#АJ9DЙи.//7de(ae)tf ъидроцилиндру Фиг. 11ковшаitinъitушргw/mm.PR
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884401144A SU1641953A1 (ru) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884401144A SU1641953A1 (ru) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1641953A1 true SU1641953A1 (ru) | 1991-04-15 |
Family
ID=21364930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884401144A SU1641953A1 (ru) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1641953A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745144C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2021-03-22 | Дж.С. Бэмфорд Экскавейторс Лимитед | Способ управления машиной для перемещения материалов |
-
1988
- 1988-03-31 SU SU884401144A patent/SU1641953A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Азорское Свидетельство СССР № 353002, кл. Е 02 F 3/42, 1970. Патент US № 4059196, кл. Е 02 F 3/32, 1978. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745144C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2021-03-22 | Дж.С. Бэмфорд Экскавейторс Лимитед | Способ управления машиной для перемещения материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5226349A (en) | Variable displacement hydrostatic pump and improved gain control thereof | |
US4662684A (en) | Rotary rock and trench cutting saw | |
US3803987A (en) | Servoactuated hydraulic transducer apparatus | |
US4410049A (en) | Directional valve means for positioning machine units | |
US20140172246A1 (en) | Automatic Swing and Radius Control System and Method for a Machine Implement | |
DE112009000259T5 (de) | Werkzeugsteuerungssystem | |
US20140166362A1 (en) | Implement Pose Control System and Method | |
SU1641953A1 (ru) | Устройство автоматического управлени гидравлическим экскаватором | |
US3142963A (en) | Hydraulic apparatus | |
US3306385A (en) | Vehicle drive and steering system | |
EP0059219B1 (en) | Structure of operating section of excavating vehicle | |
AU622818B2 (en) | Direction correcting device for shield tunnelling machine | |
US4381702A (en) | Displacement control for a hydraulic pump or motor with failure override | |
GB2333579A (en) | Displacement control device with servo assisted manual operation | |
US4211079A (en) | Positive neutral control for hydrostatic transmission | |
US3898811A (en) | Control linkage for dual path hydraulic drive | |
CN111980089B (zh) | 用于平土机的转盘驱动系统 | |
US11898320B2 (en) | Circle drive system for a grading machine | |
US4248137A (en) | Feedback mechanism for variable displacement hydraulic device having an electrohydraulic controller | |
US3430722A (en) | Apparatus to synchronize fluid drives with mechanical drives | |
US2863234A (en) | Two speed steering | |
US4343099A (en) | Apparatus for the parallel guidance of the bucket of a hydraulic excavator | |
US4211282A (en) | Adjustable blade stabilizer and controls | |
US6202790B1 (en) | Multiple speed lubrication system for a work vehicle | |
US3927527A (en) | Mechanical multiplier-design II |